DE2751113A1 - Verfahren zur optischen flammenueberwachung in verschmutzten und/oder durch schwebstoffe belasteten brennraeumen, insbesondere fuer anlagen zur beseitigung von haus- und industrieabfaellen - Google Patents

Description

• " Verfahren zur optischen Flammenüberwachung in
• verschmutzten und/oder durch Schwebstoffe b*-lasteten Brennräumen, insbesondere fUr Anlagen zur Beseitigung von Haus- und Industrieabfllen." Die Erfindung betrifft eine Flammenüberwachung in verschmutzten und/oder durch Schwebstoffe belasteten Brennräumen, insbesondere für Anlagen zur Beseitigung von Haus- und Industrieabfällen.
• Nach dem Stand der Technik ist es nicht möglich, Flammenüberwachungen in Brennräumen durchzuführen, bei denen der Zündbereich für die Flamme veit im Innern, d.h. in der Tiefe des Brennraumes liegt.
• Dies gilt insbesondere für die Verbrennung stark staubender Abfallstoffe, z.B. von Industrie- und Hausmüll. Diese Stoffe werden in aller Regel, und zwar im Interesse einer intensiven Zusammenführung mit den durch den Brenner erzeugten Verbrennungsgasen, mit dem Ziel, deren frühzeitige Selbstzündung zu erreichen, im Gegenstrom zur Flammrichtung durch den Brennraum befördert. Da der Zeitbedarf für die Verbrennung bzv. Veraschung für diese heterogen Güter sehr unterschiedlich ist, müssen die Verbrennungsanlagen, vorzugsweise Drehrohröfen, so gebaut sein, daß nach der Zündung eine noch ausreichend lange Verweilzeit in dem Brennraum gegeben ist, um das Gut in einen völlig verbrannten bzw. veraschten Zustand überführen zu können.
• In diesem Zusammenhang wird zur weiteren Erklärung der beschriebenen Situation auf die beispielsweise Ausführung einer Müllverbrennungsanlage nach dem Deutschen Patent 1 526 119 ( ZEPP verwiesen.
• Wie in Bestätigung der vorgegebenen Ausführung hieraus zu ersehen ist, ist der Brenner weit im Innern der Trommel angeordnet. Eine Übervachung ist dabei lediglich von der Stirnseite aus in beschränktem Umfang möglich, da die Staub-, Rauch- und Qualmentvicklung zwischen dem Ende der Brennerlanze und der Entleerungsseite der Trommel zu laufenden, zwar durch die Beeinträchtigung der Sichtverbindung zwischen Flammenzündpunkt und Fotozelle bedingten Störungen führt, obwohl im unmittelbaren Bereich der Flamme eine ausreichende Helligkeit schon durch die im Zünd- und Grenzbereich des Flammkegels vorhandene besondere Turbulenz gegeben ist.
• Diese Situation gilt praktisch für die Flammenüberwachung in allen Brennräumen, bei denen der Brenner,von der Stirnseite versetzt, relativ weit im Innern gezündet werden muß.
• Auch die Vervendung von radial zu einem Drehrohrofen angesetzten Ubervachungsgliedern scheidet aus, da dies im Hinblick auf die geringe Umdrehungszahl dieser Trommeln eine Vielzahl peripher angeordneter Lontrollstellen und/oder Ubervachungsgliedern, vie Fotozellen oder dergleichen, sovie von abstandsüberbrückenden verzögernden Steuermittel erfordern würde.
• Es ist deshabAufgabe dieser ERfindung, ein Verfahren nach der eingangs gegebenen lassifizierung zu nennen, durch das eine sichere Flammenüberwachung im Zündbereich der Flamme ermöglicht vird, ohne daß die Staub- oder sonstige Schwebstoffbelastung als Störfaktor wirksam werden kann.
• Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe sieht vor, daß unmittelbar im Bereich der Zündung der Flamme ein Teil des Lichtfeldes durch einen stirnseitig geöffneten Lichtkanal erfaßt und das aufgenommene Licht durch eine im ruckwärtigen Bereich des Lichtkanals angeordnete Sammellinse gebündelt und zu einer nachgeordneten Fotozelle geführt wird, wobei die Strahlungsenergie des Lichtes durch die Fotozelle in elektrische Energie gewandelt wird, die entweder direkt oder über Verstärkungs- und/oder Ubersetzungsglieder den Durchgang eines Schaltorganes für die Brennstoffzuführung beherrscht.
• Das Verfahren berücksichtigt dabei die praktisch nahezu vollständige Schwebstoffreiheit in dem Bereich der Zündung und der ersten Entwicklung des Flammkegels.
• Es ermöglicht die dort gegebene Situation, d.h. die Strahlungsenergie des Lichtes durch einen Lichtkanal ausschnittsweise zu erfassen und diese außerhalb des temperaturgefährdeten Raumes durch eine Sammellinse zu bündeln und konzentriert einer Fotozelle zu zuführen.
• Diese Konzentration der durch Schwebstoffe unbeeinflußten Lichtenergie und deren nachfolgende Wandlung in elektrische Energie sichert immer eine ausreichende Steuergröße für die Organe zur Freigabe oder Unterbindung der Brennstoffzuführung.
• Unabhängig von der durch die Heranführung des Lichtkanals an den Bereich der Zündung und die damit gegebene Staubfreiheit ist als zusätzliche Sicherheit vorgesehen, daß im Lichtkanal Überdruck gegenüber dem Brennraum eingestellt ist.
• Dieser Überdruck kann z.B. durch eine geringfügige Luft entnahme aus den Luftführungsleitungen des Brennergebläses eingestellt verden und kann sich auf wenige mm WS beschränken.
• Um eine möglichst große Fläche der Fotozelle mit Lichtenergie beaufschlagen zu können, und um die Gefahr von Überhitzungen auszuschalten, ist es zweckmäßig, daß die Fotozelle vor dem Brennpunkt der Sammellinse angeordnet ist.
• Zur optimalen Feineinstellung ist die Sammellinse verschiebbar einstellbar.
• Zur Steuerung der BrennstoffzuSührung ist festzuhalten, daß grundsätzlich das Schaltorgan bei fließendem Strom der Fotozelle geöffnet ist.
• Zusammenfassend kann gesagt werden, daß das vorgeschlagene Verfahren zur optischen FlammenUberwachung den Forderungen der Aufgabenstellung in vollem Umfange gerecht wird und insbesondere für die ?«ill- und Abfallbeseitigung eine vertvolle Hilfe ist.
• Das Verfahren wird anhand der beigefügten Systemzeichnung zusätzlich erläutert.
• Der Lichtkanal 1 wird durch ein zylindrisches Rohr, das exzentrisch an der brennerseitigen Stirnwand 11 der Trommel 10 ansetzt, in den Zündbereich der Flamme 7herangeführt. Über den Anschluß 8 am Lichtkanal wird Luft eingeführt und gegenüber dem eigentlichen Verbrennungsbereich 12 ein geringer Uberdruck eingestellt. Der Überdruck verhindert das Eindringen vcn Staub.
• Die von dem Lichtfeld des stirnseitig geöffenten Lichtkanals aufgenommenen Lichtstrahlen werden zur Sammellinse 2 geführt und von dieser gebündelt zur Fotozelle 3 weitergeleitet, wobei aus den eingangs erläuterten Gründen, die Fotozelle 3 nicht unmittelbar im Brennpunkt der Sammellinse angeordnet,sondern etwas näher an diese herangeführt ist.
• Durch die in der Fotozelle 3 stattfindende Energiewandlung fließt ein elektrischer Strom. Dieser zeigt dem Flammenüberwachungsautomaten 4 das Vorhandensein der Flamme 7 an und dieser hält aufgrund dieser Anzeige das Ölventil geöffnet. Erlischt die Flamme 7, so wird durch den Flammenüberwachungsautomaten 4 das als Ölventil wirksame Schaltorgan 5 geschlossen.

Claims (5)

1. Patentansprüche Ver£ahren zur optischen Plammenüberwachung in verschmutzten und/oder durch Schwebstoffe belasteten Brennräumen, insbesondere für Anlagen zur Beseitigung von Haus- und Industrieabfällen, dadurch gekennzeichnet, d a ß unmittelbar im Bereich der Zündung der Flamme (7) ein Teil des LichtEeldes durch einen stirnseitig ge6Pfneten Lichtkanal (1) erfaßt und das aufgenommene Licht durch eine im rückwärtigen Bereich des Lichtkanals (1) angeordnete Sammellinse (2) gebündelt und zu einer nachgeordneten Fotozelle (3) gefiihrt vird, wobei die Strahlungsenergie des Lichtes durch die Fotozelle (3) in elektrische Enerige gewandelt wird, die entweder direkt oder Ueber Verstärkungs- und/oder Ubersetzungsglieder (4) den Durchgang eines Schaltorganes (5) für die Brennsto££zu£Uhrung beherrscht.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, d a Q im Lichtkanal (1) Überdruck gegenüber dem Brennraum (12) eingestellt ist.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, d a ß die Fotozelle (3) vor dem Brennpunkt der Sammellinse (2) angeordnet ist.
4. 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, d a ß die Sammellinse (2) verschiebbar einstellbar ist.
5. 5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, d a n das Schaltorgan. (5) für die Brennstoffzuführung bei fließendem Strom der Fotozelle (3) geöffnet ist.