DE3723278C2

DE3723278C2 -

Info

Publication number: DE3723278C2
Application number: DE3723278A
Authority: DE
Inventors: Karl-Friedrich Elektroing. Haupenthal (Grad.), 7560 Gaggenau, De
Original assignee: LGZ Landis and Gyr Zug AG
Current assignee: Siemens Building Technologies AG
Priority date: 1987-06-22
Filing date: 1987-07-14
Publication date: 1989-07-27
Also published as: IT1218079B; FR2616888A1; GB2206204B; DK339888A; DK168340B1; FR2616888B1; GB2206204A; CH672949A5; GB8814189D0; DE3723278A1; DK339888D0; IT8820980A0

Description

Die Erfindung geht aus von einem UV-Flammenfühler, wie er aus der DE-AS 12 49 384 bekannt ist.

Flammenfühler werden in Verbrennungsanlagen eingesetzt, um festzustellen, ob dort die Flamme ordnungsgemäß brennt. Erlischt die Flamme während des Betriebs, so müssen sofort eine Reihe von Sicherheitsmaßnahmen ergriffen werden, insbesondere das Abschalten der Brennstoffzufuhr. Flammenfühler dürfen einerseits auf keinen Fall ein Signal für die Anwesenheit einer Flamme melden, wenn eine solche innerhalb einer vorgegebenen Zeit nicht vorhanden ist, andererseits sollen sie eine große Bereitschaftszeit für die Überwachung der Flamme aufweisen, um auch bei starken Strahlungsschwankungen innerhalb dieser vorgegebenen Zeit mindestens einmal "Flamme brennt" melden zu können.

Es gibt verschiedene Arten von Flammenfühlern, so beispielsweise Ionisationsflammenfühler und verschiedene photoelektrisch arbeitende Flammenfühler. Von den letzteren hat sich der für ultraviolette Strahlung empfindliche UV-Flammenfühler für viele Anwendungszwecke durchgesetzt, da er nicht für Strahlung im sichtbaren oder im Infrarotbereich empfindlich ist und für die Überwachung von Öl- und Gasflammen gleichwertig eingesetzt werden kann.

Flammenfühler werden zusammen mit Flammenwächtern betrieben, die das Signal des Flammenfühlers so verarbeiten, daß ein sogenanntes Flammenrelais betätigt wird, das unmittelbar nach dem Erlöschen der Flamme die dann notwendigen Sicherheitsmaßnahmen auslöst.

In verschiedenen Fällen, beispielsweise in Anlagen mit gesondert zu überwachender Pilotbrennerflamme, ist es erforderlich, einen UV-Flammenfühler und einen Ionisationsflammenfühler gleichzeitig einzusetzen. Da Ionisationsflammenfühler mit Wechselspannung betrieben werden müssen, ist es vorteilhaft, UV-Flammenfühler ebenfalls mit Wechselspannung zu betreiben, um im Flammenwächter nur eine Art von Versorgungsspannung bereitstellen zu müssen.

Der strahlungsempfindliche Bauteil eines UV-Flammenfühlers, die UV-Zelle, besitzt eine Zündspannung, die bei 200 bis 250 V liegt, bestenfalls also bei etwa 65% der Scheitelspannung des normalen 220 V-Wechselstromnetzes. Die Zündbereitschaftszeit einer UV-Zelle ist daher bei Speisung mit Netzwechselspannung stark eingeschränkt. Aus diesem Grund sind Flammenwächter schaltungen entwickelt worden, in denen die UV-Zelle des Flammenfühlers mit Gleichspannung betrieben wird (DE-PS 23 08 524), an solche Flammenwächter kann aber nicht gleichzeitig ein Ionisationsflammenfühler angeschlossen werden.

UV-Zellen neigen mit zunehmendem Alter zu spontanen, nicht durch UV-Strahlung verursachten Zündungen. Diese erzeugen dasselbe Signal wie die Anwesenheit einer Flamme. Es muß daher immer wieder geprüft werden, ob bei einem UV-Flammenfühler ein solcher fehlerhafter Zustand vorliegt. Dabei wird bei Verbrennungsanlagen, bei denen der Brenner im intermittierenden Betrieb läuft, die Prüfung in den Brennpausen vorgenommen, dafür ist keine besondere Vorrichtung notwendig. Bei Verbrennungsanlagen, die im Dauerbetrieb arbeiten, müssen automatische Prüfvorrichtungen vorgesehen sein, die während des Brennens der Flamme feststellen, ob die UV-Zelle in diesen gefährlichen Alterungszustand gelangt ist. Selbstverständlich muß auch die elektronische Schaltung daraufhin überprüft werden, ob sie nicht fälschlicherweise eine Flamme meldet, wenn eine solche nicht vorhanden ist.

Für eine Verbrennungsanlage wird in der DE 30 26 787 C2 ein UV-Flammenfühler beschrieben, der mit Wechselspannung betrieben wird und bei dem vor der UV-Zelle eine Diode geschaltet ist. Er ist für Heizanlagen im Dauerbetrieb geeignet, wenn man ihn mit einer Blende versieht, die mit einer Frequenz öffnet und schließt, die merklich niedriger als die Netzfrequenz ist. Der Flammenfühler ist dann nur während der Öffnungszeit der Blende empfindlich. Weiterhin ist er nur empfindlich in der Zeit, in der die von der Diode gelieferte Halbwelle eine höhere Spannung als die Zündspannung der UV-Zelle aufweist, ihre Zündbereitschaftszeit erreicht somit nur einen verhältnismäßig kurzen Anteil der gesamten Betriebszeit. Die Schaltung benötigt keinen hohen Aufwand an Bauteilen, ihre Zündbereitschaftszeit ist aber klein, so daß sie nicht immer für einen störungsfreien Betrieb sorgt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen UV-Flammenfühler zu schaffen, der mit Wechselspannung betrieben wird und dennoch die größtmögliche Zündbereitschaftszeit aufweist.

Diese Aufgabe wird bei einem UV-Flammenfühler der eingangs genannten Art durch die im Kennzeichenteil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst. Die weiteren Ansprüche betreffen vorteilhafte Ausführungsformen.

Ausführungsformen der Erfindung sind beispielhaft in der Zeichnung dargestellt.

Es zeigen:

Fig. 1 einen UV-Flammenwächter mit einem UV-Flammenfühler in herkömmlicher Ausführung,

Fig. 2 einen erfindungsgemäßen UV-Flammenfühler für intermittierenden Betrieb des Brenners,

Fig. 3 einen UV-Flammenfühler wie oben, bei welchem sich der Speicherkondensator auf eine Spannung auflädt, die über der Versorgungsspannung des Flammenfühlers liegt,

Fig. 4 Spannungs- und Stromdiagramme zu Fig. 1,

Fig. 5 Spannungs- und Stromdiagramme zu Fig. 2,

Fig. 6 einen UV-Flammenfühler mit automatischer Prüfeinrichtung für eine im Dauerbetrieb arbeitende Verbrennungsanlage und

Fig. 7 einen anderen solchen UV-Flammenfühler.

Die Fig. 1 zeigt beispielhaft einen Flammenwächter 1, der mit einem Flammenfühler 2 und mit einer vom Netz versorgten Wechselspannungsquelle 3 verbunden ist. Der Flammenwächter 1 weist einen nur für eine Gleichspannungskomponente empfindlichen Verstärker 4 auf, der auf ein Flammenrelais 5 einwirkt. Der Flammenwächter 1 ist mit Klemmen 6 und 7 über ein Kabel mit dem Ausgang des Flammenfühlers 2 verbunden. Zwischen der Klemme 7 und dem Eingang des Verstärkers 4 liegt ein elektrisches Netzwerk, das beispielsweise aus einem Kondensator 8 und zwei Widerständen 9 und 10 besteht und eine Verbindung zur Wechselspannungsquelle 3 aufweist. Der Kondensator 8 und der Widerstand 10 sind parallel zueinander zwischen die Zuleitung zwischen der Klemme 7 und dem Verstärker 4 und der Zuleitung zur Wechselspannungsquelle 3 geschaltet, der Widerstand 9 liegt in Richtung zur Klemme 7 davor. Gibt der Flammenfühler 2 über das mit der Klemme 7 verbundene Kabel in ausreichender Häufigkeit Meldungen über die Anwesenheit der Flamme in der Verbrennungsanlage ab, so bewirkt das Flammenrelais 5 die Aufrechterhaltung der Brennstoffzufuhr.

Der Flammenfühler 2 ist mit einer Eingangsklemme 11 und einer Ausgangsklemme 12 an das Kabel zum Flammenwächter 1 angeschlossen. Als Bauelemente weist der Flammenfühler 2 hintereinandergeschaltet zwischen der Eingangsklemme 11 und der Ausgangsklemme 12 eine Gleichrichterdiode 14, eine UV-Zelle 13 und einen Arbeitswiderstand 15 auf. Diese Ausführung entspricht der in DE-PS 30 26 787 dargestellten und ist als Vorstufe zu den erfindungsgemäßen Flammenfühlern zu betrachten, da, wie weiter unten gezeigt wird, seine Zündbereitschaftszeit den Anforderungen der Aufgabestellung nicht genügt.

Die Fig. 2 zeigt den einfachsten erfindungsgemäßen Flammenfühler 2 für eine Verbrennungsanlage, die nicht im Dauerbetrieb arbeitet. In ihm ist als Spannungsquelle für die UV-Zelle 13 mit dahintergeschaltetem Arbeitswiderstand 15 ein Speicherkondensator 16 als Ladungsspeicher in Verbindung mit einer als eindirektionale Aufladevorrichtung benutzten Gleichrichterdiode 14 angebracht, durch die der Speicher kondensator 16 auf den positiven Scheitelwert der speisenden Wechselspannungsquelle 3 aufladbar ist. Die Gleichrichter diode 14 befindet sich zwischen der Eingangsklemme 11 und dem Punkt, der den Speicherkondensator 16 und die UV-Zelle 13 verbindet, also im Ladekreis des Speicherkondensators 16. Der Entladekreis für den Speicherkondensator 16 besteht aus der UV-Zelle 13 und dem Arbeitswiderstand 15.

Nach einer durch die UV-Strahlung der in der Zeichnung nicht dargestellten Flamme ausgelösten Zündung der UV-Zelle 13 sinkt die Spannung des Speicherkondensators 16 annähernd auf die Brennspannung Ub ab. Ist die UV-Zelle 13 während der positiven Halbwelle der speisenden Wechselspannung gezündet, so fließt nach dieser Spannungsabsenkung der Zellenstrom Ize der UV-Zelle 13 als Ausgangsstrom Ia des Flammenfühlers 2 über die Ausgangsklemme 12 zum Flammenwächter 1. Sobald bei einer der nachfolgenden positiven Halbwellen die UV-Zelle 13 einmal nicht gezündet wird, erfolgt die Nachladung des Speicherkondensa tors 16, wobei dann der Ladestrom Ic des Speicherkondensa tors 16 als Ausgangsstrom Ia des Flammenfühlers 2 erscheint. Eine Prüfung auf Selbstzündung der UV-Zelle 13 oder auf Kurzschluß des Speicherkondensators 16 muß bei diesem Flammenfühler 2 in den Brennpausen erfolgen, er kann also nicht für im Dauerbetrieb arbeitende Anlagen eingesetzt werden.

Einen Flammenfühler 2 mit einer Kaskadenschaltung, die den Speicherkondensator 16 auf eine Spannung auflädt, die über dem Scheitelwert der Versorgungsspannung Un für den Flammenfühler 2 liegt, zeigt die Fig. 3. Auch in ihm sind die UV-Zelle 13, die Gleichrichterdiode 14, der Arbeitswiderstand 15 und der Speicherkondensator 16 ebenso wie in der Fig. 2 vorhanden. Darüber hinaus enthält er eine erste Hilfsdiode 17, die einen Kaskadenkondensator 18 in der Zuleitung von der Klemme 11 zur Gleichrichterdiode 14 überbrückt, und eine zweite Hilfsdiode 19, die zwischen der Ausgangsklemme 12 und einem Punkt zwischen dem Kaskadenkondensator 18 und der Gleichrichterdiode 14 liegt.

Geht man davon aus, daß zunächst die Kondensatoren 16, 18 keine Ladung tragen, so wird nach Anlegen der Wechselspannung in der positiven Halbwelle der Speicherkondensator 16 über die erste Hilfsdiode 17 und die Gleichrichterdiode 14 aufgeladen. In der negativen Halbwelle wird der Kaskadenkondensator 18 über die zweite Hilfsdiode 19 aufgeladen und in der folgenden positiven Halbwelle über die Gleichrichterdiode 14 auf den Speicherkondensator 16 entladen. Die Spannung am Speicher kondensator 16 kann somit auf den doppelten Scheitelwert ansteigen, solange die UV-Zelle 13 nicht zündet. Mit der Hilfsdiode 17 parallel zum Kaskadenkondensator 18 wird der für die Auswertung notwendige Gleichstromanteil im Ausgangsstrom Ia des Flammenfühlers 2 erreicht, wenn die UV-Zelle 13 zündet. Diese Schaltung erhöht den bei Netzunterspannung zu geringen Abstand zwischen der Spannung am Speicherkondensator 16 und der Zündspannung Uz (Fig. 4 und 5) der UV-Zelle nach Fig. 2 und verbessert somit die Betriebszuverlässigkeit der Anlage. Auch diese Ausführung kann nur für Verbrennungsanlagen, die nicht im Dauerbetrieb arbeiten, verwendet werden.

Die Arbeitsweise des Flammenfühlers nach Fig. 1 zeigt die Fig. 4, die desjenigen nach Fig. 2 die Fig. 5. Dabei sind in den Diagrammen der an den Elektroden der UV-Zelle 13 auftretende Verlauf der Spannung Uze in der oberen Reihe, ein dem Flammenwächter zugeführter Ausgangsstrom Ia in der unteren Reihe und in der Fig. 5 ein im UV-Zellen-Kreis fließender Strom Ize in der mittleren Reihe jeweils in Abhängigkeit von der Zeit aufgetragen. Die mit a, b und c bezeichneten Marken über der oberen Reihe geben als "Ereignis" das Auftreffen eines UV-Photons auf der Katode der UV-Zelle 13 an. In der oberen Reihe ist ferner jeweils die Zündspannung Uz und die Brennspannung Ub der UV-Zelle 13 sowie die Versorgungsspan nung Un angegeben.

Die in der sich auf die Fig. 1 beziehende Fig. 4 gezeichnete Versorgungsspannung Un liegt während ihrer positiven Halbwelle auch an der UV-Zelle 13, so lange auf diese keine UV-Strahlung einwirkt, sie also nicht zündet. Wirkt UV-Strahlung ein, brennt also eine Flamme, und ist die UV-Zelle 13 im Zustand der Zündbereitschaft, ist also der Momentanwert der Zellenspannung Uze an der UV-Zelle 13 größer als ihre Zündspannung Uz, so kann die UV-Zelle 13 zünden und die Zellenspannung Uze geht auf den Wert der Brennspannung Ub zurück und bleibt auf diesem Wert, bis die Versorgungsspan nung Un unter diesen Wert fällt und die UV-Zelle erlischt. Dabei fließt ein Ausgangsstrom Ia zum Flammenwächter 1, der jeweils der Differenz zwischen dem Momentanwert der Versorgungsspannung Un und der Brennspannung Ub an der UV-Zelle 13 entspricht. Geschieht der Einfall eines UV-Photons zu einer durch die Marke c angedeuteten Zeit, in der keine Zündbereitschaft der UV-Zelle 13 vorliegt, so wird dieses Ereignis nicht gemeldet. Dies ist über die Dauer der negativen Halbwelle der Versorgungsspannung Un und über die Zeit, in welcher der Momentanwert der Zellenspannung Uze kleiner ist als die Zündspannung Uz, also während mehr als der Hälfte der Gesamtzeit, der Fall. Die Zündbereitschaftszeit des UV-Flammenfühlers 2 nach Fig. 1 genügt somit nicht den Forderungen der Aufgabestellung.

Bei dem Flammenwächter nach der Fig. 2, dessen Verhalten in der Fig. 5 dargestellt ist, wird durch den Speicherkondensator 16 die Zellenspannung Uze bei nichtbrennender Flamme auf dem Scheitelwert der positiven Halbwelle der Versorgungsspannung Un gehalten. Sie sinkt nach einer von der brennenden Flamme verursachten Zündung der UV-Zelle 13 bis auf den Wert der Brennspannung Ub ab und es fließt dabei ein Zellenstrom Ize, der als Ausgangsstrom Ia vom Flammenwächter 1 (Fig. 1) registriert wird. Die Spannung am Speicherkondensator 16 bleibt auf dem Wert der Brennspannung Ub, wenn in den positiven Halbwellen die Zelle stets gezündet ist. Tritt aber bei einer der nächsten positiven Halbwellen kein Ereignis auf, findet also keine Zündung der UV-Zelle 13 statt, so wird der Speicherkondensator 16 durch diese Halbwelle nachgeladen und hält seine Spannung, bis die Zelle wieder zündet. Der dabei entstehende Ladestrom Ic wird als Ausgangsstrom Ia des Flammenfühlers 2 vom Verstärker 4 (Fig. 1) so interpretiert, als ob ein Ereignis in dieser positiven Halbwelle der Versorgungsspannung Un stattgefunden hätte. Fallen die Ereignisse zunächst nur in die positiven Halbwellen, so werden diese einzeln gemeldet, aber in der nächstfolgenden ereignislosen positiven Halbwelle wird grundsätzlich die Nachladung des Speicherkondensators 16 noch als ein Ereignis gemeldet. Da dieses Ereignis innerhalb einer sehr kurzen Zeit, nämlich innerhalb einer Periode, nach dem möglichen Erlöschen der Flamme eintrifft, ist diese Meldung nicht von Bedeutung.

Durch die Speicherung des Scheitelwertes der Versorgungsspannung Un im Speicherkondensator 16 ergibt sich also eine Vergrößerung der Zündbereitschaftszeit dieses Flammenfühlers 2. Es werden nicht nur wie beim Flammenfühler 2 nach der Fig. 1 die mit den Marken a und b bezeichneten Ereignisse in der positiven Halbwelle der Versorgungsspannung Un an den Flammenwächter 1 gemeldet, sondern auch das nicht mit einer positiven Halbwelle zusammenfallende, mit der Marke c bezeichnete Ereignis, wenn nur der Speicherkondensator 13 dann über die Zündspannung Uz aufgeladen ist. Die Meldung dieses Ereignisses geschieht dann zu dem Zeitpunkt, bei dem die auf das Ereignis folgende ereignislose positive Halbwelle den Speicherkondensator 16 wieder auflädt.

Treten die Ereignisse so häufig auf, daß in jeder positiven Halbwelle eine Zündung der UV-Zelle 13 stattfindet, so besteht bezüglich des Ausgangsstroms Ia praktisch kein Unterschied zwischen einem Flammenfühler 2 gemäß Fig. 1 und einem solchen gemäß Fig. 2. Beide Flammenfühler 2 befinden sich dann in einem Sättigungszustand. Die Vorteile des Flammenfühlers 2 nach Fig. 2 treten um so mehr in Erscheinung, je seltener die Ereignisse in die Zündbereitschaftszeit des Flammenfühlers 2 nach Fig. 1 fallen, statt dessen aber in der Zeit, in der die Versorgungsspannung Un kleiner als die Zündspannung Uz ist, eintreffen. Mit der Anordnung nach Fig. 2 wird eine theoretische Zündbereitschaftszeit von 100% erreicht.

Für Verbrennungsanlagen im Dauerbetrieb eignet sich der in Fig. 6 dargestellte Flammenfühler 2. Er weist eine UV-Zelle 13, eine Gleichrichterdiode 14, einen Arbeitswiderstand 15 und einen Speicherkondensator 16 auf, die ähnlich wie in Fig. 2 angeordnet sind. Ferner befindet sich in einem nichtgezeichneten Strahlengang zwischen der Flamme und der UV-Zelle 13 eine Blende 20, die den Strahlengang abwechslungsweise öffnet und schließt. Die Frequenz, mit der diese Blende 20 arbeitet, ist wesentlich kleiner als die Frequenz der Versorgungsspannung Un. Zwischen dem als Ladungsspeicher dienenden Speicherkondensator 16 und der UV-Zelle 13 wirkt als Schalteinrichtung ein Thyristor 22, der von einem einseitig an einer positiven Spannung liegenden, synchron von der Blende 20 beeinflußten Schalter 21 über die aus einem Vorwiderstand 23 und einem Gate-Abschlußwider stand 24 gebildeten Spannungsteilerkette ein- und ausgeschaltet wird. Der Speicherkondensator 16 wird somit bei geschlossenem Strahlengang von der UV-Zelle 13 getrennt, so daß während dieser Zeit die UV-Zelle 13 nur unter dem Einfluß der über die Gleichrichterdiode 14 gelieferten Halbwellenspannung steht. Eine erste Diode 25 verbindet den Speicherkondensator 16 mit der Eingangsklemme 11 des Flammenfühlers 2.

Die Schaltung arbeitet folgendermaßen: Der Speicherkondensa tor 16 wird über die Gleichrichterdiode 14 und die erste Diode 25 aufgeladen. Ist die Blende 20 offen, so leitet der Schalter 21 und daher auch der Thyristor 22 und der Flammenfühler 2 arbeitet über mindestens mehrere Perioden der Versorgungsspannung Un hinweg wie in den Fig. 2 und 5 beschrieben. Ist die Blende 20 geschlossen, so erhält die UV-Zelle 13 keine Strahlung und es darf daher kein Ausgangssignal an den Flammenwächter 1 abgegeben werden. Da dann auch der Thyristor 22 gesperrt ist, wirkt der Speicherkondensator 16 nicht mehr als Spannungsquelle für die UV-Zelle 13, da auch die erste Diode 25 die Entladung des Speicherkondensators 16 verhindert. Die UV-Zelle 13 ist dann nur, wie in der Fig. 4 gezeigt, in den wesentlich kürzeren Zeiten zündbereit, in denen die Versorgungsspannung Un über der Zündspannung Uz liegt.

Es können nun folgende Fehler vorliegen, welche in dieser Situation die Zündung der UV-Zelle 13 auslösen können, obwohl der Flammenfühler 2 durch die Blende 20 von der Flamme abgetrennt ist:

- Die UV-Zelle 13 erhält mangels absoluter Dichtheit der Blende 20 durch Streuung sporadisch UV-Photonen.
- Die UV-Zelle 13 ist gealtert und zündet spontan auf Grund der angelegten Spannung oder weist einen Kurzschluß auf.

Falls der erste Fehler auftritt, so wird dieser durch die kleine Zündbereitschaftszeit bei abgeschaltetem Speicherkondensator 16 nur in verringertem Maß an den Flammenwächter 1 gemeldet. Dieser unterdrückt solche Meldungen, soweit sie nicht zu häufig auftreten und betrachtet so lange die UV-Zelle 13 und die Strahlungsdichtheit der Blende 20 als fehlerfrei, bis die Häufigkeit der Zündungen bei geschlossener Blende 20 das Maß erreicht, das bei offener Blende für die Meldung "Flamme brennt" erforderlich ist. Erst dann wird der Weiterbetrieb des Flammenwächters 1 verhindert. Dies trifft beispielsweise für den zweiten genannten Fehler zu sowie für den Kurzschluß des Speicherkondensators 16. Alle anderen möglichen Fehler setzen lediglich die Zündbereitschaftszeit des Flammenfühlers 2 herab.

Die Fig. 7 zeigt einen entsprechenden Flammenfühler 2 in einer abgeänderten Schaltung. Bei ihm wird die Abschaltung des Speicherkondensators 16 durch einen MOS-FET-Schalter 26 bewirkt, dessen Steuerspannung direkt aus dem Spannungsabfall des im UV-Zellenkreis liegenden zweiten Arbeitswiderstandes 31 gebildet wird. Die Steuerspannung wird nach der Gleichrichterdiode 14 abgezweigt und über einen Widerstand 27 und eine zweite Diode 28 einem zwischen der Leitung für die Steuerspannung und dem UV-Zellenkreis liegendem zweiten Speicherkondensator 29 zugeführt und an das Gate des MOS-FET-Schalters 26 gelegt. Die zweite Diode 28 verhindert eine ungewollte Entladung des zweiten Speicherkondensators 29 durch die Widerstände 27 und 31. Mit Hilfe einer zum zweiten Speicherkondensator parallel liegenden Zener-Diode 30 ist das Gate gegen Überspannungen geschützt. Die Anordnung wird durch einen Schalter 21 gesteuert, der zwischen der Source und dem Gate des MOS-FET-Schalters 26 angeschlossen ist. Der Schalter 21 kann sowohl ein elektromechanischer als auch ein elektronischer Bauteil, z. B. ein Optokoppler, sein. Die Source des MOS-FET-Schalters 26 liegt an einem Anschluß der UV-Zelle 13, während der Drain an den Speicherkondensator 16 angeschlossen ist.

Der MOS-FET-Schalter 26 sperrt, wenn die Blende 20 geschlossen ist und der Schalter 21 leitet. Es entstehen dann dieselben Verhältnisse wie in dem oben für die Fig. 6 beschriebenen Fall, wenn dort der Schalter 21 offen ist.

Es können auch Flammenfühler geschaffen werden, bei denen eine bewegliche Blende 20 und eine Spannungsvervielfacherschaltung, wie sie in der Fig. 3 beschrieben wurde, zusammen verwendet werden.

Die beschriebenen Flammenfühler 2 werden mit Wechselspannung betrieben und haben eine Zündbereitschaftszeit von 100% der Zeit, in der sie nicht durch eine eventuell vorhandene Blende 20 gegen die Flamme abgedeckt sind. Sie lassen sich in den Brennpausen oder, bei den für Verbrennungsanlagen für Dauerbetrieb geeigneten Ausführungen, durch die Bewegung der Blende 20 auf Fehler testen, die das Vorhandensein einer Flamme vortäuschen. Bei der Ausführung für Dauerbetrieb führt jedoch jede Abweichung vom Soll-Ausgangssignal, auch Fehler in der Blendenbewegung, zum Signal "keine Flamme vorhanden" am Ausgang des Flammenwächters, was zur Abschaltung der Brennstoffzufuhr führt. Sie sind daher weitestgehend fehlersicher.

Claims

1. UV-Flammenfühler zur Überwachung einer Flamme bei einer Verbrennungsanlage, der an einen Flammenwächter elektrisch angeschlossen ist und von diesem mit einer Wechselspannung versorgt wird und der eine UV-Zelle enthält, die durch eine UV-Strahlung einer Flamme zündbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der UV-Flammenwächter einen als Spannungsquelle für die UV-Zelle (13) dienenden Ladungsspeicher (16) mit einer eindirektionalen Aufladevorrichtung (14) enthält, durch die der Ladungsspeicher (16) auf den Scheitelwert der Wechselspannung aufladbar ist, daß durch eine Zündung der UV-Zelle (13) die Spannung des Ladungsspeichers (16) auf die Brennspannung (Ub) der UV-Zelle (13) absenkbar ist und daß der Ladestrom (Ic) des Ladungsspeichers (16) als Ausgangsstrom (Ia) des Flammenfühlers (2) zu dessen Ausgangsklemme (12) fließt.

2. UV-Flammenfühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ladungsspeicher (16) aus einem Speicherkondensator besteht, der parallel zu der UV-Zelle (13) geschaltet ist, und der als eindirektionale Aufladeeinrichtung (14) mindestens eine Gleichrichterdiode enthält, die sich in einer elektrischen Zuleitung zur Verzweigung zwischen dem Speicherkondensator und der UV-Zelle (13) befindet.

3. UV-Flammenfühler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Aufladeeinrichtung (14) der Speicherkondensator auf eine Spannung aufladbar ist, die über der Versorgungsspannung (Un) des Flammenfühlers (2) liegt.

4. UV-Flammenfühler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der UV-Flammenfühler eine erste Hilfsdiode (17) enthält, die einen zwischen einer Eingangsklemme (11) und der Gleichrichterdiode geschalteten Kaskadenkondensator (18) überbrückt und eine zweite Hilfsdiode (19), die zwischen der Ausgangsklemme (12) und einem Punkt zwischen dem Kaskadenkondensator (18) und der Gleichrichterdiode liegt.

5. UV-Flammenfühler nach einem der Ansprüche 1 bis 4, mit einer in einem Strahlengang zwischen der Flamme und der UV-Zelle befindlichen Blende, die den Strahlengang abwechslungsweise öffnet und schließt, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schalteinrichtung zwischen dem Ladungsspeicher (16) und der UV-Zelle (13) vorhanden ist, durch die bei geschlossener Blende (20) der Ladungsspeicher (16) und die UV-Zelle (13) trennbar sind.

6. UV-Flammenfühler nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalteinrichtung im wesentlichen aus einem Schalter (21) und einem Thyristor (22) besteht.

7. UV-Flammenfühler nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalteinrichtung im wesentlichen aus einem Schalter (21) und einem MOS-FET-Schalter (26) besteht.