DE4228948A1

DE4228948A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Flammenüberwachung

Info

Publication number: DE4228948A1
Application number: DE19924228948
Authority: DE
Inventors: Friedrich Dipl Ing Bartels
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1992-08-31
Filing date: 1992-08-31
Publication date: 1994-03-10

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Flammenüberwachung und eine Vor richtung zu seiner Durchführung.

Es ist bekannt, Präsenz oder Absenz einer Brennerflamme dadurch zu über wachen, daß das Ausgangssignal eines auf die Licht- oder Wärmestrahlung, die von der Flamme ausgeht, ansprechenden Wandlers ausgewertet wird.

Es ist bekannt, daß bei der Verbrennung Druckwellen oder -schwankungen im Bereich nahe der Flamme entstehen, die charakteristisch für den Brenn stoff und den Brenner sind. Gemäß der Erfindung wird vorgeschlagen, diese Druckwellen für die Flammenüberwachung auszuwerten. Dies bietet in be stimmten Fällen Vorteile, nämlich dann, wenn die Flamme schlecht zugäng lich ist wie bei sogenannten Fackelzündbrennern.

Es hat sich gezeigt, daß die Ansprechverzögerung bei dem Flammenwächter gemäß der Erfindung nahezu in derselben Größenordnung liegt wie bei op tisch arbeitenden Sensoren, aber deutlich besser ist als bei solchen Sen soren, die nach dem Bimetallprinzip arbeiten. Diese Ansprechgeschwindig keit ermöglicht beispielsweise eine sofortige Neuzündung der Flamme mit tels der dafür üblichen Zündeinrichtungen, etwa mittels Kondensatorentla dungsfunken oder Piezo-Entladungsfunken.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der beigefügten Zeichnung schematisch dargestellt und wird nachstehend unter Bezugnahme auf diese erläutert.

Die Zeichnung zeigt im Längsschnitt einen Gas-Zündbrenner. An einem er sten Einlaß 1 wird Oxidationsmittel, im allgemeinen Luft, eingespeist, während in einen zweiten Einlaß 2 ein brennbares Gas, beispielsweise Erd gas, eingeführt wird. Die Gase vermischen sich in einer Vormischkammer 3; es versteht sich, daß die Vermischung auch in anderer Weise erfolgen kann, etwa mittels eines Injektors. Die Vormischkammer ist zum Ofenraum 4 hin von einer Düse 5 abgeschlossen, in der die Strömungsgeschwindigkeit gesteigert wird, so daß keine Rückzündung in die Mischkammer eintreten kann. Das Gasgemisch wird mittels der Zündlanze 6 gezündet, indem an ihrer düsenseitigen Spitze eine Funkenentladung erzeugt wird, etwa mit tels Kondensatorentladung oder Hochspannungszündung.

Stromab der Düse ist ein Mischrohr 7 angeordnet, in welchem Rezirkulati onsströmungen entstehen, wie bei 8 angedeutet. Dadurch wird die Flamme stabilisiert, da rückströmende heiße Gase durch die Schlitze 9 einer Muffe 10 injiziert werden. Dieser Effekt ist beispielsweise in der DE-PS 38 01 679 erläutert.

In diesem Bereich des Brenners entstehen die Druckfluktuationen, die für den jeweiligen Brenner, Brennstoff und Durchsatz charakteristisch sind und abreißen, wenn eine Flamme erlischt. Diese Druckwellen pflanzen sich längs einer Hilfsbohrung 11 fort, an deren Ende der Druck/Spannungs-Wand ler 12 angeordnet ist. Im Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, daß der Wandler 12 ein Druckdifferenzwandler ist, und sein anderer Eingang ist mit dem Ofenraum oder Feuerraum gekoppelt; dies ist wichtig, wenn der Feuerraum von mehreren Brennern beaufschlagt ist und das Signal jedes Brenners gegen den "Wellenhintergrund" im Feuerraum zu diskriminieren ist.

Das am Wandlerausgang anstehende Signal liegt in einem Frequenzbereich ähnlich dem der optisch beobachtbaren Flackerfrequenzen, und der spek trale Anteil, der oberhalb der niederfrequenten Signale aus dem Feuerraum liegt, kann dann in einer Auswerteeinheit 13 zu einem Präsenz/Absenz-Sig nal verarbeitet werden. Dafür sind Schaltungen einsetzbar, wie sie be reits bei optisch arbeitenden Flammenwächtern verwendet werden; es ge nügt daher, auf die entsprechenden Datenblätter der Hersteller zu verwei sen, etwa der Firma BFI Automation GmbH in D Ratingen. Nur soviel sei ge sagt, daß das Ausgangssignal des Wandlers 12 mittels eines Komparators in Rechtecksignale umgeformt wird und dieses, gegebenenfalls unter Einsatz eines Filters, einem Frequenz/Spannungsumsetzer zugeführt wird. Das so erzeugte Analogsignal wird dann mit einem Schwellenwert verglichen und führt bei Unterschreiten der Schwelle zu einem Alarm oder zum sofortigen Betätigen der Zündlanze.

Claims

1. Verfahren zur Flammenüberwachung, bei dem die flammencharakte ristischen Druckwellen ausgewertet werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Druckwellen in elektri sche Signale umgesetzt werden, aus denen ein Flammenpräsenz/absenz-Signal gewonnen wird.

3. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, umfassend:

- einen Druck/Spannungs-Wandler zum Umsetzen der erfaßten Druckwellen in elektrische Signale,
- einen dem Druck/Spannungs-Wandler nachgeschalteten Schwellen wertkomparator zum Umformen der elektrischen Signale in Rechtecksignale,
- einen Frequenz/Spannungs-Wandler zum Umformen der Rechteck signalfrequenzen in ein Analogsignal, und
- einen Auswertekomparator, der in Abhängigkeit von der Größe des Analogsignals ein Flammenpräsenz/absenz-Signal erzeugt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, bei der der Druck/Spannungs-Wand ler ein Druckdifferenzwandler ist, dem als zweites Druckeingangssignal der Druck im von der zu überwachenden Flamme beheizten Feuerraum aufge schaltet ist.