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Überwachungseinrichtung für Gas- und Leichtölfeuerungen Die Erfindung
betrifft eine Überwachungseinrichtung für Gas- und Leichtölfeuerungen, die durch
Glühkerzen gezündet werden. Diese Überwachungseinrichtungen haben die Aufgabe, den
in den Verbrennungsraum der Feuerungen hineinragenden Glühwendel möglichst bald
nach dem Anzünden der Flamme abzuschalten, da der von der Stromwärme bereits auf
Weißglut erhitzte Wendel durch die zusätzliche Verbrennungswärme des Heizstoffes
nach dein Entzünden der Flamme sich sehr rasch überhitzt und zerstört werden würde.
Auch die Anzeige eines ungewollten Eilöschens der Flamme, z. B. durch Ausbleiben
des Brennstoffes, ist bei einer solchen Überwachungseinrichtung wünschenswert.
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Es ist an sich denkbar und nahe.liegend, einen der bekannten Bimetallfühler
als messendes Organ für die Überwachungseinrichtung zu wählen. Die Praxis hat jedoch
gezeigt., daß solche Fühler im obenerwähn,ten Rahmen viel zu träge arbeiten und
schon aus diesem Grunde nicht in Frage kommen. Außerdem reichen sie für die Lösung
der zusätzlichen Aufgaben einer solchen Einrichtung nicht aus.
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Gemäß der Erfindung ist daher ein nach Art e@ine@r Glühkerze aufgebautes
und einschraubbares Meßorgan vorgesehen. Dieses Organ ist gekennzeichnet durch einen
der Wärmewirkung der Flamme ausgesetzten ohmschen Widerstand, der aus einem Werkstoff
von besonders hohem Wärmebeiwert besteht und an einer der Glühkerze ähnlichen Meßkerze
als Wendel angebracht ist, die zusammen mit einem den Stromkreis der Glühkerze beeinflussenden
magnetischen Relais so geschaltet ist, daß die Glühkerze nach erfolgter Zündung
abgeschaltet wird. Besonders zweckmäßig ist es in
diesem . Zusammenhang,
wenn die Meßkerze mit zwei einander entgegenwirkenden Wicklungen eines magnetischen
Relais so geschaltet ist, daß mit zunehmender Temperatur an der Meßkerze die magnetische
Wirkung der einen Spule zu- und die der anderen Spule abnimmt, wobei' beide Spulen
so aufeinander abgestimmt sind, daß bei der gewünschten Abschalttemperatur die Glühkerze
abschaltet. Für die Wahl des Werkstoffes mit besonders hohem Temperaturbeiwert ist
Reinstnickel besonders empfehlenswert. Letzteres hat besonders gute Beständigkeit
gegen Zundern und sonstige Angriffe der Feuergase.
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Die Forderung nach einer Anzeige der ordnungsgemäß erfolgten Zündung
der Flamme einerseits und ihres unbeabsichtigten Erlöschens andererseits ist gemäß
einer Weiterbildung der Erfindung dadurch erfüllt, daß eine Warnlampe derart in
den Stromkreis der Zündung geschaltet ist, daß sie beim Einschalten des Zündstroms
zunächst aufleuchte-t, nach dem Entzünden der Flamme erlischt und bei störungsfreiem
Weiterbrennen der Flamme erloschen bleibt. Eine weitere Sicherung ist durch die
Ausgestaltung des Schalters in der Weise vorgesehen, daß bei Unterbrechung der Meßkerze
die Glühkerze abgeschaltet und die Warnlampe zum Aufleuchten gebracht wird.
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In der Zeichnung sind in Abb. i und 3 Ausführungsbeispiele der Erfindung
im Schaltbild dargestellt; Abb.2 und 4 zeigen im Diagramm den Verlauf der AW-Zahl
des Relais und seiner Spulen in Abhängigkeit von der Temperatur.
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Im Schaltschema der Abb. i ist mit K1 die Glühkerze zur Zündung der
Feuerungsflamme und mit K2 die Meßkerze bezeichnet. Der Stromkreis des durch einen
Schalter S zu schließenden und von einer Stromquelle B gelieferten Zündstroms verläuft
von dieser als Batterie gezeichneten. Stromquelle B über den Schalter S und zwei
Kon.taktpaa.re p i , p:2 und P3, p 4 zur Glühkerze K, und zurück
zur Stromquelle B. In einer, die Glühkerze K1 und das Kontaktpaar p 3, p 4 überbrückenden
Leitung iet eine Warnlampe K1 eingeschaltet.
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Die Meßkerze K2 liegt mitsamt den Spulen w i und w2 in einer weiteren,
die Kerzen K1 und die beiden Kontaktpaare überbrückenden Parallelleitung, und zwar
in der Weise, daß innerhalb einer in, dieser Leitung vorgesehenen Stromverzweigung
die Kerze K2 und die Spule w2 in einem Zweig und die Spule w i aber im anderen
Zweig liegt. Die beiden Spulen sind gegenläufig gewickelt. Von den Kontaktpaaren
p i, p2 und p3, p4 ist das erste im Ruhezustand stets offen, das zweite aber stets
geschlossen. Die Spulen w i und w2 sind so gewickelt, daß bei kalter
Meßkerze K2 die Spule w2
mit ihrer AW-Zahl überwiegt. Dieses Mergewieht nimmt
aber mit dem mit der Temperatur zunehmenden Widerstand der Kerze K2 zugunsten der
Spule w i ab, wobei die Widerstände so gewählt sind, daß bei einer bestimmten gewünschten
Abschalttemperatur die AW-Zahlen beider Spulen gleich sind, ihre Differenz also
gleich Null ist.
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Während die Glühkerze K1 mit einem Widerstandsdrahtwendel ausgestattet
ist, dessen Widerstand mit Zunahme der Temperatur sich praktisch nicht ändert, ist
die Meßkerze K2 mit einem Drahtwendel versehen., dessen Widerstand mit zunehmender
Temperatur schnell ansteigt, also einen hohen Temperaturbeiwert hat.
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Die beschriebene überwachungseinrichtung arbeitet in folgender Weise:
Der Hauptschalter S wird geschlossen. Dadurch erhält das von den beiden Spulen
w i und w2 gebildete Relais mitsamt der Meßkerze K2 von der Batterie
B Strom. Da die Meßkerze noch kalt ist, zieht der Magnetanker an, und zwar so weit,
daß das Kontaktpaar p i, p 2 geschlossen wird. Dadurch erhalten einerseits die Lampe
KI und andererseits die Glühkerze K, Strom. Der Brennstoff der Feuerung wird durch
die erhitzte Glühkerze K1 nach einiger Zeit gezündet. Durch die entstehende Flamme
werden beide Kerzen K1 und K2 erwärmt. Der Widerstand der letzteren nimmt entsprechend
der Temperaturerhöhung zu, die AW-Zahl der milt ihr im gleichen Stromzweig liegenden
Spule w2 sinkt, diejenige der Spule w i steigt dafür. hTach Erreichen der Abschalttemperatur
von z. B. 500° C im Bereich der Kerze K2 haben sich die magnetischen Wirkungen der
beiden Spulen w i und w2
aufgehoben; der Magnetanker fällt ab; das
Kontaktpaar p i, p 2 öffnet sich; die Kerze K1 und die Warnlampe KZ werden stromlos.
Das Erlösehen dieser Lampe zeigt an" daß die Flamme brennt.
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Erlischt durch Störung im Gerät z. B. durch Ausbleiben des Brennstoffes
oder bei Vorhandensein von Wasser in der Brennstoffleitung die Famme, so nimmt die
magnetische Wirksamkeit der Spulen wr und w2 wieder den umgekehrten. Verlauf, d.
h. nach Erkalten der Meßkerze auf z. B. 5o° C überwiegt die Spule w 2 in ihrer Wirkung
wieder so stark, daß der Magnet anzieht und sowohl die Kerze K2 als die Lampe Kl
über die beiden Kontaktpaare mit Strom versorgt werden. Da aus Brennstoffmangel
aber nunmehr keine Flamme entsteht, muß die Warnlampe Kl dauernd aufleuchten. Aus
diesem dauernden Aufleuchten erkennt man, daß eine Störung vorliegt.
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Die Meßkerze K2 ,stellt somit das überwachende Organ der Einrichtung
dar. Sie stellt die Inbetriebsetzung sicher und zeigt an, wenn durch eine Störung
die Feuerung versagt.
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Wird nun aber die Meßkerze K2 bei Durchzundern, mechanischer Beschädigung
oder aus sonstigen Anlässen unterbrochen, so fließt ein so großer Strom durch die
Spule w i, daß das Relais plötzlich mehr als die doppelte AW-Zahl erhält als in
kaltem Zustand der Kerze. Dadurch zieht der Anker, der sonst nur das Paar p i, p2
schließt, weiter durch und öffnet dabei das Kontaktpaar p3, p4. Der Strom durch
die Glühkerze K1 wird dadurch unterbrochen, derjenige durch die Warnlampe bleibt
aber eingeschaltet. Sie leuchtet also dauernd auf. Der Ausfall der zur Sicherung
der Glühkerze K1 vorgesehenen Meßkerze K2 'kann also keinen Sehaden verursachen.
Die in diesem Fall selbst bei ordnungsgemäß brennender Feuerung
aufleuchtende
Warnlampe zeigt den Schaden rechtzeitig an.
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In dem Diagramm nach Abb.2 sind von o Ibis 8oo° C die sich in den
Spulen w i und w2 jeweils ergebenden AW-Zahlen aufgetragen und ,durch
Kurven verbunden. Durch Differenzbildung aus diesen Kurven ist eine dritte Kurve
r gewonnen, welche die resultierende magnetische Wirkung im Relais erkennen läßt.
Da infolge der gegenläufigen Wicklungen von wi und w2 die steigende Temperatur und
damit der steigende Widerstand von K2 bei der einen Spule einen Anstieg und bei
der anderen ein Absinken der magnetischen Wirkung ergibt, sinkt 'die Differenz der
sich einander überschneidenden Kurven bis zum Überschneidungspunkt auf o ab und
wird danach sogar negativ. Durch geeignete Wahl der Wicklungen kann dieser Schnittpunkt
der Kurven auf diejenige Meßkerzentemperatur verlegt werden, bei der der Zündstrom
spätestens abgeschaltet sein soll.
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Bei der beschriebenen Anordnung Überwiegt also im kalten Zustand die
Wirkung der Wicklung w2 über die der Wicklung w i, so daß der Anker des Relais unter
der resultierenden Wirkung beider Wicklungen angezogen wurde, die Kontakte p i und
p2 wurden geschlossen und damit die Glühkerze K1 eingeschaltet. Nach erfolgter Zündung
wurde der Anker unter ,dem Einfluß,der zunehmenden Temperatur auf die Kerze K2 und
damit auf die beiden Wicklungen des Relais der Anker losgelassen und die Glühkerze
K1 abgeschaltet.
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Man kann unter Ausnutzung des gleichen physikalischen Vorganges nun
auch den entgegengesetzten Weg beschreiten., also im kalten Zustand das Relais magnetisch
spannungslos machen und nach erfolgter Zündung die AW-Zahlen der beiden Wicklungen
w i und w2 so zu- bzw. abnehmen lassen, daß bei der gewünschten Temperatur der Anker
des Relais angezogen und durch Öffnen der Kontakte die Kerze K1 abgeschaltet wird.
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In Abb. 3 ist dieses zweite Ausführungsbeispiel im Schaltschema dargestellt.
Abb. 4 zeigt im Diagramm den Verlauf der AW-Zahlen des Relais und einer Spule in
Abhängigkeit von der Temperatur. Diese Anordnung arbeitet nun in folgender Weise.
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Der Aufbau -der Schaltung nach Abb.3 unterscheidet sich von dem nach
Abb. i nur durch Anordnung von zwei Warnlampen KI, und Kl2, von denen die eine zur
Kontrolle der Kerze K1 und die andere zur Kontrolle der Meßkerze K2 dient. Außerdem
sind die Kontaktpaare zu einem besonderen Kontaktsystem p 5, p 6 und p 7 zusammengefaßt.
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Der Schalter S wird geschlossen, die beiden Spulen w i und w2 samt
der Meßkerze K2 erhalten von der Batterie B Strom, gleichzeitig erhält die Glühkerze
K1 und die Lampe Kli über die Kontakte p 5 und p 6 Strom.
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Wie aus dem Diagramm der Abb. 4 hervorgeht, sind die beiden Spulen
wi und w2 nun so aufgebaut, daß beim Einschalten im kalten Zustand die Wirkungen
der beiden sich aufheben, das. Relais ist also magnetisch spannungslos.
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Nach erfolgter Zündung nimmt die Wirkung der Spule w i zu,
die der Spule w2 ab, und zwar so, daß nach Erreichen der gewünschten Temperatur
an der Meßkerze K2, im Diagramm bei 5oo° C, der Anker des Relais anzieht, die Kontakte
p5 und p6 öffnet und dadurch die Glühkerze K1 samt Warnlampe Kli abschaltet.
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Tritt nun eine Störung ein, daß die Temperatur an der Meßkerze K2
wieder- abnimmt, so läßt der Anker nach Abfallen der Temperatur, z. B. auf etwa
5o° C wieder los, die Kontakte p5 und p6 schließen wieder und schalten die Glühkerze
K1 samt der Warnlampe KI, ein.
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Die zweite Warnlampe K12 leuchtet auf, wenn die Meßkerze K2 durchbrennt.
Die dadurch eintretende starke Zunahme der AW ;Zahl der Spule w i bewirkt, daß der
Anker des Relais die Kontakte p6 und p7 schließt. Hierdurch ist klar erkenntlich,
daß die Meßkerze ausfällt und die Kontrolle für die Glühkerze K1 aufgehoben ist.