EP2682674B1 - Flame detector - Google Patents
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- EP2682674B1 EP2682674B1 EP13173567.2A EP13173567A EP2682674B1 EP 2682674 B1 EP2682674 B1 EP 2682674B1 EP 13173567 A EP13173567 A EP 13173567A EP 2682674 B1 EP2682674 B1 EP 2682674B1
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- flame detector
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Definitions
- the invention relates to a flame detector for monitoring manually charged burners.
- the subject matter of the invention is therefore a detector for monitoring the manual operation of a burner for wood or wood-like fuels.
- Examples include pellet heating or wood chip heating.
- these are complex, automatic combustion processes that are more adapted to central heating in larger buildings or combined heat and power plants.
- these processes require uniform fuel suitable for automatic feeding, which as a rule cannot be produced in-house and must therefore be bought in and kept ready in storage bunkers.
- the Harck company recommends placing 3 logs of wood in the combustion chamber after heating up and burning them down with a sufficient supply of combustion air for complete combustion until they are only embers in the combustion chamber and only then open add 3 more logs in the same way. This achieves complete combustion and clean operation, with an average heat output that is even throughout the day. This method is called interval method in the following.
- Pellet or wood chip heating systems are equipped with optical or thermal monitoring devices for the fire, which monitor the combustion chamber in order to automatically take measures to adjust the fuel for the desired performance of the fire, or if no more fire is detected, to indicate a fault.
- the DE102004028306 B4 describes a tiled stove or the like for the combustion of solid-like fuel that is fed manually.
- an evaporative burner arrangement with an ignition element In order to prevent the fire from accidentally going out in the event of too long refueling pauses, it is proposed to additionally provide an evaporative burner arrangement with an ignition element.
- various sensors can be present. For example, in the area of the combustion chamber there can be a flame monitor designed as a temperature sensor or the like, the signal from which indicates whether ignition has taken place in the combustion chamber or whether combustion is taking place.
- the JP 2010 133677 A discloses a wood stove diagnostic system with an optical sensor, namely a camera, which evaluates the image of the flame.
- a flame detector is therefore sought in which a new ignition is to be avoided due to the amount of work involved and the waiting time is to be limited to such an extent that the remaining embers in the combustion chamber can ignite the fuel that has been added.
- the average output is achieved in that, during the course of the heating process, intervals of combustion with a flame and high heat emission alternate with waiting times in which the fuel is in the form of embers in the combustion chamber with less heat emission.
- the waiting time can be short or zero for a desired high heat output and very long for a desired low heat output, ie even so long that the embers in the combustion chamber have gone out and have to be reheated.
- the proposed process is called the interval process below.
- Table 1 shows the tabular procedure for the process.
- a reference value serves as the signal threshold. This can be set in the controller.
- the currently measured signal from a sensor that monitors the burner is compared by the controller with this reference value, which serves as a signal threshold. If the sensor signal exceeds or falls below this signal threshold, this result generates a signal that generates an alarm and/or initiates actuators.
- a flame detector for monitoring manually charged burners in that it has an optical sensor with a controller which is designed to generate an alarm if there is a risk of fuel shortage and the flame detector is assigned to a burner and is arranged in visual contact with the combustion chamber, with a temperature sensor for detecting a room temperature, a temperature adjuster for setting a target temperature of a heated space, a comparator via which a temperature measured by the temperature sensor can be compared with the target temperature, and a 4 to 20 Hz bandpass, over which an output signal of the optical sensor is passed on, are provided, the flame detector being able to detect how long the fuel is still burning with a flame in an interval process, in order to insert a waiting time after the flame has gone out, the Duration depends on the room temperature reached and during which the embers are still in the combustion chamber and then, after this waiting time has expired, an alarm indicates that more fuel has to be added.
- the flame detector recognizes as soon as the fuel has been used up and gives an alarm in good time so that the fuel can be re
- the flame detector is a flame detector that has been known per se from burner technology or fire protection technology for more than 40 years (e.g.: EP000002064491B1 ) which uses an optical sensor to detect the approx. 4 to 8 Hz flickering frequency of flames.
- the flame detector according to claim 1 is designed in functional modes in such a way that it depicts an advantageous handling of a stove with regard to the manual refilling of fuel as a cyclical interval process.
- the flame detector is equipped with a device that has cyclically linked logic states for monitoring the illustrated, discontinuous, manual process steps of heating, burning and Adding fuel to a stove is beneficial.
- the device In the interval process, the device is able to recognize how long the fuel is still burning with the flame, to wait after the flame has gone out, the duration of which depends on the room temperature reached and during which the embers are still in the combustion chamber and then after they have expired an alarm during this waiting time to indicate that fuel needs to be refilled.
- the flame detector thus supports the very advantageous, since labor and fuel-saving and therefore environmentally friendly interval method for stoves, in which the heat output delivered is controlled on the one hand by the choice of the fuel quantity when adding fuel discontinuously and on the other hand by the choice of the waiting time after the flames have gone out, i.e. by the choice the time in which the fuel gives off its heat as embers in the furnace can be influenced.
- the device By being equipped with a height-adjustable stand, the device can be retrofitted in front of an existing stove with a window, and it can be tilted on the stand so that it can be tilted at a suitable distance and height in front of the stove's viewing window that the optical sensor has a good view of the burner.
- This stand is high enough for the optical sensor to be located above the combustion chamber door so as not to get in the way of opening this door.
- optical sensor is attached directly to the furnace door at the top with a hitch hung on the edge of the viewing pane so that it moves with the door, or subsequently attached to the wall of the stove above the door if there is space and the optical sensor has a good view of the burner from there.
- the temperature sensor for measuring the room temperature is advantageously arranged on the side of the housing facing away from the burner, where the fan also draws in the air for cooling the electronics.
- the following describes how the electronic device advances the functions of the alarm functions depending on the state of the burner.
- the device Before heating up, the device is switched on, although it is not immediately in the
- the device is automatically or manually switched to the operating state, i.e. mode, "Flame monitor".
- the device then waits for an adjustable or determined by the temperature of the room to be heated waiting time, which determines the time after which you would like to be alarmed to add fuel. If you want to heat up a lot, ie the room temperature is still low, this time is very short, if you only want to heat up a little, this time will be an adjustable maximum, ie for example one hour or more, depending on how long you prefer Experience of the operator
- the fuel used in the special furnace keeps the embers. If you prefer to reheat before the embers go out in order to avoid reheating, then you have to go the more laborious route and reduce the output power if necessary by choosing smaller amounts of fuel for reheating. If you want to accept that the embers go out and you then have to heat up again, then the pause can be extended until the room temperature measured in the device in this operating mode falls below the desired setpoint temperature that can be set on the device.
- this alarm is displayed optically on the device, or also acoustically, loud enough so that you can rush to other rooms in the house to add fuel.
- the waiting mode also fulfills the function that you can take your time before adding more wood or, if you want, you can let the fire go out without the device interfering with a new alarm.
- the button for acknowledging the alarm is advantageously at the same time the button with which one can cycle through the function modes.
- the aim is to show how the device can be arranged on the stove: On a stand 1, with a height adjustability 2 and with a sufficiently wide base 3, so that the entire arrangement does not tip over so easily, the device housing 4 sits with a window 5 on the front of the device, i.e. on the side facing the oven window 6, behind which the optical sensor 7 is attached.
- the device housing 4 can be tilted forwards and downwards in a fork 8 so that the optical sensor 7 has a good view of the burner 10 in the furnace.
- there are optional casters 9 on the feet In order to quickly withdraw the device from the oven window 6 to open the oven door 6a, there are optional casters 9 on the feet.
- the temperature sensor 7a is attached to the back, that side of the device housing 4 which faces away from the burner 10 . There it is adequately protected from thermal radiation and gross incorrect measurements are avoided.
- figure 2 shows as an example the design of the device when a constant average heat output is to be achieved, with a constant waiting time that can be set by the user.
- the electronics 12 connected to the optical sensor 7 evaluate the output signal and forward the results to the optical display 13. This is advantageously implemented by a row of LEDs 18 and the acoustic alarm 14 on the side or rear of the device housing 4 , or via the antenna 15 for an alarm device connected remotely by means of radio technology.
- a single button 16 is sufficient for switching on the device and operating the status modes.
- the device is switched on by pressing button 16 for the first time. After switching on, the device is in mode I "Waiting for flames", which is flame detection when heating up or post-heating.
- Mode III "Waiting" is usually almost always automatic when there is no flame in the fire, but can also be done with the help of the button, simply to be able to manually button the device through the various modes in sequence, to bring it into the correct mode appropriate to the respective status of the fire or to be able to test the functions.
- the glowing heat of the glowing, not yet fully burned fuel is used before new fuel is added.
- This adjustable time is also the manipulated variable with which the output of the burner can be controlled.
- the device After acknowledging the alarm, the device is back in mode I: "Flame detection during heating up or post-heating".
- the maximum waiting time that occurs after recognizing that there is no flame can be set with a rotary knob 17 either in steps or continuously between 5 minutes and 5 hours.
- the minimum waiting time of 5 minutes is also necessary here so that the device does not go into alarm mode immediately if there is a brief absence of flames, such as during heating. If flames appear again after the waiting time has started, the waiting time starts again.
- the modes are indicated visually with a row of LEDs 18 in the example shown.
- the device is switched off by pressing button 16 for more than 2 seconds.
- a battery or rechargeable battery 19 supplies the electronics with power. When using the battery, it is also possible to connect a charger.
- figure 3 shows the expansion of the device by a temperature sensor 7a and an adjustability 17a of the target temperature of the heated room. This makes it possible to make the waiting period after the flames have gone out dependent on the difference between the target and actual temperature. Setting option 17 is then used for the maximum waiting time, which is intended to prevent the pause from being extended to such an extent that heating has to be restarted.
- the rotary knob is simply turned to the right stop and thus switched off, in that this time setting is extended to such an extent that it no longer intervenes in the process.
- FIG 4 shows the block diagram as an embodiment of the electronics without p-processor.
- a memory module 20 with a look-up table as status memory controls the sequence of the process steps with the transitions that are in some cases conditional.
- the inputs 20a of the memory module are the addresses under which the respective next status of the controller is stored as information and appears as a control signal at the outputs 20b and the optical Display 13 with the LED 18 of the respective mode or the acoustic Alarmgeber14 or via the transmitter controls the antenna 15.
- a pulse generator 31 as a clock generator ensures that the address is transferred to the memory with the rising edge of the pulse and the information is output with the falling edge.
- the waiting time after the absence of flames or the target temperature of the room can be adjusted from the outside by means of two rotary knobs 17 and 17a on the housing.
- the optical sensor 7 is connected to the input of the bandpass filter 21 .
- the comparator 22 ensures that only signals of a specific magnitude are evaluated and that the memory module is driven with a digital signal.
- the temperature sensor 7a is connected to the preamplifier 21a and compared with the setpoint temperature via the comparator 22a.
- Mode I is fulfilled when the device is switched off. When heating up, you have to wait until flames clearly appear, only then is the device switched on and it is then already in Mode II "Flame monitoring", if there are no flames it then goes into Mode III "Waiting” and after 5 minutes in Mode IV "Flame absence alarm” ( figure 4 ).
- the optical sensor 7 forwards its output signal, i.e. a signal with the flickering frequency of the flames of about 4 to 20 Hz via the 4 to 20 Hz bandpass filter 21 to the preamplifier 23, whose gain can be adjusted goes to the level detector 24.
- the upper edge of the bandpass has been extended to 20 Hz, since the flickering frequency increases when there is a heavy draft in the chimney.
- the amplification of the preamplifier is now set in such a way that the green LED 24a still flashes clearly in time with the flickering frequency when the flame size is the minimum that can be detected.
- the electronics can also be implemented with the help of a microprocessor for the convenient design of the device. Then operation and display correspond to the state of the art with a digital display and two buttons for switching on the device and the operation of the menu as + - buttons executable.
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Description
Die Erfindung betrifft einen Flammendetektor zur Überwachung von manuell beschickten Brennstellen.The invention relates to a flame detector for monitoring manually charged burners.
Gegenstand der Erfindung ist also ein Detektor zur Überwachung des manuellen Betriebes einer Brennstelle für Holz oder holzähnliche Brennstoffe.The subject matter of the invention is therefore a detector for monitoring the manual operation of a burner for wood or wood-like fuels.
Alle Besitzer von Kaminöfen kennen das Problem: Wenn man zum Ofen kommt um nachzusehen, ob wieder Brennstoff nachgelegt werden soll, ist es entweder noch nicht so weit oder, wenn man Glück hat, kommt man grade zum rechten Moment. Ganz schlecht ist es, wenn man zu spät kommt und wieder neu anheizen muss. In Erwartung, dass man im ungünstigen Fall zu spät kommt neigt man dazu häufiger mal nachzusehen und im Zweifelsfall auch mehr oder öfter Brennstoff nachzulegen, als für die richtige, bedarfsgerechte Energieerzeugung eigentlich ausreichend wäre, was dazu führt, dass man zu viel Arbeitsaufwand in den Betrieb des Ofens hineinsteckt und zu viel Brennstoff verbraucht. Das führt dazu, dass man zu viel Geld ausgibt und mehr Abgase in die Umwelt entlässt, als eigentlich notwendig wäre. Zudem ist es unkomfortabel, weil es im Haus zu warm ist. Man kann zwar dann ein Fenster öffnen und die Umwelt heizen, was auch nicht grade sparsam ist.All owners of wood-burning stoves know the problem: when you go to the stove to see if you need to add more fuel, you're either not there yet or, if you're lucky, you've come at just the right moment. It's really bad if you're late and have to heat up again. In the expectation that you will be late in the worst case, you tend to check more often and, in case of doubt, add fuel more or more often than would actually be sufficient for the correct, needs-based energy generation, which means that too much work is put into operation of the stove and consumes too much fuel. This leads to spending too much money and releasing more exhaust gases into the environment than is actually necessary. It is also uncomfortable because it is too warm in the house. You can then open a window and heat the environment, which is not exactly economical either.
Nun gibt es Öfen, die durch manuelle oder eine thermostatische Zuluftregelung das geschilderte Problem versuchen zu lösen, indem die Zuluft und damit die Wärmeleistung des Ofens gedrosselt wird, wenn die Temperatur des Ofens die Solltemperatur erreicht oder überschreitet. Damit wird erreicht, dass sich die Leistung des Verbrennungsprozesses vergleichmäßigt und durch die Wahl der Grenztemperatur an den Bedarf angepasst werden kann. Das funktioniert zum bedarfsgerechten Heizen ganz gut. Es hat jedoch den Nachteil, dass der Verbrennungsprozess im Ofen wegen der gedrosselten Sauerstoffzufuhr unvollständig wird und vermehrt CO und nichtverbrannte Aerosole im Abgas auftauchen, was zur energiemäßig ungünstigen Ausbeute des Holzes als Brennstoff führt, weil ein Teil des Brennstoffes unverbrannt im Abgas den Ofen verlässt. Zudem ist das Ergebnis eine Verschmutzung des Ofens und des Abgassystems mit Kondensaten aus den Aerosolen. Desweiteren erfolgt eine Umweltverschmutzung, denn der Schornstein qualmt jetzt.Now there are ovens that try to solve the problem described by manual or thermostatic supply air regulation by the supply air and thus the heat output of the oven being throttled when the temperature of the oven reaches or exceeds the target temperature. This ensures that the performance of the combustion process is evened out and can be adapted to requirements by selecting the limit temperature. This works quite well for needs-based heating. However, it has the disadvantage that the Combustion process in the furnace becomes incomplete due to the restricted supply of oxygen and more CO and unburned aerosols appear in the exhaust gas, which leads to an energy-wise unfavorable yield of wood as fuel, because part of the fuel leaves the furnace unburned in the exhaust gas. In addition, the result is contamination of the furnace and the exhaust system with condensates from the aerosols. Furthermore, there is environmental pollution because the chimney is now smoking.
Bessere Vorschläge gewährleisten daher eine vollständige Verbrennung durch ausreichenden Luftzufluss und die Leistungsregelung durch die Menge des zugeführten Brennstoffes.Better proposals therefore ensure complete combustion through sufficient air inflow and power control through the amount of fuel supplied.
Als Beispiel seien die Pelletheizung oder die Hackschnitzelheizung genannt. Dabei handelt es sich jedoch um aufwändige, automatische Verbrennungsverfahren, die mehr einer Zentralheizung von größeren Gebäuden oder Blockheizkraftwerken angepasst sind. Zudem erfordern diese Verfahren gleichmäßigen für die automatische Zuführung geeigneten Brennstoff, der in der Regel nicht selbst hergestellt werden kann, und deshalb zugekauft und in Vorratsbunkern bereitgehalten werden muss. Die Firma Harck empfiehlt in ihrer Betriebsanleitung für ihr Modell eco-plus nach dem Anheizen jeweils 3 Scheite Holz im Brennraum zu legen und diese unter ausreichender Zufuhr von Verbrennungsluft für die vollständige Verbrennung abzubrennen, bis sie nur noch als Glutstücke im Brennraum liegen und erst dann auf gleiche Weise wieder 3 Scheite nachzulegen. Damit wird eine vollständige Verbrennung und ein sauberer Betrieb erreicht und eine über den ganzen Tag im Mittel gleichmäßige Wärmeabgabe. Dieses Verfahren wird im Folgenden Intervallverfahren genannt.Examples include pellet heating or wood chip heating. However, these are complex, automatic combustion processes that are more adapted to central heating in larger buildings or combined heat and power plants. In addition, these processes require uniform fuel suitable for automatic feeding, which as a rule cannot be produced in-house and must therefore be bought in and kept ready in storage bunkers. In their operating manual for their eco-plus model, the Harck company recommends placing 3 logs of wood in the combustion chamber after heating up and burning them down with a sufficient supply of combustion air for complete combustion until they are only embers in the combustion chamber and only then open add 3 more logs in the same way. This achieves complete combustion and clean operation, with an average heat output that is even throughout the day. This method is called interval method in the following.
Nachteilig bei diesem Verfahren ist, dass wegen der Größe des Ofens, mit einer Nennleistung angepasst an die erforderliche Leistung bei 2-stelligen Außentemperaturen unterhalb des Gefrierpunktes, besonders während der Übergangszeit, bei normaler Holzscheitgröße noch zu viel Leistung abgegeben wird. Eine gut funktionierende Verbrennung erfordert nämlich, dass mehrere Holzstücke, d.h. mindestens zwei, besser bei drei, zusammenliegen und sich gegenseitig durch ihre Wärmeabstrahlung in der Verbrennung unterstützen, wie jeder Betreiber eines Kaminofens aus Erfahrung weiß.The disadvantage of this method is that because of the size of the furnace, with a rated output adapted to the required output at 2-digit outside temperatures below freezing, especially during the Transitional period when too much power is still output with normal log size. Well-functioning combustion requires that several pieces of wood, ie at least two, preferably three, lie together and support each other in the combustion process by radiating heat, as every stove user knows from experience.
Um zu kleineren Leistungen zu kommen, könnte man die Holzscheitgröße reduzieren, man kommt dann zu Brennstoffmengen, die natürlich schneller abbrennen und daher häufiger nachgelegt werden müssen, was wegen des erhöhten Arbeitsaufwandes nachteilig ist. Zudem hat man die passende Holzscheitgröße auch nur durch zusätzlichen Arbeitsaufwand zur Hand. Weiter ist nachteilig, dass mit diesem Brennverfahren der Ofen und die Abgasleitungen nie richtig heiß werden, so dass Kondensate aus den Verbrennungsgasen sich an den Wandungen niederschlagen und zur Verschmutzung führen.In order to achieve lower outputs, one could reduce the size of the logs, one then arrives at quantities of fuel which of course burn down more quickly and therefore have to be refilled more frequently, which is disadvantageous because of the increased workload. In addition, you only have the right log size at hand through additional work. Another disadvantage is that with this combustion process, the furnace and the exhaust gas lines never get really hot, so that condensates from the combustion gases are deposited on the walls and lead to contamination.
Stand der Technik heute ist, dass fast alle Kaminöfen mit einem Fenster in der Tür ausgestattet sind, so dass man die Ofentür nicht öffnen muss, wenn man nachzuschauen will, wie weit der Brennstoff niedergebrannt ist, allerdings ist es dann notwendig, dass man im Zimmer anwesend ist, um ab und zu einen Blick darauf werden zu können. Ist man im Hause mit anderen Tätigkeiten beschäftigt, ist es erforderlich, diese ab und an zu unterbrechen, um nach dem Feuer zu sehen. Das Ergebnis ist wie anfangs beschrieben.The state of the art today is that almost all stoves are equipped with a window in the door, so you don't have to open the stove door if you want to see how far the fuel has burned down, but then you have to be in the room is present to have a look from time to time. If you are busy with other activities in the house, it is necessary to interrupt them from time to time to look after the fire. The result is as described at the beginning.
Pellet- oder Hackschnitzelheizanlagen sind mit optischen oder thermischen Überwachungseinrichtungen für das Feuer ausgestattet, die die Brennkammer überwachen, um in der Automatik Maßnahmen der Brennstoffnachführung für die gewünschte Leistung des Feuers zu ergreifen, oder wenn kein Feuer mehr detektiert wird eine Störung anzuzeigen.Pellet or wood chip heating systems are equipped with optical or thermal monitoring devices for the fire, which monitor the combustion chamber in order to automatically take measures to adjust the fuel for the desired performance of the fire, or if no more fire is detected, to indicate a fault.
Die
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Beim manuellen Betrieb eines Kaminofens ist der Betreiber beim Intervallverfahren allerdings immer noch auf seine Schätzung angewiesen, wie hoch er in Abhängigkeit von der erreichten Raumtemperatur die Verlängerung der Wartezeiten ausdehnen soll, was bei fehlender Anwesenheit im Raum, wie anfangs beschrieben leicht dazu führen kann, dass die Glut soweit abgekühlt ist, dass man neu anheizen muss, obwohl gemäß Wärmebedarf noch während der Glutzeit hätte nachgelegt werden müssen. Man tendiert also immer noch dazu, zu früh nachzulegen mit dem anfangs beschrieben Folgen. Gesucht ist also eine Einrichtung, die dem Benutzer anzeigt, wann zur rechten Zeit Brennstoff nachzulegen ist, was ja auch umweltpolitische und monetäre Vorteile hat, denn durch das richtige Timing des Brennstoffnachlegens wird Brennstoff gespart zusammen mit einem Komfortgewinn, denn man kann durch richtiges Nachlegen von Brennstoff verhindern, dass es zu warm oder nicht ausreichend warm im Hause ist. Eine Arbeitsersparnis bei der Bedienung der Brennstelle ist ebenfalls wünschenswert.When operating a wood-burning stove manually, the operator still has to rely on his estimate of how much he should extend the waiting times depending on the room temperature achieved, which, as described at the beginning, can easily lead to a the embers have cooled down so much that you have to heat them up again, although according to the heat requirement, you should have added more during the embers. So there is still a tendency to top up too early with the consequences described at the beginning. What is needed is a device that shows the user when fuel is to be added at the right time, which also has environmental and monetary advantages, because fuel is saved through the correct timing of adding fuel, together with a gain in comfort, because by correctly adding more fuel Prevent it from getting too warm or not warm enough in the fuel home is Labor savings in operating the burner is also desirable.
Gesucht ist daher ein Flammdetektor bei dem ein neues Anheizen wegen des Arbeitsaufwandes zu vermeiden und die Wartezeit soweit zu begrenzen, dass die noch vorhandenen Glutstücke in deren Brennkammer den nachgelegten Brennstoff entzünden können.A flame detector is therefore sought in which a new ignition is to be avoided due to the amount of work involved and the waiting time is to be limited to such an extent that the remaining embers in the combustion chamber can ignite the fuel that has been added.
Dabei wird eine bestimmte minimale Brennstoffmenge beim manuellen Nachlegen von Brennstoff eingehalten, eine Menge, die in der Lage ist, die Solltemperatur zur weitgehenden Verringerung von dauerhaften Ablagerungen von Kondensaten im Ofen zu erreichen und auch so groß ist, dass sie ausreichend lange brennt, und damit einen erhöhten Arbeitsaufwand unnötig macht. Die Regulierung der erforderlichen mittleren Heizleistung wird durch unterschiedliche Wartezeiten während der Zeit erreicht. Nachdem die Flammen des noch in der Brennkammer vorhandenen Brennstoffes erloschen sind und in der der Brennkammer als Glutstücke liegen, kann nach Ablauf der manuell oder automatisch eingestellten Wartezeit durch Nachlegen immer noch das Feuer am Leben erhalten. Besitzer von Kaminöfen wissen, dass abhängig von der Art des Brennstoffes Glutstücke bis zu mehreren Stunden im Brennraum liegen, bis sie vollständig zu Asche abkühlen.At the same time, a certain minimum amount of fuel is observed when adding fuel manually, an amount that is able to reach the target temperature for the greatest possible reduction of permanent deposits of condensates in the stove and also large enough to burn for a sufficiently long time, and thus makes an increased workload unnecessary. The regulation of the required mean heating power is achieved by different waiting times during the time. After the flames of the fuel still in the combustion chamber have gone out and there are embers in the combustion chamber, the fire can still be kept alive after the manually or automatically set waiting time has elapsed by adding fuel. Owners of wood-burning stoves know that, depending on the type of fuel, embers can sit in the combustion chamber for up to several hours before they cool down completely to ashes.
Bei dem vorgeschlagenen Verfahren wird die mittlere Leistung dadurch erreicht, dass im Ablauf des Heizungsprozesses Intervalle der Verbrennung mit Flamme und hoher Wärmeabgabe mit Wartezeiten in denen der Brennstoff als Glutstücke im Brennraum liegt unter geringerer Wärmeabgabe abwechseln. Dabei kann die Wartezeit bei gewünschter großer Heizleistung kurz oder gleich Null sein und bei gewünschter geringer Heizleistung sehr lang andauern, d.h. sogar so lang sein, dass die Glutstücke in der Brennkammer sogar erloschen sind und neu angeheizt werden müssen.In the proposed method, the average output is achieved in that, during the course of the heating process, intervals of combustion with a flame and high heat emission alternate with waiting times in which the fuel is in the form of embers in the combustion chamber with less heat emission. The waiting time can be short or zero for a desired high heat output and very long for a desired low heat output, ie even so long that the embers in the combustion chamber have gone out and have to be reheated.
Bei dem vorgeschlagenen Verfahren gibt es für die Gestaltung der Wartezeiten 3 Möglichkeiten, die je nach dem gewünschten Ergebnis alternativ
- 1. über der Zeit kostante mittlere Wärmeabgabe erzeugen: Die Wartezeit ist dann konstant in den Intervallen.
- 2. die Wärmeabgabe der Differenz zwischen Ist- und Solltemperatur des beheizten Raumes anpassen. Die angepasste Wartezeit, d.h. die maximale Dauer ist jedoch soweit begrenzt, dass nicht neu angeheizt werden muss.
- 3. die Wärmeabgabe der Differenz zwischen Ist- und Solltemperatur des beheizten Raumes anpassen. Die angepasste Wartezeit, d.h. die maximale Dauer ist unbegrenzt, dass heißt es muss u.U. neu angeheizt werden.
- 1. Generate constant average heat emission over time: The waiting time is then constant in the intervals.
- 2. Adjust the heat output to the difference between the actual and target temperature of the heated room. However, the adjusted waiting time, ie the maximum duration, is limited to such an extent that it does not have to be reheated.
- 3. Adjust the heat output to the difference between the actual and target temperature of the heated room. The adjusted waiting time, ie the maximum duration is unlimited, which means it may have to be reheated.
Der vorgeschlagene Prozess wird im folgenden Intervallprozess genannt.The proposed process is called the interval process below.
Die Tabelle 1 zeigt für den Prozess den tabellarischen Ablauf.Table 1 shows the tabular procedure for the process.
Als Signalschwelle dient ein Referenzwert. Dieser kann in der Steuerung eingestellt werden. Das aktuell gemessene Signal eines Sensors, der die Brennstelle überwacht, wird von der Steuerung mit diesem Referenzwert, der als Signalschwelle dienst, verglichen. Über- oder unterschreitet das Sensorsignal diese Signalschwelle, wird durch dieses Ergebnis ein Signal generiert, das einen Alarm erzeugt und/oder Aktuatoren initiiert.A reference value serves as the signal threshold. This can be set in the controller. The currently measured signal from a sensor that monitors the burner is compared by the controller with this reference value, which serves as a signal threshold. If the sensor signal exceeds or falls below this signal threshold, this result generates a signal that generates an alarm and/or initiates actuators.
Die Aufgabe wird durch einen Flammendetektor zur Überwachung von manuell beschickten Brennstellen dadurch gelöst, dass er einen optischen Sensor mit einer Steuerung aufweist, die bei drohendem Brennstoffmangel einen Alarm erzeugend ausgebildet ist und der Flammendetektor einer Brennstelle zugeordnet ist und in Sichtkontakt zum Brennraum angeordnet ist, wobei ein Temperatursensor für eine Erfassung einer Raumtemperatur, ein Temperatureinsteller für eine Einstellung einer Solltemperatur eines beheizten Raumes, ein Komparator, über den eine von dem Temperatursensor gemessene Temperatur mit der Solltemperatur vergleichbar ist, und ein 4 bis 20 Hz- Bandpass, über den ein Ausgangsignal des optischen Sensors weitergegeben wird, vorgesehen sind, wobei der Flammendetektor bei einem Intervallprozess in der Lage ist, zu erkennen, wie lange der Brennstoff noch mit Flamme brennt, um nach Erlöschen der Flamme eine Wartezeit einzulegen, deren Dauer von der erreichten Raumtemperatur abhängt und in der die Glutstücke noch im Brennraum liegen und dann nach Ablaufen dieser Wartezeit durch einen Alarm anzuzeigen, dass Brennstoff nachgelegt werden muss. Der Flammdetektor erkennt, sobald der Brennstoff verbraucht ist und gibt rechtzeitig einen Alarm, damit nachgelegt werden kann.The object is achieved by a flame detector for monitoring manually charged burners in that it has an optical sensor with a controller which is designed to generate an alarm if there is a risk of fuel shortage and the flame detector is assigned to a burner and is arranged in visual contact with the combustion chamber, with a temperature sensor for detecting a room temperature, a temperature adjuster for setting a target temperature of a heated space, a comparator via which a temperature measured by the temperature sensor can be compared with the target temperature, and a 4 to 20 Hz bandpass, over which an output signal of the optical sensor is passed on, are provided, the flame detector being able to detect how long the fuel is still burning with a flame in an interval process, in order to insert a waiting time after the flame has gone out, the Duration depends on the room temperature reached and during which the embers are still in the combustion chamber and then, after this waiting time has expired, an alarm indicates that more fuel has to be added. The flame detector recognizes as soon as the fuel has been used up and gives an alarm in good time so that the fuel can be refilled.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Flammendetektors sind in den Unteransprüchen 2 bis 5 beschrieben.Further advantageous configurations of the flame detector are described in
Erfindungsgemäß handelt es sich um einen aus der Brennertechnik oder Brandschutztechnik an sich seit mehr als 40 Jahren bekannten Flammendetektor, (z.B. :
Der Flammendetektor ist mit einer Einrichtung ausgestattet, die zyklisch miteinander verknüpfte logische Zustände aufweist, die zum Überwachen der abgebildeten, diskontinuierlichen, manuellen Prozessschritte beim Anheizen, Verbrennen und Nachlegen von Brennstoff bei einem Kaminofen vorteilhaft sind. Beim Intervallprozess ist das Gerät in der Lage, zu erkennen, wie lange der Brennstoff noch mit Flamme brennt, um nach Erlöschen der Flamme eine Wartezeit einzulegen, deren Dauer von der erreichten Raumtemperatur abhängt und in der die Glutstücke noch im Brennraum liegen und dann nach Ablaufen dieser Wartezeit durch einen Alarm anzuzeigen, dass Brennstoff nachgelegt werden muss.The flame detector is equipped with a device that has cyclically linked logic states for monitoring the illustrated, discontinuous, manual process steps of heating, burning and Adding fuel to a stove is beneficial. In the interval process, the device is able to recognize how long the fuel is still burning with the flame, to wait after the flame has gone out, the duration of which depends on the room temperature reached and during which the embers are still in the combustion chamber and then after they have expired an alarm during this waiting time to indicate that fuel needs to be refilled.
Der Flammendetektor unterstützt damit das sehr vorteilhafte, da arbeits- und brennstoffsparend und daher umweltfreundliches Intervallverfahren für Kaminöfen, bei dem die abgegebene Heizleistung einerseits durch die Wahl der Brennstoffmenge beim diskontinuierlichen Nachlegen und andererseits durch die Wahl der Wartezeit nach Verlöschen der Flammen, also durch die Wahl der Zeit, in der der Brennstoff als Glutstücke im Ofen seine Wärme abgibt, gut beeinflusst werden kann.The flame detector thus supports the very advantageous, since labor and fuel-saving and therefore environmentally friendly interval method for stoves, in which the heat output delivered is controlled on the one hand by the choice of the fuel quantity when adding fuel discontinuously and on the other hand by the choice of the waiting time after the flames have gone out, i.e. by the choice the time in which the fuel gives off its heat as embers in the furnace can be influenced.
Durch die Ausstattung mit einem in der Höhe verstellbaren Ständer kann das Gerät vor einem bereits vorhandenen Kaminofen mit Fenster nachträglich beigestellt werden, und es kann am Ständer geneigt werden, so dass man es in passendem Abstand und passender Höhe vor dem Sichtfenster des Kaminofens so neigen kann dass der optische Sensor gute Sicht auf die Brennstelle hat. Dieser Ständer ist ausreichend hoch damit der optische Sensor oberhalb der Brennraumtür angeordnet ist, um dem Öffnen dieser Tür nicht im Wege zu stehen, dazu ist die Auslegung des Ständers mit einem Schwenkarm an dessen Ende das Gerät befestigt ist vorteilhaft, oder der Ständer hat Räder da die Ofentür zum Nachlegen von Brennstoff ab- und an geöffnet werden muss und der Ständer dazu leicht aus dem Schwenkbereich der Tür zurückgezogen werden kann.By being equipped with a height-adjustable stand, the device can be retrofitted in front of an existing stove with a window, and it can be tilted on the stand so that it can be tilted at a suitable distance and height in front of the stove's viewing window that the optical sensor has a good view of the burner. This stand is high enough for the optical sensor to be located above the combustion chamber door so as not to get in the way of opening this door. For this purpose, it is advantageous to design the stand with a swivel arm, the end of which the device is attached to, or the stand has wheels the furnace door has to be opened and closed to add fuel and the stand can be easily pulled back out of the swinging range of the door.
Eine weitere Möglichkeit besteht darin, dass der zuvor genannte optische Sensor mit einer Anhängevorrichtung direkt an der Feuerungstür am oberen Rand der Sichtscheibe aufgehängt ist, so dass er sich zusammen mit der Tür bewegt, oder oberhalb der Tür an der Wand des Kaminofens nachträglich befestigt wird, wenn dort Platz ist und der optische Sensor von dort eine gute Sicht auf die Brennstelle hat.Another option is for the aforementioned optical sensor to be attached directly to the furnace door at the top with a hitch hung on the edge of the viewing pane so that it moves with the door, or subsequently attached to the wall of the stove above the door if there is space and the optical sensor has a good view of the burner from there.
Wegen der vom Ofen abgegebenen Strahlungshitze ist sicherzustellen, dass die Elektronik des Gerätes sich nicht unzulässig erhitzt. Das kann entweder durch eine warmfeste Elektronikauslegung oder mit einem Schirmblech vor dem Gerät mit Fenster für den Sensor oder/und einen eingebauten Lüfter erreicht werden der vorzugsweise erst anläuft, wenn das Innere des Gehäuses eine Temperatur oberhalb eines bestimmten Werten, z.B. 60 °C über 60 °C hat.Because of the radiant heat emitted by the oven, it must be ensured that the electronics of the device do not overheat. This can be achieved either with a heat-resistant electronics design or with a shielding plate in front of the device with a window for the sensor and/or a built-in fan that preferably only starts up when the inside of the housing has a temperature above a certain value, e.g. 60 °C over 60 has °C.
Der Temperatursensor für die Erfassung der Raumtemperatur wird vorteilhaft auf den der Brennstelle abgewandten Seite des Gehäuses angeordnet, da wo der Lüfter auch die Luft für die Kühlung der Elektronik angesaugt wird.The temperature sensor for measuring the room temperature is advantageously arranged on the side of the housing facing away from the burner, where the fan also draws in the air for cooling the electronics.
Der Erstausrüster ab Fabrik des Kaminofens hat natürlich noch mehr Möglichkeiten zur Anordnung auch im Inneren des Ofens, wegen der Hitzeempfindlichkeit von Elektronik ist dann allerdings auch da bei voller Leistung des Ofens für eine ausreichende Kühlung zu sorgen, der Sensor für die Raumtemperatur ist allerdings vorteilhaft außerhalb des Gehäuses anzuordnen. Auch bereits vorhandene Brennstellen lassen sich vorteilhaft mit erfindungsgemäßen Geräten nachrüsten.The original equipment manufacturer from the factory of the stove naturally has even more options for arranging it inside the stove, but due to the heat sensitivity of electronics it is then necessary to ensure adequate cooling even when the stove is running at full capacity, but the sensor for the room temperature is advantageous outside to arrange the housing. Already existing burners can advantageously be retrofitted with devices according to the invention.
Die Erfindung wird anhand einer Zeichnung in einer bevorzugten Ausführungsform beispielhaft beschrieben. Die Figuren der Zeichnung zeigen im Einzelnen:
- Figur 1:
- eine perspektivische Ansicht eines Kaminofens mit erfindungsgemäßen Flammdetektor,
- Figur 2:
- die Gestaltung eines Ausführungsbeispiels des Gerätes,
- Figur 3:
- die Erweiterung des erfindungsgemäßen Gerätes durch einen Temperatursensor,
- Figur 4:
- das Schaltbild einer Schaltungsanordnung des erfindungsgemäßen Flammdetektors und
- Figur 5:
- das Schaltbild einer vereinfachten Schaltungsanordnung des erfindungsgemäßen Flammdetektors.
- Figure 1:
- a perspective view of a fireplace with a flame detector according to the invention,
- Figure 2:
- the design of an exemplary embodiment of the device,
- Figure 3:
- the extension of the device according to the invention by a temperature sensor,
- Figure 4:
- the circuit diagram of a circuit arrangement of the flame detector according to the invention and
- Figure 5:
- the circuit diagram of a simplified circuit arrangement of the flame detector according to the invention.
Im Folgenden wird beschrieben, wie die elektronische Einrichtung die Funktionen der Alarmfunktionen in Abhängigkeit vom Zustand der Brennstelle weiterschaltet.The following describes how the electronic device advances the functions of the alarm functions depending on the state of the burner.
Vor dem Anheizen schaltet man das Gerät an, wobei es nicht sofort in denBefore heating up, the device is switched on, although it is not immediately in the
Alarmmode geht, d.h. das Ausbleiben von Flammen mit einem Alarm quittiert, sondern in einen Wartemodus, es wartet auf das Auftreten von Flammen und zeigt zunächst nur optisch an, ob es Flammen erkennt oder nicht.goes into alarm mode, i.e. the absence of flames is acknowledged with an alarm, but goes into a waiting mode, it waits for flames to appear and initially only shows visually whether it detects flames or not.
Wenn die kontinuierliche Erkennung von Flammen für mehr als 5 min positiv ist, wird das Gerät automatisch oder von Hand in den Betriebszustand, d.h. Modus, "Flammen Überwachen" geschaltet.If the continuous detection of flames is positive for more than 5 min, the device is automatically or manually switched to the operating state, i.e. mode, "Flame monitor".
Wenn das Feuer heruntergebrannt ist, werden die Flammen nach einiger Zeit erlöschen, was von dem Gerät erkannt wird.When the fire has burned down, the flames will die out after some time, which the device will detect.
Je nachdem wie hoch die Raumtemperatur ist d.h. wie stark man heizen möchte, geht das Gerät dann eine einstellbare oder durch die Temperatur des zu heizenden Raumes bestimmte Wartezeit, die bestimmt nach welcher Zeit man alarmiert werden möchte, um Brennstoff nachzulegen. Wenn stark geheizt werden soll d.h. die Raumtemperatur noch niedrig ist, ist diese Zeit sehr kurz, wenn nur wenig geheizt werden soll, wird diese Zeit ein einstellbares Maximum d.h. z.B. eine Stunde oder mehr betragen, je nachdem wie lange nach eigener Erfahrung des Betreibers der verwendete Brennstoff im dem speziellen Ofen die Glut hält. Wenn man lieber vor dem Verlöschen der Glut nachheizen will, um das neuerliche Anheizen zu vermeiden, dann muss man den arbeitsaufwändigeren Weg gehen und durch die Wahl kleinerer Brennstoffmengen beim Nachheizen die abgegebene Leistung im Bedarfsfall zu reduzieren. Wenn man in Kauf nehmen will, dass die Glut verlöscht und man dann erneut anheizen muss, dann kann die Pause solange ausgedehnt werden, bis die im Gerät bei dieser Betriebsart gemessene Raumtemperatur wieder unter die gewünschte am Gerät einstellbare Solltemperatur abfällt.Depending on how high the room temperature is, ie how much you want to heat, the device then waits for an adjustable or determined by the temperature of the room to be heated waiting time, which determines the time after which you would like to be alarmed to add fuel. If you want to heat up a lot, ie the room temperature is still low, this time is very short, if you only want to heat up a little, this time will be an adjustable maximum, ie for example one hour or more, depending on how long you prefer Experience of the operator The fuel used in the special furnace keeps the embers. If you prefer to reheat before the embers go out in order to avoid reheating, then you have to go the more laborious route and reduce the output power if necessary by choosing smaller amounts of fuel for reheating. If you want to accept that the embers go out and you then have to heat up again, then the pause can be extended until the room temperature measured in the device in this operating mode falls below the desired setpoint temperature that can be set on the device.
Dieser Alarm wird einerseits optisch am Gerät angezeigt, oder auch akustisch, ausreichend laut, damit man auch anderen Räumen in Hause herbeieilen kann, um Brennstoff nachzulegen.On the one hand, this alarm is displayed optically on the device, or also acoustically, loud enough so that you can rush to other rooms in the house to add fuel.
Wenn dieser Ton stört, für den gibt es eine weiter verbesserte Version mit einer Übertragung des Alarms in Funk-Technik auf einen Empfänger, der wahlweise im Alarmfall einen optischen, akustischen oder auch einen Vibrationsalarm abgibt, wenn Brennstoff nachgelegt werden soll. Mit dem Quittieren des Alarms am Gerät oder am Funkempfänger geht das Gerät wieder in den Wartemodus und wartet auf das Auftreten von Flammen nach dem Nachlegen von Brennstoff.If this sound bothers you, there is a further improved version with wireless transmission of the alarm to a receiver which, in the event of an alarm, emits an optical, acoustic or vibrating alarm when fuel needs to be refilled. When the alarm is acknowledged on the device or on the radio receiver, the device goes back into waiting mode and waits for flames to appear after adding fuel.
Der Wartemodus erfüllt auch noch die Funktion, dass man sich etwas Zeit lassen kann, bis man Holz nachlegt, oder man kann das Feuer, wenn man will, auch ausgehen lassen, ohne, dass das Gerät mit einem neuerlichen Alarm stört.The waiting mode also fulfills the function that you can take your time before adding more wood or, if you want, you can let the fire go out without the device interfering with a new alarm.
Der Knopf zum Quittieren des Alarms ist vorteilhafter Weise gleichzeitig die Taste, mit der man zyklisch durch die Funktionsmodi schalten kann.The button for acknowledging the alarm is advantageously at the same time the button with which one can cycle through the function modes.
An einem Beispiel gemäß
Auf einem Ständer 1, mit einer Höhenverstellbarkeit 2 mit und mit einer ausreichen breiten Basis 3, damit die Gesamtanordnung nicht so leicht umkippt, sitzt das Gerätegehäuse 4 mit einem Fenster 5 auf der Vorderseite des Gerätes, also auf der dem Ofenfenster 6 zugewandten Seite, hinter dem der optische Sensor 7 angebracht ist. Das Gerätegehäuse 4 ist in einer Gabel 8 nach vorn unten neigbar, damit der optische Sensor 7 eine gute Sicht auf die Brennstelle 10 im Ofen hat. Um das Gerät schnell vom Ofenfenster 6 zum Öffnen der Ofentür 6a zurückzuziehen, gibt es optional Rollen 9 an den Füßen. Der Temperatursensor 7a ist, wie bereits beschrieben, auf der Rückseite, der der Brennstelle 10 abgewandten Seite des Geräte-Gehäuses 4, angebracht. Dort wird er ausreichend vor der Wärmestrahlung geschützt und es werden damit grobe Fehlmessungen vermieden.According to an example
On a
Die an den optischen Sensor 7 angeschlossene Elektronik 12 wertet das Ausgangssignal aus und leitet die Ergebnisse weiter an die optische Anzeige 13. Dies wird vorteilhaft durch eine Reihe von LEDs 18 realisiert und den akustischen Alarmgeber 14 auf der Seite bzw. Rückseite des Geräte-Gehäuses 4, oder auch über die Antenne 15 für ein mittels Funk-Technik entfernt angeschlossenen Alarmgeber.The
Ein einzelner Taster 16 reicht für das Einschalten des Gerätes und die Bedienung der Zustand-Modi aus. Durch erstmaliges Drücken der Taste 16 wird das Gerät einschaltet. Nach dem Einschalten ist das Gerät in dem Mode I "Warten auf Flammen", was Flammenerkennung beim Anheizen oder Nachheizen ist.A
Es schaltet sich dann entweder automatisch bei unterbrechungsfreien Erkennen der ersten Flammen nach 5 min in den nächsten Mode II: "Flammen Überwachen" was das Erkennen des Ausbleibens von Flammen ist, oder es wird manuell durch Drücken der Taste 16 dahin gebracht.It then either automatically switches to the next mode II after 5 minutes if the first flames are detected without interruption: "Flame monitoring" which is the detection of the absence of flames, or it is brought there manually by pressing
Der Übergang in den Mode III "Warten" wird in der Regel fast immer automatisch beim Ausbleiben von Flammen im Feuer erfolgen, kann aber auch mit Hilfe der Taste erfolgen, einfach um das Gerät manuell der Reihe nach durch die verschiedenen Modi weiter tasten zu können, um es in den dem jeweiligen Status des Feuers angemessen richtigen Mode zu bringen oder auch, um die Funktionen testen zu können.The transition to Mode III "Waiting" is usually almost always automatic when there is no flame in the fire, but can also be done with the help of the button, simply to be able to manually button the device through the various modes in sequence, to bring it into the correct mode appropriate to the respective status of the fire or to be able to test the functions.
Während der Wartezeit wird die Gluthitze des glühenden, noch nicht vollständig verbrannten Brennstoffes ausgenutzt, bevor neuer Brennstoff nachgelegt wird. Diese einstellbare Zeit ist auch die Stellgröße, mit der die 5Leistung der Brennstelle gesteuert werden kann. Nach Ablauf der Wartezeit geht das Gerät in den nächsten Modus "Alarmierung". Mit dem Taster16 kann auch der Alarm quittiert werden.During the waiting time, the glowing heat of the glowing, not yet fully burned fuel is used before new fuel is added. This adjustable time is also the manipulated variable with which the output of the burner can be controlled. After the waiting time has elapsed, the device goes into the next mode "Alarming". The alarm can also be acknowledged with
Das Gerät ist nach der Quittierung des Alarms wieder im Mode I: "Flammenerkennung beim Anheizen oder Nachheizen".After acknowledging the alarm, the device is back in mode I: "Flame detection during heating up or post-heating".
Die sich maximal einstellende Wartezeit nach dem Erkennen des Ausbleibens von Flammen ist mit einem Drehknopf 17 entweder in Stufen oder kontinuierlich zwischen 5 min bis zu 5 h einstellbar.The maximum waiting time that occurs after recognizing that there is no flame can be set with a
Die minimale Wartezeit von 5 min ist auch hier notwendig damit das Gerät nicht sofort bei kurzzeitigem Ausbleiben von Flammen, wie auch während des Anheizens in den Alarmmode geht. Treten nach dem Starten der Wartezeit wieder Flammen auf, startet die Wartezeit von vorn.The minimum waiting time of 5 minutes is also necessary here so that the device does not go into alarm mode immediately if there is a brief absence of flames, such as during heating. If flames appear again after the waiting time has started, the waiting time starts again.
Die Modi werden im gezeigten Beispiel optisch mit einer Reihe von LEDs 18 angezeigt. Ausgeschaltet wird das Gerät durch Drücken der Taste 16 für mehr als 2 sec.The modes are indicated visually with a row of
Eine Batterie oder ein Akku 19 versorgt die Elektronik mit Strom. Bei der Versorgung mit dem Akku ist es auch möglich, ein Ladegerät anzuschließen.A battery or
Wird diese Begrenzung nicht benötigt, wird der Drehknopf einfach an den 5rechten Anschlag gedreht und damit dadurch ausgeschaltet, dass diese Zeiteinstellung soweit ausgedehnt wird, dass sie nicht mehr in den Prozess eingreift.If this limitation is not required, the rotary knob is simply turned to the right stop and thus switched off, in that this time setting is extended to such an extent that it no longer intervenes in the process.
Ebenso wird verfahren, wenn mit konstanter Pause gearbeitet werden soll. Dann wird der Temperatureinsteller 17a an den linken Anschlag gedreht und die Solltemperatur soweit nach unten verstellt, dass diese schon ohne Heizen erreicht ist und somit nur mit konstanter Pause gearbeitet wird, die mit 17eingestellt wird.The procedure is the same if you want to work with a constant pause. Then the temperature adjuster 17a is turned to the left stop and the setpoint temperature is adjusted so far down that it is already reached without heating and work is therefore only carried out with a constant pause, which is set with 17.
Ein Teil der Ausgangsvariablen der Ausgänge 20b wird zusammen mit den Eingangsvariablen aus der Bedienung, den Timern 30 und 30a für die Wartezeit nach Verlöschen der Flammen bzw. der jeweiligen 5 min bis zur Weiterschaltung in den nächsten Mode als Zielinformation für die Adresse, wo die Information für den nächsten Status steht, zurückgeführt.A part of the output variables of the
Ein Pulsgenerator 31 sorgt als Taktgeber dafür, dass mit der ansteigenden Pulsflanke die Adresse in den Speicher übernommen wird und mit der abfallenden die Information ausgegeben wird. Die Wartezeit nach dem Ausbleiben von Flammen bzw. die Solltemperatur des Raumes kann mittels zweier Drehknöpfe 17 und 17 a am Gehäuse von außen eingestellt werden.A
Der optische Sensor 7 wird an den Eingang des Bandpasses 21 angeschlossen. Der Komparator 22 stellt sicher, dass erst Signale einer bestimmten Größe zur Auswertung gelangen und der Speicherbaustein mit einem digitalen Signal angesteuert wird. Der Temperatursensor 7a wird an den Vorverstärker 21a angeschlossen und über den Komparator 22a mit der Solltemperatur verglichen.The
Eine sehr einfache und daher nicht nur preislich günstige sondern auch von technisch nicht so versierten Betreiber gut benutzbare Geräteausführung gemäß
Es hat lediglich eine grüne LED 24a, die als Anzeige für die richtige Einstellung des Sensor-Vorverstärker benutzt wird und eine rote LED 28a, die den Alarmfall bei Ausbleiben der Flammen anzeigt. Zum Quittieren und Ausschalten des Alarms, wird das Gerät einfach wieder in den Status "Anheizen oder Nachheizen" (=AUS) geschaltet.It only has a
Die folgende Beschreibung dient der Erläuterung der Elektronikfunktion.The following description serves to explain the electronic function.
Der optische Sensor 7, hier durch einen Photowiderstand realisiert, gibt sein Ausgangssignal, d.h. ein Signal mit der Flackerfrequenz der Flammen von etwa 4 bis 20 Hz über den 4 bis 20 Hz- Bandpass 21 an den in der Verstärkung einstellbaren Vorverstärker 23 weiter, dessen Ausgangssignal an den Aussteuerungsdetektor 24 geht. Der obere Rand des Bandpasses wurde auf 20 Hz erweitert, da bei heftigem Kaminzug die Flackerfrequenz ansteigt. Die Verstärkung des Vorverstärkers wird jetzt so eingestellt, dass bei der minimal zu erkennenden Flammengröße die grüne LED 24a noch deutlich im Takt der Flackerfrequenz blinkt. Das stellt dann auch sicher, dass der Kondensator 26 des Zeitgliedes 25 für die Wartezeit mit dem Auftreten von Flammen stets sicher aufgeladen wird und erst, wenn das Flackersignal ausbleibt langsam über einen hochohmigen Widerstand 27 entladen kann, so dass erst nach etwa 5 min die Spannung am Kondensator so weit abgefallen ist, dass der Alarm vom Alarmkomparator 28 ausgelöst werden kann und die rote LED 32 und der akustische Alarmgeber 33 angeht.The
Zum Abstellen des Alarms stellt man das Gerät einfach mit dem EIN-AUS-Schalter 29 aus. Nach dem Nachlegen von Brennstoff wird das Gerät erst wieder angeschaltet, wenn deutlich Flammen auftreten, was in der Regel nach wenigen Sekunden der Fall ist. Solange muss man bei der einfachen und preiswerten Ausführung des Gerätes schon warten, was durchaus zumutbar ist.To turn off the alarm, simply switch off the device with the ON-
Natürlich kann die Elektronik auch für die komfortable Ausführung des Gerätes mit Hilfe eines Mikro-Prozessors realisiert werden. Dann ist Bedienung und Anzeige dem Stand der Technik entsprechen mit einer Digitalanzeige und zwei Tastern für das Einschalten des Gerätes und der Bedienung des Menues als + - Tasten ausführbar.Of course, the electronics can also be implemented with the help of a microprocessor for the convenient design of the device. Then operation and display correspond to the state of the art with a digital display and two buttons for switching on the device and the operation of the menu as + - buttons executable.
Der Funktionsumfang des Gerätes und die Gestaltung des Geräteprogramms entspricht dem in Tabelle 1 dargestellten Prozessablauf. Bei Wahl eines Prozessors als Elektronik-Basis besteht bei Funkübertragung des Alarms in Ausführung mit Funk-Technik zusätzlich die Möglichkeit der Kanalwahl, entweder wie bekannt mit zwei Stufenschaltern oder über die digitale Bedienoberfläche.
- 11
- Ständerstand
- 22
- HöhenverstellbarkeitHeight adjustability
- 33
- Basis des Ständersbase of the stand
- 44
- Gerätegehäusedevice housing
- 55
- Fenster des GerätegehäusesDevice case window
- 66
- Ofenfensteroven window
- 6a6a
- Ofentüroven door
- 77
- optischer Sensoroptical sensor
- 7a7a
- Temperatursensortemperature sensor
- 88th
- Gabel nach vorn unten neigbarFork can be tilted forwards and downwards
- 99
- Rollenroll
- 1010
- Brennstelleburning point
- 1111
- Ofenoven
- 1212
- Elektronikelectronics
- 1313
- Optische AnzeigeOptical display
- 1414
- akustischer Alarmgeberacoustic alarm
- 1515
- Antenneantenna
- 1616
- Tasterbutton
- 1717
- Einstellung der WartezeitSetting the waiting time
- 17 a17 a
- Einstellung der SolltemperaturSetting the target temperature
- 1818
- LED zur Anzeige der FunktionsmodiLED for displaying the function modes
- 1919
- Akku zur Stromversorgungbattery for power supply
- 2020
- Speicherbausteinmemory chip
- 20a20a
- Eingänge des SpeicherbausteinsInputs of the memory chip
- 20b20b
- Ausgänge des SpeicherbausteinsOutputs of the memory chip
- 2121
-
Bandpass 4 bis 20 Hz
Bandpass 4 to 20 Hz - 2222
- Komparatorcomparator
- 2323
- Vorverstärkerpreamp
- 2424
- Aussteuerungsdetektorlevel detector
- 24a24a
- grüne LEDgreen LED
- 2525
- Zeitgliedtimer
- 2626
- Kondensator des Zeitgliedescapacitor of the timer
- 2727
- Widerstand des Zeitgliedesresistance of the timer
- 2828
- Alarmkomparatoralarm comparator
- 2929
- Ein-Aus-SchalterOn-off switch
- 3030
- Timer für die Wartezeit nach dem Verlöschen der FlammenTimer for waiting time after flames go out
- 30a30a
- 5-min-Timer5 min timer
- 3131
- Pulsgeberpulser
- 3232
- rote LEDred LED
- 3333
- akustischer Alarmgeberacoustic alarm
Claims (5)
- Flame detector comprising an optical sensor (7), for monitoring a manually fed burn site characterized in that
the optical sensor 7 comprises a control unit which is developed to generate an alarm in the event of an imminent fuel shortage and which is assignable to a burn site (10) and disposable in the line of sight with the combustion chamber, wherein are provided a temperature sensor (7a) for acquiring a volume temperature, a temperature setter (17) for setting a nominal temperature of a heated volume, a comparator (22), across which a temperature measured by the temperature sensor (7a) can be compared with the nominal temperature, and a 4 to 20 HZ bandpass (21) across which an output signal of the optical sensor is transmitted, wherein the flame detector in an interval process is enabled to detect the length of time the fuel is still able to burn with a flame in order to set, after extinguishment of the flame, a waiting period the duration of which depends on the volume temperature reached and in which the embers are still within the combustion chamber and, after passage of this waiting period, to indicate by an alarm that fuel has to be added. - Flame detector as in claim 1, characterized in that it comprises a support (1) preferably a stand (1) rollable on the base, which stand (1) is in particular height adjustable between approximately 0.5 and 1.0 m, wherein preferably between the flame detector and its stand (1) a settable swivel device (8) is provided.
- Flame detector as in claim 1 or 2, characterized in that it comprises a securement device, in particular a suspension device or a magnet, for securing the flame detector at the margin of the combustion chamber, in particular at the margin of a viewing window of a wood-burning fireplace insert.
- Flame detector as in one of claims 1 to 3, characterized in that it comprises an alarm function and an acoustic (14) and/or optical display (13) is available for a first settable operating mode, in which waiting for flames takes place, and a second settable operating mode in which flames are monitored.
- Flame detector as in one of claims 1 to 4, characterized in that an alarm is transmitted across a wireless operative connection, preferably a radio connection (15), to an external alarm generator which receives the alarm and subsequently outputs the alarm either visibly, audibly or haptically.
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