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Lichtelektrische Vorrichtung zur Flammenüberwachung bei Ölfeuerungen
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eines lichtempfindlichen Elementes, wie einer Fotozelle oder eines belichtungs-abhängigen Widerstandes, dasein Flammenüberwachungs-Relais steuert ; nach Entzündung des Öl-Luft-Gemisches beleuchtet die Brennerflamme das lichtempfindliche Element, worauf das Flammenüberwachungs-Relais erregt wird.
Wird nun bei Ölfeuerungen mit intermittierender Zündung, deren Zündtransformator nur bei Inbetriebsetzung der Anlage sowie nach Erlöschen der Flamme eingeschaltet wird, eine derartige ÜberwachungsAnlage verwendet, dann verursacht diese, dass der Zündtransformator wieder ausgeschaltet wird ; bei Be-
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Bei einer bekannten Vorrichtung zur Flammenüberwachung ist ein lichtempfindlicher Widerstand vor- gesehen, der mit der Erregerwicklung des Flammenüberwachungs-Relais direkt-d. h. ohne Verstärker - in Reihe geschaltet ist, wobei jedoch mittels eines Netztransformators die Speisespannung herabgesetzt werden muss, dies insbesondere auch zur Verminderung der Verlustleistung des lichtempfindlichen Widerstandes ;
bei Direktspeisung der Überwachungs-Vorrichtung-d. h. ohne Vorschalt-Widerstand oder-Trans- formator-müsste nämlich die gieichstromgespeiste Relaiswicklung einen hohen ohmschen Widerstand aufweisen, um die Verlustleistung des lichtempfindlichen Widerstandes und damit seine Abmessungen, innerhalb zulässiger Grenzen zuhalten - diehiefür erforderliche Sonderanfertigung des Relais mit vielen dünnen Windungen würde aber den Aufwand wesentlich vergrössern.
Weiters ist es auch bekannt, die Überwachung der Brennflamme mittels eines von der Zünd- bzw.
Brenn-Flamme erhitzten Thermoelementes vorzunehmen, dessen dadurch erzeugter Strom einen Magneten erregt, der eine bei Erlöschen der Flamme die Heizölzufuhr drosselnde Sicherheitsvorrichtung steuert ; diese besteht im wesentlichen aus einem axial verschiebbaren Stift, dessen in einem Sicherheitsventil eingesetztes Ende dieses bei ausgeschalteter Einrichtung sperrt ; koaxial zu diesem Stift ist nun ein zweiter angeordnet, der durch einen als Hubmagnet ausgebildeten Zündtransformator gesteuert wird und nach Inbetriebnahme der Anlage den ersten Stift so weit aus seinem Ventilsitz hebt, dass Heizöl durch die Zündleitung fliessen kann ; ein am Hauptventil angebrachter Verzögerungsschalter, dessen Einstellung das Zünden wie auch einwandfreies Arbeiten des überwachenden Thermoelementes gewährleistet, schaltet nach dem Einschaltvorgang den Hubmagnet-Transformator wieder ab.
Bei einer andern bekannten Vorrichtung erfolgt die Flammenüberwachung einer Ölfeuerung durch ein Relais, dessen Erregerwicklung mit einem durch die Intensität der Flamme veränderlichen Widerstand in Reihe geschaltet ist.
Nach der Erfindung werden nun lichtelektrische Vorrichtungen zur Flammenüberwachungbei Ölfeuerungen mit einer Reihenschaltung eines Flammenüberwachungs-Relais und eines Fotowiderstandes derart ausgebildet, dass einerseits im Flammenüberwachungs-Relais der Magnetkern einen magnetischen Nebenschluss aufweist, durch den auch bei abgefallenem Anker ein geschlossener ferromagnetischer Kreis vorhanden ist, und dass anderseits die Erregerwicklung des Überwachungs-Relais mit einem parallelgeschalteten Kondensator einen Resonanzkreis bildet, der in Reihe mit dem Fotowiderstand direkt an das Wechselstromnetz angeschlossen und auf dessen Frequenz abgestimmt ist.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäSen Überwachungs-Vorrichtung sind das Flammenüberwachungs-Relais mit dem Fotowiderstand und dem Kondensator in einem gemeinsamen Gehäuse eingebaut.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur Flammenüberwachungdargestellt.
Es zeigen : Fig. l das Schaltschema der Vorrichtung ; Fig. 2 ein zugehöriges Flammenüberwachungs-Relais
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Bei der in Fig. l dargestellten Schaltung ist der Fotowiderstand R in einem Brennerrohr einer Ölfeuerungsanlage angebracht und wird von der Brennerflamme beleuchtet ; mit diesem Fotowiderstand R in Reihe ist die Erregerwicklung L eines Flammenüberwachungs-Relais geschaltet, das-wie in Fig. 2 veranschaulicht - als Umschalterelais ausgebildet ist und zwei Aussen-Kontakte k,, k. sowie einen Mittel-Kontakt k 3 aufweist, welcher mit einem parallel bewegbaren Anker 1 des Relais gekuppelt ist und sich beim An-
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aufäusseren Schenkeln 4 und 5 sowie dem mittleren Schenkeln 2 des Eisenkernes 3 ist ein magnetischer Shunt 8 vorgesehen. Vorzugsweise wird dieser so gebildet, dass dem den Eisenkern 3 bildenden Blechpaket mehrere Magnetbleche beigefügt werden, die eine in der Fig. 3 gezeigte Form aufweisen.
Ein Teil 9 des magnetischen Flusses verläuft nun über den magnetischen Shunt 8, während der übrige Teil 10 den Weg über den mittleren Luftspalt, den Anker 1, den äusseren Luftspalt und den Eisenkern 3 nimmt.
Die beschriebene Vorrichtung arbeitet folgendermassen :
Hat sich nach dem Einschalten der Ölfeuerungsanlage das Öl-Luft-Gemisch an der Funkenstrecke des Zündtransformators entzündet, so beleuchtet die Brennerflamme den Fotowiderstand R, dessen Widerstandswert demzufolge abnimmt. Der Strom in der Relaiswicklung L steigt dadurch an und wird durch die Resonanzwirltung noch erheblich verstärkt. Erreicht er den Ansprechwert des Relais, so wird der Anker 1 angezogen und der mit ihrr gekuppelte Mittelkontakt k legt sich auf den Kontakt k2. Damit wird über einen nicht dargestellten Ölfeuerungsautomaten, der für die vollautomatische Steuerung und Überwachung der Ölfeuerungsanlage dient, der Zündtransformator ausgeschaltet.
Erlischt die Brennerflamme während des Betriebes, so nimmt der Widerstandswert des Fotowiderstandes R wieder zu und das dadurch verursachte Abfallen des Ankers 1 bewirkt über den Olfeueruabsautomaten eine Wiedereinschaltung des Zündtransformators. Um bei einer nicht erfolgten Zündung des Öl-Luft-Gemisches Explosionsgefahr und Ölverluste zu vermeiden, ist im Ölfeuerungsautomaten ein thermischer Schalter vorgesehen, der nach einer einstellbaren Überbrückungszeit die Zündung und die Brennstoffzufuhr ausschaltet, worauf kein weiterer Zündungsversuch mehr erfolgt und die Anlage in Störstellung geht.
Die vom Fotowiderstand R aufgenommene Leistung NR in Abhängigkeit von der Beleuchtung B ist im Diagramm der Fig. 4 gezeigt, u. zw. durch die Kurve 11 bei dauernd abgefallenem und die Kurve 12 bei dauernd angezogenem Anker 1. Die beiden Kurven 11, 12 schneiden sich im Aufzugspunkt A, dem Punkt, für den der Anker 1 - Normalbetrieb vorausgesetzt - angezogen wird. Der Aufzugspunkt A stellt die am Fotowiderstand R im Normalbetrieb maximal auftretende Leistung dar. Durch geeignete Dimensionierung des magnetischen Shuntes 8kann erreicht werden, dass die Leistungskurven 11,12 nahezu das gleiche Maximum aufweisen, da infolge des magnetischen Shunts 8 die maximale Impedanz der Erregerwicklung L bei abgefallenem Anker 1 praktisch gleich derjenigen bei angezogenem Anker 1 ist.
Zieht nun das Flammenüberwachungsrelais nach der Entzündung des Öl-Luft-Gemisches nicht an, sei es wegen eines Defektes im Relais oder weil die Beleuchtung zu gering ist, bzw. zieht es erst bei einem viel grösserem Ansprechwert als dem vorgesehenen an, so ist die dann auftretende Maximalleistung im FotowiderstandRnurweniggrösser als diejenige, die ohne einen solchen störenden Einfluss auftreten würde. Der Fotowiderstand R fällt demzufolge viel kleiner aus, als es bei einem Relais von bekannter Ausführung der Fall wäre.
Bei einem solchen würde nämlich die bei dauernd abgefallenem Anker auftretende Maxi- malleistung ein Vielfaches derjenigen sein, die bei Normalbetrieb benötigt wird, so dass deshalb für den Fotowiderstand R eine Type gewählt werden müsste, die viel grösser wäre, als diejenige, die für den Normalbetrieb genügen würde.
Ein weiterer Vorteil der vorgeschlagenen Einrichtung ist, dass sie an die Netzspannung direkt angeschlossen werden kann, d. h. bei ihr wird der sonst benötigte Vorschaltwiderstand oder Netztransformator entbehrlich. Da das Flammenüberwachungsrelais L dank der Ausnutzung der Resonanzerscheinung ebenso wie der Fotowiderstand R verhältnismässig klein ausfällt, können alle in der Fig. 1 dargestellten Schalt-
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elemente sehr kompakt zusammengebaut werden, wie es die Fig. 5 schematisch zeigt. Darin bedeutet 13 das in der Fig. 2 dargestellte Flammenüberwachungsrelais, C den Kondensator und R den Fotowiderstand.
Alle diese Teile sind zweckmässigerweise in einem Schutzrohr 14 untergebracht, welches vor dem Fotowiderstand R ein nicht dargestelltes Fenster aufweist, das dem Licht der Brennerflamme zugekehrt ist.
Zur Funktionskontrolle ist ein von ausserhalb des mit 15 bezeichneten Brennerrohres betätigbarer lichtundurchlässiger Schirm vorgesehen, der vor die Fensteröffnung gebracht wird. Bei richtiger Funktion des Flammenüberwachungsrelais soll dieses abfallen und das vorgesehene Schaltprogramm einleiten. Das Schutzrohr 14 kann mit dem Ö1feuIUngsautomaten 16 ein Ganzes bilden, das mit einer Steckverbindung
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die Netzspannung, den Zündtransformator und den Brennermotor. Dank dieses gedrängten Zusammenbaues ist die Längeder Verbindung zwischen dem Fotowiderstand Rund dem Flammenüberwachungsrelais auf ein Minimum reduziert. Kurzschlüsse zwischen den Zuleitungen zum Fotowiderstand R sind daher nicht mehr zu befürchten.
Insbesondere ist die Gefahr, dass bei kurzgeschlossenem Fotowiderstand das Flammenüberwachungsrelais anzieht und einen normalen Betrieb vortäuscht, ausgeschlossen.
PATENTANSPRÜCHE : 'l. Lichtelektrische Vorrichtung zur Flammenüberwachung bei Ölfeuerungen mit einer Reihenschal- tung eines Flammenüberwachungs-Relais und eines Fotowiderstandes, dadurch gekennzeichnet, dass einerseits im Flammenüberwachungs-Relais der Magnetkern (3) einen magnetischen Nebenschluss (8) aufweist, durch den auch bei abgefallenem Anker (1) ein geschlossener ferromagnetischer Kreis vorhanden ist, und dass anderseits die Erregerwicklung (L) des Überwachungs-Relais mit einem parallelgeschalteten Kondensator (C) einen Resonanzkreis bildet, der in Reihe mit dem Fotowiderstand (R) direkt an das Wechselstromnetz angeschlossen und auf dessen Frequenz abgestimmt ist.