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Einrichtung zum Zünden und Überwachen von Gasbrennern Es sind Einrichtungen zum Zünden und überwachen von Gasbrennern, insbesondere von grossen Industriebrennern, bekanntgeworden, bei denen mit Hilfe eines zugeordneten Nebenbrenners sowie mittels Elektroden die Brennerflamme elektrisch gezündet und überwacht wird; bei welchen also die Zündung durch einen elektrischen Funken erfolgt und zur Überwachung eine durch die Flamme gebildete Ionisationsstrecke herangezogen wird.
Die bekannten Einrichtungen dieser Art enthalten einen neben dem Hauptbrenner angebrachten Nebenbrenner, einen sog. Pilotbrenner, der mit separat angeordneten Zünd- und Fühlerelektrod'en versehen ist, die meistens durch eigene Öffnungen in der Ummauerung in den Feuerungsraum geführt werden. Es besteht dabei der Nachteil, dass verhältnismässig grosse Längen der Elektroden erforderlich sind, die der Hitzewirkung des. Feuerungsraumes. ausgesetzt sind. Die Isolierung der Elektroden bietet Schwierigkeiten, da diese durch die Hitze des Feuerungsraumes und durch Russansatz leidet.
Diese Umstände bewirken Betriebsstörungen durch elektrische Nebenschlüsse der Elektroden oder durch deren übermässigen Abbrand. Durch die Notwendigkeit besonderer Öffnungen für die Einführung der Elektroden in den Feuerungsraum werden die Feuerungen kompliziert, und es gibt viele Fälle, wo, aus baulichen Gründen oder um zusätzliche Betriebsstörungen zu vermeiden, auf die sonst vorteilhafte elektrische überwachung oder Zündung verzichtet werden muss. Es sind zwar schon Einrichtungen bekannt, bei denen die Zündelektrode im Brennerrohr des Pilotbrenners untergebracht ist.
Durch diese Massnahme werden jedoch die erwähnten Nachteile nur teilweise beseitigt.
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Zünden und Überwachen von Gasbrennern, mit dem Gasbrenner zugeordnetem Nebenbrenner und Elektroden zur elektrischen Zündung und über- wachung der Flamme, bei der die erwähnten Nachteile dadurch beseitigt sind, dass mindestens eine Zündelektrode und eine Flammenfühlerelektrode in einem gemeinsamen Brennerrohr des Nebenbrenners. elektrisch isoliert untergebracht und von einem durch das Brennerrohr fliessenden brennbaren Gemisch gekühlt sind.
In der Zeichnung sind ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes sowie eine Detailvariante schematisch dargestellt.
Es zeigen: Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Einrichtung nach der vorliegenden Erfindung, Fig. 2 eine Ansicht in der in der Fig. 1 eingezeichneten Pfeilrichtung S, Fig. 3 eine Detailvariante, Fig. 4 einen Querschnitt nach der in der Fig. 1 eingezeichneten Schnittlinie A-A und Fig. 5 einen Teilschnitt gemäss der in der Fig. 1 eingezeichneten Schnittlinie B-B.
Nach Fig. 1 ist ein Brennerrohr 1 eines dem nicht gezeigten Gas-Hauptbrenner zugeordneten Nebenbrenners mit einem Flansch 2 versehen, mit dem mittels Schrauben 3 ein Gehäuse 4 verbunden ist. Im Gehäuse 4 ist eine Mischkammer 5 und ein Hohlraum 6 vorgesehen, der mit einem, mittels Schrauben 7 befestigten Deckel 8 abgeschlossen ist. In der Nähe der Mündung des Brennerrohres 1 ist eine mit Lö- chern 9 versehene Querplatte 10 mit Bohrungen befestigt, in denen verjüngte Enden 11 von Elektrodenrohren 12 abgestützt sind.
Die Elektrodenrohre 12 sind am anderen Ende mit einer Verbindungsplatte 13 versehen, die im Gehäuse 4 befestigt ist. In den Elektrodenrohren 12 sind in Isolierrohren 14, 15 und 16 stabförmige Elektroden 17, 18 geführt. Die Iso-
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Tierrohre 15 haben einen kleineren Durchmesser als die Isolierrohre 16 und sind in abgesetzten Bohrungen 19 dieser Isolierrohre 16 gelagert. Die Iso- lierrohre 15, 16 sind abwechselnd, je nach der Länge des Brennerrohres, in derartiger Anzahl vorgesehen, dass sie die ganze, in den Elektrodenrohren 12 befindlichen Länge der Elektroden 17, 18 bedecken.
Die im Gehäuse 4 liegenden Enden der Elektroden 17, 18 sind mit denjenigen Isolierrohren 16 grösseren Durchmesser verbunden, die durch Bohrungen 20 im Gehäuse 4 in dessen Hohlraum 6 hineinragen. In diesen Isolierrohren sind Muffen 21 eingekittet, die an beiden Enden Längsbohrungen 22 enthalten, in denen einerseits mittels Schrauben 23 die Elektroden 17, 18 gehalten, anderseits durch Federn 24 abgefederte Kontaktteile 25 axial beweglich untergebracht sind. Die Elektrodenrohre 12 sind vorteilhafterweise in ihrem in der Mischkammer 5 befindlichen Teil mit Öffnungen 26 versehen, die das Rohrinnere mit der Mischkammer verbinden.
Im Deckel 8 ist ein Isolierteil 27 angebracht, der Stromzuleitungsbuchsen 28 enthält, die mittels Schrauben 29 (Fig.5) mit Zuleitungskabeln 30 in Verbindung stehen. Die abgefederten Kontaktteile 25 in den Muffen 21 stützen sich gegen die Stromzulei- tungsbuchsen 28 und schaffen dadurch eine elektrische Verbindung von den Zuleitungskabeln 30 zu den Elektroden 17, 18.
Die Mischkammer 5 des Gehäuses 4 ist mit Zuleitungen 31 für Gas und Luft und mit Regulierschrauben 32 versehen. Zum gasdichten Abschliessen der Mischkammer 5 dient ein Dichtungsring 33 und eine zwischen das Gehäuse 4 und eine mit nicht gezeichneten Schrauben befestigte Platte 34 eingeklemmte, die Isolierrohre 16 umfassende Dichtung 35.
Die Fig. 3 zeigt eine alternative Ausführung eines Details. Im Brennerrohr 1 ist hinter der Querplatte 10 noch eine Zusatzplatte 36 angebracht, die den Löchern 9 der Querplatte 10 entsprechende Bohrun- gen 37 mit einem auf der von der Mündung des Brennerrohres abgewandten Seite befindlichen, ab- gesetzten Teil kleineren Durchmessers enthält.
Wird der Mischkammer 5 durch die Zuleitungen 31 Gas und Luft in geeignetem Verhältnis zuge- führt, so strömt das in dieser entstehende Gemisch durch das Brennerrohr 1 an den Elektrodenrohren 12 vorbei und durch die Löcher 9 der Querplatte 10 aus diesem heraus. Wird an die Elektrode 17 Hochspannung gelegt, so entstehen zwischen ihrem freien Ende und der Querplatte 10 Funken, die das heranströmende Gemisch entzünden. Die Elektrode 18, deren Länge so gewählt ist, dass sie in die sich bildende Flamme hineinragt, ist über eine an sich bekannte Flammen-Kontrolleinrichtung an eine niedrigere Spannung angeschlossen.
Bei Druckschwankungen in der Gas- oder Luftzuleitung verhindert die Querplatte 10 ein Überschlagen der Flamme in das Brennerrohr. Bei langsam brennenden Gasen, die grössere Querschnitte der Löcher 9 erfordern, hat sich die Ausführung nach Fig. 3 als vorteilhaft erwiesen. Dabei könnte grundsätzlich die Querplatte 10 mit der Zusatzplatte 36 aus einem Stück gefertigt sein, denn nur die Form der Löcher 9 bzw. 37 ist entscheidend. Die Verwendung von zwei Querplatten ist jedoch wirtschaftlicher, da nur die Querplatte 10 aus wärmebeständigem Material zu sein braucht.
Dadurch, dass die Zündelektrode 17 und die Flammenfühlerelektrode 18 in das Brennerrohr 1 verlegt werden, wird eine besonders zuverlässige Funktion der Einrichtung erreicht, da die Elektroden und deren Isolierung durch das vorbeiströmende Gemisch von den Rohren 12 aus gekühlt werden und praktisch nur das in die Flamme getauchte Ende der Flammenfühlerelektrode 18 der Hitzewirkung ausgesetzt ist. Durch Verrussung entstehende Nebenschlüsse werden vermieden. Gleichzeitig wird ein kompakter Aufbau der Einrichtung erzielt, da nur ein Rohr statt zwei oder drei Rohre in die Feuerung hineingeführt werden muss.
Das Brennerrohr 1 mit den darin untergebrachten Elektroden kann den verschiedensten Feuerungsräumen angepasst werden, was bei ausserhalb des Brennerrohres liegenden, der Hitzewirkung des Feuerungsraumes ausgesetzten Elektroden kaum durchführbar ist. Die erfindungsgemässe Einrichtung kann auch direkt im Zentrum grosser Wirbelbrenner angebracht werden, wodurch eine besonders geschützte Lage für die Einrichtung erzielt wird.
Der Aufbau der beschriebenen Einrichtung wird durch eine elektrische Isolierung der Elektroden ermöglicht, die im Falle der Zündelektrode eine hohe Spannungsfestigkeit gegen Durchschlag, im Falle der Flammenfühlerelektrode einen hohen Widerstand durch lange Kriechwege gewährleistet. Rohre aus Isoliermaterial grösserer Längen sind zu diesem Zweck nicht verwendbar, da in diesen leicht Risse auftreten, wodurch sie wirkungslos werden.
Durch die erläuterte Ausbildung der Isolierrohre wird auch dieses Problem gelöst, da schädliche Spannungen in den Isolierrohren vermieden werden. Grundsätzlich genügt es dabei, Isolierrohre grösseren und kleineren Durchmessers ineinanderzuschieben, wobei die Stossstellen der letzteren mindestens angenähert in die Mitte der ersteren zu liegen kommen. Die gezeichnete Ausführung der Isolierrohre und deren Anordnung in Elek- trodenrohren bietet jedoch weitere Vorteile in bezug auf einfache Konstruktion, leichte Montage und grö- ssere Betriebssicherheit.
Durch die Stromzuleitung zu den Elektroden über die abgefederten Kontaktteile 25 werden mechanische Spannungen von den Isolierrohren 15, 16 ferngehalten und die Verwendung von sprödem, aber hoch- wertigem Isoliermaterial ermöglicht.
Durch die öffnungen 26 strömt aus der Mischkammer 5 ein Teil des Gemisches in die Elektrodenrohre 12, schafft dort Überdruck und verhindert ein Verunreinigen der Isolierrohre 15, 16 vom Feue- rungsraum aus.
Die erläuterte erfindungsgemässe Einrichtung wäre ohne zuverlässigen Schutz, der durch die Querplatte
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10 bzw. die Zusatzplatte 36 gewährleistet ist, gegen ein Überschlagen der Flamme in das Innere des Bren- nerrohres unbrauchbar. Ein solches Überschlagen, von Beschädigungen des Brenners abgesehen, würde einen Unterbruch der Gaszufuhr durch die Flammen- Kontrolleinrichtung infolge Ausbleibens der Ionisie- rung im Bereich der Fühlerelektrode und dadurch Betriebsstörungen verursachen.
Das Auswechseln einer Elektrode geschieht bei der beschriebenen Einrichtung einfach in der Weise, dass bei entferntem Deckel 8 und aus der Feuerung herausgenommenem Brennerrohr die betreffende Schraube 23 gelöst und die Elektrode herausgezogen wird. Eine neue Elektrode kann in die Isolierrohre und die Muffe hineingeschoben und mit der Schraube 23 fixiert werden.