DE1209235B - Sicherheitsvorrichtung zur UEberwachung des Feuerraumes von mit fluessigen Brennstoffen betriebenen Feuerungsanlagen - Google Patents

Description

• Sicherheitsvorrichtung zur Überwachung des Feuerraumes von mit flüssigen Brennstoffen betriebenen Feuerungsanlagen Die Erfindung betrifft eine Sicherheitsvorrichtung zur Überwachung des Feuerraumes von automatisch oder halbautomatisch betriebenen Feuerungsanlagen für flüssige Brennstoffe, insbesondere Ölfeuerungsanlagen, mittels einer auf optische oder thermische Signale des Feuerraumes oder den Druck bzw. die Druckdifferenz des Brennstoffes in der Brennstoffleitung ansprechenden Signaleinrichtung.
• Mittels der bekannten automatischen Steuerungen wird die ölfeuerungsanlage in Betrieb gesetzt, der Brenner während des Betriebes fotoelektrisch überwacht und nach erreichter Kessel- bzw. Raumtemperatur wieder außer Betrieb gesetzt. Dem Zünden des Brenners geht eine Vorbelüftung des Feuerraumes voraus. Dem Abschalten des Brenners schließt sich das Nachbelüften des Feuerraumes an, um eventuell sich noch bildende Gase aus dem Feuerraum zu befördern.
• Mit dem Abschalten des Brenners selbst wird aber zugleich die gesamte Steuerung, also auch die fotoelektrische Überwachung ausgeschaltet, so daß für die Zeit des Nachventilierens und auch für Schaltpausen kein; Kontrolle für die Vorgänge im Feuerraum besteht.
• Es hat sich herausgestellt, daß nach der jeweiligen Außerbetriebsetzun;- des Brenners und während des Nachventilierens Öl in den Feuerraum nachlaufen kann, was auf die Undiehtheit von Absperrorganen zurückzuführen ist. Dies ist insofern gefährlich, als während der Wiederinbetriebnahme der Feuerung, d. h. während des Wiedereinschaltens und des damit verbundenen Vorventilierens Ö l bereits in den Feuerraum eingespriiht wird. ohne daß es brennt. Der Feuerraum selbst ist also nach Abschluß des Vorventilierens mit zündfähigem (hochexplosivem) Gemisch von Ölnebel und Luft Celaden, was beim Einsetzen der Zündhin- zu einer erheblichen Verpuffung führt. Mit den bisher Bekannten Steuerringen ist man ge#,en derart_e Gefahren nicht Geschützt.
• Aufgabe vier Erfindung ist es,@die Feuerun2sanlage gegen die erwähnten Gefahren zu sciii'zvn. B:: elncr Sicherheitsvorrichtung zur Überwachung des Feuerraumes von a;utomatiseh oder halbautomatisch betriebenen @eucrun-santagen der ein-araes bezeichneten Art wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Signalcinrichtun@r derart ausgebildet ist. daß sie nach einem Nbdurikelrnnszeitraum nach der Brenn2rvcntilabschaltun@@ derart in Tätigkeit Gesetzt wird. daß bei Ansprechen der Signaleinrichtung ein akustisches und 'oder optisches Signal ausgelöst wird und, oder die Vorrichtung zur Zuleitung des Brennstoffes zum Brennstoffventil abgeschaltet wird. Diese Sicherheitsvorrichtung ermöglicht eine Kontrolle für das nach jeder Brennerabsehaltung erfolgende dichte Schließen der Brennstoffabsperrung und hat die fortschrittliche Wirkung, daß jegliche Nachbrennflamme oder auch das Nachglühen von Ölkohle, die sich infol-e des Nachlaufens von Öl im Düsenbereich Gebildet hat, selbsttätig angezeigt wird. Auf diese Weise kann rechtzeitig, d. h. vor Eintritt eines größeren Schadens, Abhilfe geschaffen werden. Die erwähnten Störungen im Feuerraum können auch auf ungeeignete Ausbildung des Feuerraumes selbst oder der Schamottierung im Bereich des Brenners zurückzuführen sein. Auch in solchen Fällen können sich Ölkohleansätze bilden, die allmählich so weit zur Beeinträchtigung der Verbrennungführen können, daß sich die Flamme vom Brenner loslöst und so eine Verpuffung zustande kommt. In jedem Falle wird aber durch einen derartigen ölkohleansatz nicht nur die Wirtschaftlichkeit. sondern auch die Sicherheit des Betriebes geiährdet. Beim Abschalten des Brenn:rs kann cler noch heiße bzw. glühende Ölkohleansatz erfindungsgemäß zur Signalgabe herangezogen werden, wobei gleichzeitig der Brenner blockiert wird.
• Mit der n°_uen Sicherheitsvorrichtung zur über-«-achun- des Feuerraumes lassen sich auch unerwünschte Bestandteile des Öles feststellen, die nicht restlos verbrennen und so glühend im Bereich des Brenners lieaenbleiben. Auf diese Weise hat man jederzeit die Möglichkeit der Prüfung bzw. Änderung der Ölqualität.
• Einzelheiten sind aus der nachstehenden Beschreibung und den Zeichnungen ersichtlich. In letzteren ist die Erfindung an Hand einer Ölfeuerung in schematischer Weise dargestellt, und zwar zeigt F i g. 1 ein Übersichtsschema einer Ölfeuerungsanlag;., F i g. 2 einen Stromlaufplan, F i g. 3 eine Einzelheit (Schaltnocken), F i g. 4 ein Programmablaufdiagramm, F i g. 5 a und 5 b Funktionsdiagramme.
• In den Feuerraum des- Warmwasser- oder Dampfkessels 21 ragt in bekannter Weife die Brennstoffdüse 33 hinein. Die Verbrennungsluft wird in ebenfalls bekannter Weise durch den Luftkanal 22 zugeführt. In den Feuerraum ist ein licht- oder strahlungsempfindlicher Fühler 25 eingebaut. Mit 28 ist das reguläre Brennstoffabsperrventil bezeichnet. Falls nach Abschaltung des Brenners bei undichtem Absperrorgan Öl in den Feuerraum nachfließt und im Düsenbereich nachbrennt, wird über die an sich bekannte Fotozelle (Fühler 25) ein mit dem Schaltwerk 24 in Verbindung stehendes Signal 32 betätigt. Entsteht eine Flamme bzw. glüht die Ölkohle während des Nachbelüftens oder während der Wartezeit, so wird die Bedienungsperson durch das Signal auf diesen Mißstand aufmerksam gemacht. Gleichzeitig kann auch unmittelbar eine Verblockung des Brenners erfolgen, so daß er sich nicht mehr automatisch in Betrieb setzen kann. Erst nach Beseitigung des Fehlers kann der Brenner wieder automatisch arbeiten. Zur erfindungsgemäßen Überwachung der Vorgänge im Feuerraum kann die vorhandene, beim normalen Brennerbetrieb angewendete (im Stromlaufplan veranschaulicht) oder eine gesonderte Fotozelle verwendet werden. Anstatt der fotoelektrischen Überwachung sind auch Signaleinrichtungen vorgesehen, die auf Wärmestrahlung ansprechen. So kann z. B. die Kontrolle für das dichte Schließen der Brennstoffabsperrung mittels eines in den Abgasstrom 23 eingebauten Temperaturfühlers 27 erfolgen.
• Um das dichte Abschließen der Brennstoffabsperrorgane zu überwachen, kann man z. B. auch einen. in der Brennstoffzuleitung nach dem Abschalten des Brenners auftretenden Druckabfall mittels eines Strömungswächters oder Druckfühlers 26 zur Signalgabe und Verblockung des Brenners benutzen. In F i g.1 ist die Brennstoffzuführung sowohl eines Hochbehälters 31 mit Absperreinrichtung 30 als auch durch Pumpenförderung 29 gezeigt.
• Falls eine Kesselanlage mehrere Stunden ununterbrochen :in Betrieb bleibt, ergäbe sich keine Möglichkeit der erfiadungsgemäßen Überwachung. Aus diesem Grunde wird eine den Betrieb Lies Brenners periodisch unterbrechende Schalteinrichtung vorgeschlagen. Durch diese wird der Betrieb des Brenners nach einer bestimmten Brenndauer kurzzeitig unterbrochen, damit die erfindungsgemäße Sicherheitsvorrichtung, die nur bei ausgeschaltetem Brenner anspricht, in Tätigkeit treten kann. Sind weder Nachbrennflamme noch nachglühende ölkohlereste vorhanden., so springt der Brenner automatisch wieder an, wogegen sonst eine Signalisierung und gegebenenfalls Verblockung des Brenners erfolgt.
• An Hand des in F i g. 2 dargestellten Stromlaufplanes wird gezeigt, wie die Schaltung beispielsweise vorgesehen sein kann, um die erfindungsgemäße Sicherheitsvorrichtung wirksam werden zu lassen.
• Der Stromlaufplan ist im stromlosen Zustand, das Programmschaltwerk (Schaltkontakte mit den Ziffern 1 bis 14 bezeichnet) in der Ausgangsstellung gezeichnet.
• Wenn zwischen P (Phase) und Mp (Nulleiter) Spannung aus dem Netz mittels eines Schalters gegeben wird, spricht nur das Signal 38 an. Dies kann jedoch vermieden werden, wenn vor Betätigung des Schalters der Startknopf 16 gedrückt und erst nach Betätigung des Schalters wieder losgelassen wird. Durch das Drücken des Startknopfes 16 wird das Sicherheitsrelais 18 eingeschaltet. Die Selbstschaltung dieses Relais erfolgt über einen eigenen Arbeitskontakt. Ein weiterer Arbeitskontakt dieses Relais schaltet die Spannung, wenn sich der druck- oder temperaturbetätigte automatische Schalter 34 in Einschaltstellung befindet, über den Umschalter 1 des Programmschaltwerkes zu dessen Antriebsmotor 20 weiter. Dieser schaltet nun in kurzen Abständen nacheinander die Kontakte 5 von it nach o, 2 von o nach u, 4 von o nach 11, 1 von o nach u und 5 wieder von o nach u. Durch diese Schaltung verläuft die Spannung über Kontakt 1-1t, 2-t1, 5-o zur Spule des Betriebsrelais 19. Nachdem sich dieses Relais eingeschaltet hat, erfolgt seine Selbsthaltung über einen Arbeitskontakt, welcher seine Spannung aus dem Kontakt 10-u, dem Ruhekontakt des Fühlerrelais 15, dem Kontakt 2-u und 1-1t erhält. Der Programmotor erhält zum Weiterlaufen seine Spannung über einen Arbeitskontakt des Betriebsrelais 19 und dem Kontakt 12-1t. Die weiteren Schaltvorgänge für die Inbetriebsetzung einer Feuerung, ausgeführt durch die vom Programmotor angetriebenen Kontakte 6, 7, 8, 13 und 14, sind wegen der Übersichtlichkeit im Stromlaufplan nicht gezeichnet. Im allgemeinen besteht der Schaltablauf aus Vorlüftung, Vorzündung, Freigabe der Ölzufuhr, Nachzündung und Betrieb. Gleichzeitig mit der Freigabe der Ölzufuhr wird das Fühlerrelais 15 durch den Kontakt 11 über den Zeitraum der Sicherheitszeit überbrückt, anschließend an das Umschalten des Kontaktes 11 von o nach u schaltet der Kontakt 10 von o nach u und nach Entstehen der Flamme auch das Fühlerrelais 15, das beispielsweise von einem licht- oder strahlungsempfindlichen Fühler 37 beeinfiußt wird. Nach Ablauf der Sicherheitszeit öffnet der Kontakt 11 von u nach o, und damit hängt das Betriebsrelais 19 über den Kontakt 10=o am Flammenfühlerrelais 15. Wenn sich das Programmschaltwerk bis zur Betriebsstellung weitergedreht hat, wird der Antriebsmotor 20 vom. Kontakt 12 durch Schalten von u nach o ausgeschaltet. Nach Erreichen des eingestellten Druckes oder der Temperatur wird der automatische Schalter 34 geöffnet, worauf das Betriebsrelais auf Ruhestellung schaltet. Mit der Ruhestellung des Betriebsrelais wird die Brennstoffzufuhr zur Feuerung abgeschaltet, und der Programmschaltwerkmotor 20 erhält Spannung über einen Ruhekontakt. Dadurch dreht sich das Programmschaltwerk weiter, und der Kontakt 10 schaltet sofort von o nach u. Nach weiterem Programmlauf - die Zeit wird je nach Art der Feuerung länger oder kürzer eingestellt (Abdunkelungszeit) - schalten die Kontakte 1 von u .nach o, 2 von u nach o und 3 von u nach o. Wenn das Programmschaitwerk die Ausgangsstellung erreicht hat, wird dessen Motor vom Kontakt 4 ausgeschaltet, und damit ist auch die Nachlüftzeit beendet. Die Anlage bleibt in dieser Ausgangsstellung, bis der druck- oder temperaturabhängige automatische Schalter 34 wieder schließt

  (einschaltet). Wenn das Fühlerrelais vor Ablauf der

  Abdunkelunaszeit nicht in Ruhestellung geschaltet

  hat oder während der Nachlüftzeit nochmals an-

  zieht, verursacht durch nachbrennende Flamme in-

  folge undichter Absperror`rane, wird auf das Stör-

  relais 17 von Kontakt 3-o über das Fühlerrelais 15

  klar ccit@@teüu:@`) sind honta-',#t 2-o Spanntang gegeben.

  Dadurch wird von einem Ruhekontakt des Störrelais

  17 der Selbstschaltekreis des Sicherheitsrelais geöff-

  net: die Attlmre ist damit verriegelt. Nur ein manu-

  ell,s Betätigen des Startknopfes ermöglicht eine wei-

  tere Inbetriebnahme. Über einen Ruhekontakt des

  Sicherheitsrelais 18 wird ein Signal ausgelöst, und

  durch einen Arbeitskontakt, bezeichnet durch die

  Anschlußklctnmen 35 und 36, wird die BrennstofT-

  zubrin"ereinrichtuna ausgeschaltet oder bei Gefälle-

  zulauf eine zweite Absperrvorrichtung ausgelöst. Das

  gleiche geschieht auch, wenn während der Schalt-

  pause durch Entstehen einer Flamme das Fühler-

  relais 15 auf Arbeitsstellung schaltet.

  In F i @@. 3 ist ein Schaltnocken dargestellt; unter 1

  bis 14 sind die verschiedenen Schaltnocken zu ver-

  stehen. Mit s ist die jeweilige Strecke im Proaramm-

  ablaufdiaaramm (F i g. -1) angedeutet, während wel-

  cher der Schaltnocken auf Stellung o ist.

  Im Funktionsdiagramm zeigt F i g. 5 a: Dinkel im

  Feuerraum nach Regelabschaltung, die F i g. 5b zeigt:

  Hell im Feuerraum nach Regelabschaltung.

  40 bezeichnet: Feuerraum-Dunkel-Überwachung; 41 bezeichnet: Öffnen des Brennstoffventils; 42 bezeichnet: Einschaltung der Brennstoffzufuhr.

Claims (1)

1. Patentanspruch: Sicherheitsvorrichtung zur Überwachung des Feuerraumes von automatisch oder halbautomatisch betriebenen Feuerungsanlaaen für flüssige Brennstoffe, insbesondere ölfeuerungsanlagen, mittels einer auf optische oder thermische Signale des Feuerraumes oder den Druck bzw. die Druckdifferenz des Brennstoffes in der Brennstoffleitung ansprechenden Signaleinrichtung, d a d u r c h g e -kennzeichnet, daß die Signaleinrichtung derart ausgebildet ist, daß sie nach einem Abdunkelungszeitraum nach der Brennerventilabschaltuna derart in Tätigkeit gesetzt wird, daß bei Ansprechen der Signaleinrichtung ein akustisches und/oder optisches Signal ausgelöst wird und/oder die Vorrichtung zur Zuleitung des Brennstoffes zum Brennstoffventil abgeschaltet wird. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 728 522; deutsche Auslegeschrift Nr. 1037 053.