DE2046509A1

DE2046509A1 -

Info

Publication number: DE2046509A1
Application number: DE19702046509
Authority: DE
Original assignee: ELEKTRONICS CORP OF AMERICA
Current assignee: ELEKTRONICS CORP OF AMERICA
Priority date: 1969-09-26
Filing date: 1970-09-21
Publication date: 1971-04-15
Also published as: BE756604A; FR2062565A5

Description

8363-70/Kö/S
Case 532
Convention Date:
September 26, 19708363-70 / Kö / S
Case 532
Convention Date:
September 26, 1970

Electronics Corporation of America, Cambridge, Mass.,V.St.A.Electronics Corporation of America, Cambridge, Mass., V.St.A.

Flammenwächtersonde für eine VerbrennungsregeleinrichtungFlame monitor probe for a combustion control device

Die Erfindung betrifft eine Flammenwächtersonde für eine Ver* brennungsregeleinrichtung.The invention relates to a flame detector probe for a Ver * combustion control device.

Bei Verbrennungsregeleinrichtungen wird das Vorhandensein einer Flamme in der Brennkammer üblicherweise durch ein Fühlinstrument, beispielsweise einen Infrarot- oder Ultraviolett-Strahlungsdetektor überwacht. Viele solche Einrichtungen werden periodisch auf einwandfreies Arbeiten überwacht, indem zwischen die Flamme und das Fühlinstrument eine optische Blende eingeschaltet wird, so daß das Fühlinstrument die Flamme nicht "sieht" und den ™ Flammenwächter veranlaßt, ein Signal "Flamme fehlt" zu erzeugen, wenn die Einrichtung einwandfrei arbeitet. Solch eine "selbstkontrollierende" Einrichtung beruht auf einem zeitlichen Wechsel zweier Zustände: Flamme "ein" und Flamme "aus". Und zwar ist, damit die Einrichtung einwandfrei arbeitet, ein ständiger Wechsel dieser zwei Zustände erforderlich. Der Blendenmechanismus bei einer solchen Einrichtung besteht typischerweise aus einer Fahne, die an einem Arm befestigt ist, der durch eine Feder in eine erste Lage gespannt und durch einen Elektromagneten in eine zweite Lage bewegt wird. Bei typischen Betriebsverhältnissen kann der Arbeitszyklus der Blende eines solchen Kontrollsystems sehr schnell sein,In combustion control systems, the presence of a flame in the combustion chamber is usually detected by a sensing instrument, for example an infrared or ultraviolet radiation detector supervised. Many such facilities are periodically monitored to ensure that they are working properly by placing between the The flame and the sensing instrument have an optical shutter switched on so that the sensing instrument does not "see" the flame and the ™ Flame monitor causes a "Flame missing" signal to be generated, if the facility works properly. Such a "self-controlling" device is based on a change in time two states: flame "on" and flame "off". In order for the facility to work properly, there is constant change these two states are required. The aperture mechanism at such a device typically consists of a flag attached to an arm which is spring-connected into a first Tensioned position and moved to a second position by an electromagnet. Under typical operating conditions, the duty cycle the aperture of such a control system be very fast,

z.B. einmal pro Sekunde bei einer Brenneranlage im Dauerbetrieb, was eine äußerst hohe Leistung unter nachteiligen Verhältnissen,e.g. once per second with a burner system in continuous operation, which results in extremely high performance under adverse conditions,

1 0 9 8 1 6 / U 8 71 0 9 8 1 6 / U 8 7

wo ein Versagen der Blende ein Abschalten der Anlage zur Folge hat, bedeutet.where a failure of the diaphragm results in the system being switched off, means.

Der Erfindung liegt die Aiigabe zugrunde, eine Flammenwächtersonde mit einem Blendenmechanismus zu schaffen, der verläßlicher und einfacher arbeitet als die bekannten Einrichtungen.The invention is based on the task of a flame detector probe with a shutter mechanism which works more reliably and simply than the known devices.

Erfindungsgemäß ist eine Flammenwächtersonde zum Erzeugen eines einen überwachten Zustand anzeigenden Ausgangssignals vorgesehen, die ein Gehäuse mit einem optischen Element und einem im Abstand hiervon unter Bildung einer optischen Achse angeordneten Fühlerelement, eine zwischen dem optischen Element und dem Fühlerelement angeordnete Blendenkonstruktion mit Öffnung sowie eine zwischen der Blendenkonstruktion und einem der genannten Elemente angeordnete Kammer enthält. Die Kammer hat vorzugsweise eine konische Innenwandfläche, deren Achse mit der optischen Achse zusammenfällt und deren Scheitel bei der Blendenkonstruktion liegt. Ein strahlungsundurchlässiges Bauteil, vorzugsweise eine Eisenmetallkugel, ist in der Kammer angeordnet, und an der Kammer ist eine elektrische Spule vorgesehen, die in der Kammer ein elektromagnetisches Feld erzeugt, durch welches das genannte Bauteil zwischen einer ersten, von der Öffnung der Blendenkonstruktion entfernten Lage außerhalb der optischen Achse und einer zweiten Lage an der Öffnung der Blendenkonstruktion und in der optischen Achse, wo sieAccording to the invention, a flame monitor probe is for generating an output signal indicating a monitored state is provided, which has a housing with an optical element and an im Distance therefrom arranged to form an optical axis sensor element, one between the optical element and the sensor element arranged diaphragm construction with opening and one between the diaphragm construction and one of the elements mentioned contains arranged chamber. The chamber preferably has a conical inner wall surface whose axis coincides with the optical axis and the apex of which lies in the diaphragm construction. A radiopaque component, preferably a ferrous metal ball, is arranged in the chamber, and an electrical coil is provided on the chamber, and an electromagnetic coil in the chamber Field generated by which said component between a first, removed from the opening of the diaphragm construction Position outside the optical axis and a second position at the opening of the diaphragm construction and in the optical axis where it

wird den Durchtritt des Lichtes durch die Blendenöffnung sperrt, bewegt}/.the passage of light through the aperture is blocked, moved} /.

Vorzugsweise ist das optische Element eine Linse, in deren Brennpunkt die Blendenöffnung angeordnet ist. Eine zweite elektrische Spule kann dazu verwendet werden, das strahlungsundurchlässige Bauteil von der optischen Achse wegzubewegen, so daß Licht durch die Blendenöffnung hindurchtreten kann. Bei einer speziellen Ausführungsform enthält die Sonde in Hintereinanderanordnung eine Linse, ein zylindrisches Distanzstück, eine die Stirnwandung der Kammer bildende Quarzplatte, eine Kammerkonstruktion aus Kunststoff und eine die Blendenöffnung bildende Kunststoffkappe, die auf einen Anker aus Eisenmetall paßt, der so ausgebildet sein kann, daß er die Fühlerröhre aufnimmt. Diese FlammenwächtersondeThe optical element is preferably a lens in the focal point of which the diaphragm opening is arranged. A second electric Coil can be used to move the radiopaque component away from the optical axis so that light can pass through the aperture can pass through. In a special embodiment the probe contains a lens, a cylindrical spacer, one the end wall of the Chamber-forming quartz plate, a chamber construction made of plastic and a plastic cap forming the aperture, the fits on a ferrous metal armature which may be adapted to receive the probe tube. This flame detector probe

109816/U87109816 / U87

stellt eine kompakte Baueinheit aus Blende und Fühler dar, die sich leicht so anordnen und montieren läßt, daß mit ihrer Hilfe die Flamme in einer Brennkammer überwacht wird. Das lichtsperrende Bauteil rollt entlang der konischen Fläche in den und aus dem Lichtstrahlengang. Je nach der Anordnung der Sonde kann das Bauteil sich durch Schwerkraft in der einen von beiden Richtungen bewegen. represents a compact unit of diaphragm and sensor, which can be easily arranged and mounted so that with their help the flame is monitored in a combustion chamber. The light blocking component rolls in and out of the conical surface Light beam path. Depending on the arrangement of the probe, the component can move under the force of gravity in either direction.

Die an den Fühler angekoppelte Schaltungsanordnung betätigt normalerweise ein Relais, das eine Komponente der Verbrennungsregeleinrichtung steuert. Bei einer speziellen Ausführungsform er- ä regt das Ausgangssignal des Fühlers die Spule, so daß sie eine opake Kugel in die Sperrlage bewegt, während bei einer anderen Ausführungsform eine Schaltungsanordnung dazu verwendet wird, eine oder beide Spulen in regelmäßigen Intervallen zu erregen, um die Schaltvorgänge des Relais nacheinander auszulösen.The circuit arrangement coupled to the sensor normally actuates a relay which controls a component of the combustion control device. In a particular embodiment ä ER- stimulates the output of the sensor coil, so as to move an opaque ball in the locking position, while a circuit arrangement is used in another embodiment to attract one or both coils at regular intervals to the switching operations of the relay to trigger one after the other.

Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung an Hand der Zeichnungen im einzelnen erläutert. Es zeigen:An exemplary embodiment of the invention is explained in detail below with reference to the drawings. Show it:

Figur 1 eine Flammenwächtersonde mit dazugehöriger elektrischer Regelschaltung gemäß einer Ausführungsform der Erfindungj undFIG. 1 shows a flame monitor probe with an associated electrical control circuit according to an embodiment of the invention and

Figur 2 eine Flammenwächtersonde mit dazugehöriger elektri- - Re
findung.Figure 2 a flame detector probe with associated electrical - Re
finding.

scher Regelschaltung gemäß einer zweiten Ausführungsform der Er-shear control circuit according to a second embodiment of the

In Figur 1 nimmt die in der Wand der Brennkammer 12 montierte Flammenwächtersonde 10 die Anwesenheit einer Flamme 14 wahr, die durch Brennstoff über die Leitung 16 unter Regelung durch ein Ventil 18 gespeist ist.In Figure 1, the flame detector probe 10 mounted in the wall of the combustion chamber 12 perceives the presence of a flame 14 which by fuel via line 16 under control of a valve 18 is fed.

Die Flammenwächtersonde hat einen Körper oder ein Gehäuse 20, das eine Hülse 21 aufnimmt, in der in axialer Anordnung eine Linse 22, ein zylindrisches Distanzstück 23, eine Öuarzplatte 24, ein Kammerteil 25 aus Nylon und eine auf einen Eisenmetallkern 27 passende Kappe 26 aus Nylon befestigt sind. Ferner sind zwei Spulenkörper 28, 29 aus Kunststoff vorgesehen, von denen der eine aufThe flame detector probe has a body or housing 20 which receives a sleeve 21 in which a lens is axially arranged 22, a cylindrical spacer 23, an oil plate 24, a chamber part 25 made of nylon and a fitting on a ferrous metal core 27 Cap 26 made of nylon are attached. Furthermore, two bobbins 28, 29 made of plastic are provided, one of which is on

109816/U87109816 / U87

das Distanzstück 23 und der andere auf den Eisenmetallkern oder Anker 27 ausgerichtet ist. Die Kappe 26 bildet eine Blendenöffnung 34 sowie die konische Kammerwand 36, die in diesem Fall in einem Winkel von ungefähr 75° zur optischen Achse ve läuft, während das Kammerteil 25 eine zylindrische Kammerwand 38 bildet. Eine Stahlkugel 40 ist in der durch den konischen und den zylindrischen Kammerwandteil 36 bzw. 38 gebildeten Kammer angeordnet und dort durch die querverlaufende Quarzplatte 24 festgehalten. Auf den Außenseiten der Spulenkörper 28, 29 sind im axialen Abstand eine Haupt 42 und eine Rückstellspule 44 angebracht. Vorzugsweise sind die beiden Spulen gegensinnig geschaltet. Die Hauptspule 42 ist zusammen mit dem Anker 27 so angeordnet, daß bei Erregung der Magnetfluß in der Nachbarschaft der Blendenöffnung 34 sich konzentriert, während die Spule 44 einen Magnetfluß vor der konischen Wand 36 in der Nachbarschaft des zylindrischen Wandteils 38 der Kammer erzeugt.the spacer 23 and the other is aligned with the ferrous metal core or anchor 27. The cap 26 forms an aperture 34 and the conical chamber wall 36, which in this case in a An angle of approximately 75 ° to the optical axis ve runs, while the chamber part 25 forms a cylindrical chamber wall 38. A steel ball 40 is arranged in the chamber formed by the conical and cylindrical chamber wall parts 36 and 38, respectively, and there held by the transverse quartz plate 24. On the A main 42 and a reset coil 44 are attached to the outside of the coil formers 28, 29 at an axial distance. Preferably are the two coils switched in opposite directions. The main coil 42 is arranged together with the armature 27 so that when excited, the magnetic flux is concentrated in the vicinity of the aperture 34, while the coil 44 generates a magnetic flux in front of the conical wall 36 in the vicinity of the cylindrical wall portion 38 of the Chamber generated.

Ein Fühlerelement 30 betätigt über eine elektronische Schaltung 50 ein Relais 52, das einen Kontakt 52-1 steuert, der zwischen einem Kontakt 54 (Ruhekontakt) und einem Kontakt 56 (Arbeite kontakt) schaltbar ist. Ein Flammenrelais 58 ist mit Kontakten 58-1 in Reihe zwischen eine Energiequelle 60 und das Brennstoffventil 18 geschaltet. Ein Kondensator 62 ist zwischen ein Ende der Relais spule 58 und den Kontakt 54 geschaltet, und ein ähnlicher Kondensator 64 ist zwischen den Kontakt 56 und das andere Ende der Spule 58 geschaltet. Zwei Dioden 66 und 68 sind in Reihe zwischen die Kondensatoren 62 und 64 über die Spule 58 geschaltet, und der Verbindungspunkt dieser Dioden ist an den Kontakt 52-1 angeschlossen.A sensing element 30 actuates via an electronic circuit 50 a relay 52 which controls a contact 52-1, which between a contact 54 (normally closed contact) and a contact 56 (work contact) is switchable. A flame relay 58 is with contacts 58-1 in series between an energy source 60 and the fuel valve 18 switched. A capacitor 62 is between one end of the relays coil 58 and the contact 54 switched, and a similar capacitor 64 is between contact 56 and the other end of the coil 58 switched. Two diodes 66 and 68 are connected in series between capacitors 62 and 64 through coil 58, and the connection point this diode is connected to contact 52-1.

Wenn das Fühlerelement 30 bei Wahrnehmung der Flamme 14 in der Brennkammer 12 ein Ausgangssignal erzeugt, wird die Relaisspule 52 erregt und ein Stromkreis zwischen den Kontakten 52-1 und dem Kontakt 56 geschlossen. In dieser Stellung wird ein Ladestromkreis für den Kondensator 62 vom Energieversorgungsanschluß 70 über den Kondensator 62, die Diode 66 und den Kontakt 56 zum Anschluß 72 geschlossen. Außerdem wird ein Entladestromkreis für den Kondensator 64 durch die Relaisspule 58 über die Diode 66 ge-When the sensing element 30 generates an output signal upon the detection of the flame 14 in the combustion chamber 12, the relay coil becomes 52 energized and a circuit between contacts 52-1 and contact 56 is closed. In this position there is a charging circuit for the capacitor 62 from the power supply terminal 70 via the capacitor 62, the diode 66 and the contact 56 to Terminal 72 closed. In addition, a discharge circuit for the capacitor 64 is generated by the relay coil 58 via the diode 66.

109816/ U87109816 / U87

ι ,¹¹¹UiIJjJ ΙίΙίίίΊιΐίίΑ'!!;:;,,!!·¹"!.;*¹: ■.ι, ¹¹¹ UiIJjJ ΙίΙίίίΊιΐίίΑ '!!;:; ,, !! · ¹ "!.; * ¹ : ■.

schlossen. Wenn das Relais 52 die in Figur 1 gezeigte Stellung hat, besteht ein Ladestromkreis für den Kondensator 64 vom Anschluß 70 über den Kontakt 54, den Relaiskontakt 52-1, die Diode 68 und den Kondensator 64 zum Anschluß 72. Wenn das Relais 52 in regelmäßigen Intervallen erregt wird, werden die Kondensatoren und 64 genügend aufgeladen, um die Spule 58 erregt und die Kontakte 58-I geschlossen zu halten. In jeder Stellung des Relais wird jeweils der eine Kondensator aufgeladen und der andere Kondensator durch die Relaisspule entladen. Damit die Kontakte 58-1 geschlossen gehalten werden, muß das Relais 52 periodisch betätigt werden. Dies geschieht durch die Einschaltung der Blendenkugel 40 ^ in die Blendenöffnung am Ende der Kammer unter Sperrung der Wahrnehmung der Flamme 14 durch das Fühlerelement 30 in regelmäßigen Intervallen.closed. When the relay 52 is in the position shown in Figure 1, there is a charging circuit for the capacitor 64 from the terminal 70 through the contact 54, the relay contact 52-1, the diode 68 and the capacitor 64 to the connection 72. When the relay 52 in energized at regular intervals, capacitors 64 and 64 are charged enough to energize coil 58 and the contacts 58-I keep closed. In each position of the relay, one capacitor is charged and the other capacitor discharged through the relay coil. In order for the contacts 58-1 to be kept closed, the relay 52 must be actuated periodically will. This is done by switching on the diaphragm ball 40 ^ into the aperture at the end of the chamber, blocking the detection of the flame 14 by the sensing element 30 at regular intervals Intervals.

Die Schaltungsanordnung, die diese periodischen Vorgänge aus löst, enthält drei Transistoren 80, 82 und 84» einen Kondensator 86, drei Dioden 88, 90 und 92 sowie acht Widerstände 94-108. Eine Wechselstromsignalquelle ist zwischen Anschlußklemmen 110 und geschaltet. Der Transistor 82 steuert die Stromleitung in der Spule 42, und der Transistor 84 steuert die Stromleitung in der Spule 44· Bei nichtleitendem Transistor 82 leitet der Transistor 84.» und der Stromfluß durch die Spule 44 hält die Kugel 40 aus der Blendenöffnung 34 heraus, so daß das Fühlerelement 30 die Flamme ä 14 wahrnimmt. Ein Ladestrom für den Kondensator 86 fließt durch die Spule 42 und den Widerstand 104, so daß der Kondensator 86 sich auflädt, was nach einem vorbestimmten Zeitintervall bewirkt, daß der Transistor 80 zu leiten aufhört. Der Transistor 82 wird dann in den leitenden Zustand geschaltet, und der Transistor 84 wird in den nichtleitenden Zustand geschaltet, so daß der Stromfluß durch die Spule 44 aufhört und der Stromfluß durch die Spule 42 sich erhöht, so daß das von der Spule 42 erzeugte und durch den Eisenmetallkern 27 konzentrierte Magnetfeld die Kugel 40 zur Blendenöffnung 34 der Kammer in Richtung senkrecht zur optischen Achse anhebt, wodurch das Sichtfeld für das Fühlerelement versperrt wird. Der Kondensator 86 beginnt, sich über den Widerstand 94 zu entladen, Wenn die Vorspannung an der Batis des Transistors 80 sichThe circuit arrangement which triggers these periodic processes contains three transistors 80, 82 and 84 »a capacitor 86, three diodes 88, 90 and 92 and eight resistors 94-108. An AC signal source is connected between terminals 110 and 110. The transistor 82 controls the current conduction in the coil 42, and the transistor 84 controls the current conduction in the coil 44 · When transistor 82 is non-conductive, transistor 84 conducts. and the current flow through the coil 44 keeps the ball 40 from the aperture 34 out so that the sensing element 30, the flame ä 14 perceives. A charging current for the capacitor 86 flows through the coil 42 and the resistor 104, so that the capacitor 86 is charged, which after a predetermined time interval causes the transistor 80 to stop conducting. The transistor 82 is then switched to the conductive state, and the transistor 84 is switched to the non-conductive state, so that the current flow through the coil 44 ceases and the current flow through the coil 42 increases, so that the generated by the coil 42 and Magnetic field concentrated by the ferrous metal core 27 raises the ball 40 to the aperture opening 34 of the chamber in a direction perpendicular to the optical axis, whereby the field of view for the sensor element is blocked. The capacitor 86 begins to discharge through the resistor 94 when the bias voltage on the batis of the transistor 80 increases

1 0 9 8 1 6 / U 8 71 0 9 8 1 6 / U 8 7

20Λ650920Λ6509

soweit erniedrigt hat, daß der Transistor 80 wieder zu leiten beginnt, wird der Transistor 82 gesperrt und der Transistor 84 wieder leitend. Dadurch wird die Spule 44 erregt und die Spule 42 im wesentlichen entregt, so daß daß die Kugel 40 von der Blendenöffnung 34 weggezogen wird und das Fühlerelement 30 wieder Sicht auf die Flamme erhält. Der Kondensator 86 beginnt sich dann wieder aufzuladen. has decreased so far that the transistor 80 begins to conduct again, the transistor 82 is blocked and the transistor 84 is conductive again. As a result, the coil 44 is energized and the coil 42 is substantially de-energized, so that the ball 40 is pulled away from the aperture 34 and the sensor element 30 has a view of the flame again. The capacitor 86 then begins to recharge.

' Wenn das Fühlerelement 30 eine Flamme wahrnimmt, wird die Magnetspule 52 erregt und der Kontakt 52-1 auf den Kontakt 56 geschaltet, so daß ein Ladestromweg für den Kondensator 62 und ein Entladekreis für den Kondensator 64 durch die Relaisspule 58 hergestellt werden. Wenn das Fühlerelement 30 keine Flamme wahrnimmt, schaltet der Relaiskontakt 52-1 auf den Kontakt 54, so daß ein Ladestromweg für den Kondensator 64 und ein Entladestrom für den Kondensator 62 durch die Relaisspule 58 hergestellt werden. Bei geeigneter Bemessung der Schaltungselemente wird die Relaisspule 58 durch periodisches Sperren des Sichtfeldes des Fühlerelementes 30 erregt gehalten, so daß das Ventil l8 offen gehalten und der Brennstoffluö τχχν Brennkammer aufrechterhalten wird. Falls die Flamme ausfällt, bleibt der Relaiskontakt 52-1 auf den Kontakt 54 geschaltet, und sobald der Kondensator 62 entladen ist, öffnet das Relais 58 die Kontakte 58-1, so daß die Brennstoffzufuhr zur Brennkammer beendet wird. Ebenso bleiben, falls das Fühlerelement 30 fehlerhaft wird,wie im Falle eines UV-Detektors mit laufendem Lawinendurchbruch, die Kontakte 52-1 auf den Kontakt 56 geschaltet, und das Relais 58 öffnet die Kontakte 58-1, sobald der Kondensator 64 sich entladen hat.When the sensor element 30 senses a flame, the magnetic coil 52 is energized and the contact 52-1 is switched to the contact 56, so that a charging current path for the capacitor 62 and a discharge circuit for the capacitor 64 through the relay coil 58 are established. If the sensor element 30 does not perceive a flame, the relay contact 52-1 switches to the contact 54, so that a charging current path for the capacitor 64 and a discharging current for the capacitor 62 are established through the relay coil 58. With a suitable dimensioning of the circuit elements, the relay coil 58 is kept excited by periodically blocking the field of view of the sensor element 30, so that the valve 18 is kept open and the fuel flow combustion chamber is maintained. If the flame fails, the relay contact 52-1 remains connected to the contact 54, and as soon as the capacitor 62 is discharged, the relay 58 opens the contacts 58-1, so that the fuel supply to the combustion chamber is stopped. Likewise, if the sensor element 30 becomes defective, as in the case of a UV detector with an ongoing avalanche breakdown, the contacts 52-1 remain connected to the contact 56, and the relay 58 opens the contacts 58-1 as soon as the capacitor 64 has discharged .

BeL der in Figur 2 gezeigten Ausführungsform enthält die Flammenwächtersonde eine Linse 22' und eine konische Kammerwand 36¹, die im Winkel von ungefähr 35 zur optischen Achse verläuft, so daß direkt hinter der Linse eine Kammer gebildet wird, in welcher eine Kugel 40' angeordnet ist. Eine Blendenöffnung 34' ist im Brennpunkt der Linse 22' angeordnet, und ein Gehäuse 20" ermöglicht die Anbringung einer UV-Detektorröhre 30' unmittelbar hinter der Blendenöffnung 34'· Ein Spulenkörper nimmt eine Wicklung 42¹ auf,In the embodiment shown in FIG. 2, the flame monitor probe contains a lens 22 'and a conical chamber wall 36 ¹ which extends at an angle of approximately 35 to the optical axis, so that a chamber is formed directly behind the lens in which a ball 40' is arranged is. An aperture 34 'is at the focal point of the lens 22' is arranged, and a housing 20 "allows the attachment of a UV detector tube 30 'immediately behind the aperture 34' · A bobbin winding 42 receives a ¹ on,

10 9816/U8710 9816 / U87

die bei Erregung die Kugel 40' in eine die Durchsicht zur Flamme 14' vom Fühlerelement 30' sperrende Lage bewegt.which when excited the ball 40 'in a view of the flame 14 'moved from the sensing element 30' blocking position.

Die UV-Fühlerröhre 30' wird von den Sekundärwicklungen 120, 122 eines Transformators 124 erregt, und die bei Auftreten von UV-Strahlung erzeugten Lawinenausgangssignale werden über eine Aufnahmespule 126 und Dioden 128 sowie ein RC-Glied mit dem Kondensator 130 und den Widerständen 132 und 134 auf einen Transistor 136 und von dort auf Verstärkertransistoren 138 und 140 gekoppelt, so daß diese Transistoren leitend gemacht werden. Wenn der Transistor 140 leitet, ist der Verbindungspunkt zwischen den Dioden 66' und | 68' an den negativen Pol der Betriebsspannung angeschaltet, so daß ein Ladestromweg für den Kondensator 62' besteht, undder Kondensator 64' sich durch die Relaisspule 58' und die Diode 66' entlädt. Außerdem wird die Spule 42' der Flammenwächtersonde erregt, so daß die Kugel 40'unter Sperrung des Sichtfeldes des Fühlerelements 30' angezogen wird. Wenn das Ausgangssignal des Fühlerelements 30' aufhört, hören die Transistoren 136, 138 und 140 auf zu leiten, so daß ein Ladestromweg für den Kondensator 64' hergestellt wird und der Kondensator 62' sich durch die Relaisspule 58' entlädt, wodurch die Kontakte 58-I' geschlossen gehalten werden.The UV sensor tube 30 'is from the secondary windings 120, 122 of a transformer 124 is excited, and when UV radiation occurs generated avalanche output signals are via a pick-up coil 126 and diodes 128 and an RC element with the capacitor 130 and the resistors 132 and 134 are coupled to a transistor 136 and from there to amplifier transistors 138 and 140, see above that these transistors are made conductive. When transistor 140 conducts, the junction point between diodes 66 'and | 68 'connected to the negative pole of the operating voltage, so that there is a charging current path for capacitor 62 ', and the capacitor 64 'discharges through relay coil 58' and diode 66 '. In addition, the coil 42 'of the flame detector probe is energized, so that the ball 40 'blocking the field of view of the sensor element 30 'is tightened. When the output signal of the sensing element 30 'stops, transistors 136, 138 and 140 stop conduct so that a charging current path is established for the capacitor 64 'and the capacitor 62' discharges through the relay coil 58 ', thereby keeping contacts 58-I 'closed.

Falls das zyklische Arbeiten der Sdialtijngsanordnung entweder infolge eines Ausfalls der Flamme oder infolge eines Versagens i des Fühlerelements 30· oder der elektronischen Schaltung aufhört, fallen die Kontakte 58-I¹ des Relais 58' ab, sobald der entsprechen de, in ihrem Stromkreis liegende Kondensator sich unter denjenigen Pegel entladenhat, der erforderlich ist, um die Kontakte angezogen zu halten, so daß das Brennstoffventil 18 und die anderen geregelten Elemente geschlossen werden und damit die Anlage in sicherem Zustand abgeschaltet wird.If the cyclic work of Sdialtijngsanordnung either due to failure of the flame or due to failure i of the sensor element 30 · or the electronic circuit stops, the contacts 58-I ¹ drop of the relay 58 'as soon as the match de, capacitor lying in their circuit has discharged below the level required to keep the contacts attracted so that the fuel valve 18 and the other controlled elements are closed and the system is shut down in a safe condition.

Vorstehend ist also, kurz gesagt, eine Flammenwächtersonde mit einem Gehäuse beschrieben, das eine Linse und ein Fühlerelement im Abstand voneinander enthält, wobei zwischen Linse und Fühlerelement eine Kammer angeordnet ist. Die Kammer hat in ihrer einen Wandung eine Blendenöffnung auf der optischen Achse zwischen Linse und Fühlerelement. Eine in der Kammer angeordnete EisenmetallkugelSo, briefly, a flame monitor probe with a housing is described above, which has a lens and a sensing element in the Contains distance from each other, wherein a chamber is arranged between the lens and the sensing element. The chamber has one wall an aperture on the optical axis between lens and Sensing element. A ferrous metal ball placed in the chamber

109816/1487109816/1487

wird bei Erregung einer elektrischen Spule in die optische Achse bewegt, so daß sie die Blendenöffnung versperrt. Bei Entregung
der Spule rollt die Kugel unter dem Einfluß der Schwerkraft von der optischen Achse weg, so daß Licht von der Linse zum Fühlerelement durch die Blendenöffnung durchtreten kann.is moved in the optical axis when an electrical coil is excited, so that it blocks the aperture. When de-excited
the coil rolls the ball away from the optical axis under the influence of gravity, so that light can pass from the lens to the sensor element through the aperture.

109816/1 487109816/1 487

Claims

PatentansprücheClaims

Θ-Flammenwächtersonde für eine VerbrennungsregeleinrichtungΘ flame monitor probe for a combustion control device

mit einem Hauptbrennstoffventil zum Regulieren des Brennstoffflusses nach einer Brennkammer, einem Relais zum Steuern des Hauptbrennstoffventils und einer Kontrollschaltung, die bei zeitlicher Abwechslung zweier Betriebszustände das Relais erregt hält, wobei die Flammenwächtersonde in regelmäßigen Intervallen abwechselnde Signale, welche die Anwesenheit und Abwesenheit einer Flamme in der Brennkammer anzeigen, erzeugt und ein optisches EIe- g ment sowie ein im Abstand hiervon unter Bildung einer optischen Achse angeordnetes Flammenfühlerelement aufweist, dadurch gekennzeichnet , daß zwischen das optische Element (22) und das Flammenfühlerelement (30) eine Blendenkonstruktion (26) mit Blendenöffnung (34) eingeschaltet ist, daß zwischen der Blendenkonstruktion und einem der genannten Elemente (22, 30) eine Kammer (36, 38), in der sich ein strahlungsundurchlässxges Bauteil (40) befindet, angeordnet ist und daß an dieser Kammer eine elektri. sehe Spule (42) angebracht ist, die in der Kammer ein elektromagne tisches Feld erzeugt, durch welches das lichtundurchlässige Bauteil zwischen einer ersten, von der Blendenöffnung entfernten Lage außerhalb der optischen Achse und einer zweiten Lage an der Blendenöffnung und in der optischen Achse, derart, daß es den " Durchtritt von Strahlung durch die Blendenöffnung sperrt, bewegt wird.with a main fuel valve for regulating the fuel flow to a combustion chamber, a relay for controlling the main fuel valve and a control circuit that keeps the relay energized when two operating states alternate in time, the flame monitor probe at regular intervals alternating signals indicating the presence and absence of a flame in the See combustion chamber, is generated and an optical EIe- g ment and a spaced therefrom to form an optical axis arranged flame sensor element, characterized in that between the optical element (22) and the flame sensor element (30), a diaphragm assembly (26) with aperture ( 34) is switched on, that between the diaphragm construction and one of the said elements (22, 30) a chamber (36, 38), in which a radiation-impermeable component (40) is located, is arranged and that an electric at this chamber. see coil (42) is attached, which generates an electromagnetic table field in the chamber, through which the opaque component between a first, remote from the aperture position outside the optical axis and a second position on the aperture and in the optical axis, such that it "blocks the passage of radiation through the aperture, is moved.

2. Flammenwächtersonde nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer eine zur optischen Achse geneigte Innenwandfläche, deren eines Ende sich an der Blendenöffnung befindet, aufweist und daß die elektrische Spule die Kammer umgibt.2. Flame monitor probe according to claim 1, characterized in that the chamber is one for the optical Axis inclined inner wall surface, one end of which is located at the aperture, and that the electrical coil the Chamber surrounds.

3. Flammenwächtersonde nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r ch gekennzeichnet, daß das optische Element (22) eine Linse ist, in deren Brennpunkt sich die Blendenöffnung (34) befindet .3. Flame monitor probe according to claim 1 or 2, d a d u r ch characterized in that the optical element (22) is a lens, in the focal point of which the diaphragm opening (34) is located .

109816/U87109816 / U87

4. Flammenwächtersonde nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine Schaltungsanordnung, welche die elektrische Spule in Abhängigkeit vom Ausgangssignal des Flammenfühlerelements (30) erregt.4. Flame monitor probe according to one of claims 1 to 3, characterized by a circuit arrangement which the electrical coil as a function of the output signal of the flame sensor element (30) energized.

5. Flammenwächtersonde nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Schaltungsanordnung, welche die elektrische Spule in regelmäßigen Intej? vallen erregt.5. Flame monitor probe according to one of the preceding claims, characterized by a circuit arrangement, which the electric coil in regular Intej? vallen excited.

6. Flammenwächtersonde nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei Erregung der elektrischen Spule das strahlungsundurchlässige Bauteil (40) von der ersten in die zweite Lage bewegt wird und daß eine zweite elektrische Spule (44) vorgesehen ist, die in der Kammer ein elektromagnetisches Feld erzeugt, welches das strahlungs undurchlässige Bauteil aus der zweiten in die erste Lage bewegt, in welcher es den Durchtritt von Licht durch die Blendenöffnung (34) gestattet.6. Flame monitor probe according to one of the preceding claims, characterized in that when the electrical coil is excited, the radiopaque component (40) is moved from the first to the second position, and that a second electrical coil (44) is provided which generates an electromagnetic field in the chamber, which the radiant The impermeable component is moved from the second to the first position, in which there is the passage of light through the aperture (34) permitted.

7. Flammenwächtersonde nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch eine Schaltungsanordnung, welche die beiden elektrischen Spulen (42, 44) abwechselnd erregt.7. Flame monitor probe according to claim 6, characterized by a circuit arrangement which the two electrical coils (42, 44) are alternately energized.

8. Flammenwächtersonde nach Anspruch 2 sowie einem der Ansprüche 3 bis 7 soweit auf Anspruch 2 rückbezogen, dadurch gekennzeichnet, daß die geneigte Innenwandfläche (36) konisch ist und die Achse der konischen Innenwandfläche mit der optischen Achse zusammenfällt, wobei der Scheitel der konischen Innenwandfläche sich an der Blendenöffnung (34) befindet.8. Flame monitor probe according to claim 2 and one of claims 3 to 7 as far as dependent on claim 2, characterized characterized in that the inclined inner wall surface (36) is conical and the axis of the conical inner wall surface is with it the optical axis coincides with the apex of the conical inner wall surface being at the aperture (34).

109816/U87109816 / U87