PHOTOELECTRIC SYSTEM FOR MONITORING FLAMES AND FUMES

Abstract: 1. Photoelectric device for flame-monitoring and flue gas-monitoring, having an optical system comprising a light source (4) and two photodetectors (5, 6) to which an evaluation unit (9) is connected, characterized in that, for flame-monitoring and flue gas-monitoring in the flue duct (2) of a cremation furnace, the photodetectors are designed as photo cells (5, 6), the light source is arranged opposite the first photo cell (5) and irradiates only the latter, the second photo cell (6) is arranged usptream of the first photo cell (5) in the direction of the flue gas, and the two photo cells (5, 6) are connected in anti-parallel fashion.

Description: Rauchgasüberwachungsvorrichtung für einen Kremationsofen Rauchgasmelder werden bie Brandschutzanlagen und zur Emissionsüberwachung von Verbrennungsanlagen verwendet. Die unzahl der bereits bekannten Geräte ist sehr gross. Die Ausführung variiert zwischen verhältnismässig einfacher Geräten für quantitativen Messungen und zwischen aufwendigen Anlagen zur qualitativen Erfassung von Rauchgasen. Im Artikel "Die fotoelektrische Messung von Staubemissionen" von H. Walcher, Feinwerktechnik & Messtechnik, 83, 1975, Heft 6, Seiten 257 ff., sind verschiedene Systeme besc@rie- ben und dargestellt, die auch auf optischem Prinzip arbeiten. Es werden mehrere Ausführungsbeispiele dargestellt, die jedoch alle sehr kompliziert und somit aufwendig sind. Es wird darauf aufmerksam gemacht, dass infolge der schwankenden Strömungsverhältnisse, durch Schwadenbildung und infolge diskontinuierlicher Verbrennung sehr unruhige Messangaben entstehen können, die keine einfache Auswertung gewährleisten. Im Artikel "Elektronik im Brandschutz", von K. Nentwig, industrieelektrik + elektronik, 20. Jahrgang, 1975, Nr. 10, S. 207 ff., sind Brandschutzanlagen beschrieben und dargestellt, die entweder auf optischem Prinzip arbeiten oder aus Ionisations- oder Gasdetektoren ausgebildet ist. Weil bei einer optischen Brandschutzmeldung verhindert werden muss, dass die Anlage nicht auf Sonnen- oder Lampenlicht reagiert, ist ein Flammenmelder mit einer Fotozelle und einem Selektivverstärker versehen, der nur auf Frequenzen zwischen 5 und 30 Hz anspricht. Dieser Melder reagiert also nicht auf das Lampenlicht, das entweder 100 oder 120 Hz aufwest. Auch gegenüber dem Sonnenlicht ist der Selektivverstärker unempSindlich, weIl oas Sonnenlicht mit Null-Frequenz in die Fotozelle eIntrItt. Das Problem ist die sichere Erfassur.g von Rauchgasen In Verbrennungsöfen, in welchen die Intensität des Verbren nungsvorgangs zeitlich stark schwankt. Die übliche optische Rauchgasüberwachung gibt bei solche Oefen in den Zeitabschnitten, in denen die Flammen bis in die Rauchkanäle schlagen, kein für die entsprechende Nachregelung des Ofens, d.h. für die Vermeidung von unerwünschten mis- sionen brauchbares Signal mehr. Es besteht zwar die Möglichkeit, die Distanz zwischen dem Verbrennungsraum und der Rauchgasüberwachung zu vergrössern, diese Ausführungsmöglichkeit ist jedoch technisch ungünstig, da dabei das Volumen zwischen dem Verbrennungsraum und der Ueberwachungseinrichtung, das sich vor dem Ansprechen der Ueberwachungseinrichtung mit Rauch füllt, unerwünscht gross ist. Auch eine Rauchgasüberwachung unter Verwendung einer einzigen Fotozelle mit zugehörender Lichtquelle ist den heutigen Anforderungen bezüglich Umweltschutz nicht mehr gewachsen, weil bei dieser Lösung die Gefahr besteht, dass auch die Flammen unrichtig signalisiert werden. Der Erfindung lIegt die Aufgabe zugrunde, eine Rauchgas überwachungseinrichtung für einen Kremationsofen, mit wenigstens eIneinRauchkanal, in dem ein optisches System eingebaut ist, so zu schaffen, dass sie die Nachteile des Bekannten nicht aufweist und dass sie mit einfachen Mitteln das Rauchvorkommen im Rauchkanal auch dann richtig signalisiert, wenn in diesen Rauchkanal auch die Flammen schlagen. Die vorgenannte Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass das optische System durch ene Lichtquelle Üa durch zwei Fotozellen gebildet ist, wobei die Lichtquelle nur der ersten Fotozelle zugeordnet ist. Der Vorteil der Erfindung besteht insbesondere darin, dass die Fotozelle, die der Lichtquelle zugeordnet ist, das Rauchvorkommen signalisiert, wobei die zweite Fotozelle, die keiner Lichtquelle zugeordnet ist, auf die einschlagen- den Flammen reagiert. Nach einer Weiterbildung ist die zweite Fotozelle in Rauchströmungsrichtung vor der ersten Fotozelle angeordnet, die der Lichtquelle zugeordnet ist. Diese Lösung weist den Vcrteil auf, dass die Flammen gleich am Anfang erfasst werden. Die Fotozellen sind an eine Auswerteeinheit angeschlossen, die z.B. ein Voltmeter enthält. Diese Auswerteelnheit weist einen Regelausgang auf, der dann die Rauchbekämpfung steuert und/oder dem Personal den ungünstigen Zustand signalisiert. Zweckmässig sind die Fotozellen mit einer gemeinsamen Leitung an die Auswerteeinheit angeschlossen, wobei die Fotozellen antiparallel geschaltet sind. Diese Ausführungsform bedeutet eine Vereinfachung des Erfindungsgegenstandes, weil die Signale, die von beiden Fotozellen ausgehen, entgegenwirken, so dass die Auswerteeinheit ein Signal erhält, welches bedeutet, dass die Flammen in Erfassungsräumen beider Fotozellen vorkommen, so dass die Rauchte- kämpfung weiter gesteigert weraen muss. Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeich- nungen näher erläutert. Es zeigt Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Verbrennungs ofens mit einem Rauchkanal, In dem die erfindungs- gemäss sie Rauchgasüberwachungselnrichtung installiert ist, und Fig. 2 die elektrische Schaltung der Rauchgasüberwachungs- einrichtung gemss der Erfindung. Gemäss Fig. 1 ist ein Ofen 1 mit einem Rauchkanal 2 verbunden, der in einen Schornstein 3 führt. Im Rauchkanal 2 ist eine Lichtquelle 4 und eine gegenüber der Lichtquelle 4 angeordnete erste Fotozelle 5 befestigt. Im Rauchkanal 2 ist auch eine zweite Fotozelle 6 angeordnet, die sich zwischen dem Ofen 1 und der ersten Fotozelle 5 befindet. Mit der Pezugsiffer 6' ist die weite Fotozelle 6 in einer anderen Lage dargestellt. Die Richtung der Strahlen der Lichtquelle 4 ist mit dem gestrichelt gezeichneten Pfeil 7 dargestellt. Am Anfang des Rauchkanals 2 ist eine Flamme 8 schematisch gezeichnet. Gleiche Teile sind in Fig. 2 mit denselben Bezugsziffern versehen wie in Fig. 1. Gemäss Fig. 2 sind die erste Fotozelle 5 und die zweite Fotozelle 6 bzw. 6' antiparallel geschaltet und über Ver bindungsleitunger. 11 bzw. gemeinsame Leitungen 12 an eie Auswerteeinheit 9 angeschlossen, die mit einer Regelausgang 10 versehen ist. Die Arbeitsweise ist wie folgt: Im Normalbetrieb entwickelt sich kein Rauch una in den Rauchkanal 2 schlägt keine Flamme 8. Die erste Fotozelle 5 empfängt das Licht der Lichtquelle 4. Die Fotozelle 6 bzw. 6, registriert keinen Lichteinfall. Die Auswerteeinheit 9 enthält ein Signal von der ersten Fotozelle 5, welches sIgnalIsiert, dass die Verbrennungsluftregulierung richtig eingestellt ist. Bei einer Rauchentwicklung und schwachem Verbrennungsvorgang ist der Lichteinfall auf die erste Fotozelle 5 vcn der Rauchdichte abhängig. Die zweite Fotozelle 6 bleibt unbeeinflusst, weil in den Rauchkanal 2 keine Flamme 8 schlägt. Dementsprechend erhält die Auswerteeinheit 9 von der ersten Fotozelle 5 ein Signal, das bedeutet, dass der Verbrennungsvorgang z.±. mit einer erhöhten Frischluftzu- gabe beeinflusst werden soll. Bei einer extrem starken Verbrennung, le erfahrungsgemäss immer mit starker Rauchentwicklung verbunden ist, schlägt die Flamme 8 über die zweite Fotozelle 6 oder über beide Fotozellen 5 und 6. Die Lage 6' der zweiten Fotozelle 6 - also in Rauchgasrichtung hinter der ersten Fotozelle ist für Registration von extrem langen Flammen geeignet. Die beiden Fotozellen 5 und 6 bzw. 6', die mit einer gemeinsamen Leitung 12 an die Auswerteeinheit 9 angeschlossen sind, wirken mit ihren Signalen entgegengesetzt, weil die genannten Fotozellen antiparallel geschaltet sind. Bei dieser Lösung erhält die Auswerteeinheit 9 ein Signal, das bedeutet, dass z.B. noch mehr Frischluft zur Rauchbekämpfung in den Ofen 1 zugeführt werden muss. Bezeichnungsliste 1 = er 2 = Rauchkanal 3 = Schornstein 4 = Lichtquelle 5 = erste Fotozelle 6 = zweite Fotozelle 6' = zweite Fotozelle In anderer Lage 7 = Richtung der Strahlen der Licht quelle 4 8 = Flamme 9 = Auswerteeinheit 10 = Regelausgang 11 = Verbindungsleitung 12 = gemeinsame Leitung

Claims: P a t e n t a n s p r ü c h e 1. Rauchgasüberwachung@ einrichtung für einen Kremations ofen, mit wenigstens einem Rauchkanal, in dem ein opti sches System eingebaut ist, dadurch gekennzeichnet, dass das optische System (4, 5, 6 bzw. 6') durch eine Lichtquelle (4) und durch zwei Fotozellen (5, 6 bzw. 6') gebildet ist, wobei die Lichtquelle (4) nur der ersten Fotozelle (5) zugeordnet ist. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Fotozelle (6) in Rauchströmungsrichtung ver der ersten Fotozelle (5) angeordnet ist, die der Licht quelle (4) zugeordnet ist. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Fotozellen (5, 6 bzw. 6') an eine Auswerteeinheit (9) angeschlossen sind. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Fotozellen (5, 6 bzw. 6') mit einer gemeinsamen Lei tung (12) an die Auswerteeinheit (9) angeschlossen sind, wobei zwei Fotozellen (5, 6 bzw. 6') antiparallel ge schaltet sind.

Inventors: EICHELBERGER, ERWIN, NIEWEG, EDGAR W., DIPL.-ING.
Applicants: BBC AKTIENGESELLSCHAFT BROWN, BOVERI & CIE.
Application year: 1979
Main classification: G08B17
IPC codes: F23M11, G08B17