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DE
Um über den gesamten Leitungsbereich eine intensive Heizgasrezirkula-
tion bei hoher Stabilität der Flamme zu erreichen, wird die Verbrennungs-
luft in einem verdrallten Freistrahl zugeführt. Nachstehende Abbildung
zeigt schematisch die Funktionsweise der Mischeinrichtung. Die Verbren-
nungsluft tritt über eine Düse in das Flammenrohr ein. Durch die sprung-
artige Querschnittserweiterung des Luftstrahls entsteht am Rand der Luft-
düse ein Unterdruckgebiet, durch das heiße Heizgase aus dem Inneren
des Flammenrohres in die Verdampfungszone transportiert werden. Da-
neben gelangen über Öffnungen im Flammenrohr bereits abgekühlte Heiz-
gase aus dem Feuerraum in die Verdampfungszone. Zusätzlich bildet sich
durch die verdrallte Strömung der Verbrennungsluft im Rotationszentrum
der Flamme eine Rückströmzone.
Der intensive Rücktransport von Heizgasen an die Flammenwurzel bewirkt
neben der Vermeidung der Rußbildung auch eine Minderung der Stick-
stoffoxidemissionen. Hierzu tragen im Wesentlichen zwei Mechanismen
bei. Zum einen wird der Sauerstoffpartialdruck des Gemischs vermindert.
Dadurch sinkt die lokale Konzentration dissoziierter Sauerstoffmoleküle,
die mit dem Stickstoff der Verbrennungsluft zu NOx reagieren. Zum an-
deren wird die Flammentemperatur durch die Rückführung inerter Heiz-
gase mit hoher spezifischer Wärmekapazität (CO
2
und H
2
O) reduziert.
A Drallerzeuger
B Zündelektrode
C Luftdüse
D äussere
Rückstromzone
E innere
Rückstromzone
F Flamme
G Flammenrohr
H Einspritzdüse
I
Ölvorwärmer
K Luft
2.2 Verbrennungsluftgebläse
Die Verbrennungsluft wird über ein speziell für die Anforderungen moder-
ner Blaubrenner entwickeltes drehzahlgeregeltes EC-Gebläse gefördert.
Es zeichnet sich vor allem durch hohe Drücke sowie eine extrem hohe
Drucksteifigkeit bei niedrigen Drehzahlen aus. Dadurch ist ein pulsations-
freier Start des Brenners auch bei hohen Feuerraumgegendrücken mög-
lich. Die hohe Laufruhe des Gebläses sorgt in Verbindung mit dem speziell
entwickelten Schalldämpfer am Gebläseeinlass für ein angenehm niedri-
ges Betriebsgeräusch des Brenners. Der hohe Wirkungsgrad des Geblä-
ses bewirkt gegenüber konventionellen Gebläselösungen eine deutliche
Reduzierung des Bedarfs an elektrischer Energie.
2.3 Brennstoffpumpe
Ein mit konstanter Drehzahl betriebener Motor treibt eine 2-stufige Zahn-
radpumpe (Danfoss, BFP 52 E L3) an. Diese fördert einen gleichbleiben-
den Brennstoffmassenstrom von der Saugseite zur Druckseite. Von dort
gelangt ein Teil des Brennstoffes über das Magnetventil V1, das stromlos
H
I
G
C
K
A
D
E
B
F
Gebläsekennlinien
0
5
10
15
20
25
30
35
40
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
Volumenstrom in m
3
/h
Druck in mbar
ebm-papst HRG 134
ebm-papst RG 148
geschlossen ist, zur Einspritzdüse. Ein anderer Teilstrom fließt über Mag-
netventil V2, das stromlos geöffnet ist, sowie den Druckregler P1 wieder
zurück zur Saugseite der Pumpe. Bei geschlossenem Magnetventil V2
wird dieser Teilstrom über den Druckregler P2 umgeleitet. So ist je nach
Ventilstellung entweder der Druckregler P2 oder Druckregler P1 wirksam.
Für einen Betrieb des Brenners in der ersten Druckstufe wird das
Magnetventil 1 bestromt. Um in die 2. Druckstufe zu schalten wird zusätz-
lich das Magnetventil 2 bestromt. Für eine korrekte Funktion dieser Schal-
tung muss der an Druckregler P2 eingestellte Druck stets über dem an
Druckregler P1 eingestellten Druck liegen.
2.4 Flammenüberwachung
Als Flammenüberwachungseinrichtung stehen zwei optionale Systeme
zur Verfügung, nämlich ein optischer Flammenwächter sowie eine Zünd-
einheit mit integrierter Ionisationsflammenüberwachung. Beide Systeme
werden nachstehend vorgestellt.
Optischer Flammenwächter
Reale Flammen emittieren Lichtstrahlung mit einer unstetig wechselnden
Frequenz. Dieses „Flackern“ der Flamme wird bei dem speziell für Blau-
brenner entwickelten optischen Flammenwächter (BST-Solutions, KLC
2002) zur Flammenerkennung genutzt. Die Auswertung des optischen
Signals sowie die Umsetzung in ein für den Feuerungsautomaten aus-
wertbares Signal erfolgt durch eine im Flammenwächter enthaltene Mi-
kroprozessorschaltung. Im Unterschied zu anderen optischen Flammen-
überwachungseinrichtungen wird nur das Flackern der zu überwachenden
Flamme bewertet. Die Gleichlichtstrahlung des glühenden Rezirkulations-
rohres oder anderer Bauteile innerhalb des Feuerraums wird komplett
ausgeblendet. Ebenfalls führt eine mit konstanter Frequenz getaktete
Strahlung zu keiner Flammenerkennung. Eine Justage der Empfindlichkeit
ist nicht erforderlich. Lediglich eine LED im Gehäuse des Flammenwäch-
ters zeigt den aktuellen Betriebszustandes des Flammenfühlers an. Zu
unterscheiden ist hier:
LED aus:
Flammenwächter unbestromt
LED blinkt:
KLC ist aktiv, keine Flamme detektiert
LED dauernd an: KLC ist aktiv, Flamme detektiert
Die LED kann zusätzlich als optische Schnittstelle zum Auslesen von ver-
schiedenen Betriebsparametern (wie z.B. Impulszähler, Visualisierung der
Signalintensität Flamme, Seriennummer) genutzt werden. Um bei sehr ho-
hen Leistungsdichten zu verhindern, dass das charakteristische Flacker-
signal der Flamme durch die emittierte Strahlung des Rezirkulationsrohres
sowie anderer glühender Bauteile überlagert wird, ist dem eigentlichen
Lichtsensor ein optischer Filter vorgeschaltet. Dieser dämpft die auftre-
tende Hintergrundstrahlung in einem partiellen Spektralbereich, so dass
das nutzbare Flammensignal in Relation hierzu stärker hervortritt. Hier-
durch werden auch unter Extrembedingungen Fehlinterpretationen, die
zu unsicheren Betriebszuständen führen, vermieden.
Flammenwächter BST-Solutions KLC 2002
Ausgangsbeschaltung Flammenwächter BST-Solutions KLC 2002/Beru
ZTÜ mit Flammenerkennung
Zündeinheit mit integrierter Ionisationsflammenüberwachung
Bei der Zündeinheit mit Ionisationsflammenüberwachung wird eine der
beiden zur Zündung des Gemischs vorhandenen Elektroden als Ionisati-
Kabelbelegung
Blau
Schwarz
Braun
LED
Schwarz, Schaltausgang, FL
Braun, Spannungsversorgung, L1
Blau, N
Braun, Spannungsversorgung, L1
Schwarz, Schaltausgang, FL
„Digitales Signal“
bei Anlegen einer Spannung
- Flamme Aus, kein Potential, „high“
- Flamme Ein, „low“
Bei Wechselspannung an FL wird das Signal
über den Transistor sowie die vorgeschaltete
Diode gleichgerichtet (um einen Anschluss an
Feuerungsautomaten mit Ionisationsflammen-
überwachung zu ermöglichen)
Blau, N
Signal
Auswertelektronik
Flammensensor
Vorwiderstand um Transistor zu schützen
Auswertelektronik
Flammensensor
Druckseite
Saugseite
Rücklaufseite
V1
V2
Ölpumpe BFP 52 E L3, Einspritzdruckmessung (P),
Ansaugdruckmessung (V), Druckregler 1. und 2. Laststufe