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Vorrichtung an Ölfeuerungs-Automaten mit Flammenüberwachungs-Relais zum Ein- und Aus-Schalten des
Brenner-Motors
Die Erfindung betrifft Vorrichtungen an Ölfeuerungsautomaten mit Flammenüberwachungsrelais, zum Ein-und Ausschalten des Brennermotors von Ölfeuerungsanlagen, bei denen der Brennermotor nach Inbetriebnahme der Anlage von einem Schaltorgan eingeschaltet und nach erfolgter Zündung sein Ein- und Ausschalten von Flammenüberwachungsrelais übernommen wird, das beim Ansprechen die Ölfeuerungsanlage vor Inbetriebsetzung vom Versorgungsnetz trennt, und bei welcher ein oder mehrere elektrische Kontakte zum Ein-bzw. Ausschalten des Brennermotors sowie Sperrglieder vorgesehen sind, die Kontakte in jeweils bestimmten Schaltstellungen fixieren, und der ferner ein Störschalter zugeordnet ist, der bei Fehlstart der Vorrichtung eine Alarmeinrichtung od. dgl. auslöst.
Nach den heutzutage an Ölfeuerungsautomaten gestellten Anforderungen, die immer mehr in Vorschriften festgelegt werden, wird ein Schaltprogramm verlangt, bei dem die Ölzufuhr nach etwaigem Erlöschen der Flamme während des Betriebes sofort abgestellt und ein neuer Zündversuch veranlasst wird ; dieses Schaltprogramm besteht nun für zuverlässigen Betrieb aus folgenden Teilen :
1. Einschaltung des Zündtransformators nach einer gewissen Wartezeit, in der der Ofenraum gespült werden kann ;
2. Einschaltung des Brennermotors
3a.
Bei erfolgter Zündung : Ausschaltung des Zilndtransformators einige Zeit nach Zünden des Brenn- stoffIuftgel1lisches ; beim Erlöschen derFlamme während des Betriebes sofortige Ausschaltung des Brennermotors unter Einfluss des Flammenüberwachungsrelais und nach einer Wartezeit Wiederholung des Zündversuches (gemäss 1 und 2). Bei nicht rechtzeitigem Erscheinen der Brennerflamme : Ausschaltung der Ölfeuerungsanlage bei gleichzeitigem Auslösen eines Störsignales-Blockierung der Anlage in Störstel- lung - Wiedereinschaltung erst nach Ablauf der Wartezeit nur von Hand möglich ;
3b. Bei nicht erfolgter Zündung : Ausschaltung von Zündtransformator und Brennermotor wie unter 3a) beim Erlöschen der Brennerflamme.
Die Schaltung des Brennermotors erfolgt entsprechend dem augenblicklichen Betriebszustand von verschiedenen Organen : so ist er auch bei Abwicklung der Einschaltung gemäss Zff. 1 und 2 des Schaltprogrammes von einem Schaltorgan zu schalten, das zu einem Programmgeber od. dgl. gehört. Nach der Zündung ist seine Schaltung vomFlammenüberwachungsrelais zu übernehmen, um bei Erlöschen der Bren- nerflamme die Ölzufuhr sofort abstellen zu können.
Es ist bekannt, zur Überwachung der Zündung bei Ölfeuerungen mit selbständiger Zündung die Brennstoffzuführung in Abhängigkeit vom Lichte der Brennerflamme zu beeinflussen. Man verwendet dazu eine Photozelle, die das Gitter einer Elektronenröhre steuert, in deren Anodenstromkreis eine Relaiswicklung vorgesehen ist. Bei Aufscheinen der Brennerflamme spricht die Photozelle an, das Gitterpotential der Elektronenröhre wird erhöht, und der Anodenstrom sinkt schliesslich soweit, dass der Anker des Relais abfällt und dessen Relaiskontakt bzw. -kontakte, die für den weiteren Normalbetrieb der Anlage nötigen Schaltfunktionen auslösen.
Erscheint die Brennerflamme nicht, wird das Relais nicht erregt und es unterbleiben die weiteren Schaltvorgänge, der Ölbrennermotor wird nicht eingeschaltet. Verlicht hingegen während des Normalbetriebes die Brennerflamme, wird das Relais wieder erregt und der Ölbrennermotor
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wird vom Netz abgetrennt. Damit verbunden, ist noch Vorsorge getroffen, dass Störungen durch akustische bzw. optische Mittel oder durch beide zusammen angezeigt werden.
In weiterer Entwicklung derartiger Ölfeuerungsanlagen wurde vorgeschlagen, um ein einwandfreies Funktionieren der Brennersteuerung selbst bei sehr kurzen Sicherheitszeiten zu gewährleisten, den Ölbrennerstromkreis durch einen in einem Ne- benschluss liegenden Schütz zu öffnen und zu schliessen. ln diesem Nebenstromkreis sind ausser einem vom
Flammenüberwachungsrelais und einem vom Motorschütz sowie einem von einem Thermostaten gesteuer- ten Kontakt ein Relais vorgesehen, dass den Nebenstromkreis zu-oder abschaltet, wobei der Erregerspule dieses Relais ein Kondensator parallelgeschaltet ist, der von einer Hilfsgleichspannung über einen Ruhe- kontakt des Motorschützen aufgeladen wird.
Je nach der Bemessung des Wertes des Kondensators und sei- nes Entladewiderstandes kann die Sicherheitszeit innerhalb der das Erscheinen der Brennerflamme erfol- gen soll, festgelegt werden.
Nachteilig bei diesen bekannten Anordnungen ist es aber, dass bei Auftreten von Fremdlicht, also solchem, das nicht von der Brennerflamme herrührt, dieses auf das in den Flammenüberwachungskreis geschaltete lichtempfindliche Element fällt, so dass der Zündtransformator und der Ölbrennermotor trotz
Fehlen einer eigentlichen Brennerflamme eingeschaltet werden. Es ist daher Vorsorge zu treffen, dass, obwohl der Ölbrennermotor während des Betriebes vom Flammenüberwachungsrelais geschaltet wird, sich sein jeweiliger Schaltzustand bei Fremdlicht nicht ändert.
Nach der Erfindung werden nun bei Vorrichtungen an Ölfeuerungsautomaten zum Ein- und Ausschal- ten des Brennermotors der eingangs beschriebenen Art diese Nachteile dadurch vermieden, dass als Schalt- organ des Kontaktes des Brennermotors ein Bimetall dient, das über eine Einstellschraube mit einer Blatt- feder lose verbunden ist, die oben einen stufenförmigen Schaltnocken trägt, an den ein schwenkbarer Schalthebel mit einem Ende lose anliegt und der beim Ausschwenken des Bimetalles über einen Schaltstift den Kontakt des Zündtransformators und über eine Kontaktfeder den Brennermotorkontakt betätigt, und dass ferner der Anker des Flammenüberwachungsrelais als nach unten abgewinkelter Kipphebel ausgebildet ist, dessen dem Relais zugekehrtes Ende den Schalthebel während des Betriebes der Vorrichtung sperrt,
wobei in Verlängerung des vom Flammenüberwachungsrelais abgekehrten Armes des Kipphebels an diesem ein weiterer abgewinkelter Sperrhebel befestigt ist, dessen Schenkel bei Zündung der Vorrichtung in eine Aussparung einklinkt, um das Weiterschwenken des Bimetalles infolge seiner durch Wärmespeicherung noch vorhandenen Energie unmittelbar zu verhindern, damit der Störschalter bei Normalbetrieb der Vorrichtung durch das Bimetall nicht ausgelöst werden kann, und dass schliesslich der Störschalter aus einem einseitig gelagerten Schalthebel, der mit seinem freien Ende in einer Aussparung einer Zunge liegt und einen Schaltarm trägt sowie aus einem Schwenkhebel und einem Schaltarm besteht.
In der Zeichnung sind mehrere beispielsweise Ausführungsformen der erfindungsgemässen Einschaltund Ausschaltvorrichtung dargestellt. Es zeigen : Fig. 1 einen Ölfeuerungsautomaten mit einer derartigen Schaltvorrichtung ; Fig. 2 ein Detail hiezu ; Fig. 3 ein Schaltdiagramm ; Fig. 4 die Schaltvorrichtung allein ; und schliesslich Fig. 5, 6 und 7 andere Ausführungsformen derartiger Einschalt- und Ausschaltvor- richtungen.
An einem Schaltbimetall 1 ist ein Träger 2 befestigt, der ein Heizelement 3 trägt, das zum Erhitzen des Schaltbimetalles dient. Als Heizelement könnte ebensogut auch eine direkt auf dem Schaltbimetall angebrachte Heizwicklung verwendet werden. Am unteren Ende ist das Schaltbimetall, über einen wärmeisolierenden Körper 4, mit einem Kompensationsbimetall 5 gekuppelt, das über einen Arm 6 am Gestell 7 befestigt ist. Eine Einstellschraube 8 dient zur Einstellung der gewünschten Lage des Schaltbimetalles 1 an dessen oberem Ende ein Fortsatz 9 befestigt ist, der eine Zunge 10 trägt. Diese ist auf einer Achse 11 durch eine Feder 12, z. B. eine Blattfeder, federnd schwenkbar gelagert, die einerseits an der Zunge 10 anliegt und anderseits am Fortsatz 9 befestigt ist.
Am Fortsatz 9 ist noch ein exzentrisch drehbares Organ 13 angeordnet, das mit einem Einstellknopf 14 mehr oder weniger exzentrisch zur Zunge 10 hin eingestellt werden kann. Gegen den Bimetallfortsatz 9 stützt sich unter Druck einer Blattfeder 15 eine Einstellschraube 16 ab. Die Blattfeder 15 trägt an ihrem oberen Ende einen stufenförmig ausgebildeten Schaltnocken 17 mit einer Aussparung 18. Die im nachstehenden beschriebene Vorrichtung zum Schalten des Ölbrennermotors weist einen um den Drehpunkt 19 schwenkbaren Schalthebel 20 auf, der mit dem Schaltnocken 17, in nachstehend noch zu beschreibender Weise zusammenarbeitet. Der Schalthebel 20 trägt zwei drehbar angeordnete Kontaktscheiben 21 und 47, von denen in der Fig. 1 nur die vordere, 21, sichtbar ist, sowie eine Rückstellrolle 22.
Ferner ist am Gestell 7 ein Flammenüberwachungsrelais mit einer Relaisspule 27 und einem Relaiskern 28 angeordnet. Der Anker dieses Flammenüberwachungsrelais wird von einem nach unten hin abgewinkelten Kipphebel 29 gebildet, der um einen, unterhalb des Dreh-
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punktes 19 liegenden Drehpunkt 30 schwenkbar gelagert ist, und an seinem unteren Ende des abgewinkel- ten Teiles eine Kontaktrolle 31 angeordnet hat. Er trägt einen ebenfalls abgewinkelten Sperrhebel 32, dessen abgewinkeltes Ende bei erregtem Relais und dadurch erfolgendem Anzug des als Anker wirkenden
Kipphebels 29 in eine Aussparung 33 des Bimetallfortsatzes 9 zu liegen kommt. Die vordere Kontakt- scheibe 21 betätigt über einen Schaltstift 23 eine Kontaktfeder 37, die zusammen mit einer Kontaktfeder
38 den Kontakt für den Ölbrennermotor bildet.
Ein ebenfalls um den Drehpunkt 19 schwenkbarer, einseitig gelagerter Störschalthebel 24 liegt mit seinem freien Ende in einer Aussparung 25 der Zunge 10 und ist mit einem Schaltarm 26 starr verbunden.
Ein von Hand zu bedienender Schwenkhebel 34, der ebenfalls bei Drehpunkt 19 drehbar gelagert ist, weist einen Schaltarm 35 auf. Der Schwenkhebel 34 wird durch eine Spiralfeder 36 in der gezeichneten Lage gehalten. Die Schaltarme 26 und 35 arbeiten mit Kontaktfedern 39 bzw. 40 zusammen, die mit einer
Kontaktfeder 41 einen Störschalter bilden. Denkt man sich die vordere Kontaktpartie weg, so sieht man die in der Fig. 2 dargestellte hintere Kontakpartie mit den Kontaktfedern 42,43 und 44,45. Die beiden ersten bilden den Flammenkontakt, der über einen Schaltstift 48 von der Kontaktrolle 31 des Kipphebels
29 betätigt wird. Die beiden letzteren stellen den Zündkontakt für den Zündtransformator her.
Die Kon- taktfeder 44 des Zündkontaktes wird über einen Schaltstift 46 von der hinteren Kontaktscheibe 47 des Schalthebels 20 und die Kontaktfeder 45, über die Schaltstifte 48 und 49, von der Kontaktrolle 31 des
Kipphebels 29 betätigt. Im Schaltschema der Fig. 3 ist die elektrische Schaltung der Ölfeuerungsanlage dargestellt. Der Zündtransformator ist mit 50 und der Ölbrennermotor mit 51 angedeutet. Eine Störsignallampe und ein Thermostatschalter sind mit 52 bzw. 53 bezeichnet, während die Anschlüsse des Versorgungsnetzes die Positionsnummern 54,55 haben. Die Zusammenaibeit der Kontaktscheiben 21,47 mit den Kontaktfedern 37, 44 ist durch die strichpunktierte Wirklinie 56 und diejenige der Kontaktrolle 31 mit den Kontaktfedern 43 und 45, durch die Wirklinie 57 schematisch angegeben.
Die Arbeitsweise des beschriebenen Ölfeuerungsautomaten, mit der Vorrichtung zum Ein-und Ausschalten des Ölbrennermotors, ist die folgende :
Vor der Inbetriebsetzung ist die Schaltkonfiguration wie in der Fig. 3 dargestellt. Der Schalthebel
20 befindet sich dann in seiner Ausgangslage wie die Fig. 4 zeigt, in der die Vorrichtung zum Ein- und Ausschalten des Ölbrennermotors 51 separat dargestellt ist. In dieser Ausgangslage liegt er unter Druck der vorgespannten Kontaktfeder 44 des Zündkontaktes 44,45 gegen die Unterseite des Nockens 17 an. Die Kontakte für den Ölbrennermotor und den Zündtransformator sind noch geöffnet.
Schliesst nun der Thermostatschalter 53, so wird das Heizelement 3 an Spannung gelegt, und das dadurch erhitzt werdende Schaltbimetall biegt sich nach rechts aus, wobei es über die Einstellschraube 16 den am oberen Ende der Blattfeder 15 befestigten Nocken 17 mitnimmt. Nach einiger Zeit hat sich der Nocken 17 so weit nach rechts bewegt, dass der Schalthebel 20 unter Druck der Kontaktfeder 44 in die Aussparung 18 des Nockens 17 springt. Der Zündkontakt 44,45 wird dabei geschlossen und der Zündtransformator 50'an Netzspannung gelegt.
Da der Kontaktabstand beim Ölbrennermotorkontakt 37,38 grösser ist als beim Zündkontakt 44, 45, bleibt der erstere noch geöffnet (Vorzündung). Bei weiterem Durchbiegen des Schaltbimetalles 1 springt der Schalthebel 20 schliesslich aus der Aussparung 18 heraus, bis er an den Relaiskern 28 anschlägt. Nun wird erst der Kontakt 37, 38 geschlossen und der Ölbrennermotor 51 eingeschaltet. Sobald sich das Brenn- stoffluftgemisch entzündet hat, wird das Flammenüberwachungsrelais 27,28 erregt und zieht den Kipphebel 29 an. Die Kontaktroile 31 öffnet darauf über den Schaltstift 48 den Flammenkontakt 42,43 und schaltet das Heizelement 3 vom Versorgungsnetz ab.
Gleichzeitig bewegt sich das freie, abgewinkelte Ende des Sperrhebels 32 in die Aussparung 33 und verriegelt den Fortsatz 9 mit dem Schaltbimetall l, wodurch eine weitere Bewegung des oberen Endes des Schaltbimetalles 1 mit dem Fortsatz 9 verhindert wird. Da die Drehpunkte 19,30 des Schalthebels 20 bzw. des Kipphebels 29 nicht zusammenfallen, bewegen sich ihre Enden in verschiedenen Kreisbahnen 58 bzw. 59, die sich in der Nähe des Relaiskernes 28 schneiden. Der angezogene Kipphebel 29 verriegelt demzufolge den Schwenkweg des Schalthebels 20. Der Kontakt 37,38 des Ölbrennermotors bleibt daher geschlossen, wird aber nunmehr vom Flammenüber- wachungsrelais 27,28 gesteuert.
Die Kontaktrolle 31 betätigt neben dem Flammenkontakt 42, 43, über die Schaltstifte 48,49, auch die Kontaktfeder 45 des Zündkontaktes, der jedoch vorerst noch geschlossen bleibt (Nachzündung), da die vorgespannte Kontaktfeder 44 der Kontaktfeder 45 in ihrer Bewegung folgt. Das Schaltbimetall kühlt sich inzwischen aber ab und nimmt bei seiner Rückwärtsbewegung über den Fortsatz 9 und die Rückstellrolle 22 den Schalthebel 20 mit.
Einige Zeit nach Einsetzen der ölbrenner- flamme hat sich das Schaltbimetall 1 soweit abgekühlt, dass es seine Ausgangslage einnehmend derart auf die Rückstellrolle 22 einwirkt, dass über diese soviel Kraft auf den Schalthebel 20 übertragen wird,
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dass er die magnetische Anziehungskraft des Relaiskernes 28 überwindet und von diesem so weit abgeho- bsn wird, bis er an den seinen weiteren Schwenkweg sperrenden Kipphebel 29 anschlägt. Dieser Teil- schwenkweg, den er dabei zurücklegt, genügt aber, um über die Kontaktrolle 21 die Kontaktfeder 44 von der Kontaktfeder 45 zu lösen, wodurch der Zündtransformator ausgeschaltet wird. Erlischt während des Betriebes die Brennerflamme, so fällt der Anker 29 ab.
Der nunmehr freigegebene Schalthebel 20 bewegt sich darauf unter Einwirkung des Schaltbimetalles 1, in die Ausgangslage zurück, wodurch auto- matisch ein neuer Zündversuch eingeleitet wird. Dieser verläuft ganz wie oben bereits beschrieben wurde.
Sollte jedoch die Brennerflamme bei diesem oder beim ersteren Zündversuch nicht rechtzeitig erscheinen, so bleibt der Sperrhebel 32 in der gezeichneten Stellung. Das Heizelement 3 bleibt weiter eingeschaltet, das Schaltbimetall l biegt sich weiter durch und nimmt dabei den Fortsatz 9 mit. Die Zunge 10 ist vorerst noch mit dem Störhebel 24 lose verbunden, der sie, da er durch Reibung in ihrer Aussparung
25 gehalten wird, soweit ausschwenkt, bis das obere Zungenende völlig zum Exzenter 13 hingeschwenkt worden ist und an diesem seine Widerlage findet. Da die Zunge nunmehr der Tendenz des Störschalthebels 24, sie noch weiter auszuschwenken, nicht mehr Folge leisten kann, anderseits mit dem Fortsatz 9 mehr und mehr vom Schaltstörhebel entfernt wird, rutscht dieser schliesslich aus seiner Stütze und fällt auf den Schaltarm 35 des Schwenkhebels 34.
Da die Kontaktfeder 39 ebenfalls unter Vorspannung steht, folgt sie dem am Hebel 24 befestigten Schaltarm 26, so dass einerseits der Störschalter geöffnet und anderseits der Kontakt 39,41 geschlossen wird, wodurch die Störlampe 52 aufleuchtet. Durch das Öffnen des Störschalters ist die ganze Anlage, ausgenommen die Störlampe 52, vom Versorgungsnetz abgeschaltet und der Ölfeuerungsautomat geht wieder in die Ausgangslage zurück. Eine Wiedereinschaltung kann erst nach der Wartezeit durch Drücken auf den Schwenkhebel 34 erfolgen. Ist vor der Inbetriebnahme der Ölfeuerungsanlage Fremdlicht vorhanden, so zieht das Relais 27,28 den Kipphebel 29 an, wodurch der Flammenkontakt 42,43 geöffnet wird. Die Ölfeuerungsanlage kann dadurch nicht in Betrieb gesetzt werden.
Das Ansprechen des Relais 27,28 beeinflusst hiebei nicht den Schaltzustand, des Brennermotors 51, da sich der Schalthebel 20 in seiner Ausgangslage, ausserhalb des Bereiches des Kipphebels 29 befindet. Der Brennermotor bleibt also ausgeschaltet.
Wird das Schalten des Ölbrennermotorkontaktes bei der Vorrichtung gemäss der Fig. 4 durch ein Schaltbimetall vorgenommen, so erfolgt dies bei der Vorrichtung, gemäss der Fig. 5 durch ein Relais 60.
Ein abgewinkelter Hebel 61, der um den festen Drehpunkt 62 schwenkbar ist, betätigt über einen Stift 63 mit seinem abgewinkelten Teil die Kontaktfeder 37 des Ölbrennermotorkontaktes 37,38. Vor der Inbetriebnahme der Ölfeuerungsanlage ist dieser Kontakt geöffnet. Zieht das Relais 60 bei der Inbetriebnahme den Hebel 61 an, wird der Kontakt 37, 38 geschlossen und der Brennermotor an Spannung gelegt. Beim Erscheinen der Brennerflamme zieht das Flammenüberwachungsrelais 27,28 den um den festen Drehpunkt schwenkbaren Anker 65 an, der als Sperrglied für den angezogenen Hebel 61 dient. Gleichzeitig mit dem Anziehen des Sperrgliedes 65 wird die Erregung des Relais 60 abgeschaltet und der Kontakt 37,38 öffnet sich, sobald nach Erlöschen der Flamme die Sperrung durch den Anker 65 aufgehoben wird.
Auch bei dieser Ausführung kann der Ölbrennermotor bei Fremdlicht nicht eingeschaltet werden, da das Sperrglied 65 den Hebel 61 in seiner jetzt dargestellten Ausgangslage nicht mitnehmen kann. Bei der Ausführung gemäss der Fig. 6 ist der Ölbrennermotorkontakt 37,38 als Kippschalter ausgebildet, so dass die Kontaktfeder 37 unter Einfluss der rundgebogenen Blattfeder 66 zwei stabile Lagen einnehmen kann, von denen in einer Lage der Kontakt 37, 38 geschlossen ist. Die Betätigung der Kontaktfeder 37 geschieht über einen Stift 67 und einen federnden Arm 68. Zum Betätigen des Armes 68 kann beispielsweise ein beheiztes Bimetall dienen. Wird der Kontakt 37,38 geschlossen, so kommt der Ölbrennermotor an Spannung zu liegen.
Ein mit dem Anker des Flammenüberwachungsrelais zusammenwirkendes Sperrglied 69 bewegt sich dabei beim Anziehen des Ankers vor die Blattfeder 68, um diese in der gestrichelt gezeichneten Stellung zu halten. Das Schalten des Ölbrennermotors wird hiermit dem Flammenüberwachungsrelais überlassen.
Obwohl in den dargestellten Ausführungsbeispielen die Kontaktfeder 37 über ein Zwischenglied 20,61 bzw. 68, d. h. indirekt gesperrt wird, könnte sie auch direkt vom Sperrglied gehalten werden. Ein Aus- Führungsbeispiel einer solchen direkten Sperrung ist in der Fig. 7 dargestellt. Hiebei schiebt sich beim Ansprechen des Flammenüberwachungsrelais das Sperrglied 70 vor die geschlossene Kontaktfeder 37 und lält so den Ölbrennermotorkontakt geschlossen. Erlischt die Brennerflamme, so fällt das Flammenüberwachungsrelais ab, die Sperrung wird aufgehoben und der Ölbrennermotorkontakt 37,38 öffnet sich.
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