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Steuer-und Überwachungseinrichtung für Ölbrenner
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ein narrensicherer Betrieb der Ölfeuerungsanlage gewährleistet ist.
Die Erfindung betrifft eine Steuer-und Überwachungseinrichtung für Ölbrenner, mit Schaltmitteln zur Steuerung des Brennermotors, im Störungsfall zu betätigenden Schaltmitteln, von einem Flammen- wächter abhängigen Schaltmitteln und Mitteln zur Bemessung der Vorzünd- und der Überbrückungszeit.
Die erfindungsgemässe Einrichtung besteht im wesentlichen darin, dass die beiden erstgenannten Schalt- mittel durch einen ersten und einen zweiten Schalter gebildet sind, welche zusammen mit einem ge- meinsamen Betätigungsorgan und gemeinsamen Antriebsmitteln einer Schaltvorrichtung angehören, wel- che mit vom Flammenwächter gesteuerten Mitteln zur Verriegelung derselben in der Normalbetriebsstel- lung zusammenwirkt, wobei die genannten Antriebsmittel zur Erzeugung einer bei der Inbetriebsetzung des Ölbrenners von einer Nullage ausgehenden und nach Erreichen einer Extremstellung (Störstellung) selbsttätig rückstellbaren Antriebsbewegung eingerichtet sind, wobei ferner die Schaltdifferenz des zwei- ten Schalters grösser ist als diejenige des ersten Schalters und diese in beiden Bewegungsrichtungen über- ragt,
und wobei die genannte Nullage zwischen den Ausschaltpunkten des ersten und des zweiten Schal- ters liegt.
Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Einrichtung ist nachstehend an Hand der weiteren Fi- guren der Zeichnung ausführlich beschrieben.
Fig. 2 zeigt die räumlichen Anordnung der hauptsächlichen mechanischen Bauteile, Fig. 3 ist ein
Schnitt entlang der Linie Y - Y in Fig. 2 und Fig. 4 ist das Schaltschema der gesamten Steuer-und Über- wachungseinrichtung.
In den Fig. 2, 3 und 4 sind die einander entsprechenden Teile mit gleichen Bezugszeichen bezeich- net. Die mechanischen Bestandteile nach Fig. 2 und 3 sind auf einer gemeinsamen Grundplatte montiert. vorzugsweise zusammen mit dem (in Fig. 2 nicht dargestellten) Verstärker für den Flammenwächter. Als.
Mittel zur Bemessung der Vorzünd-und der Übèrbrückungszeit bei der Inbetriebsetzung des Brenners dient ein Bimetallorgan C, welches über den Montagewinkel 2 mit der Grundplatte 1 verbunden ist. Von zwei
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der erste Streifen 3 in an sich bekannter Weise zur Kompensation von Durchbiegungen des Streifens 5, welche von Schwankungen der Umgebungstemperatur herrühren. Der zweite Streifen 5 trägt eine elektrische. Heizwicklung 6 und biegt sich bei Beheizung in Pfeilrichtung aus.
Zu beiden Seiten des Bimetallorgans C sind zwei als Schnappkontakte ausgebildete Umschalter A und B auf der Grundplatte 1 angeordnet. Sie sind aus je einem feststehenden, zweischenkeligen Lagerteil 9 bzw. 15, einem Schaltorgan 12 bzw. 18, den festen Gegenkontakten 10,11 bzw. l6t 17 und einer Zugfeder 13 bzw. 19 aufgebaut. Das eine Ende der Zugfedern ist am Schaltorgan 12 bzw. 18 eingehängt, und mit dem andern Ende sind die Federn an einem Schieber 8 verankert, der sich unter dem Zug dieser Federn über die in einer Art Schneidenlagerung gehaltenen, schwenkbaren Hebel 14 und 20 gegen die Lagerteile 9 und 15 abstützt.
Die Art der Lagerung der Teile 8,15, 18,20 des Schalters B geht aus Fig. 3 hervor, in welcher der obere Schenkel des Lagerteiles 15 an der Lagerungsstelle des Schaltorgans 18, der untere Schenkel an der Lagerungsstelle des Hebels 20 geschnitten ist ; ein Teil des Schaltorgans 18 ist weggebrochen. Ein am beheizbaren Bimetallstreifen 5 befestigtes Übertragungsstück 17 steht mit dem Schieber 8 im Eingriff und erteilt diesem bei Ausbiegung des Bimetalls eine Antriebsbewegung in Längsrichtung des Schiebers. Diese Schieberbewegung überträgt sich auf die Hebel 14 und 20 und auch auf die am Schieber verankerten Enden der Federn 13 und 19.
Sobald bei fortschreitender Auslenkung des Schiebers 8 in Pfeilrichtung die sich ebenfalls verschiebende Wirkungslinie einer Feder 13 oder 19 den Lagerungspunkt des betreffenden Schaltorgans 12 bzw. 18 überschreitet, so kippt dieses ruckartig um und bringt dadurch den betreffenden Schalter in die Arbeitsstellung.
Es ist nun von Bedeutung, dass die Schaltdifferenz des Schalters B grösser ist als diejenige des Schalters A und letztere in beiden Bewegungsrichtungen des Schiebers 8 überragt. Die hiebei charakteristischen Punkte sind an Hand der jeweiligen Stellungen der sich bei Auslenkung des Schiebers 8 zueinander parallel mitbewegenden Hebel 14 und 20 in Fig. l eingetragen. Die mit 0 bezeichnete, ausgezogen gezeichnete Lage entspricht der Nullstellung, bei der beide Bimetallstreifen 3 und 5 gleiche Temperatur aufweisen.
Bei fortschreitender Auslenkung des Schiebers 8 in Pfeilrichtung infolge Beheizung des Bimetalls 5 kippt beim Erreichen der Stellung I der Schalter A in die Arbeitsstellung und nach weiterer Auslenkung bis in die Stellung III auch der Schalter B. Mit II ist die Stellung bezeichnet, in der bei der rückläufigen Bewegung des Schiebers 8 der Schalter A wieder in die Ruhelage zurückgeht. Die entsprechende Stellung für den Schalter B ist die Stellung IV. Der Winkel zwischen den Stellungen I und II entspricht somit der Schaltdifferenz für den Schalter A, derjenige zwischen den Stellungen III und IV der Schaltdifferenz für den Schalter B.
Die Stellung IV zur Rückstellung des Schalters B, nachdem dieser einmal in die Arbeits-
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stellung gegangen ist, kann allerdings durch die Wirkung des Bimetallorgans C nicht erreicht werden, da, wie erwähnt, die Stellung 0 dessen Nullage bedeutet.
Hiefür ist vielmehr eine von aussen bedienbareRückstelleinrichtungG vorgesehen. Eine Rückstelltaste
27 ist in einem Sockel 26 verschiebbar gelagert und kann von aussen gegen die Blattfeder 28 eingedrückt werden. Die abgeschrägte Stirnfläche der Taste 27 schiebt dann den in der Stellung 0 befindlichen Hebel
20 und damit den Schieber 8 unter Durchbiegung des Bimetallorgans nach links, bis die Stellung IV er- reicht wird und der Schalter B in die Ruhelage zurückkippt.
Neben der beschriebenen Schalteinrichtung ist das Flammenwächter-Relais D mit der Wicklung 21 und dem Joch 22 auf der Grundplatte 1 montiert. Der aus den beiden Blechteilen 23 und 24 zusammengesetzte Kippanker H wird bei Vorhandensein einer Flamme entgegen der Zugkraft der Rückstellfeder 25 ange- zogen. Dabei öffnet er einerseits den Ruhekontakt d des Relais D ; das hnke Ende des Teiles 23 ist ferner so abgewinkelt, dass es bei angezogenem Anker H mit dem in Stellung I befindlichen Hebel 14 zusam- . menwirkt. Dieser und mit ihm die ganze Schalteinrichtung wird dann in der Stellung I verriegelt, ohne dass die Heizung des Bimetallstreifens 5 fortgesetzt werden muss.
Das Schaltschema Fig. 4 zeigt die beschriebenen Teile in symbolischer Darstellung sowie deren Zu- sammenschaltung mit den übrigen Bestandteilen der Steuer- und Überwachungseinrichtung. Die ganze
Schaltung wird über die Leiter 30 und 31 vom Wechselstromnetz gespeist. Die Flammenwächter-Ein- richtung enthält im vorliegenden Fall einen Photowiderstand P, welcher dem Lichtschein der Brenner- flamme ausgesetzt ist. Bei Lichteinfall ändert sich sein Widerstand (Signal p in Fig. l), welches Signal vom Verstärker V verstärkt wird, dessen Ausgang das Relais D speist. Bei vorhandener Flamme ist somit das Relais D erregt und dessen Kontakt d geöffnet. Die Speisung des Verstärkers erfolgt über den Trans- formator U.
Der Verstärker ist von an sich bekannter Bauart und vorzugsweise mit Transistoren bestückt, so dass er nach Einschalten der Speisung augenblicklich betriebsbereit ist. Zur Zündung der Brennerflam- me dient der Zündtransformator Z, und zur Förderung des Öl-Luft-Gemisches der Brennermotor M. Zur
Anzeige des Schaltzustandes der Einrichtung sind zwei Glimmlampen E (Bereitschaftslampe) und F Stö- rungslampe) vorgesehen. Zur Lampe F kann eine weitere Störungslampe F'parallelgeschaltet und an einer von der Einrichtung entfernten Stelle angeordnet werden. Zu den genannten Glimmlampen sind Begren- zungswiderstände R in Serie geschaltet.
Zur Befehlsgabe für die In- und Ausserbetriebsetzung des Brenners (Signal t in Fig. l) ist hier ein Thermostat T vorgesehen ; die Steuerung kann aber natürlich auch von einer
Schaltuhr aus oder durch einen handbetätigten Schalter erfolgen.
Die Funktionsweise der vorliegenden Steuer- und Überwachungseinrichtung ist folgende :
Betriebsbereitschaft der Einrichtung liegt dann vor, wenn die Schalter A und B die in Fig. 2 und 4 dargestellte Ruhelage einnehmen, die Hebel 14 und 20 sich also in der Lage 0 befinden. In diesem Fall leuchtet die Bereitschaftslampe E auf, für die ein Stromkreis vom Leiter 30 über die Ruheseite des Schal- ters A und den Motor M nach dem Leiter 31 verläuft (der Lampenstrom ist natürlich für den Anlauf des
Motors viel zu klein). Die Inbetriebsetzung des Ölbrenners beginnt, wenn der Thermostat T seinen Kon- takt schliesst. Hiedurch wird über die Ruheseite des Schalters B und den genannten Thermostatkontakt die Speisung des Verstärkers V über den Transformator U eingeschaltet.
Gleichzeitig erhalten über den Ruhe- kontakt d des Relais D der Zündtransformator Z und die Heizwicklung 6 des Bimetallorgans C Spannung, und es wird im Normalfall die Zündung eingeschaltet (Signal z in Fig. l). Sollte jedoch irgendwelches
Streulicht auf den Photowiderstand P fallen - das später die Signalisierung des Auslöschens der Flamme verhindern würde-so zieht das Relais D an, öffnet seinen Kontakt d, und die Zündung unterbleibt.
Mit dem genannten Einschalten der Zündung und der Beheizung des Bimetalls beginnt die sogenannte Vorzündzeit, während welcher sich der Streifen 5 unter Mitnahme des Schiebers 8 und der Hebel 14 und
20 in Pfeilrichtung ausbiegt. Im Falle eines Unterbruches im Heizkreis, insbesondere eines Defektes der Heizwicklung 6 unterbleibt diese Ausbiegung, d. h. die Inbetriebsetzung des Brenners kommt nicht zustande. So dient die Vorzündzeit vor allem der Selbstkontrolle der Einrichtung und bietet ferner Gewähr für die volle Ausbildung des Zündfunkens vor Beginn der Brennstofförderung.
Nach einer Beheizung während etwa 20 sec ist die Stellung I erreicht, in welcher der Schalter A in die Arbeitslage geht. Dies bedeutet das Ende der Vorzünd- und den Beginn der Überbrückungszeit. Der Brennermotor M erhält jetzt Strom vom Leiter 30 über die Ruheseite des Schalters B und die Arbeitsseite des Schalters A (Signal m in Fig. 1). Es beginnt damit die Förderung von Öl und Luft, währenddem die Zündung und die Bimetallbeheizung vorerst noch andauern. Es kommt dadurch zur Flammenbildung ; der Photowiderstand P erhält Licht, das Relais D am Verstärkerausgang wird erregt und sein Kontakt d geöffnet, wodurch Zündung und Bimetallbeheizung unterbrochen werden. Sollte die Flamme wieder abreissen, so erfolgt sofort eine neue Zündung.
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Mit dem Ansprechen des Flammenwächter-Relais D öffnet sich, wie erwähnt, einerseits dessen Ruhe- kontakt d, wodurch die Zündung und die Bimetallheizung abgeschaltet werden. Ferner hintergreift und verriegelt der angezogene Anker H den in der Stellung I befindlichen Hebel 14, so dass die ganze Schalt- einrichtung in dieser Lage verharrt, obwohl der Bimetallstreifen 5 sich anschliessend abkühlt und die Ten- i denzhat. in die Ruhelage zurückzugehen. Der geschilderte Zustand entspricht dem normalen Betriebszu- stand des Brenners.
Sollte sich jedoch aus irgend einem Grunde keine Flamme ausbilden und deshalb das Relais D nicht ansprechen, so biegt sich der Bimetallstreifen 5 infolge der andauernden Beheizung weiter aus, bis nach einer Überbrückungszeit von etwa 20 sec die Stellung III erreicht ist, in welcher auch der Schalter B in die Arbeitsstellung umkippt. Diese Störstellung III wird, wenn auch nach entsprechend längerer Zeit, auch dann erreicht, wenn die Flamme allenfalls nur intermittierend brennt, also beispielsweise innert je 20 sec während jeweils 1 sec. Es wären Überwachungseinrichtungen denkbar, welche jedesmal bei
Lichteinfall in die Ausgangsstellung zurückgehen, wobei dann trotz mangelhaftem Betrieb die Störstel- lung nie erreicht würde.
In der Arbeits- bzw. Störstellung des Schalters B sind die Stromkreise für den Brennermotor, die Bi- metallheizung, die Zündung und die Speisung des Verstärkers unterbrochen, der Betrieb des Brenners ist also verhindert. Hingegen steht nun die Störungslampe F, gegebenenfalls auch F', über die Arbeitsseite des Schalters B unter Strom, wodurch die Störung nach aussen kenntlich gemacht ist (Signal f in Fig. l).
Mit zunehmender Abkühlung des Bimetallstreifens 5 geht der Schieber 8 jetzt in die Stellung 0 zurück, wobei beim Überschreiten der Stellung II der Schalter A wieder die Ruhelage einnimmt. Der Schalter B verharrt jedoch weiterhin in der Störstellung, da das Bimetall den Schieber 8 von sich aus nur bis in die
Stellung 0, nicht aber in die Stellung IV zurückbringt. Letztere Stellung, und damit die eigentliche Rück- stellung der Überwachungseinrichtung, kann nur durch willkürliches Eindrücken der Rückstelltaste G von, aussen erreicht werden (Signal g in Fig. 1), wobei der Schalter B in die Ruhestellung kippt und die Stö- rungslampe F bzw. F'erlischt.
Hier ist noch zu erwähnen, dass ein versehentliches Eindrücken der Taste
G in der normalen Betriebsstellung ohne Wirkung bleibt, da dann die Taste an dem in Stellung I befind- lichen Hebel 20 vorbeigeht.
In der normalen Betriebsstellung wird, wie erwähnt, der Hebel 14 lediglich durch den angezogenen
Anker H in der Stellung I verriegelt, währenddem das Bimetall unbeheizt ist. Meldet in einem solchen
Fall der Flammenwächter das Erlöschen der Flamme, so gibt der abfallende Anker des Relais D den He- bel 14 frei, und das Bimetall federt unter Mitnahme des Schiebers 8 und Rückstellung des Schalters A in die Stellung 0 zurück. Hierauf erfolgt selbsttätig ein vollständiger, neuer Zündversuch,
Wird vom Thermostat T her die Einstellung der Wärmeproduktion verlangt, so unterbricht sein Kontakt die Speisung des Verstärkers V, das Relais D fällt ab, wodurch in gleicher Weise der Brenner abgeschaltet wird. Eine neue Inbetriebsetzung erfolgt jedoch erst, wenn der Thermostatkontakt sich wieder schliesst.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Steuer-und Überwachungseinrichtung für Ölbrenner, mit Schaltmitteln zur Steuerung des Brennermotors, im Störungsfall zu betätigenden Schaltmitteln, von einem Flammenwächter abhängigen Schaltmitteln undMitteln zur Bemessung derVorzünd-und der Überbrückungszeit, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden erstgenannten Schaltmittel durch einen ersten (A) und einen zweiten Schalter (B) gebildet sind, welche zusammen mit einem gemeinsamen Betätigungsorgan (8) und gemeinsamen Antriebsmitteln (C) einer Schaltvorrichtung angehören, welche mit vom Flammenwächter gesteuerten Mitteln (H) zur Verriegelung derselben in der Normalbetriebstellung zusammenwirkt, wobei die genannten Antriebsmittel zur Erzeugung einer bei der Inbetriebsetzung des Ölbrenners von einer Nullage (0)
ausgehenden und nach Erreichen einer Extremstellung (Störstellung) selbsttätig rückstellbaren Antriebsbewegung eingerichtet sind, wobei ferner die Schaltdifferenz (in-IV) des zweiten Schalters (B) grösser ist als diejenige (I - II) des ersten Schalters (A) und diese in beiden Bewegungsrichtungen überragt, und wobei die genannte Nulllage (0) zwischen den Ausschaltpunkten (II, IV) des ersten (A) und des zweiten Schalters (B) liegt.