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Elektrischer Flammenwächter
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glättete Gleichspannungen sind und dass ferner das in Abhängigkeit vom Hauptentladungsstrom der Röhre betätigte Relais mindestens einen Kontakt zur Ein-und Ausschaltung einer Löschvorrichtung enthält, welche die Gasentladungsröhre jeweils mit Verzögerung löscht, wonach ihre Neuzündung wieder freige- geben wird.
Bei diesem Flammenwächter enthält zweckmässig das Relais mit dem Kontakt zur An-und Abstellung der Brennstoffzufuhr zum Brenner einen weiteren Kontakt, der zusammen mit den die Löschvorrichtung betätigenden Kontakten des vom Hauptentladungsstrom abhängigen Relais ein abwechselndes Zünden und Löschen der Gasentladungsröhre solange bewirkt, bis die Flamme des Brenners gezündet hat oder die Brenneranlage mittels eines Kontaktes eines weiteren Relais infolge einer Störung wieder abgeschaltet wird.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemässen Flammenwächters ist auch in der Löschvorrichtung eine Gasentladungsröhre mit Starterelektrode sowie einer geglätteten Gleichspannung als Anodenspannung eingesetzt, wobei die Hauptentladungskreise beider Gasentladungsröhren von Verstärker und Löschvorrichtung miteinander elektrisch derart gekoppelt sind, dass jeweils nur eine derselben brennen kann.
Inder Zeichnung ist der erfindungsgemässe elektrische Flammenwächter in einer vorteilhaften Ausgestaltung schematisch dargestellt, wobei für das Verständnis entbehrliche Einzelheiten weggelassen sind.
Die Brennereinrichtung weistin bekannter Weise ein Flammenrohr D, einen das Gebläse und Brennstoffpumpe antreibenden Elektromotor G, einen die Zündelektroden speisenden Zündtransformator Z sowie ein elektromagnetisch gesteuertes Ventil B zur Freigabe und zum Absperren der Brennstoffzufuhr auf. Die Vorlauftemperatur oder Zimmertemperatur wird mittels des Thermostaten T überwacht, dessen Kontakt T geöffnet ist, wenn die Vorlauftemperatur oder Zimmertemperatur den Sollwert übersteigt, während der Kontakt T sich schliesst, sobald die Vorlauftemperatur oder Zimmertemperatur unter den Sollwert absinkt. Die Überwachung der Flamme 1 des Brenners erfolgt mittels einer in sie eintauchenden Sonde 2, die vermittels des Durchführungsisolators 3 aus dem Brennergehäuse isoliert nach aussen geführt wird.
Der elektrische Teil des Flammenwächters besteht im wesentlichen aus drei Einheiten, u. zw. aus der Verstärkereinrichtung I, der Löschvorrichtung II und der Schalteinheit in. An die Klemmen 4 und 5 des Flammenwächters wird wie üblich das Wechselstromnetz von beispielsweise 220 Volt angeschlossen und es ist angenommen, dass die eine Klemme 4 direkt mit dem Flammenrohr D der Brennereinrichtung verbunden werden kann, so dass sich ein Zwischentransformator erübrigt.
Die Verstärkereinrichtung I weist einen nur einstufigen Verstärker auf, der vorzugsweise durch eine Gasentladungsröhre 6 mit Starterelektrode gebildet wird. Die Sonde 2 liegt unmittelbar an der Starterelektrode der Röhre 6 und erhält über einen Hochohmwiderstand 7 von beispielsweise etwa 108 Ohm eiie positive Vorspannung gegenüber der Kathode der Röhre 6 und damit auch gegenüber demFlammenohr D. Diese Gleichspannung wird vermittels des in der Löschvorrichtung II enthaltenen Gleichrichters 3 erhalten und durch den Filterkondensator 9 geglättet. Im Anodenkreis der Röhre 6, welcher gleich Falls durch die vorerwähnte Gleichspannung gespeist wird, ist noch die Erregerwicklung eines elektronagnetischen Relais F eingeschaltet, welches die Kontakte Fl - F7 aufweist.
Zwischen der Star- : erelektrode und der Kathode der Röhre 6 ist noch ein Kondensator 10 zur Lieferung der Steuerleistung eingeschaltet.
Die dargestellte Löschvorrichtung n arbeitet vorwiegend mit elektronischen Hilfsmitteln. Sie weist eine weitere Gasentladungsröhre 12 mit Starterelektrode auf, deren Anode über den Kontakt F und den Kondensator 13 mit der Anode der Röhre 6 der Verstärkereinrichtung I elektrisch gekoppelt ist. Die Ano- de der Röhre 12 liegt an einem Abgriff des aus ohmschen Widerständen 14 und 15bestehendenSpannungsteilers, der seinerseits an der vom Gleichrichter 8 gelieferten Gleichspannung liegt. Von der Starterelektrode der Röhre 12 führt ein Widerstand 16 zum Pluspol der vom Gleichrichter 8 erzeugten Gleichspannung sowie ein Kondensator 17 zur Kathode der Röhre Bei geöffnetem Kontakt T, des Thermostaten T ist der Kondensator 17 vermittels der Relaiskontakte A und F kurzgeschlossen.
Ein mit der Anode der Röhre 12 verbundener weiterer ohmscher Widerstand 18, der in Reihe mit dem Relaiskontakt A2 liegt, ergänzt die Löschvorrichtung II.
Die Schalteinheit HI hat ein elektromagnetisches Relais A, welches die Kontakte A, A, Ag und A aufweist. Der Kontakt A dient als Selbsthaltekontakt, sobald das Relais A erstmals angezogen hat ; der Kontakt A4 bewirkt die betriebsmässige Ein- und Ausschaltung des Brennstoffventils B.
In Reihe mit dem Kontakt F und dem ohmschen Widerstand 19 sind die Heizelemente von zwei Thermorelais U und S geschaltet, von welchen das Thermorelais U die Kontakte U und U betä-
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tigt. Spricht das Thermorelais U nach Aufheizung seines Heizelementes an, so wird der Kontakt Ul geöffnet und der Kontakt U2 geschlossen. Das weitere Thermorelais S hat einen bei kaltem Heizelement geschlossenen Kontakt S. der in Reihe mit der Anschlussklemme 5 liegt. Hat das Relais S angesprochen, so öffnet sich der Kontakt S. und die Verriegelungstaste So fällt ein, so dass der Kontakt S geöffnet bleibt, auch wenn sich das Heizelement des Thermorelais S wieder abgekühlt hat. Erst durch manuelles Zurückziehen der Verriegelungstaste S0 wird der Kontakt S1 wieder geschlossen.
Im übrigen ist die Verzögerungszeit, mit welcher das Thermorelais S anspricht, einMehr- faches der Verzögerungszeit, mit welcher das andere Thermorelais U anspricht. Der Zündtransformator Z wird vermittels der Kontakte F, bzw. U. und A g geschaltet.
Wird nun bei stillgesetzter Brennereinrichtung, d. h. bei nicht vorhandener Flamme 1, der Kontakt T des Thermostaten T geschlossen, so läuft sofort der Gebläsemotor G des Brenners an. Der Gleichrichter 8 erzeugt die zum Betrieb der Verstärkereinrichtung I und der Löschvorrichtung II erforderliche Gleichspannung. Die Röhre 12 der Löschvorrichtung kann jedoch nicht zünden, da ihre Starterelektrode über die noch geschlossenen Kontakte A und F 2 mit der Kathode verbunden bleibt. Ist die Isolation der Sonde 2 in Ordnung und brennt die Flamme 1 nicht, so wird der Kondensator 10 über den Widerstand 7 aufgeladen, bis die Starterelektrode der Röhre 6 das zur Zündung der Hauptentladung erforderliche Potential erreicht hat. Sobald die Röhre 6 gezündet hat, zieht das Relais F an. Damit werden die Kontak-
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Fswerden die beiden Thermorelais U und S aufgeheizt.
Nach einer bestimmten Verzögerungszeitspricht nun das Thermorelais U an, und es wird der Kontakt U geöffnet und der Kontakt U, geschlossen. Damit erhält nun das elektromagnetische Relais A über F., U2 und den Widerstand 19 Spannung. Sein Anker zieht an, und die Kontakte A 21 As, A 4 werden geschlossen, während der Kontakt Al sich öffnet. Der Kontakt As wirkt als Selbsthaltekontakt, vermöge des geschlossenen Kontaktes As wird das Brennstoffventil B geöffnet. Gleichzeitig wird wegen der offenen Kontakte Al und F, der Kondensator 17 durch den Widerstand 16 langsam aufgeladen.
Diese Schaltfunktionen können jedoch nur ausgeführt werden, sofern die beiden Thermorelais U und S ordnungsgemäss arbeiten, d. h. wenn keines derselben eineetwa ausgebrannte oder unterbrochene Heizwicklung aufweist. Erreicht die Starterelektrode der Röhre 12 die Zündspannung, so wird beim Zünden der Röhre 12 an ihrer Anode eine auf die Brennspannung verminderte Spannung entstehen. Dieser in negativer Richtung weisende Spannungssprung wird über den Kondensator 13 auf die Anode der brennenden Röhre 6 übertragen, so dass diese gelöscht wird. Der Haupt- entladungsstrom der Röhre 6 verschwindet, und die Erregerwicklung des Relais F wird stromlos, so dass die Kontakte F-F wieder in die gezeichnete Ausgangslage zurückkehren.
Wegen des Selbsthaltekontaktes A verbleiben aber die Kontakte Al bis'A, in der zuletzt erwähnten Stellung. Hat nun die Flamme 1 noch nicht gezündet ; so wird sich der Kondensator 10 neuerdings aufladen, bis die Röhre 6 von neuem zündet. Mit dem Zünden der Röhre 6 wird wegen des sich wieder schliessenden Kontaktes F die noch brennende Röhre 12 durch die Wirkung des Kondensators 13 gelöscht, bissieschliesslich nach Ablauf der Aufladezeit aes Kondensators 17 ebenfalls wieder zündet und damit die Röhre 6 löscht. Dieses Spiel wie- derholt sich so lange, bis entweder das Thermorelais S anspricht und die ganze Einrichtung vermittels des Kontaktes S vom Netz abschaltet, oder bis die Flamme 1 brennt.
Brennt die Flamme 1, so wird wegen ihrer Leitfähigkeit der Kondensator 10 elektrisch überbrückt, so dass er sich nicht mehr auf die zur Zündung der Röhre 6 erforderliche Spannung aufladen kann. Sobald daher die Röhre 6 nicht mehr zündet, kehren die Kontakte F.-F endgültig in die gezeichnete Stellung zurück, während die Kontakte A-A geschlossen und der Kontakt Al geöffnet bleibt. Das Thermorelais U kühlt sich dementspre -
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ab, und nach einer gewissen Zeit wird dereine Wechselspannung über A3, U1, F6, A2 auf die Anode der noch brennenden Röhre 12 gegeben, so dass diese nunmehr ebenfalls noch endgültig gelöscht wird. Eine Wiederzündung der Röhre 12 ist wegen des geschlossenen Kontaktes F unmöglich gemacht.
Damit ist der Betriebszustand der Brennereinrichtung und des Flammenwächters erreicht.
Sollte im geschilderten Betriebszustand die Flamme 1 aus irgendwelchen Gründen erlöschen, so läuft das beschriebene Programm von neuem an, bis entweder die Flamme 1 wieder brennt oder las Thermorelais S die Anlage wegen Störung vom Netz abschaltet und stillsetzt. Ist ferner z. B. eine ler beiden Röhren 6 oder 12 defekt, so wird entweder das Steuerprogramm gar nicht durchgeführt oder las Thermorelais S wird nach Ablauf seiner Aufheizzeit die Brennereinrichtung wieder abschalten. Der elektrische Teil des Flammenwächters führt daher eine weitgehende Selbstüberwachung aus.
Besonders
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vorteilhaft ist, dass die beiden Röhren 6 und 12 nur während des Anlaufens in gegebenenfalls intermittierender Weise brennen, um dann während des ordnungsgemässen Betriebes der Brennereinrichtung gelöscht zu werden. Dadurch wird eine erhebliche Verlängerung der Gebrauchszeit der Röhren 6 und 12 bewirkt.
An sich sind verschiedene Varianten der beschriebenen Einrichtung möglich. Beispielsweise könnte die Löschvorrichtung II an Stelle der Röhre 12 ein Thermorelais enthalten, dessen Kontakte zwecks Löschung der Röhre 6 deren Hauptentladungsstromkreis unterbrechen und nachher wieder schliessen. Eine Elektronenröhre 12 und die wenigen ihr zugeordneten elektrischen Einzelteile nehmen jedoch erheblich weniger Raum ein, als ein zuverlässig arbeitendes Thermoralais, so dass die dargestellte rein elektronisch arbeitende Löschvorrichtung II sich als überlegen erwiesen hat. Ferner wäre es denkbar, für die Röhren 6 und 12 nicht Glimmentladungsröhren mit kalter Kathode, sondern-Gasentladungsröhren mit geheizter Kathode und Steuergitter einzusetzen.
Die angestrebte Selbstüberwachung des Flammenwächters ist dann aber nicht so einfach zu verwirklichen wie bei Anwendung von Glimmentladungsröhren mit kalter Kathode und Starterelektrode. Im Interesse einer hohen Stromverstärkung der VerstärkereinrichtungI bietet schliesslich die Anwendung einer Gleichspannung zum Betrieb der Glimmröhre 6 und der Sonde 2 erhebliche Vorteile, und man kann dann mit einer nur einstufigen Verstärkung auskommen.
PATENTANSPRÜCHE : 1. Elektrischer Flammenwächter zur Überwachung und Steuerung von Brenneranlagen, mit wenigstens einer in den Brennraum eintauchenden Sonde, einem Verstärker für die Sondenströme mit mindestens einer Gasentladungsröhre, sowie mit mehreren elektromechanischen Relais zur betriebsmässigen Einund Ausschaltung der Brenner und zu ihrer Abschaltung bei Störungen, wobei wenigstens ein Relais in Abhängigkeit vom Hauptentladungsstrom der Gasentladungsröhre betätigt wird ;
dadurch gekennzeichnet, dass die an die Sonde (2) angeschlossene Starterelektrode der Gasentladungsröhre (6) des Verstärkers (I) über einen Hochohmwiderstand (7) eine Vorspannung erhält, bei welcher die Gasentladungsröhre (6) zün- det, wenn die Flamme (1) des Brenners (D) nicht brennt, dass diese Vorspannung sowie die Anodenspannung der Gasentladungsröhre geglättete Gleichspannungen sind und dass ferner das in Abhängigkeitvom Hauptentladungsstrom der Röhre betätigte Relais (F) mindestens einen Kontakt (Fl, F) zur Ein-und Aus- schaltung einer Löschvorrichtung (II) enthält, welche die Gasentladungsröhre jeweils mit Verzögerung löscht, wonach ihre Neuzündung wieder freigegeben wird.