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Düsenbrenner-Einrichtung mit Steuerung des Brenn- und Zündvorgangs durch eine von der Flamme beeinflusste lichtelektrische Messsonde Steuereinrichtungen zur Kontrolle des Brenn- oder Zündvorgangs von Düsenbrennern sehen meist vor, dass eine elektrische Überwachung dahingehend erfolgt, beim Verlöschen der Flamme die Brennstoffzufuhr möglichst schnell abzuschalten, um neben der Brennstoffvergeudung die Gefahr einer Explosion zu vermeiden. Zu diesem Zweck wird bei bekannten Einrichtungen das Licht der Brennerflamme mit Hilfe eines lichtelektrischen Fühlers, z.
B. durch ein Photoelement oder durch eine Photozelle als Mess- sonde, überwacht und ein Verlöschen der Flamme mittels eines elektrischen Schaltvorgangs kenntlich gemacht bzw. durch ein entsprechend ausgebildetes Stellglied die Brennstoffzufuhr unterbrochen. Die Belichtung der Messsonde entspricht dabei dem normalen Betriebszustand.
Ein Nachteil bekannter Einrichtungen zur Flammenüberwachung ist jedoch darin zu sehen, dass eine Fremdbelichtung der Messsonde als solche nicht kenntlich gemacht wird und auch keine Schaltmassnahmen getroffen werden, um die nachteiligen Folgen einer Fremdbelichtung auszuschalten. Da die lichtelektrische Messsonde keinerlei Unterscheidungsmöglichkeit besitzt, ob die Belichtung durch die leuchtende Flamme des Brenners oder durch eine Fremdbelichtung erfolgt, so wird bei auftretendem Fremdlicht der Brennstoff dem Brenner auch weiter zugeführt, auch dann, wenn die Flamme aus irgendwelchen betrieblichen Gründen erloschen ist.
Der dadurch innerhalb des Brennergehäuses sich ansammelnde Brennstoff bringt beim nächsten Zündver- such eine akute Explosionsgefahr.
Eine Fremdbelichtung der Messsonde ist beispielsweise dann möglich, wenn die Sonde zwecks Säuberung aus dem Brennergehäuse gezogen oder auch, wenn das Brennergehäuse geöffnet wird. Bei bekann- ten Einrichtungen mit einer automatischen Steuerung der Brennstoffzufuhr ist ein Erkennen einer Fremdbelichtung nicht möglich. Da die Steuereinrichtung meist derart ausgeführt ist, dass beim Verlöschen der Flamme eine Wiederholungszündung durch automatische Einschaltung des Zündtransformators erfolgt, so gelten gleiche Verhältnisse, wenn nach Säuberung der Messsonde diese wieder in das Brennergehäuse eingeführt wird.
Wenn es dort wegen dem vorherigen Verlöschen der Flamme dunkel ist, wird automatisch ein Zündversuch eingeleitet, der die Gefahr mit sich bringt, dass damit eine Explosion der gesamten, während der Fremdbelichtung geförderten Brennstoffmenge ausgelöst wird.
Die vorliegende Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, eine Sicherung gegen eine derartige Gefährdung der Brennereinrichtung zu schaffen. Dies wird erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass auf eine Fremdbelichtrung bzw. auf Fremdbelichtung verursachende Vorgänge ansprechende Schaltmittel zur selbsttätigen Meldung der Fremdbelichtung und/oder Unterbrechung der Brennstoffzufuhr vorgesehen sind.
Für die praktische Lösung der Aufgabe kann man entweder eine Einrichtung vorsehen, bei der die Fremdbelichtung über ein Melderelais eine Störungslampe einschaltet oder ein von der lichtelektrischen Messsonde gesteuertes Überwachungsrelais dafür sorgt, dass das den Brennermotor steuernde Schaltrelais nicht ansprechen kann- Im letzteren Falle wird erreicht, dass bei Fremdlichteinfluss auf keinen Fall die Öl- pumpe mit Gebläse in Betrieb gesetzt wird und damit ist jede durch unzulässige Brennstoffzufuhr bedingte Gefährdung ausgeschaltet.
Während man die durch das Fremdlicht. bewirkte, nicht betriebsmässige Belichtung der Messsonde zur Auslösung des Melde- und.'oder Stellvorgangs be-
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nutzen kann, ist es auch möglich, mit einem indirekten Verfahren zu arbeiten. Wie schon erwähnt, ist die Gefahr irgendeiner Fremdbelichtung der Mess- sonde bei normalen Brenneranlagen nur dann gegeben, wenn entweder die Messsonde aus dem Brennergehäuse gezogen wird oder aber durch Öffnen des Schutzgehäuses ein Fremdlichteinfall möglich ist.
Man kann daher entsprechende Sicherheitsschalter anbringen und damit jeden Vorgang, der zu einer Fremdbelichtung führen könnte, als solchen kennzeichnen. Zweckmässigerweise werden die Sicherheitsschalter derart verwendet, dass alle Vorgänge, die zu einer Fremdbelichtung führen können, entweder eine Unterbrechung des Messsondenstromkreises bewirken oder einen Melde- oder Steuerstromkreis, letzterer zur Absperrung der Brennstoffzufuhr, einschalten.
Anhand der beigefügten Zeichnung werden nachstehend beispielsweise Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes beschrieben. Es zeigen: Fig. 1 die schematische Darstellung einer Düsenbrenner-Einrichtung mit lichtelektrischer Messsonde im Schnitt, Fig. 2 schematisch eine Messsonde mit eingebautem Sicherungskontakt und am Brennergehäuse befestigtem Auslösemagneten, Fig.3 eine Messsonde mit Auslösemagneten in Verbindung mit von letzterem gesteuerten Melde- stromkreis, Fig. 4 eine Schaltungsanordnung zur Störungsmeldung und Abschaltung der Brennstoffzufuhr bei Zündversager und Fremdlicht.
Die Unterbringung der lichtelektrischen Mess- sonde S innerhalb des Schutzgehäuses Sch des Brenners zeigt Fig..l. Der Antrieb der für den Düsenbrenner erforderlichen Ölpumpe P und des Gebläses G erfolgt durch den Brennermotor M. An die Öl- pumpe P ist auf der Ansaugseite die Ölleitung L und auf der Druckseite die Zerstäuberdüse Z angeschlossen. Für den Zündvorgang dienen die Zünd- elektroden E, welche an die Ausgangsklemmen eines nicht dargestellten Zündtransformators angeschlossen sind. Betriebsmässig wird Öl in die Zerstäuberdüse Z gepumpt und bei der Zerstäubung mit Gebläseluft gemischt.
Dieses Gemisch entzündet sich, wenn der Zündtransformator eingeschaltet wird und damit an den Zündelektroden Z ein Funkenübergang stattfindet. Die lichtelektrische Messsonde hat dabei die Aufgabe, nach erfolgter Zündung und damit Belichtung der Messsonde über hier nicht gezeichnete Schaltglieder die Zündung automatisch abzuschalten, während die Brennstofförderung durch den Brennermotor M weiterläuft.
Da die belichtete Messsonde S, die z. B. ein Photoelement sein kann, dem ordnungsgemässen Betriebszustand der Düsenbrennereinrichtung entspricht, muss verhindert werden, dass beim Herausziehen der Messsonde und dadurch verursachte Fremdbelichtung die Photozellenspannung an die nachgeschaltete Steuerapparatur gelangt. Dies kann gemäss Fig.2 durch eine Messsonde S mit dem Photo- element Ph geschehen, die einen eingebauten Sicherungskontakt K aufweist. Die Messsonde S ist in Fig. 2 in einer gegenüber Fig. 1 um 90 verschwenkten Lage dargestellt, wobei nur ein Teil des Schutzgehäuses Sch gezeichnet ist. An diesem ist ein Sperrmagnet DM fest angebracht, der in der Ruhe- bzw.
Betriebsstellung der Messsonde S den Sicherungskontakt K geschlossen hält, während beim Herausnehmen der Sonde sich dieser Kontakt durch das Fehlen der magnetischen Haltekraft öffnet. Damit wird die beim Herausziehen der Messsonde aus dem Schutzgehäuse bewirkte Belichtung unwirksam gemacht, indem die erzeugte Photozellenspannung durch den dann ge- öffneten Kontakt K über die Klemmen I, II an die Steuereinrichtung nicht weitergeleitet wird, so dass der Motor abgestellt wird.
Soll der lichtelektrische Stromkreis keine unmittelbare Unterbrechung erfahren, so kann man auch gemäss Fig. 3 eine Ausführung wählen, bei der die Messsonde S mit Hilfe eines Ringmagneten DM die magnetische Betätigung eines Meldekontaktes übernimmt. Der Ringmagnet DM hält im eingesteckten Zustand der Messsonde S den Meldekontakt K offen, während bei Herausnahme der Sonde ein Alarm über den Wecker W gegeben wird. Statt eines Alarms oder neben diesem kann durch ein elektromagnetisches Stellglied auch die Absperrung der Brennstoffzufuhr bewirkt werden.
Da eine Fremdbelichtung nicht nur durch Herausziehen der Messsonde aus dem Schutzgehäuse, sondern auch beim Öffnen des Brenners möglich ist, kann auch eine derartige Öffnung entsprechend gesichert werden. In Fig. 1 ist schematisch ein Deckel D dargestellt, der einen Kontakt K betätigt, der ähnlich wie bei Fig.2 in den Stromkreis der lichtelektrischen Messsonde gelegt werden kann. Als Arbeitsstromkontakt ausgeführt, ist es auch möglich, diesen Kontakt, ähnlich wie in Fig. 3 dargestellt, in Verbindung mit einem Meldekreis' zu bringen.
Während sich die bisher erläuterten Ausführungs- beispiele auf Schaltmassnahmen beziehen, die eine Fremdbelichtung nur mittelbar kennzeichnen, zeigt Fig.4 ein Ausführungsbeispiel für eine Schaltungsanordnung, bei der im Rahmerz der übrigen automatischen Schalt- und Steuervorgänge zusätzlich eine Störungsmeldung bei Fremdbelichtung und eine Ein- schaltblockierung des Brennermotors vorgesehen ist. Es wird dabei von der Forderung ausgegangen,
dass eine in der Vorzündzeit des Brenners - das ist die Zeit, in der lediglich die Zündung eingeschaltet ist, um die den Zündelektroden anhaftende Ölkohle ab- zubrennen - auftretende Fremdbelichtung zur Störungsmeldung und Zwangsabschaltung der Anlage führen soll. Über den Regelkontakt th des Raumthermostaten wird die Steuer- und überwachungs- einrichtung des Düsenbrenners eingeschaltet, das heisst,
an die Netzwechselspannung gelegt. Damit beginnt die Vorzündzeit, was bedeutet, dass der Zündtransformator Z über den geschlossenen b12Kontakt Spannung erhält, wodurch an den Zünd-
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elektroden E ein Lichtbogen entsteht. Zugleich er- folgh die Durchschaltung des Ansprechstromkreises für das den Brennermotor M steuernde A-Relais vom netzgespeisten Gleichrichter Gl über folgenden Stromkreis: GI (+), k Trennseite T, Ruhestrom-Einschalttaste ET, Hsl, bt'3, R1, A4-5, Gl (-). (1) Durch den Heissleiter Hs1 wird dieser Stromkreis erst nach einer gewissen Zeit wirksam, so dass auch der vom a'1-Kontakt gesteuerte Brennermotor M erst nach Ablauf einer definierten Zeit eingeschaltet wird.
Mit der Einschaltung des Brennermotors M arbeitet auch die in Fig. 4 nicht dargestellte Ölpumpe sowie das Gebläse und der Zerstäubungsvorgang beginnt.
Das Störungsmelderelais B weist zwei Wicklungen auf, die gegeneinandergeschaltet sind. Dadurch, dass bei Normalbetrieb beide Wicklungen erregt sind, und zwar über Gl (+), b'tl, R3, B4-5, R''3 R2, B1-2, Gl (-) (2) bleibt das B-Relais, da beide Wicklungen gleiche Amperewindungszahlen aufweisen, in der Ruhelage. Normalerweise wird der Brenner nunmehr zünden, da der Zündtransformator weiterhin eingeschaltet ist. Die gezündete Flamme wird durch das Photoelement Ph mit nachgeschaltetem Transistor Tr und dem K Relais entsprechend überwacht, so dass nunmehr die Zündluna, de nicht mehr benötigt, abgeschaltet wird. Mit der Belichtung der Photozelle schliesst nämlich der als Schalter wirkende Transistor und die am Widerstand R5 entstehende Spannung erregt das Überwachungsrelais K.
Die Gegeneinanderschaltung der beiden Wicklungen K1-5 und K9-10 verhindert das Ansprechen des K-Relais so lange, bis der Kondensator C3 aufgeladen ist und dadurch der Stromfluss durch die Wicklung K9l0 gesperrt ist. Die hierdurch erreichte Verzögerungswirkung verhindert ein Pendeln der Schaltungsanordnung im Grenz- belichtungsfall. Am Widerstand R6 wird eine Spannung abgen ommen, die als Gegenspannung auf der Photozelle Ph und der Basis des Transistors Tr liegt. Der über den Widerstand R7 und das Photoelement Ph geschlossene Stromkreis wirkt dem des Photoelements am Transistors so lange entgegen, bis beide Spannungen gleich gross geworden sind. Wird durch weitere Belichtung dieser Wert überschritten, so fliesst ein Strom durch den Emitter-Basis-Kreis.
Hierdurch wird erreicht, dass der Steuervorgang erst kurz vor dem gewünschten Ansprechwert beginnt.
Durch das Ansprechen des K Relais entsteht folgender neuer Stromweg: GI ('+), k Zeichenseite Z, B S-4, n''2, A4-5, GI (-): (3) Hierdurch werden die Wicklung 4-5 des B-Relais und die Wicklung 4-5 des A-Relais in Reihe geschaltet. Das B-Relais spricht nunmehr an und schaltet den Zündtransformator Z über den b'2-Kon- takt ab. Dieser Stromkreis ist durch die Handtaste ET nicht zu beeinflussen und nur von dem Über- wachungsretais K, also von der lichtelektrischen Überwachung, abhängig. Reisst die Flamme ab, so muss sofort eine Wiederholungszündung geschaltet werden. Durch die Abdunkelung der Photozelle legt das K-Relais den k-Kontakt auf die Trennseite T zurück und die Schaltung wird dadurch wieder auf Zündversuch umgeschaltet. Dabei läuft der Brennermotor weiter.
Da das A-Relais von der Lage des k-Kontakts bzw. von der Stellung der Kontakte b''3 bzw. b''1 des B-Relais abhängig ist, muss nach dem Abfall des K-Relais und des B-Relais bis zum Schliessen des Ruhekontaktes btt1 das A-Relais sich selbst halten. Dies geschieht durch den Verzögerungskondensator Cl, der parallel zur Wicklung des A-Relais liegt. .
Kommt eine Zündung nicht zustande, so spricht das B-Relais über Kontakt a''1, Hs2, R2 und Wicklung B1-2 an und schliesst damit den b''2-Kontakt, und da auch der all-Kontakt geöffnet ist (Relais A fällt nach Relais B wegen der Kontakte bt'1 bzw. b''2 ab, und Relais B hält sich über ET und bt1), leuchtet über folgenden Stromweg die Störungslampe St auf: Netzanschlusspunkt R, th, 6t'2, Störungslampe St, Brennermotor M, Netzanschlusspunkt D. (4) Hierbei erhält der Motor M nicht genügend Spannung, um laufen zu, können. Durch die Betätigung der Handtaste ET kann die Störungsmeldung elektrisch gelöscht werden (Relais B fällt ab).
Gegen- über anderen Sysemen, bei denen bei einer Störung eine mechanische Rastung wirksam ist und dadurch die Rückstellung auch mechanisch erfolgen muss, ist bei vorliegender Schaltung die Möglichkeit einer Fernbedienung auf einfache Weise gegeben. Statt der im Gerät angeordneten Handtaste ET kann diese auch, wie durch Pfeile angedeutet, über eine Doppelleitung durch die Handtaste ET1 ersetzt werden. Es ist ohne weiteres möglich, diese Handtaste von der Steuereinmchtung beliebeg weit getrennt anzuordnen und auf diese Weise ist eine Fernbedienung relativ leicht durchführbar.
Um der Forderung zu genügen, dass bei Fremdbelichtung, also beispielsweise in den Fällen, in denen die Photozelle aus dem Brenner ..gezogen oder der Brenner offen ist, eine Einschaltung der Apparatur wegen der damit verbundenen Explosionsgefahr unmöglich wird, ist schaltungsmässig vorgesehen, dass eine Belichtung der Photozelle, wenn sie in der Vor- zürrdzeit,
also vor dem Ansprechen des A-Relais erfolgt, zur Störungismeldung und Blockierung der Motoreinschaltung des Brenneis führt.
Durch die Belichtung der Photozelle Ph wird das K-Retais erregt und legt seinen Kontakt k auf die Zeichen- seite - Z um, was zum .Ansprechen des Störun:gs- melderela@s B über k und a113 führt, da die Wicklung B-5 über k, R3 und b111 kurzgeschlossen ist.
Nach dem Ansprechen hält sich das B-Retais über b11 selbst und bewirkt, dass über & n. en 6112-Kontakt
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die Störungslampe eingeschaltet wird, wobei der Zündtransformator Z durch den geöffneten b'2-Kon- takt abgeschaltet bleibt. Da das A-Relais wegen des geöffneten b'3 -Kontakts nicht ansprechen kann, bleibt auch der Brennermotor M wegen des offenen all-Kontakts stehen und jede Gefahr, die durch die Förderung von Brennstoff bei urigezündeter Flamme erfolgen könnte, ist damit ausgeschaltet.