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Automatischer Steuerapparat in einer ölfeuerungs#Zündeinrichtung Die Erfindung betrifft einen automatischen Steuerapparat in einer ölfeuerungs-Zündeinrichtung, welcher Apparat einen von einem Steuermotor angetriebenen Nockenschalter und ein Relais aufweist, die nach Betätigung eines Startschalters für den Steuermotor den Zündungsstromkreis und den Motor eines Ölbrenners steuern. Bekannte Steuerapparate dieser Art sind entweder äusserst kompliziert und teuer, oder sie arbeiten beim Auftreten von irgendwelchen, das normale Zünden verhindernden Störungen nicht in befriedigender Weise.
Zur Behebung dieser Nachteile zeichnet sich der Steuerapparat nach der Erfindung aus durch eine mit dem Nockenschalter gekup- pelte Verriegelungsvorrichtung, die nach einer Umdrehung dieses Nockenschalters, bei der keine Zündung zustande gekommen ist, eine weitere Umdrehung desselben gestattet, aber nach einer weiteren zündungslos erfolgten Umdrehung desselben, den Apparat automatisch verriegelt, so dass er nur von Hand wieder eingeschaltet werden kann.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes dargestellt. Es ist: Fig. 1 das elektrische Schema einer mit einem automatischen Steuerapparat versehenen Ölfeue- rungs-Zündeinrichtung; Fig. 2 eine Ansicht einer im Apparat enthaltenen, bei Störungen ansprechenden Verriegelungsvorrich- tung; Fig. 3 eine Seitenansicht zu Fig. 2; Fig.4 eine Ansicht eines Teiles der Verriege- lungsvorrichtung in einer -anderen Lage Tals: in Fig. 2;
und Fig. 5 ein den zeitlichen Ablauf der im Steuerapparat stattfindenden Schaltvorgänge darstellendes Diagramm. Die in Fig. 1 dargestellte Ölfeuerungs-Zündein- richtung umfasst einen eine konstruktive Einheit bildenden Steuerapparat 1, der die innerhalb des strichpunktierten Rechteckes enthaltenen Schaltungselemente enthält und der an seinen Klemmen, vorzugsweise über nicht dargestellte Steckkontakte, mit den übrigen Stromkreisen der Zündeinrichtung verbunden ist. Die Zündeinrichtung ist an ihren Eingangsklemmen 2 und 3 an das übliche Verteilungsnetz von 220 V Wechselspannung angeschlossen.
Die Klemme 2, die vorzugsweise dem Nullspannungsleiter entspricht, ist mit einem Grundleiter 4 direkt verbunden, während die Klemme 3 über einen Hauptleiter 5 mit einem beweglichen Kontakt a eines Nockenschalters 6 verbunden ist, von dem lediglich die, die Nocken tragende Welle strichpunktiert angedeutet ist. Der bewegliche Kontakt a arbeitet unter der Steuerung eines Nockens mit einem festen Kontakt a' zusammen und der Noakenschaltem 6 weist noch weitere vier Kontaktpaare b-b', c-c', d-d' und e-e' auf, hat also insgesamt fünf Steuernocken für fünf Kontaktpaare.
Zum Antrieb des Nockenschalters 6 dient ein Motor 7, der einerseits an den Grundleiter 4 und andererseits an den Kontakt a' angeschlossen ist.
Der Steuerapparat 1 weist ferner ein Relais 8 auf, das mit drei beweglichen Kontakten f, g und h versehen ist, die als mit je zwei festen Kontakten f'-f", g'--g" und h'-h" zusammenarbeitende Brücken dargestellt sind. Das Relais 8 wird durch eine Kaltka- thodenröhre 9 gesteuert, die ihrerseits unter dem Einfluss eines Flammenfühlers 10 steht und zwar derart, dass sie leitend wird, wenn die Flamme vorhanden ist, d. h. der Ölbrenner gezündet hat, wie später noch näher erläutert werden wird.
Eine Verriegelungsvorrichtung 11, die in den Fig. 2-4 näher dargestellt ist, weist einen Umschalter
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12 auf, dessen beweglicher Kontakt i normalerweise - wie dargestellt - auf einem festen Kontakt i liegt, aber im Falle einer Störung auf einen anderen festen Kontakt i" zu liegen kommt. Mit 13 ist eine im Steuerapparat 1 vorgesehene Signallampe bezeichnet, die im Falle einer Störung aufleuchtet.
Eine weitere, ausserhalb des Apparates 1, an einer geeigneten Stelle angebrachte Signallampe 14 ist zur Signallampe 13 parallel geschaltet, so dass sie gleichzeitig mit derselben aufleuchtet. Zwischen dem Startschalter 5 und einem im Steuerapparat vorgesehenen Leiter 15 sind in Serie geschaltete Thermostat- schalter 16 und 17 vorgesehen, die auf die Temperatur des Wassers in einem von der Ölfeuerung geheizten Zentralheizungskessel ansprechen. Der Thermo- statschalter 16 dient als Sicherheitsschalter und öffnet sich, wenn die Temperatur des Wassers z. B. 90 erreicht, ohne dass sich bereits der als Regulierschalter dienende Thermostatschalter 17 geöffnet hat, der auf eine z.
B. zwischen 40 und 90 liegende Temperatur einzustellen ist. Der Leiter 15 ist mit den festen Kontakten b', c', e' des Nockenschalters 6 und mit dem beweglichen Kontakt i des Umschalters 12 verbunden.
Zwischen dem Grundleiter 4 und dem Kontakt b des Nockenschalters 6 ist die Primärwicklung 18 eines Zündspannungstransformators angeordnet, dessen sekundäre Hochspannungswicklung 19 mit zwei in unmittelbarer Nähe einer rocht dargestellten Öl- brennendüse angebrachten Zünidelektro,den 20 veir- bunden ist.
Zwischen dem Grundleiter 4 und den miteinander verbundenen Kontakten c und d des Nockenschalters 6 ist ein Elektroventil 21 angeordnet, das den Zufluss von Heizöl zur Brennerdüse beherrscht. Dieses Heizöl wird von einer nicht dargestellten Ölpumpe geliefert, zu deren Antrieb ein Motor 22 dient, der einerseits mit dem Grundleiter 4 und andererseits mit den Kontakten e und h' verbunden ist. Der Motor 22 treibt auch den üblichen Ventilator an, der dem Brenner die Verbrennungsluft zuführt.
Die der Kaltkathodenröhre 9 zugeordnete Schaltung umfasst einen hohen Widerstand 23 (von z. B. 2,2 M.Q) der zwischen dem Relais 8 und einer Seite des Flammenfühlers 10 geschaltet ist. Die andere Seite des Flammenfühlers 10 ist mit der Anode 24 der Kaltkathodenröhre 9 verbunden, deren Kathode 25 mit dem Relais 8 verbunden ist. Die Steuerelektrode 26 ist einerseits über einen hohen Widerstand 27 (von z. B. 1 MSZ) mit der erstgenannten Seite des Flammenfühlers 10 und andererseits über einen Kondensator 28 (von z.
B. 220,uF) mit der Kathode 25 verbunden. Die Elemente 27 und 28 bilden einen Spannungsteiler. Der Teilungspunkt eines weiteren, aus zwei Widerständen 29 und 30 (von z. B. 1000 Kn, bzw. 333 KP) bestehenden Spannungsteilers ist mit einer Feldstabilisierungselektrode 31 verbunden. Die Kontakte des Relais 8, von denen fein Ruhekontakt ist, während g und h Arbeitskontakte sind, sind auf die aus der Zeichnung ersichtliche Weise mit den Kontakten des Nockenschalters 6, dem Flammenfühler 10 und dem Umschalter 12 verbunden.
Der beschriebene Steuerapparat arbeitet wie folgt: Wenn der Hauptschalter 5 geschlossen wird, läuft der Motor 7 im Stromkreis 3, 5, 16, 17, i, i , f", f, f, 7, 4, 2 an und versetzt den Nockenschalter 6 über ein nicht dargestelltes Zahnradgetriebe mit einer Geschwindigkeit von 1 Umdrehung in 80 Sekunden in Drehung.
In Fig. 5 ist die Arbeitsweise der Kontakte a bis e des Nockenschalters 6, f bis h des Relais 8 sowie i' und i" des Umschalters 12 in Funktion der Zeit t während einer Umdrehung des Nockenschal- ters 6 dargestellt und zwar schwarz, wenn der Kontakt geschlossen ist, und weiss, wenn er offen ist, Kontakt d ist bei Beginn der Umdrehung des Nok- kenschalters 6 geschlossen, was aber wirkunslos ist, weil der Kontakt g des Relais 8 offen ist.
Bei t = 2 Sekunden öffnet sich der Kontakt d und schliesst sich der Kontakt b, so dass die Primärwicklung 18 des Zündtransformators im Sbomzweig 15, b', b, 18, 4 erregt wird und dessen Sekun,dä@rwicklung 19 die Zündelektroden; 20 .speist, .so idass an idenselben Funken iauftreten. Eine, .Sekunde eäter wird auch der Kontakt e ,geschlossen, so dass ;
der Brennermotor 22 im Stromzug 15, e', e, 22, 4 anläuft und auch der Flammenfühler 10 im ,Stromzweig 15, e', e, 10, 23, 4 erregt wird.
Der Flammenfühler 10 besteht aus einem lichtempfindlichen Widerstand, dessen Widerstandswert im Dunkeln gross, bei Belichtung dagegen wesentlich kleiner ist. Wenn im Moment der Einschaltung des Flammenfühlers 10 der Ofen dunkel ist, wie dies beim Starten normalerweise der Fall sein soll, fliesst zunächst ein relativ kleiner Strom durch den Flammenfühler 10 und den Widerstand 23, so dass der Spannungsabfall an letzterem relativ klein ist und die Röhre 9 nicht zündet.
Bei t=3 Sekunden wird der Kontakt e geschlossen und somit der Brennermotor 22 im Stromzweig 15, e', e, 22, 4 erregt. Da das Elektroventil 21 zunächst noch geschlossen ist (die Kontakte c sowie d und g sind offen), kann die vom Motor 22 angetriebene Heizölpumpe den nötigen Betriebsdruck aufbauen.
Im Zeitpunkt t=35 Sekunden wird der Kontakt c geschlossen und das Elektroventil 21 im Stromzweig 15, c', c, 2,1, 4 erregt. Durch das offene Ventil 2,1 strömt nun Heizöl zur Brennerdüse und entzündet sich an den während der Vorzündzeit (zwischen den Zeitpunkten t=2 und 35 Sekunden) durch die Funken erhitzten Zündelektroden 20, die noch während der Nachzündzeit (zwischen den Zeitpunkten t=35 und 55 Sekunden) Zündfunken liefern, für den Fall, dass die Zündung nicht sofort bei t=35 Sekunden erfolgt.
Sobald die Zündung erfolgt, wird der Flammenfühler 10 belichtet, so dass sein Widerstand klein wird und ein relativ grosser Strom durch den Widerstand 23 fliesst, was ein Zünden der Röhre 9 zur
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Folge hat. Nun zieht das im Stromzweig 15, e', e, einem Leiter 32, 9, 8, 4 liegende Relais 8 an, öffnet seinen Ruhekontakt f und schliesst seine Arbeitskontakte g und h.
Der Startstromkreis des Motors 7 ist nun bei f unterbrochen; der Motor 7 läuft jedoch weiter, weil bei t=20 Sekunden der als Selbsthaltekontakt dienende Kontakt a geschlossen worden ist und somit ein Stromkreis 3, 5, a, a', 7, 4, 2 besteht, der unabhängig von der Lage der Thermostatschalter 16 und 17 bis zu t=77 Sekunden bestehen bleibt. Unter Berücksichtigung seiner trägheitsbedingten Auslaufzeit, wird der Motor durch den Selbsthaltekontakt a in seine Ausgangslage zurückgebracht, d. h. die Nok- kenschalterwelle kommt nach einer Drehung von 360 zum Stillstand.
Der Kontakt c wird bei t=45 Sekunden wieder geöffnet, das Elektroventil 21 bleibt aber jetzt im Stromzweig 15, g", g, g', d', d, 21, 4 erregt, und zwar auch dann, wenn der Motor 22 nach einer Umdrehung der Nockenschalterwelle zum Stillstand gekommen ist. Der Brennermotor 22 arbeitet dagegen im Stromzweig 15, h", h, h', 22, 40, wie dies für den Dauerbetrieb erforderlich ist, und zwar solange, bis der Regulierthermcstatschalter 17 die Zuführung der Spannung von der Eingangsklemme 3 zum Leiter 15 unterbricht.
Es kann nun vorkommen, dass während der Schliesszeit des Kontaktes c keine sichere Flamme an der Brennerdüse entsteht, so dass das Relais 8 nicht anzieht oder nach kurzem Anziehen wieder abfällt. In diesem Falle kommen die Stromkreise des Elektroventils 21 und des Brennermotors 22 wegen der Öffnungslage der Kontakte g und h nicht zustande und bleibt der Ruhekontakt f geschlossen, so dass nach Vollendung einer Umdrehung des Nockenschal- ters 6 der oben beschriebene Arbeitszyklus von neuem beginnt. In diesem zweiten Arbeitszyklus wird durch das Schliessen des Kontaktes c wieder versucht, die Zündung zu erzielen.
Sollte auch dieser zweite Versuch nicht gelingen, so liegt eine Störung vor, die durch die Signallampen 13 und 14 gemeldet werden soll; ausserdem soll sich dann der Steuerapparat 1 selbst ausser Funktion setzen, um eine dauernde Wiederholung von vergeblichen Zündver- suchen zu vermeiden. Zu diesem Zwecke dient die Verriegelungsvorrichtung 11, deren Aufbau und Arbeitsweise nun anhand der Fig. 2-4 beschrieben werden soll.
Auf der Welle des Nockenschalters 6 ist eine Kurvenscheibe 33 montiert, deren eine Stirnfläche mit einer spiralförmig verlaufenden Nut 34 versehen ist, welche sich etwa über 540 erstreckt. In diese Nut 34 kann ein Führungsstift 35 eingreifen, der an einem Ende eines Verriegelungshebels 36 angebracht ist, welcher mittels eines Kreuzgelenkes 37 schwenkbar gelagert ist und dessen anderes Ende einem Anschlag 38 gegenüber liegt. Der Anschlag 38 ist mittels Nieten 39 an einem Ende des die Kontakte f, g, h tragenden Ankers 40 des Relais g befestigt.
Eine Zugfe- der 41, die am Hebel 36 angreift, ist bestrebt, denselben um die zur Zeichenebene von Fig. 2 senkrechte Achse des Kreuzgelenkes 37 bis zu einem nicht dargestellten Anschlag im Uhrzeigerdrehsinne der Fig. 2 zu verschwenken, so dass er in die in derselben gezeigte Normallage kommt.
Dieselbe Feder 41 ist ferner :bestrebt, den Hebel 3.6 um ;die zur Zeichenabene der FLg. 3 senkrechte Achse des Kreuzgelenkes 37 im Gegenuhrzeigersinne dieser Fig. 3 zu verschwenken und somit den Führungsstift 35 auf die mit der Nut 34 versehene Stirnfläche der Kurvenscheibe 33 zu drücken. Der Verriegelungshebel 36 ist über eine schematisch dargestellte mechanische Verbindung 42 mit dem beweglichen Kontakt i des Umschalters 12 verbunden, der in der Normallage des Hebels 36 auf dem festen Kontakt i' liegt.
Die Kurvenscheibe 33 wird durch den Steuermotor 7 im Gegenuhrzeigersinne von Fig.2 gedreht. Nach etwas mehr als einer halben Umdrehung der Kurvenscheibe 33, z. B. nach etwa 45 Sekunden kann der Führungsstift 35 infolge der Einwirkung der Feder 41 in das mit 43 bezeichnete innere Ende der Nut 34 einrasten. Wenn in diesem Zeitpunkt aber bereits die Zündung stattgefunden und infolgedessen das Relais 8 angesprochen hat, ist dessen Anker 40 im Sinne des Pfeiles von Fig. 3 bewegt worden, so dass sein Anschlag auf das dem Führungsstift 35 entgegengesetzte Ende des Hebels 36 drückt und dessen Einrasten in die Nut 34 verhindert. Der Umschalter 12 bleibt daher in seiner Normallage nach Fig. 2.
Wenn die Zündung nicht stattfindet und das Relais 8 infolgedessen nicht anzieht, rastet der Führungsstift 35 in das Ende 43 der Nut 34 ein, so dass er beim weiteren Drehen der Kurvenscheibe 33 eine Verschwenkung des Hebels 36 bewirkt.
Diese Verschwenkung ist anfänglich im Uhrzeiger- und dann im Gegenuhrzeigerdrehsinne von Fig. 2 und 4 gerichtet und so gering, dass nach der ersten vollen Umdrehung der Kurvenscheibe 33, wenn sich der Führungsstift in der in Fig. 4 mit 35' bezeichneten Stellung befindet, der Umschalter 12 sich noch immer in der Normallage von Fig. 2 befindet und infolgedessen der Steuermotor 7 weiter arbeiten kann. Erfolgt die Zündung während der zweiten Umdrehung, so wird der Führungsstift bei t=35 Sekunden durch das Ansprechen des Relais 8 aus der Nut 34 heraus gezogen und die Normallage des Hebels 36 wieder hergestellt.
Wenn dagegen auch der zweite Zündungsversuch vergeblich ist, bleibt der Führungsstift in der Nut 34 und kommt am Ende der zweiten Umdrehung in die in Fig. 4 mit 35" bezeichnete Lage, in welcher nun der bewegliche Kontakt i des Umschalters 12 auf den festen Kontakt i' umgelegt worden ist.
Nun kann der Steuermotor 7 nicht weiter laufen, da sein sonst in der Anfangslage geschlossener Startstromkreis zwischen den Kontakten i und i' unterbrochen ist. Zugleich werden die Signallampen 13 und 14 im Stromkreis 3, 5, 16, 17, i, i', 13/14, 4, 2 erregt, so dass die Störung gemeldet wird. Der nunmehr
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durch die Vorrichtung 11 verriegelte Steuerapparat 1 kann erst wieder in Betrieb genommen werden, wenn man nach Untersuchung und mutmasslicher Behebung der Störungsursache von Hand, z.
B. unter Benützung eines Werkzeuges oder einer nicht dargestellten Taste anstelle des Anschlages 38 auf den Verriegelungshebel 36 drückt und dadurch den Füh- rungsstift aus der Nut 34 herauszieht, worauf die Feder 41 diesen Hebel 36 wieder in die Normallage bringt.
Der dargestellte Steuerapparat 1 ist auch bei Ölfeuerungs-Zündeinrichtungen verwendbar, in denen kein Elektroventil 21 vorgesehen ist und die Brennerdüse unmittelbar von der Ölpumpe gespeist wird. In diesem Falle wird der Brennermotor 22 anstelle des Elektroventils 21 an die betreffenden. An- schlussklemmen des Steuerapparates 1 angeschlossen, wie bei 22' gestrichelt angedeutet ist, während die in der beschriebenen Schaltung zum Anschliessen des Brennermotors 22 benützten Klemmen des Steuerapparates 1 leer bleiben.
Es ist leicht ersichtlich, dass die Wirkungsweise der ganzen Einrichtung nur soweit ändert, dass die Speisung der Brennerdüse nicht mit dem vollen Druck der Öldruckpumpe einsetzt, so dass im Falle einer Verstopfung dieser Düse dieselbe nicht schlagartig durchgespült wird und infolgedessen die Gefahr des Nichtzündens grösser ist.
Gegenüber bekannten Steuerapparaten weist der vorliegende Apparat 1 den Vorteil einer automatischen Verriegelung und Störungsmeldung nach zwei vergeblichen Zündversuchen auf. Auch die Zusammenschaltung des Nockenschalters 6 mit dem Relais 8 und der unter dem Einfluss des Flammenfühlers 10 stehenden, zur Steuerung dieses Relais 8 dienenden Kaltkathodenröhre 9, ist auf besonders einfache Weise gelöst. Um den Raum-, Material- und Leistungsbedarf des Nockenschalters 6 zu verringern, empfiehlt es sich, denselben mit Schnappkontakten zu versehen.
Die Verringerung des Leistungsbedarfes des Nockenschalters 6 bringt ihrerseits eine Verringerung des Raum- und Materialaufwandes für den Steuermotor 7 und das zwischen letzterem und dem Nockenschalter 6 vorgesehenen Zahnradgetriebe.
Es ist klar, dass zahlreiche Einzelheiten geändert werden können, ohne die Arbeitsweise zu beeinträchtigen. Wenn z. B. der Grundleiter 4 nicht im Steuerapparat 1 sondern ausserhalb desselben vorgesehen wird, ändern sich nur einige Anschlussklemmen, bzw. Steckkontakte.