CH627831A5

CH627831A5 - Flame monitor connected to an AC voltage

Info

Publication number: CH627831A5
Application number: CH525678A
Authority: CH
Inventors: Siegfried Schwarz
Original assignee: Landis & Gyr Ag
Priority date: 1978-05-16
Filing date: 1978-05-16
Publication date: 1982-01-29
Also published as: DE2825478C2; DE2825478B1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen an Wechselspannung angeschlossenen Flammenwächter für Feuerungsautomaten nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. The invention relates to a flame detector connected to AC voltage for automatic burner controls according to the preamble of patent claim 1.

Feuerungsautomaten und deren Flammenwächter müssen eigensicher sein, das heisst, sie sollen so gebaut sein, dass jeder Defekt eines Bauteiles im Laufe einer Schaltfolge erkannt wird und zu einer Abschaltung bzw. zu einer Startverhinderung führt. Diese Aufgabe erfüllt eine Verstärkerschaltung eines Flammenwächters nach der CH-PS 580 784, die gleichzeitig auch Mittel aufweist, um vor jeder Inbetriebsetzung durch einen Einschaltimpuls des Flammenrelais dessen Fähigkeit zum Aufziehen und Abfallen unter Beweis zu stellen. Automatic burner controls and their flame monitors must be intrinsically safe, that is, they should be constructed in such a way that every defect of a component is recognized in the course of a switching sequence and leads to a shutdown or a start prevention. This task is performed by an amplifier circuit of a flame monitor according to CH-PS 580 784, which at the same time also has means to demonstrate its ability to open and drop before each start-up by a switch-on pulse of the flame relay.

In einer solchen Ausführung gibt es Bauteile, bei denen ein Defekt wohl wie beschrieben erkannt wird, jedoch im Zeitpunkt des Auftretens während des Betriebes zu einer Verlängerung der 45 Abmeldezeit des Flammenrelais führen kann. Unter der Anmelde- und Abmeldezeit des Flammenrelais ist dabei die Zeitspanne zu verstehen, die vom Eintreffen eines Ereignisses bis zum Aufziehen bzw. Abfallen des Flammenrelais verstreicht. In such an embodiment, there are components in which a defect is recognized as described, but can, at the time of occurrence during operation, lead to an extension of the logout time of the flame relay. The registration and deregistration time of the flame relay is to be understood as the period of time that elapses from the occurrence of an event to the opening or falling of the flame relay.

Die An- und Abmeldezeit eines Flammenwächters darf aus 50 Gründen einer stabilen Flammenbildung nicht zu kurz, und die Abmeldezeit darf aus Sicherheitsgründen nicht grösser als eine Sekunde sein, wobei für verschiedene Brenner die für einen störungsfreien Betrieb geforderten optimalen Werte dieser Zeiten nicht immer die gleichen sind und bei den bekannten 55 Flammenwächtern nicht einstellbar sind. The logon and logoff time of a flame monitor must not be too short for 50 reasons of stable flame formation, and the logoff time must not be greater than one second for safety reasons, although the optimum values of these times required for trouble-free operation are not always the same for different burners and are not adjustable in the known 55 flame monitors.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine eigensichere Flammenwächterschaltung anzugeben, bei der die An- und Abmeldezeiten vorwählbar sind und bei der sich die Abmeldezeit bei Unterbruch oder Kurzschluss von Bauteilen nicht vergrös- 60 sert. The invention is based on the object of specifying an intrinsically safe flame monitor circuit in which the logon and logoff times can be preselected and in which the logoff time does not increase if components are interrupted or short-circuited.

Die Erfindung ist im Patentanspruch 1 gekennzeichnet. The invention is characterized in claim 1.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der einzigen Zeichnungsfigur, die ein Schaltschema eines Flammenwächters darstellt, näher erläutert. 65 An exemplary embodiment of the invention is explained in more detail below with the aid of the single drawing figure, which represents a circuit diagram of a flame detector. 65

Mit 1 und 2 sind eine erste bzw. eine zweite Klemme zum Anschliessen der Schaltung an eine Wechselspannung bezeichnet. Ein Verstärker 3 ist mit einer ersten Reihenschaltung, 1 and 2 denote a first and a second terminal for connecting the circuit to an AC voltage. An amplifier 3 is connected to a first series circuit,

bestehend aus der Erregerwicklung eines Flammenrelais 4 und einem Kollektorwiderstand 5, an die Klemmen 1 und 2 angeschlossen, und zwar liegt der Kollektorwiderstand 5 an der zweiten Klemme 2. Parallel zur Erregerwicklung ist die Kollektor-Emitterstrecke eines Ausgangs-Transistors 6 geschaltet. Zwischen dem Emitter und der Basis des Transistors 6 ist eine der Dürchlassrichtung dieser Strecke entgegengesetzt gepolte erste Diode 7 angeordnet, während eine weitere, gleich gepolte Zenerdiode 8 zwischen die Basis und den Kollektor des Transistors 6 geschaltet ist. Parallel zur Zenerdiode 8 liegt die dieser entgegengesetzt gepolte Kollektor-Emitterstrecke eines Eingangs-Transistors 9, dessen Basis einen Eingang 10 des Verstärkers 3 bildet. consisting of the excitation winding of a flame relay 4 and a collector resistor 5, connected to terminals 1 and 2, namely the collector resistor 5 is connected to the second terminal 2. In parallel to the excitation winding, the collector-emitter path of an output transistor 6 is connected. Arranged between the emitter and the base of the transistor 6 is a first diode 7 which is polarized opposite the forward direction of this path, while a further, equally polarized Zener diode 8 is connected between the base and the collector of the transistor 6. Parallel to the Zener diode 8 is the collector-emitter path of an input transistor 9 whose polarity is opposite, the base of which forms an input 10 of the amplifier 3.

Der Eingang 10 ist über einen Widerstand 11 und ein spannungsabhängiges Bauteil, im beschriebenen Beispiel eine Zenerdiode 12, von der Spannung an einem ersten Verbindungspunkt 13 zwischen einem ersten Kondensator 14 und einem Flammenfühler 15 beeinflussbar. Dabei bilden der Kondensator The input 10 can be influenced via a resistor 11 and a voltage-dependent component, in the example described a zener diode 12, by the voltage at a first connection point 13 between a first capacitor 14 and a flame sensor 15. The capacitor forms

14 und der Flammenfühler 15 eine an die Klemmen 1 und 2 angeschlossene Reihenschaltung, in welcher der Flammenfühler 14 and the flame sensor 15 a series connection connected to the terminals 1 and 2, in which the flame sensor

15 an der zweiten Klemme 2 liegt. Als Flammenfühler 15 dient ein die Gleichrichterwirkung der Flamme ausnutzender Ionisationsfühler. Auch beliebige andere Flammenfühler mit einem in Reihe geschalteten Gleichrichter sind verwendbar. 15 is on the second terminal 2. An ionization sensor that uses the rectifying effect of the flame serves as the flame sensor 15. Any other flame sensor with a rectifier connected in series can also be used.

Ein weiterer an die Klemmen 1 und 2 angeschlossener Spannungsteiler zur Erhöhung der Spannung am ersten Verbindungspunkt 13 besteht aus einer weiteren Zenerdiode 16 und einem zweiten Kondensator 17, wobei der Kondensator 17 mit der zweiten Klemme 2 verbunden ist. Eine Verbindungsstelle 18 zwischen dem Kondensator 17 und der Zenerdiode 16 ist mit einer Diode 19 an den Verbindungspunkt 13 angeschlossen. Dabei bilden die Zenerdiode 16, die Diode 19 und der Flammenfühler 15 eine Reihenschaltung gleich gepolter Stromrichtung. Another voltage divider connected to terminals 1 and 2 to increase the voltage at the first connection point 13 consists of a further zener diode 16 and a second capacitor 17, the capacitor 17 being connected to the second terminal 2. A connection point 18 between the capacitor 17 and the Zener diode 16 is connected to the connection point 13 with a diode 19. The Zener diode 16, the diode 19 and the flame sensor 15 form a series circuit with the same polarity of the current direction.

Wirkungsweise der Schaltung: How the circuit works:

In der nachfolgenden B eschreibung wird auf eine Erläuterung der Wirkungsweise des aus der CH-PS 580 784bekannten Verstärker 3 verzichtet. Es sei einzig festgehalten, dass das Flammenrelais 4 dann erregt ist, wenn der Stromfluss im Eingang 10 des Verstärkers einen Grenzwert unterschritten hat. Dies ist beim Anlegen einer Wechselspannung an die Klemmen 1 und 2 vorerst der Fall, so dass das Flammenrelais 4 beim Einschalten sofort anzieht. Während den positiven Spannungshalbwellen an der Klemme 1 wird der Kondensator 17 über die Zenerdiode 16 aufgeladen, vorausgesetzt, dass der Flammenfühler 15 nicht leitend ist, d.h. keine Flamme anzeigt. In den negativen Spannungshalbwellen überträgt der Kondensator 17 seine Ladung über die Diode 19 auf den Kondensator 14. Zwischen dem Verbindungspunkt 13 und der Klemme 1, das heisst über dem Kondensator 14 baut sich eine Spannung auf, für die vorerst die Zenerdiode 12 sperrt. Wenn deren Zenerspannung erreicht ist, fliesst ein Strom zum Eingang 10 und das Flammenrelais 4 fällt ab und beweist damit die Funktionsfähigkeit des Verstärkers 3. In the following description, an explanation of the mode of operation of amplifier 3 known from CH-PS 580 784 is dispensed with. All that needs to be said is that the flame relay 4 is energized when the current flow in the input 10 of the amplifier has fallen below a limit value. This is initially the case when an AC voltage is applied to terminals 1 and 2, so that the flame relay 4 picks up immediately when switched on. During the positive voltage half-waves at terminal 1, the capacitor 17 is charged via the zener diode 16, provided that the flame sensor 15 is not conductive, i.e. no flame indicates. In the negative voltage half-waves, the capacitor 17 transfers its charge via the diode 19 to the capacitor 14. Between the connection point 13 and the terminal 1, that is to say via the capacitor 14, a voltage builds up for which the zener diode 12 initially blocks. When their zener voltage is reached, a current flows to the input 10 and the flame relay 4 drops out, thus proving the operability of the amplifier 3.

An Stelle der Zenerdiode 12 könnte auch irgend ein anderes spannungsabhängiges Bauteil verwendet werden, beispielsweise ein Diac, womit eine zusätzliche Hysterese zwischen Ein- und Ausschaltpunkt erzielbar ist und sich damit eine erhöhte Sicherheit gegen ein Klappern des Flammenrelais 4 ergibt. Instead of the zener diode 12, any other voltage-dependent component could also be used, for example a diac, with which an additional hysteresis between the switch-on and switch-off points can be achieved and thus increased security against rattling of the flame relay 4 results.

Die Spannung über dem Kondensator 14 steigt nach dem Abfallen des Flammenrelais 4 weiter auf ihren Maximalwert an. Dieser wird durch die Zenerspannung der Zenerdiode 16 bestimmt. The voltage across the capacitor 14 continues to rise to its maximum value after the flame relay 4 has dropped. This is determined by the Zener voltage of the Zener diode 16.

Sobald eine Flamme entsteht, fliesst in den positiven Spannungshalbwellen über den Flammenfühler 15 zusätzlich ein die Spannung über dem Kondensator 14 abbauender Strom, der mehr Ladung wegführt, als in der negativen Spannungshalbwelle vom Kondensator 17 geliefert wird. Beim Unterschreiten der Zenerspannung an der Zenerdiode 12 sperrt diese wieder und das Flammenrelais 4 zieht an. Die Spannung am Kondensator 14 sinkt weiter bis auf ihren Minimalwert, gegeben durch die As soon as a flame is generated, a current which reduces the voltage across the capacitor 14 flows in the positive voltage half-waves via the flame sensor 15 and carries away more charge than is supplied by the capacitor 17 in the negative voltage half-wave. If the Zener voltage falls below the Zener diode 12, it blocks again and the flame relay 4 picks up. The voltage across the capacitor 14 drops further to its minimum value, given by the

3 627 831 3,627,831

Summe der Durchlassspannungen der Zenerdiode 16 und der die Daten dieser Zenerdioden voneinander unabhängig vorge- Sum of the forward voltages of the Zener diode 16 and the data of these Zener diodes independently of one another

Diode 19. wählt werden. Diode 19.

Aus dem Gesagten ist ersichtlich, dass die Schwellenspan- Durch die beschriebene Anordnung wird erreicht, dass bei nung des spannungsabhängigen Bausteins, im beschriebenen einem Erlöschen der Flamme aus dem Betrieb die Abmeldezeit It can be seen from what has been said that the threshold span is achieved by the arrangement described that, when the voltage-dependent component is used, the logout time is extinguished when the flame goes out of operation

Beispiel der Zenerdiode 12, beliebig zwischen die Minimal- und 5 des Flammenrelais immer unabhängig von der Grösse des voran- Example of the Zener diode 12, arbitrary between the minimum and 5 of the flame relay, regardless of the size of the

Maximalwerte der Spannung über dem Kondensator 14 gelegt gehend vorhandenen Fühlerstromes ist. Nur die Anmeldezeit werden kann, um damit die An- und Abmeldezeit des Flammen- wird mit zunehmendem Fühlerstrom kleiner. Maximum values of the voltage across the capacitor 14 are present sensor current. Only the logon time can be reduced so that the logon and logoff time of the flame becomes smaller with increasing sensor current.

relais 4 vorzuwählen. Diese Zeiten sind den Differenzspannun- Jeder Defekt eines der beschriebenen Bauteile bewirkt ent- to select relay 4. These times are the differential voltages. Each defect in one of the components described causes

gen zwischen der Schwellenspannung und der Maximal- bzw. weder eine Störabschaltung des nachgeschalteten Automaten im conditions between the threshold voltage and the maximum or neither lockout of the downstream machine in the

Minimalspannung des Kondensators 14 proportional und damit io Verlaufe einer Schaltfolge oder je nach Fehler eine Verlängerung unmittelbar von den Zenerspannungswerten der Zenerdioden 12 oder Verkürzung der Anmeldezeit. Auch eine Verkürzung der und 16 abhängig. Die gewünschten Zeiten können daher durch Abmeldezeit ist möglich, deren Verlängerung wird jedoch in jedem Fall vermieden. Minimum voltage of the capacitor 14 proportional and thus io course of a switching sequence or, depending on the error, an extension directly from the Zener voltage values of the Zener diodes 12 or shortening the registration time. Also a shortening of the and 16 dependent. The desired times can therefore be made possible by unsubscribing, but their extension is avoided in any case.

Bî.vtv. Zeichnungen Bî.vtv. drawings

Claims

627 831

PATENT CLAIMS

1. Flame detector connected to AC voltage for automatic burner controls with a flame relay and an amplifier connected upstream thereof, the input of which can be influenced by the voltage at a connection point between a first capacitor and a flame sensor, the capacitor and the flame sensor forming a series circuit connected to the AC voltage and a current through the flame sensor reduces the voltage at the connection point 10, while a voltage divider with a diode connected to the alternating voltage is provided to increase it, characterized in that the voltage divider for increasing the voltage at the connection point (13) consists of a zener diode (16) and a second capacitor (17), 15 is connected between its connection point (18) and the connection point (13), the diode (19) with the same polarity as the zener diode (16) and the direction of the sensor current, and that in the supply line from the connection point ( 13) for amplification core input (10) a voltage-dependent component (12) is present. 20th

2. Flame detector according to claim 1, characterized in that the voltage-dependent component in the amplifier input is a Zener diode (12).

3. Flame detector according to claim 1, characterized in that the voltage-dependent component in the amplifier input is a diac.

25th

35

40

30th