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Sicherheits- und Flammenüberwachungsvorrichtung für Feuerungen Die
Erfindung betrifft eine Sicherheits- und Flammenüberwachungsvorrichtung für Feuerungen,
bei der nach Einschalten der Zündung verzögert ein Sicherheits- und ein Motorrelais
eingeschaltet werden. Vorrichtungen dieser Art sind bekannt, weisen jedoch den Nachteil
auf, daß sie nicht völlig eigensicher sind, d. h., daß Fehler, wie Leitungsunterbrechungen
oder Kurzschlüsse, die in der Vorrichtung selbst auftreten, zu gefährlichen Betriebszuständen
führen können.
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Besonders gefährlich kann eine fehlerhafte Unterbrechung der Wicklung
des Sicherheitsrelais werden, wenn diese so geschaltet ist, daß ihr Stromkreis bei
dem Signal »Flamme brennt« unterbrochen, bei dem Signal »Flamme erloschen« dagegen
an Spannung gelegt wird. Dann wird nämlich, wenn im sonst ordnungsgemäßen Betrieb
der Feuerung eine fehlerhafte Wicklungsunterbrechung des Sicherheitsrelais auftritt,
bei einem nachfolgenden Erlöschen der Flamme ein Ansprechen des Sicherheitsrelais
verhindert; das Motorrelais bleibt erregt, und es wird weiterhin Brennstoff in den
Feuerungsraum gefördert.
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Die vorliegende Erfindung vermeidet diesen Nachteil dadurch, daß die
Wicklungen des Sicherheitsrelais und des Motorrelais in Reihe geschaltet sind und
daß zwischen diesen Wicklungen eine Kurzschlußleitung für die Wicklung des Sicherheitsrelais
mündet, die einen Überbrückungskontakt enthält, welcher von einem Flammenwächterrelais
so gesteuert wird, daß bei dem Signal »Flamme brennt« die Wicklung des Sicherheitsrelais
kurzgeschlossen ist.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes
in Form eines Schaltbildes dargestellt.
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In der Figur bedeuten Phasenklemmen 1, 2 und 3 zusammen mit einer
Nullklemme 4 den Eingang der Schalteinrichtung, über den diese aus einer in der
Zeichnung nicht dargestellten Drehstromquelle mit Strom versorgt wird. Zwischen
je zweien der Phasenklemmen 1, 2 und 3 liegt die verkettete und zwischen der Nullklemme
4 und jeweils einer der Phasenklemmen 1, 2 oder 3 die Phasenspannung der die Einrichtung
speisenden Drehstromquelle an.
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Von den Phasenklemmen 1, 2 und 3 führen Verbindungsleitungen über
von einem Motorrelais 21 betätigte Motorkontakte 5, 6 und 7 zu einem gegen Überstrom
gesicherten Antriebsmotor 8 für den Brenner der Feuerungsanlage; außerdem steht
die Phasenklemme 1 über einen Sicherheitsschalter 9, einen Thermostatschalter 10
und Leitungen 11, die von einem Verzweigungspunkt 12 ausgehen, mit je einer ersten
Klemme eines Kontrollkontaktes 13, eines Steuerkontaktes 14 und eines vom
Motorrelais 21 betätigten, in der Zuleitung 15' befindlichen Arbeitskontaktes 15
in Verbindung.
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Die Primärwicklung eines Zündtransformators 16 ist an eine zweite
Klemme des Kontrollkontaktes 13 und an einen mit der Nullklemme 4 elektrisch verbundenen
Nulleiter 17 angeschlossen. Eine weitere Leitung verbindet die zweite Klemme des
Kontrollkontaktes 13 mit einer ersten Klemme eines Zündzeitkontaktes 18,
der als einfacher Arbeitskontakt ausgebildet ist und von einem Zündzeitrelais 19
betätigt wird, dessen Erregerwicklung elektrisch zwischen einer zweiten Klemme des
Steuerkontaktes 14 und .dem Nulleiter 17 liegt.
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Von einer zweiten Klemme des Zündzeitkontaktes 18 führt ein Strompfad
über die Reihenschaltung der Wicklungen eines Sicherheitsrelais 20 und des Motorrelais
21 zum Nulleiter 17; gleichzeitig steht die zweite Klemme des Zündzeitkontaktes
18 mit einer zweiten Klemme des Arbeitskontaktes 15 in leitender Verbindung. Elektrisch
parallel zur Wicklung des Sicherheitsrelais 20 ist eine Kurzschlußleitung 20' geschaltet,
die über einen Überbrückungskontakt 22 geführt ist.
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Als Sicherheitsschalter 9 dient ein Umschalter, der durch das Sicherheitsrelais
20 und mittels einer von Hand zu betätigenden Rückstellvorrichtung 23 gesteuert
wird. Ein Kontakt 24 des Sicherheitsschalters
9 ist über eine Signallampe
25 an den Nulleiter 17 angeschlossen.
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Zur Steuerung des Kontrollkontaktes 13, des Steuerkontaktes 14 und
des Überbrückungskontaktes 22 dient ein Flammenwächterrelais 26. Nur Arbeitskontakte
weist das Motorrelais 21 auf, dem die Motorkontakte 5, 6, 7 und der Arbeitskontakt
15 zugeordnet sind.
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Das Zündzeitrelais 19 und das Sicherheitsrelais 20 arbeiten mit Zeitverzögerung
und sind vorzugsweise als Bimetallrelais ausgeführt, während als Motorrelais 21
und als Flammenwächterrelais 26 je ein elektromagnetisches Relais .dient. Diese
Relaiswahl ist besonders zweckmäßig, jedoch nicht bindend. Grundsätzlich läßt sich
die erfindungsgemäße Schalteinrichtung auch mit anderen bekannten Arten verzögerter
und schneller Relais verwirklichen.
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In der Zeichnung sind sämtliche Kontakte in ihrer Ruhelage dargestellt.
Da für den Thermostatschalter 10 die Ruhelage dem kalten Zustand entspricht, d.
h. dem Zustand, bei dem von der Feuerungsanlage Wärme verlangt wird, zeigt das Schaltbild
die Kontaktstellungen im Zeitpunkt des Beginns eines normalen Arbeitszyklus, der
nun im folgenden beschrieben wird.
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Der Verzweigungspunkt 12 ist mit der Spannung führenden Phasenklemme
1 verbunden, damit wird der Zündtransformator 16 erregt, und Zündfunken springen
an in der Zeichnung nicht dargestellten, in den Feuerungsraum hineinragenden Elektroden
über. Gleichzeitig erhält auch die Wicklung des Zündzeitrelais 19 Spannung, und
dieses schließt mit Zeitverzögerung den Zündzeitkontakt 18. Die Zeitspanne vom Einsetzen
der Zündfunken bis zum Schließen des Zündzeitkontaktes 18 heißt Vorzündzeit.
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Nach dem Schließen des Zündzeitkontaktes 18 kommt die Netzspannung
in der Reihenschaltung des Sicherheitsrelais 20 und des Motorrelais 21 zur
Wirkung, was zur Folge hat, das dasselbe aufzieht und die ihm zugeordneten Kontakte
5, 6, 7 und 15 schließt. Die gleichzeitige Erregung des verzögerten Sicherheitsrelais
20 bedeutet den Beginn des Ablaufes einer Verzögerungszeit, der sogenannten Sicherheitszeit,
nach welcher das .Sicherheitsrelais 20 auf den Sicherheitsschalter 9 einwirkt, falls
die Erregung des Sicherheitsrelais 20 nicht vor Ablauf der ,Sieherheitszeit wieder
unterbrochen wird.
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.Beim ;Schließen der .Motorkontakt,, 5, 6 und 7 läuft der .Antriebsmotor
8 an und bewirkt, das Brennstoff und Luft in .den F,euerungsraum gefördert werden.
Da der .Zündtransformator 16 bereits zingeschaltet ist, entzündet :sich das Brennstoff-Luft-;Gemisch
an den Zündfunken. Das .Zustandekommen einer Flamme hat in bekannter Weise :ein
Ansprechen :des -Iammenüberwachungsrelais 26 .zur Folge, welches nun :den überbrückungskontakt
22 .schließt und den Kontrollkontakt 13 ;sowie den Steuerkontakt 14 öffnet.
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Das Motorrelais 21 liegt nunmehr Tiber :den Arbeitskontakt M selbsthaltend
ßn der vollen :Spannung, da gleichzeitig die Wicklung des Sichetheitsrelais 20 ;durch
den -überbrückunggkontakt.22 überbrückt ist, wobei das :Sicherheitsrelais 20 entregt
wird und noch vor Ablauf der Verzögerungszeit (Sicherheitszeit) in den Ruhezustand
:zurückkehrt Nach dem Öffnen des S:teuerkonxäktes.14 durch das Flammenwächterrelws
26 ist die Wicklung des Zündzeitrelais 19 spannungslos, und dieses kehrt verzögert
in seine Ruhelage zurück. Die Zeitspanne vom Zustandekommen einer Flamme und folgendem
Öffnen des Steuerkontaktes 14 bis zum Öffnen des Zündzeitkontaktes 18 durch das
Zündzeitrelais 19 wird Nachzündzeit genannt, weil während dieser Zeit der Zündtransformator
16 über den Arbeitskontakt 15 und über den Zündzeitkontakt 18 erregt bleibt, obwohl
die Flamme bereits brennt und daher der Kontrollkontakt 13 geöffnet ist. Während
der durch Wahl einer geeigneten Abfallverzögerung des Zündzeitrelais 19 einstellbaren
Nachzündzeit kann sich die Flamme stabilisieren. Es ist wesentlich, das die Nacbzündzeit
erst dann beginnt, wenn bereits eine Flamme entstanden ist.
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Durch das Öffnen des Zündzeitkontaktes 18 wird der Zündtransformator
16 abgeschaltet. Nunmehr befindet sich die Feuerungsaniage ordnungsgemäß in Betrieb,
bis der Ihermostatsehalter 10 seinen Kontakt öffnet, worauf sämtliche Kontakte
sofort in ihre im Schaltbild dargestellte Ruhelage zurückkehren, mit Ausnahme des
Kontaktes des Thermostatschalters 10, der seine Ruhelage erst nach einer
AbküW lungszeit wieder einnimmt, die durch den geregelten Kreis, z. B. durch eine
Heizungsanlage, gegeben ist, um dadurch .einen neuen Arbeitszyklus einzuleiten.
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Eine Besprechung einiger denkbarer Störungsfälle soll nun im folgenden
zeigen, das die vorliegende Schalteinrichtung über ihre normalen und als bekannt
vorausgesetzten Sicherheitsfunktionen hinaus vollständig eigensicher ist, d. JL,
das Störungen in der Schaltung selbst zur Abschaltung der gesamten Feuerungsanlage
üihren.
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Falls ein Drahtbruch die Wicklung desxehexheixs= relais 20 unbrauchbar
macht, während dieFeuexungsanlage in Betrieb ist, bleibt die Anlage weiter in Betrieb,
da das Motorreldus 21 über den Arbeitskontakt 15 und .den überbrückungskontakt 22
an Spannung liegt. Erlischt jedoch :die Flanuue, worauf das bam= menwüehterxelais
26 abfällt und die :demselben zugeordneten Kontakte ihre im $$cb2tbild dargestellte
Ruhelage =nehmen, so w5xd das Motomla* 21 entregt und öffnet die Motßrkontakte 5,
6 und. 7 sowie den Arbeitskontakt 1$, Die Feueruegsanlage ist damit abgeschaltet
und bleibt außer Betrieb, bls &e Störung behoben ist.
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Ein Masseschluß der Wicklung desiche-heits. relais 20 f2ihzt entweder
zur Auslösung dieses Relais und damit zur Betätigung des Sicherheitsschalters 9,
wodurch die Annage abgeschaltet und die Stöxungsmeldelampe 25 :an Spannung gelegt
wird, oder zum Ansprechen einer nicht gezeichneten Geräte5ichmng, was ebenfalls
.eine -See"ng der Feuer.ngsanlage bewirkt.
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Falls während .des .Anfahrzustandes tetwa die Wicklung :des Zündzeitrelais
39 :durchbrennt, -so wird entweder der :Ziindzeixkontakt 18 überhaupt nicht
geschlossen, weil ;die Erregung des Zündzeitxeiais 19 nicht ausreichend war, oder
:es erfolgt bei vor der
Wicklungsunterbrechung zum Schließen des, Ziindzeitkontaktes
18 bereie genügendes Erregung ein normaler Ablaufeines Arbeitszyklus, nach dessen
Beendigung :die Einrichtung abschaltet und außer Betrieb :bleibt, ,bis die Störung
behoben .ist, weil der Zündzeitkontakt 18 durch .das gestörte Zündzeitrelals 19
nicht mehr geschlossen und somit die Wicklung des Motorrelais 21 nicht mehr erregt
werden -kann. Ein Masseschluß der ?Wicklung des Zündzeitrelais 19 führt entweder
,zu einem Durchbrennen der Wick-
Jung oder zu einem Ansprechen der
erwähnten Gerätesicherung.
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Aus dem Schaltbild läßt sich im weiteren mühelos ablesen, daß bei
einer Störung der Kontakte 5, 6, 7, 9, 10, 13, 14 und 18 infolge von Abbrand oder
Verschmutzung, wodurch eine Kontaktgabe verhindert wird, eine Inbetriebsetzung der
Feuerungsanlage nicht erfolgen kann, während bei einer ungenügenden Kontaktgabe
im Kontakt 15 oder 22 der Erregerstrom des Motorrelais 21 die Wicklung des Sicherheitsrelais
20 so lange durchfließt, bis dieses anspricht und die Feuerungsanlage abschaltet.
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Neben ihrer überraschenden schaltungstechnischen Einfachheit und inhärenten
Sicherheit besitzt die erfindungsgemäße Schalteinrichtung den weiteren Vorteil,
daß die Nachzündzeit selbsttätig verlängert wird, falls sich die Flamme nicht sogleich
stabilisiert. Sooft nämlich die Flamme während des Anfahrzustandes kurzzeitig erlischt,
fällt das Flammenwächterrelais 26 ab und schließt mittels des Steuerkontaktes
14 den Erregerstromkreis für das Zündzeitrelais 19, dessen Abfall über die
normale Nachzündzeit hinaus dadurch so lange weiter verzögert wird, bis die Flamme
stabil brennt. Da bei jedem Abfall des Flammenwächterrelais 26 auch der Überbrückungskontakt
22 geöffnet wird, nimmt der Erregerstrom des Motorrelais 21 seinen Weg über
die Wicklung des Sicherheitsrelais 20, das schließlich anspricht und die Anlage
abschaltet, wenn sich die Flamme längere Zeit nicht stabilisiert und somit ein zuverlässiger
Betrieb der Feuerungsanlage nicht sichergestellt ist.