DE1401938A1 - Steuereinrichtung fuer eine Brenneranlage - Google Patents

Description

2565-6l/Dr.vB/Lo

Electronics Corporation of America, Cambridge, Mass., USA

Steuereinrichtung für eine Brenneranlage

Die Erfindung betrifft eine Steuereinrichtung, die ein sicheres, selbsttätiges Zünden des Brenners gewährleistet und diesen bei einem erfolglosen Zündversuch oder einem Erlöschen der Flamme sicher abstellt.

Wegen der Explosionsgefahr bei Industrieöfen grosser Kapazität ist normalerweise eine Plammenüberwachungseinrichtung vorgesehen, die den Brenner bei einem unbeabsichtigten Erlöschen der Flamme abstellt, um eine Ansammlung von unverbranntem Brennstoff im Verbrennungsraum zu verhindern·

Die bekannten Flammenwächter sprechen auf bestimmte Eigenschaften der Flamme an, z.B. die Leitfähigkeit oder die emittierte Strahlung. Um ein Höchstmass an Sicherheit zu gewährleisten, wird der Betriebszustand des Flammenwächters und der diesem zugeordneten Steuerschaltung normalerweise vor der Inbetriebnahme des Brenners daraufhin überprüft, ob eine sichere Inbetriebnahme

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des Brenners möglioh ist. Dies kann dadurch erfolgen, dass der Steuerschaltung ein Signal zugeführt wird, das eine Flamme vortäuscht und die Anordnung in üblicher Weise betätigt. Wenn die Steuerschaltung nicht ordnungsgemäss auf das simulierte Flammensignal anspricht, wird sie sicherheitshalber ganz abgestellt.

Durch die Erfindung soll eine Steuereinrichtung für eine Brenneranlage angegeben werden, die ein Höchstmass an Sicherheit und Anpassungsfähigkeit bei einem Mindestaufwand an Schalterelementen gewährleistet.

Einzelheiten der Erfindung sollen im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert werden, dabei bedeuten«

Fig. 1 ein Schaltbild einer Steuereinrichtung gemäss der Erfindung für einen Brenner und

Fig. 2 ein Diagramm, das die Sohliesszeiten der Kontakte des in der Schaltungsanordnung nach Fig. 1 verwendeten Zeitrelais zeigt.

Die in Fig. 1 dargestellte Einrichtung enthält einen Transformator 11 mit einer Primärwicklung 12 und Sekundärwicklungen 15, 17, 19· Eine Klemme 21 der Primärwicklung 1? ist mit dem stromführenden Pol und die andere Klemme 23 mit dem geerdeten Pol einer Wechselspannungsleitung verbunden. Die Schaltungsanordnung enthält ausserdem einen zusätzlichen Transformator 25 mit einer Primärwicklung 27 und einer Sekundärwicklung 29·

Die Klemme 21 ist über Zeitrelais-Kontaktpaare oder

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-Schalter 31, 33, 35 und über den Zeitrelaismotor 37 mit Masse verbunden. Die Klemme 21 ist ausserdem über ein Zeitrelais-Kontaktpaar 39* einen Startsperrschalter 4l, Grenzschalter und Zeitgeber-Kontaktpaare 45, 47, 49 und ein Hauptbrennstoffventil 51 mit Masse verbunden. Ein Verbindungspunkt 53 zwischen den Kontaktpaaren 45 und 47 ist über Plammenrelaiskontakte mit einem Schaltungspunkt 59 verbunden, der seinerseits an einen Verbindungspunkt 60 zwischen den Zeitrelais-Kontaktpaaren 47, 49 und über die Zeitrelais-Kontaktpaare 63 an eine nicht geerdete Klemme 62 einer Zündschaltung 6l angeschlossen ist sowie gewünschtenfalls über eine Klemme 64 und eine Einrichtung 65, die eine nur zeitweilig in Betrieb befindliche Zündeinrichtung oder ein zur Wahl stehender Brennermotoranschluss sein kann, in Verbindung mit Masse steht. Ein Verbindungspunkt 67 zwischen den Grenzschaltern 43 und dem Zeitrelais-Kontaktpaar 45 ist über Schalterkontakte 69, 71 eines Thermo-Ausklinkschalters 69, 71» 75 mit einer nicht geerdeten Klemme 73 der Transformatorwicklung 27 oder bei umgelegtem Kontakt 69 über den Kontakt 75 mit einer Alarmvorrichtung 77 verbunden, deren andere Klemme an Masse liegt. Ein Verbindungspunkt 79 zwischen dem Startsperrschalter 4l und den Grenzschaltern 43 ist über Steuerrelaiskontakte 8l mit einem Steuerrelaisumschaltkontakt 83 und einem Verbindungspunkt 85 zwischen den Zeitrelais-Kontaktpaaren 31* 33 verbunden. Der Verbindungspunkt 85 ist an einen Brennermotor 87 angeschlossen, dessen andere Klemme an Masse liegt. Der Umschaltkontakt 83 gehört

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zu einem einpoligen Umschalter eines Steuerrelais 171 und kann sich entweder an einen Kontakt 89 anlegen, der mit der Netzklemrae 21 verbunden ist oder an einen Kontakt 91» der an den Zeitrelaismotor 37 angeschlossen ist. Parallel zu den Zeitrelaiskontakten 35 liegt ein Kontaktpaar 93 eines Flammenrelais 143.

Der Plammenwäohterteil der Brennersteuerungseinrichtung enthält einen Flammenwächter, d.h. eine Vorrichtung zur Wahrnehmung der Flamme, beispielsweise eine Fotozelle 95 oder einen stabförmigen Flammenfühler 97· Parallel zur Fotozelle 95 liegen zwei in Reihe geschaltete Widerstände 99, 101. Eine Anode 103 der Fotozelle 95 ist über einen Kondensator I07 mit einem Abgriff 105 der Transformatorwicklung 17 verbunden. Ein Verbindungspunkt 109 der Widerstände 99, 101 ist an ein Steuergitter 111 einer Triode II3 mit Kathode 115 und Anode II7 angeschlossen. Die Kathode 115 der Triode 113 liegt an Masse und die Anode ist mit einer Klemme 119 der Sekundärwicklung 15 verbunden, deren andere Klemme 121 an ein Steuergitter 123 einer Triode 125 mit Kathode 137 und Anode 139 angeschlossen ist. Das Steuergitter 1st über einen mit einem Widerstand 129 in Reihe geschalteten Kondensator 127 mit Masse verbunden. Das Steuergitter 123 ist mit Masse über einen Widerstand 135 verbunden, dem eine Reihenschaltung aus einem Kondensator I31 und einem Widerstand 133 parallel liegt. Die Kathode 137 der Triode 125 liegt an Masse und die Anode 139 der Triode 125 ist über das Flammenrelais 143 mit einer nicht geerdeten Klemme l4l der Transformatorwicklung

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17 verbunden. Das Flammenrelais I²I-J ist durch einen Kondensator 145 überbrückt. Die Sekundärwicklung 19 des Transformators 11 speist Heizfäden 147, 149 der Trioden 113 bzw. 125·

Ein Verbindungspunkt 151 zwischen dem Kondensator 127 und dem Widerstand 129 ist über ein Zeitrelais-Kontaktpaar 153 und einen Thermostaten- oder Betriebssteuerschalter 155 mit einer Klemme 159 der Transformatorwicklung 29 verbunden. Ein Verbindungspunkt l6l zwischen dem Kondensator 151 und dem Widerstand 133 ist über einen Kontakt I63 und einen Umschaltkontakt I65 eines einpoligen Umschalters, der durch das Flammenrelais 1^3 gesteuert wird, und über die Zeitrelaiskontakte I67 mit einer Klemme I69 des Steuerrelais I7I verbunden. Eine andere Klemme 173 des Steuerrelais ist mit einer Klemme 175 der Transformatorwicklung verbunden. Die Klemme 173 liegt über einen Widerstand 177 &ⁿ Masse. Ein Verbindungspunkt I83 zwischen den Zeitrelaiskontakten 153 und 181 sowie dem Betriebssteuerschalter 155 ist mit einem Arbeitskontakt I85 des Flammenrelaisumschaltkontaktes I65 verbunder Die Klemme I69 steht über die Heizwicklung 179 eines Thermorelais und über die Zeitrelaiskontakte I8I mit dem Verbindungspunkt 183 in Verbindung.

Arbeitsweisei Die Arbeitsweise der in Fig. 1 dargestellten Anlage soll am Beispiel eines ölbrenners mit einer nur zeitweilig in Betrieb befindlichen Gaszündflamme beschrieben werden. Es soll dabei angenommen werden, dass an den Eingangsklemmen 21, eine Wechselspannung, beispielsweise von 120 V, zur Verfügung

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steht, dass die Anlage vorher einen vollständigen Startzyklus durchlaufen hat, dass der Betriebssteuerschalter 155 geöffnet ist, und dass sich der Zeitrelaismotor 37* der z.B. einen Walzenschalter antreibt, in der in Fig. 2 mit Null bezeichneten Anfangsstellung befindet.

Normaler Startzyklus: Der Transformator 11 wird durch die den Eingangsklemmen 21, 23 zugeführte Wechselspannung gespeis und versorgt die an die Wicklung 19 angeschlossenen Heizfäden 147, 149 mit Strom. Gleichzeitig erhält der Transformator 25 durch die Zeitgeber-Kontakte 39* den Startsperrschalter 4l, die Grenzschalter 43, die Kontakte 69* 71 des Thermorelais, dessen Arbeitsweise noch näher erläutert werden wird, Spannung.

Der Startsperrschalter 41 muss nur zu Beginn des Startvorganges geschlossen sein. Es kann sich z.B. um einen Schalter handeln, der geöffnet wird, wenn die Brennstofftemperatur unter einen bestimmten Mindestwert fällt. Bei einer Anlage mit zwei Brennern, von denen nur einer mit einer Zündeinrichtung versehen ist, wird der Schalter z.B. nur dann geschlossen, wenn der Brenner ohne Zündung abgestellt ist. Die Grenzschalter dienen entsprechenden Zwecken. Sie können z.B. durch die Brennstofftemperatür, den Gasdruck oder den Wasserstand im Kessel steuerbar sein.

Die Wechselspannung am Abgriff 105 der Wicklung 17 wird über den Kondensator 107 der Flammenwächterschaltung zugeführt. Die Flammenwächterschaltung enthält als Flammendetektor entweder

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den Flammenfühler 97 oder die Fotozelle 95* die optisch auf die Hauptflamme anspricht. Der Gleichstrom, der infolge der im Flammenwäohterkreis vorhandenen gleiohrichtenden Elemente in den Kondensator 107 fliesst, lädt den mit dem Stab 97 oder der Anode 105 verbundenen Belag des Kondensators 107 negativ auf. Die am Kondensator 107 entstehende Spannung wird zwischen Gitter und Kathode der Röhre 11} über den Trennwiderstand 99 und den ent-, sprechenden Teil der Sekundärwicklung 17 wirksam.

Das Gitter 111 der Röhre lljj wird dadurch in Bezug auf die I
Kathode 115 negativ vorgespannt; diese negative Vorspannung, die

; auftritt, wenn eine Flamme wahrgenommen oder ein Prüfsignal zugeführt wird, reicht aus, die Röhre 113 zu sperren. Wenn die Röhre H^ gesperrt ist und keinen Strom fuhrt, tritt am Widerstand 135 kein Spannungsabfall auf und die Röhre 125 kann daher, in den positiven Halbwellen der Anodenweehselspannung Strom führen. Der parallel zum Relais 143 geschaltete Kondensator 145 speichert während der Halbwellen, während derer die Röhre 125 leitet, genügend Energie, um das Relais 14^ während der Halbwellen, in denen die Röhre 125 nicht leitet, angezogen zu halten. Die durch den Flammendetektor am Kondensator IO7 erzeugte Vorspannung sperrt also auf diese V/eise die Röhre 112 und erlaubt der Röhre 125 zu leiten und das Relais 14^ zu erregen.

, Wenn die Röhre Ilj5 nicht gesperrt wird, fliesst während der positiven Halbwellen ein Strom von der Klemme II9 der Wicklung

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des Transformators 11 durch die Röhre 113 und den Widerstand135> dem der mit dem Kondensator IJl in Reihe geschaltete Widerstand 1J3 parallel geschaltet ist, zurück zur Klemme 121. Der Strom ist so gerichtet, dass das Gitter der Röhre 125 durch, den am Widerstand 135 auftretenden Spannungsabfall gegenüber der Kathode negativ wird. Diese Spannung erscheint zur selben Zeit, während der die Anode der Röhre 125 positiv ist und reicht aus, die Röhre 125 zu sperren» Die Wicklungen der Transformatoren 11, 25 sind mit den üblichen Punktmarkierungen versehen. Es ist leicht ,,_. einzusehen, dass das Relais 1^3 immer stromlos ist, wenn die . Röhre 113 leitet.

Zur Prüfung wird ein Flammensignal vorgetäuscht. Dies geschieht jedes Mal, wenn der Steuerschalter-155 geschlossen wird und die Zeitrelaiskontakte 153 geschlossen sind- Die "Sekundärwicklungen der Transformatoren 11, 25 sind phasenmässig so geschaltet, dass die Klemme 159 des Transformators 25 positiv ist, wenn die Klemme 119 des Transformators 11 negativ ist. Wenn die Spannung an der Klemme 159 positiv und die Spannung an der Anode 117 der Röhre II3 negativ ist, fliesst ein Strom von der Klemme I59 des Tranäbrmators 25 durch den Kondensator 127 und die Gitter-Kathoden-Strecke der Röhre II3 nach Masse und über den Widerstand 177 zur Klemme 175 der Sekundärwicklung 29 zurück. In der anderen Halbwelle, wenn die Spannung an der Klemme I59 negativ und die Spannung an der Klemme II9 positiv ist, wird die Röhre II7 durch die sich am Kondensator .127 ergebende Spannung

gesperrt gehalten. Die Ladung, die während dieser Haltwelle vom Kondensator 127 durch die Widerstände 101, 129 .abf liesst, kann vernachlässigt werden. Wenn die Röhre 113 gesperrt ist, kann die ,Röhre 125 leiten und das Relais 143 erregen.

Bei erregtem Relais 14-3 wird das Steuerrelais 171 gleichzeitig durch den Strom erregt, der von der Sekundärwicklung 29 über die Zeitrelaiskontakte I67, die Kontakte 165, I85 des Flammenrelais 1^3 und den Betriebssteuerschalter 155 fliessen kann. Ist das Relais 171 erregt, so erhält der Brennermotor 87 über die Relaiskontakte 83, 89 Spannung. Der Zeitrelalsmotor 37 wird ebenfalls über die Kontakte 8,3, Q¹J des Relais I7I und die Zeitrelaiskontakte 33* 35 an. Spannung gelegt. Der Start sperrschal-' ter 4l und das Zeitrelais-Kontaktpaar 39 werden gleichzeitig durch den Arbeitskontakt 8l und den. Umschaltkontakfe 83, 89 des Relais 171 überbrückt.

Im Verlaufe des Zeitrelaiszyklus werden, nachdem der Zeitrolaiöinütor 3 Gekunden gelaufen ist, gleichzeitig das Zeit-2'eluiskontaktpaar $9 yeoffnet und das Zeitrelais-Kontaktpaar 31 geschlossen. Zu diesen! Zeitpunkt hat dies jedoch noch keinen einfluss auf die uchaltungsanordnung. Nachdem das Zeitrelais 5 Sekunden gelaufen ist, wird das Zeitrelais-Kontaktpaar 153 g@- üffxiet, wodurch das Prüfsignal von der Detektorschaltung abge-Gcnaltet v/irci, an der es während der ersten 5 ScKunden der Zeitru-laifidrehung lag. Zur gleichen Zeit wird das Zeitrelaiskontakt-« paar· 131 geschlosaen, v/odurch ein Stromicreis dureh die Parallel-

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schaltung aus der Heizwicklung 179 des thermischen Ausrückschalters "69 und den geschlossenen Kontakten 165, I85 und 167 ge>schlossen wird. Die Ladung des Kondensators 127 fiies'st nach dem Öffnen des Kontaktpaares 155 über die Widerstände 101, I29 ab. '"' Die Entladungszeitkonstante ist so bemessen, dass nach" etwa einer Sekunde genügend Ladung vom kondensator 121 abgeflossen ist, dass die Röhre II3 leitet, so dass die"Röhre 125 dadurch gesperrt und das Relais 143 stromlos wird. Bevor das Relais l43 jedoch stromlos wird, nämlich nach β Sekunden Zeitrelaisdrehung, werden die Zeitrelais-Kontakte I67 geöffnet und der Überbrückurigsstromweg für den Heizer 179 unterbrochen. Der Heizer 179 wird nun von Strom durchflossen und beginnt sich zu erwärmen. Nach 9 Sekunden Zeitrelaisclrahung werden die Zeitrelaiskontakte 35 geöffnet, dadurch wird jedoch die Spannungszufuhr zum Zeitrelaismotor 37 nicht unterbrochen, da das Kontaktpaar 35 durch die Relaiskontakte 93 überbrückt ist. Das Kontaktpaar 35 wird nach 12 Sekunden Zeitrelaisdrehung wieder geschlossen und verhindert dadurch eine Unterbrechung der Leistungszufuhr zum Zeitrelaismotor 37* wenn das Kontaktpaar 93 geöffnet wird. Gleichzeitig werden die Zeitrelaiskontakte 63 geschlossen, was im Moment jedoch keinen Einfluss auf die Schaltungsanordnung· hat. Nach 15 Sekunden Zeitrelaisdrehurig werden die Zeitrelaiskontakte 45 ■ geschlossen, so dass die Zündschaltung, die einen Zündtransformator und ein Zündf lammeriveritil enthalten kann über die Kontakte 47> 63 Spannung erhält. Wenn der Breruicrniotor 87 und die Zündschaltung

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6l an Spannung liegen, kann eine Zündflamme entstehen.

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. Die brennende Zündflamme bewirkt, dass ein Gleichstrom vom Abgriff 105 der Sekundärwicklung 17 in den Kondensator 107 fliesst. Wie oben bereits- beschrieben wurde, wird die Röhre 113 dadurch gesperrt, während die Röhre 125 zu leiten beginnt und das Relais l4;J erregt. Nachdem das Zeitrelais 25 Sekunden gelaufen ist, wird das Kontaktpaar 1β7 wieder geschlossen., wodurch über die Relaiskontakte I65, I85 ein Überbrückungsstromkreis für den Heizer 179 des Thermo3ehalters gebildet wird, der eine weitere Aufheizung verhindert. Zur gleichen Zeit werden die Kontakte 47 geöffnet und die Kontakte 49 geschlossen. Da das Relais l43 erregt ist, erhält nun das Hauptbrennstoffventil 51 aus der Netzleitung über die Zeitrelaiskontakte 45, 49 und die Arbeitskontakte 55 des Flammenrelais l4> Spannung. Die Zündscbal· tung 6l bleibt trotz Öffnen der Kontakte H¹J jedoch unter Spannung, da durch die Relaiskontakte 55 ein Überbrückungsstromkreis gebildet wird. Die Hauptflamme kann, nun zünden und wird durch das Flammenwächterelement 95 oder 97 wahrgenommen.

Wenn nach 25- Sekunden Zeitrelaisdrehung, ..d.h. zu einem Zeitpunkt, Xtfo die Flamme, wahrgenommen worden .sein muss durch die Röhre 125 so wenig Strom fliesst, dass das Relais 143 abfällt, . so wird die Röhre 125 im gesperrten. Zustand gehalten. Bei der Beschreibung der. .zu. diesem, Zeitpunkt of fernsieht,!. Lehen Sicher- -heitseigenschaften der vorliegenden Erfindung soll darauf hingewiesen werden, dass der Betriebssteuerschalter 155 und die

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Zeitrelaiskontakte I67, l8l geschlossen und die Zeitrelaiskontakte 153 offen sind, und dass der Kontakt I85 mit dem Umseäsalfbkontakt Ιβ5 verbunden ist. Wenn das Flammensignal verschwindet oder so klein wird, dass die Röhre II3 leiten kann und der Stromfluss in der Röhre 125 soweit sinkt, dass das Relais !A3 abfällt, so hebt sich der Umschaltkontakt I65 vom Arbeitskontrakt 185 ab und legt sich an den Ruhekontakt 163 an. In den Halbwellen, in denen die Spannung an der Anode 139 "und der Klemme negativ ist, fliesst ein Strom durch den Heizer 179 und die heitre laiskontakte 167 zum Verbindungspunkt Ιβΐ zwischen dem Widejpstand 133 und dem Kondensator 13I. Der während dieser Halbwelle fliessende Strom erzeugt am Kondensator 13I eine Spannung solöteeir Polarität, dass die Röhre 125 negativ vorgespannt wird. Wenn also die Anodenspannung der Röhre 125 in den anderen Halbwellen positiv wird, liegt eine negative Vorspannung ausreichender Grosse zwischen dem Gitter 123 und der Kathode 137 der Röhre 33*5* um diese gesperrt zu halten. Hierdurch wird verhindert, dass das Relais 143 wieder« erregt, wird, wenn es zu irgendeinem Zeitpunkt während des Startzyklus des Brenners abgefallen ist, nachdem das Zeitrelais-Kontaktpaar I67 geschlossen wurde^ was nach 55 Sekunden Zeitrelaisfunktion der Fall ist.

35 Sekunden nachdem das Zeitrelais zu laufen begonnen hat» wird die Zündflamme durch öffnen der Zeitrelaiskontakte 63 abgestellt. Das Relais 1^3 bleibt jedoch erregt, da ,die Hauptflamme weiterhin wahrgenommen wird. Nachdem das Zeitrelais

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den gelaufen ist, wird das Zeltrelais-Kontaktpaar 33 geöffnet und der Zeitrelaismotor 37 abgestellt. Es erfolgen nun keine weiteren Schaltvorgänge, bis der Betriebssteuerschalter 155 in Abhängigkeit von der Temperatur des geheizten Raumes oder Behälters geöffnet wird.

Normales Abstellen; Wenn der Wärmebedarf gedeckt ist, wird der Betriebssteuerschalter 155 geöffnet und das Relais 171 wird stromlos. Der Stromkreis über die Kontakte 83, 89 und den Arbeitskontakt 8l des Relais 17I wird unterbrochen und der Umschaltkontakt 83 legt sich an den Ruhekontakt 9I ^a*i· Der Brennermotor 87 bleibt über das Kontaktpaar 3I weiter an Spannung. Das Hauptbrennstoffventil 5I und der wahlweise verfügbare Brennermotoranschluss 65 werden durch Öffnen der Relaiskontakte 8l stromlos während der Zeitrelaismotor 37 über die Zeitrelaiskontakte 31 und die Kontakte 91> 83 des Relais 17I wieder Spannung erhält. Die Schaltung wird nicht beeinflusst, wenn nach 5 Sekunden Zeitrelaisdrehung die Zeitrelaiskontakte 45, 49 geöffnet und die Zeitrelaiskontakte 47 geschlossen werden. Gleichfalls ohne Einfluss auf die Schaltung bleibt ein Schliessen der Kontakte 153i 53 un-d ein Öffnen der Kontakte I8I nach insgesamt 55 Sekunden Laufdauer des Zeitrelais. Nachdem das Zeitrelais βθ Sekunden gelaufen ist, wird das Kontaktpaar 31 geöffnet und der ßromiermotor und der Zeitrelaismotor werden abgestellt. Gleichzeitig wird das Koiitaktpaar 39 wieder geschlossen, was im Moment ohne Einfluss bleibt.

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Das Zeitrelais hat nun eine vollständige Umdrehung ausgeführt und befindet sich wieder in der Anfangslage. Wenn der Startsperrschalter 4l, die Grenzschalter 4j5 und der Betriebssteuerschalter 155 wieder gleichzeitig betätigt werden, wiederholt sich der oben beschriebene Zyklus.

Die Schaltungsanordnung nach der Erfindung erlaubt auah verschiedene andere Betriebsarten von denen eine Anzahl für einige mögliche Korabinationen von Brennstoff und Zündeinrichtungen im folgenden beschrieben werden sollen,

Arbeltsweise mit Gasbrenner und ^unterbrochener Gaszündflamme ; Die Zündschaltung öl ist in der in E¹Ig. 1 dargestellten Weise geschaltet. An die Stelle des Blockes 65 tritt eine Zündflammenventilsteuerung. Der Punktionsablauf entspricht dem Normalfall, mit der Ausnahme, dass die Steuerung für das Zündflammenventil nicht nach j55 Sekunden Zeitrelaisdrehung spannungslos wird, sondern so lange erregt bleibt, wie das Hauptbrennstoff ventil 51 erregt ist. Erlischt die Hauptflamme, so wird das Hauptbrennstoffventil 51 nicht spannungslos, solange die Zündflamme brennt und wahrgenommen wird.

Arbeitsweise mit Ölbrenner und unterbrochener Funkenzündung;

werden Die Zündschaltung 6l und das Hauptbrennstoffventil 51,in der dargestellten Weise geschaltet, die Klemmen 50 und 64 werden durch einen Kurzschlussbügel überbrückt. Die Arbeitsweise der Einrichtung entspricht dem normalen Startzyklus während der

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ersten 15 Sekunden der Zeitrelaisdrehung. Dann schliesst das Kontaktpaar 45 und ein Stromkreis von der Klemme 67 über die Kontakte 47* 63 zur Zündschaltung 61, und ein Stromkreis von der Klemme 67 über die Kontakte 47 und die Überbrückung zwischen den Klemmen 50 und 64 zum Hauptbrennstoffventil 6l werden geschlossen. Der Brennermotor 87, die Zündschaltung 6l und das Hauptbrennstoffventil 51 liegen nun alle an Spannung und die Flamme wird gezündet. Wenn die Hauptflamme wahrgenommen wird, bewirkt das dadurch entstehende Signal, dass die Röhre 125 leitet und das Relais 143 anspricht. Das Kontaktpaar 167 wird nach 25 Sekunden Zeitrelaisdrehung geschlossen, so dass der Heizer 179 über die Kontakte 185, 165 überbrückt und an einer weiteren Erwärmung gehindert wird. Zur selben Zeit werden die Kontakte 47 geöffnet und die Kontakte 49 geschlossen; dies ist wegen der Überbrückung durch die Relaiskontakte 55' im Augenblick jedoch ohne Einfluss auf die Schaltungsanordnung. Nach 35 Sekunden werden die Kontakte 63 geöffnet und die Zündschaltung 6l wird abgeschaltet. Die Arbeitsweise der Schaltungsanordnung verläuft anschliessend wie bei dem oben beschriebenen normalen Startzyklus, bis die Kontakte 33 nach 45 Sekunden Zeitrelaisdrehung geöffnet werden.

Arbeitsweise bei Netzausfall während eines normalen Startzyklus ι Wenn die Betriebsspannung ausfällt, bevor die Kontakte 39 drei Sekunden nach dem Start geöffnet werden, geht der normale Funktionsablauf weiter, wenn die Spannung wiederkommt. Vienn die Spannung jedoch ausfällt, nachdem das Zeitrelais drei Sekunden ge-

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laufen ist und die Kontakte 39 geöffnet und die Kontakte geschlossen sind, kann das Relais 171 nicht wieder erregt werden, wenn die Spannung wiederkommt, da die Kontakte 39 und 81 beide offen sind. Der Brennermotor 87 erhält jedoch über die Kontakte 31 und der Zeitrelaismotor 57 über die Kontakte 31, 9~L, 83 wieder Spannung, wenn diese wiederkehrt. Beide Motoren bleiben an Spannung, bis das Kontaktpaar Jl nach 60 Sekunden geöffnet wird. Andere Verbraucher erhalten während dieser Zeitdauer jedoch keine Spannung, da die Kontakte 39 und 8l beide offen sind.

Arbeitsweise bei falschem Flammensignal während der Prüfdauer: Die Arbeitsweise der Schaltungsanordnung verläuft wie bei einem normalen Startzyklus, bis das Kontaktpaar 153 nach 5 Sekunden Betriebszeit geöffnet wird. Obwohl das Prüfsignal dann abgeschaltet wird, bleibt das Relais 143 wegen eines zu diesem Zeitpunkt vorhandenen echten oder vorgetäuschten Signales erregt. Das Kontaktpaar 167 wird 6 Sekunden nach Betriebs· beginn geöffnet und durch die Heizwicklung 179 beginnt ein Strom zu fliessen und diese aufzuheizen. Das Kontaktpaar J>3 wird 9 Sekunden nach Betriebsbeginn geöffnet und der Zeitrelaismotor wird stromlos, da die Relaiskontakte 93 ebenfalls offen sind. Nach etwa einer Minute hebt sich das erhitzte Bimetallelement des Sperrschalters 69 vom Kontakt 7I ab, wodurch der Transformator 25 und damit das Relais 17I stromlos werden. Der Gebläsemotor 87 bleibt über die Kontakte 3I an Spannung und der Zeitrelaismotor 37 wird über die Kontakte 31, 9I wieder

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an Spannung gelegt. Beide Motoren bleiben nun in Betrieb, bis am Ende des Zeitrelaiszyklus das Kontaktpaar 31 geöffnet wird. Während dieser Zeit werden jedoch keine anderen Verbraucher an Spannung gelegt, da sowohl das Kontaktpaar J59 als auch die Relaiskontakte 8l offen sind. Wenn das Kontaktpaar 39 nach 60 Sekunden Zeitrelaisdrehung geschlossen wird, erhält der ochaltungspunkt 67 wieder über die Kontakte 39* den Startsperrschalter 4l und die Grenzschalter 43 Spannung. Da jedoch der Umschaltkontakt 69 des Thermoschalters nicht am Kontakt "Jl anliegt, kann der Transformator 25 keine Spannung erhalten. Der Brenner kann erst wieder in Tätigkeit gesetzt werden, wenn der ausgeklinkte Thermoschalter 69 von Hand wieder in seine Ruhelage zurückgestellt wird.

Arbeitsweise bei Erlöschen der Flamme oder Aufhören der Wahrnehmung einer Flamme, nachdem Kontaktpaar 47 geöffnet ist; Die Arbeitsweise der Schaltungsanordnung ist die gleiche, wie Deim normalen Startzyklus, bis die Hauptflamme gezündet hat und durch die Fotozelle wahrgenommen wird. Wenn jedoch die Flamme erlischt oder aus anderen Gründen ein ungenügendes Flamrnensignal erzeugt wird, fällt das Relais l4j5 ab. Der Zündschaltung 6l und dem Hauptbrennstoffventil 51 kann keine Spannung mehr zugeführt werden, da sowohl das Kontaktpaar als auch die Relaiskontakte 55 offen sind. Der Heizer 179 beginnt sich zu erwärmen, da der Parallelstromzweig über den Kontakt 185 unterbrochen ist« Die Störabschaltung durch das

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Thermorelais tritt etwa eine Minute nach dem öffnen des Kontaktes 185 ein und bewirkt, dass das Relais I71 stromlos wird. Der Zeitrelaismotor yj erhält dann über das Kontaktpaar JJl und den Kontakt 9I wieder Spannung und vollendet seinen Umlaufszyklus, bis nach insgesamt βθ Sekunden Laufdauer sowohl der Zeitrelaismotor JJ als auch der Gebläsemotor 87 durch Öffnen der Kontakte 31 abgestellt werden. Bei einer Störabschaltung durch Ansprechen des Thermorelais wird die Alarmeinrichtung an Spannung gelegt, bis der verriegelte Umschaltkontakt 69 des Thermorelais von Hand in die Ruhelage zurückgestellt wird.

Die beschriebene Anlage gewährleistet Sicherheit unter anderem durch folgende Eigenschaften%

1. Eine exakte Zündversuchszeit einer kurzen, sicheren Dauer, die durch übliche Schwankungen der Netzspannung oder der Umgebungstemperatur nicht beeinflusst wird.

2. Eine Prüfung des durch die Flamme gesteuerten Relais

vor der Zündperiode, ob es durch ein Flamraensignal ordnungsgemäss zum Ansprechen gebracht wird und ob es beim Fehlen eines solchen Signales abfällt. Diese Prüfung ist unabhängig davon, ob der Verstärker zu der Zeit, zu der der Brenner in Betrieb genommen werden soll, arbeitet oder nicht, sie kann auch nicht zufällig umgangen werden.

J5. Störabschaltung in dem Falle, dass ein falsches Signal eine längere Zeit, als eine Minute oder mehr während der Sicherheitsprüfung vorhanden ist, um die Gefahr auszuschalten,

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dass ein erneuter Feuerungszyklus eingeleitet wird»

4. Nach Wunsch eine Vorreinigungsperiode,um den Ofen von unverbrannten Gasen zu reinigen.

5. Eine Nachreinigungsperiode, während der weiterhin Verbrennungsluft eingeblasen wird, während ein langsam arbeitendes Gasventil schliesst.

6. Keine Wiederholung der Funktionsfolge nach Zündung, Flamme oder Ausfall von Teilen und

7· Abschalten des Stromes für das auf die Flamme ansprechende Relais nach einem Ausfall der Flamme, so dass die Möglichkeit ausgeschaltet wird, dass das Hauptbreiinstoffventil erneut an Spannung gelegt wird, ohne dass eine Zündung vorhanden ist, bis die Störabschaltung anspricht.

Die vorliegende Erfindung ermöglicht eine Reihe von Schaltungsvereinfachungen.

Die spezielle Anordnung der Startsperrkreise ermöglicht, die Start- und Rückstellschalter ;59> j31 zu einem einpoligen Umschalter zu vereinigen. Eie Schaltungsanordnung erlaubt ferner, mit einem zweipoligen Steuerrelais I71 mit einem Arbeits- und einem Umschaltkontaktsatz den Brennermotor und den Zeitrelaismotor in Betrieb zu setzen, eine den Startsperrschalter 4l überbrückende Halteschaltung zu bilden und die Spannung von dar Zündung, den Brennstoffventilen und der eigenen Arbeitsspule abzuschalten, wenn dies erforderlich ist. Das Steuerrelais und die Schaltung-

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anordnung können besonders einfach ausgebildet werden, da zwei Kontakte, jeweils einer in einem der beiden Kontaktsätze, elektrisch miteinander identisch sind.

Claims (8)

1. Patentansprüche

   l) Programmsteuereinrichtung für eine Brenneranlage mit einer elektrisch betätigbaren Zündung und einem Hauptbrennstoffventil, enthaltend: einen Betriebssteuerschalter, der betätigt wird, wenn der Brenner in Betrieb genommen werden soll; ein Zeitrelais mit einem Motor und einer Anzahl von Schaltkontaktpaaren; eine Einrichtung zur Wahrnehmung einer Flamme; ein mit deren Ausgang verbundenes Flammenrelais, das beim Vorhandensein einer Flamme erregt und beim Fehlen einer Flamme entregt ist und eine Betätigungseinrichtung und mindestens zwei Kontaktsätze enthält; ein Steuerrelais, das erregt ist, wenn der Brenner benötigt wird und entregt ist, wenn dieses nicht der Pail ist und das eine Betätigungseinrichtung und zv/ei Kontaktsätze enthält; Mittel, die einen Schalter enthalten und davon beeinflusst werden, ob der Brenner benötigt wird oder nicht; und ein erstes Zeitrelais-Schaltkontaktpaar zur Erzeugung eines Prüfsignals, das eine Flamme vortäuscht und üaduroh das Flatnmenrelais zum Ansprechen bringt, gekennzeichnet durch Mittel zur Erregung des Steuerrelais (171)* die den ersten Kontaktsatz (lö5, I85) des erregten Flammenrelais und ein zweites Kontaktpaar (167) des Zeitrelais enthalten; durch Mittel zur Erregung des Zeitrelaismotors die den in Arbeitsstellung befindlichen ersten Kontaktsatz (¹OJ, b'9) des Steuerrelais (171) und ein drittes Zeitrelais-

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   Kontaktpaar (35) enthält; durch von dem Zeitrelaismotor gesteuerte Mittel zur Öffnung des zweiten Zeitrelaiskontaktpaares (39)» wobei das Steuerrelais (171) durch seinen in Arbeitsstellung befindlichen zweiten Kontaktsatz (8l) erregt gehalten wird; durch Mittel, die durch die folgende Funktion des Zeitrelaismotors gesteuert werden und das Prüfsignal abschalten und das Flammenrelais stromlos macher ■ durch Mittel, die durch die weitere Funktion des Zeitrelaismotors betätigt werden und das" dritte Zeitrelais-Kontaktpaar (355) öffnen, wobei der Zeitrelaismotor durch den im Ruhezustand befindlichen zweiten Kontaktsatz (93) des entregten Flammenrelais (l43) Spannung erhält; und durch Mittel zur Betätigung der Zündeinrichtung (6l), die ein viertes Zeitrelais-Kontaktpaar (45) enthalten und durch die folgende Funktion des Zeitrelaismotors betätigt werden.
2. 2) Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Prüfsignal durch die Betätigung des ersten Zeitrelais-Kontaktpaares (153) abgeschaltet wird.
3. 3) Steuereinrichtung nach Anspruch 2, geke nnzeich· net durch auf die weitere Funktion des Zeitrelais ansprechende Mittel (33)* den Zeitrelaismotor abzuschalten.
4. 4) Steuereinrichtung nach Anspruch J>, gekennzeichnet durch Mittel, die ein fünftes Zeitrelais-

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   Kontaktpaar (j5l) und die Ruhekontakte des ersten Kontakt sat ze s (83, 91) des Steuerrelais enthalten, um den Zeitrelaismotor (37) wieder in Betrieb zu setzen und in seine Anfangslage rückzustellen.
5. 5) Steuereinrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch Mittel, die den im Ruhezustand befindlichen zweiten Arbeitskontaktsatz (8l) des Steuerrelais (I71) enthalten und verhindern, dass die Zündeinrichtung (6l) und das Hauptbrennstoffventil (5I) Spannung erhalten, während das Zeitrelais in die Anfangslage zurückgestellt wird.
6. 6) Steuereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine thermisch betätigte Ausklinkvorrichtung, die ein Heizerelement (179)» das mit dem Steuerrelais (I71) in Serie geschaltet ist und einen durch es betätigbaren Schalter (69, 71, 75) enthält und durch einen Überbrückungsstromkreis für das Heizelement (179)* der ein sechstes Zeitrelais-Kontaktpaar (I67) und in Serie dazu den ersten Kontaktsatz (Ιβ5, I85) des Flammenrelais (l4j5) enthält.
7. 7) Steuereinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Heizelement (179) bei einer Unterbrechung des Parallelstromkreises aufgeheizt wird, und dass die Aufheizung des Heizelementes für eine eine bestimmte Zeitdauer übersteigende Zeitdauer bewirkt, dass der Störschalter (69, 71, 75) betätigt und das Steuerrelais dadurch stromlos wird.
8. 8) Steuereinrichtung nach Anspruch f, gekenn zeich· net durch ein siebtes Zeitrelais-Kontaktpaar (l8l), das mit dem Heizelement (179) in Reihe geschaltet ist.

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