DE1451612C

DE1451612C - Switching device for the automatic control of combustion systems

Info

Publication number: DE1451612C
Authority: DE
Inventors: Armin Zug Huber (Schweiz)
Original assignee: Landis and Gyr AG
Current assignee: Landis and Gyr AG
Publication date: 1971-04-01

Description

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Die Erfindung betrifft eine Schalteinrichtung zur bereitet, daß er bei Rückkehr des thermischen RelaisThe invention relates to a switching device that prepares it when the thermal relay returns

automatischen Steuerung von Feuerungsanlagen mit in seine Ruhelage durch dessen Umschaltkontaktautomatic control of firing systems with in its rest position through its changeover contact

mehr als einer Arbeitsstufe. geschlossen wird.more than one work step. is closed.

Zur Steuerung mehrstufiger Feuerungsanlagen wur- In Verbindung mit der Erfindung ergeben sich den bisher Programmschaltwerke mit Motorantrieb 5 weitere Vorteile, wenn ein Brennermotor in Reihe verwendet, was bei Feuerungsanlagen großer Leistung mit dem Thermostatschalter unmittelbar an Spannung mit sogenannten Hochleistungskesseln durchaus ge- liegt. Der Erregerkreis des Sicherheitsrelais kann in rechtfertigt ist. Neuerdings finden Hochleistungs- der Ruhestellung des Umschaltkontakts des Flamkessei wegen ihrer Wirtschaftlichkeit und Betriebs- menwächter-Relais mit dem Erregerkreis des Kraftsicherheit auch bei Feuerungsanlagen mit verhältnis- ίο schaltrelais in Reihe liegen, und der Umschaltkontakt mäßig kleiner Gesamtleistung Anwendung. Bei kleinen kann im Anzugzustand das Sicherheitsrelais kurz-Feuerungsanlagen fällt nun der Aufwand für das schließen. Das Kraftschaltrelais besitzt einen Arbeitsnötige Programmschaltwerk sehr viel stärker ins kontakt, der in Reihe mit dem in Anzugstellung Gewicht, als dies bei großen Anlagen der Fall ist. befindlichen Umschaltkontakt des thermischen Relais Dieser Umstand hat sich als ein beträchtliches Hin- 15 im Erregerkreis eines Zündtransformators liegen dernis gegen die allgemeine Einführung des fort- kann. Über einen Ruhekontakt des Flammenwächterschrittlichen Hochleistungskessels bei kleineren An- Relais kann der Erregerstrompfad des Zündtransforlagen erwiesen. mators unmittelbar an die bei geschlossenem Ther-For the control of multi-stage firing systems, in connection with the invention the previously program switchgear with motor drive 5 more advantages when a burner motor in series used, which is directly connected to voltage with the thermostat switch in firing systems with high output with so-called high-performance boilers. The excitation circuit of the safety relay can be in is justified. Lately, high performance find the rest position of the changeover contact of the Flamkessei because of their economic efficiency and operation monitor relay with the excitation circuit of the power safety even in combustion systems with proportional ίο switching relays are in series, and the changeover contact moderately small total power application. In the case of small firing systems, the safety relay can be used for short firing systems Now the effort for closing falls. The power switching relay has a work necessity Programmed switchgear very much more in contact, the one in series with the one in the tightening position Weight than is the case with large systems. changeover contact of the thermal relay This fact has turned out to be a considerable drawback in the excitation circuit of an ignition transformer denial of the general introduction of the ability to continue. Via a break contact of the flame monitor step The excitation current path of the ignition transformer can be used for high-performance boilers with smaller connection relays proven. mators directly to the closed thermostat

Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Beseiti- mostatschalter spannungsführenden Leitungen ange-The aim of the present invention is to connect voltage-carrying lines to the bypass switch.

gung dieses Hindernisses durch Verwirklichung einer 20 schlossen sein.to overcome this obstacle by realizing a 20.

zur Steuerung von mehrstufigen Feuerungsanlagen In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel derfor the control of multi-stage combustion systems. In the drawing, an exemplary embodiment is shown in FIG

geeigneten Schalteinrichtung von sehr einfachem Erfindung dargestellt.suitable switching device shown by very simple invention.

Aufbau. Die Figur zeigt eine Schalteinrichtung.Construction. The figure shows a switching device.

Ein Schaltprogramm läßt sich bekanntlich außer Eine strichpunktierte Linie 1 trennt die Einrichmit motorgetriebenen Schaltwerken auch mit ther- 25 tung in zwei Abschnitte; der obere Teil 2 gilt nach misch verzögerten Relais gewinnen. So ist es bei- Aufbau und Wirkung als bekannt, der im unteren spielsweise bekannt, in gewöhnlichen einstufigen Abschnitt 3 gezeigte Aufbau der Schalteinrichtung ist Feuerungsanlagen Schaltprogramme mit Hilfe von für die Erfindung kennzeichnend,
thermischen Relais durchzuführen und durch solche Der bekannte Schaltungsteil 2 weist zwei Eingangs-Relais die Vor- und Nachzündung sowie die Sicher- 30 klemmen 4 und 5 auf, die — wie üblich — über heitsabschaltung zu steuern. Sicherung und Hauptschalter an ein Wechselstrom-As is well known, a switching program can be divided into two sections. the upper part 2 applies after mixed delayed relay win. So it is known in the case of structure and effect, the structure of the switching device shown in the lower example, in the usual single-stage section 3, is firing systems switching programs with the help of characteristic of the invention,
The known circuit part 2 has two input relays, the pre-ignition and post-ignition, as well as the safety terminals 4 and 5, which - as usual - are to be controlled via shutdown. Fuse and main switch to an alternating current

Auch in Feuerungsanlagen mit Vorspülung und in netz angeschlossen sind. Ein z. B. photoelektrischerAlso in combustion systems with pre-purge and connected to the network. A z. B. photoelectric

Anlagen mit zwei Leistungsstufen des Brenners wurde Flammenwächter 6 ist mit den Eingangsklemmen 4Systems with two power levels of the burner was flame monitor 6 is connected to the input terminals 4

bereits von thermischen Relais zur Steuerung der und 5 verbunden. Ein thermisches Sicherheitsrelais 7already connected by thermal relays to control the and 5. A thermal safety relay 7

dabei erforderlichen Brennstoffventile Gebrauch ge- 35 dient zur Betätigung eines Umschalters 8, dessenFuel valves required for this purpose are used to actuate a changeover switch 8, whose

macht. Schaltarm mit der Eingangsklemme 5 und dessenpower. Switching arm with the input terminal 5 and its

Um die zahlreichen Steueraufgaben in einer mehr- erster Kontakt 9 mit einem in einer Sammelleitung 10 stufigen Feuerungsanlage bewältigen zu können, sind angeordneten Thermostatschalter 11 in Verbindung bei Verwendung von bekannten Thermorelais-Schal- steht, während der zweite Kontakt 12 des Umschaltungen stets mehrere thermische Relais und eine 40 ters 8 im Stromkreis einer Signallampe 13 liegt. An unerwünscht große Zahl von Hilfsrelais erforderlich, die Eingangsklemme 4 ist eine Sammelader 14 angewas schließlich einen derartigen Aufwand für ein schlossen.In order to carry out the numerous control tasks in a multiple first contact 9 with one in a collecting line 10 To be able to cope with staged combustion system, arranged thermostat switches 11 are in connection when using known thermal relay switching stands, while the second contact 12 of the switchover always several thermal relays and a 40 ters 8 in the circuit of a signal lamp 13 is located. On undesirably large number of auxiliary relays required, the input terminal 4 is a collecting core 14 applied eventually included such an expense for one.

Steuergerät bedingt, daß damit gegenüber einem Im unteren Abschnitt 3 der Schalteinrichtung istControl unit requires that it is in comparison with an In the lower section 3 of the switching device

motorgetriebenen Programmschaltwerk keine wesent- ein Kraftschaltrelais 15 mit einem Haltekontakt 16,motor-driven program switching mechanism no essential a power switching relay 15 with a holding contact 16,

liehen Vorteile mehr zu erzielen sind, weder im 45 einem Zündkontakt 17, einem Umschaltkontakt 18borrowed advantages can be achieved, neither in an ignition contact 17 nor a switchover contact 18

Hinblick auf die Betriebssicherheit noch auf die und einem Ventilkontakt 19, und ferner ein Thermo-With regard to operational safety and a valve contact 19, and also a thermal

Kosten. relais 20 mit einem einzigen, als Zweiwegkontakt 21Costs. relay 20 with a single, two-way contact 21

Als fortschrittliche Lösung des gegebenen Pro- ausgebildeten Schaltkontakt angeordnet. Ein Wechblems wurde nun eine überraschend einfache Schalt- selkontakt 22 und ein Ruhekontakt 23 des Flammeneinrichtung zur automatischen Steuerung von Feue- 50 Wächters 6 ergänzen diese Kontaktanordnung,
rungsanlagen mit einem Thermostatschalter, einem Von der Sammelleitung 10 führt ein erster Stromthermischen Relais, einem Kraftschaltrelais, einem pfad 24 über den Haltekontakt 16 und die Reihen-Flammenwächter-Relais und einem verzögert an- schaltung der Erregerwicklungen des Sicherheitsziehenden Sicherheitsrelais dadurch verwirklicht, daß relais 7 und des Kraftschaltrelais 15 zur Sammelader bei geschlossenem Thermostatschalter der Erreger- 55 14, wobei der Wechselkontakt 22 in Arbeitsstellung Stromkreis des thermischen Relais in der Ruhelage die Erregerwicklung des Sicherheitsrelais 7 überdieses Relais und des Kraftschaltrelais über je einen brückt.Arranged as a progressive solution to the given pro-trained switch contact. An alternating problem has now been a surprisingly simple switch contact 22 and a break contact 23 of the flame device for the automatic control of fire alarms 6 supplement this contact arrangement,
From the busbar 10, a first current thermal relay, a power switching relay, a path 24 via the holding contact 16 and the series flame monitor relay and a delayed connection of the excitation windings of the safety pulling safety relay are realized in that relay 7 and the power switching relay 15 to the collective core when the thermostat switch is closed, the exciter 55 14, the changeover contact 22 in the operating position of the circuit of the thermal relay in the rest position bridges the excitation winding of the safety relay 7 over this relay and the power switching relay via one each.

Umschaltkontakt beider Relais geschlossen ist, und Ein zweiter Strompfad 25 von der Sammelleitung daß der Umschaltkontakt des thermischen Relais in 10 zur Sammelader 14 enthält die Reihenschaltung dessen Anzugstellung über einen Umschaltkontakt 60 des Ruhekontakts 23 mit einem Zündtransformator des Flammenwächter-Relais in dessen Ruhestellung 26, von deren Verbindung 27 ein Leitungsabzweig 28 den Erregerkreis des mit einem Selbsthaltekontakt über den Zündkontakt 17 zu einem Kontaktelement ausgerüsteten Kraftschaltrelais schließt, von dem ein 29 des Zweiwegkontakts 21 und zu dem in Ruhe-Arbeitskontakt im Betätigungsstromkreis eines ersten stellung belegten Kontaktelement 30 des Wechsel-Brennstoffventils liegt, während sein Umschaltkon- 65 kontakts 22 führt.Changeover contact of both relays is closed, and a second current path 25 from the bus line that the changeover contact of the thermal relay in 10 to the collective core 14 contains the series circuit its tightening position via a changeover contact 60 of the normally closed contact 23 with an ignition transformer of the flame monitor relay in its rest position 26, from its connection 27 a line branch 28 the excitation circuit of the with a self-holding contact via the ignition contact 17 to a contact element Equipped power switching relay closes, of which a 29 of the two-way contact 21 and to the normally open contact in the actuation circuit of a first position occupied contact element 30 of the interchangeable fuel valve lies, while his Umschaltkon- 65 contact 22 leads.

takt in der Anzugstellung den Erregerstromkreis des Über den Ventilkontakt 19 und die Erregerwick-clock in the tightening position, the excitation circuit of the valve contact 19 and the exciter winding

thermischen Relais unterbricht und den Betätigungs- lung eines ersten Brennstoffventils 31 verläuft einthermal relay interrupts and the actuation of a first fuel valve 31 occurs

Stromkreis eines zweiten Brennstoffventils so vor- dritter Strompfad 32, und über einen BrennermotorCircuit of a second fuel valve as forward third current path 32, and via a burner motor

33 ein vierter Strompfad 34 zwischen den Leitungen 10 und 14.33 a fourth current path 34 between the lines 10 and 14.

Ein fünfter Strompfad 35 schließlich enthält im Ruhezustand der Schalteinrichtung die Reihenschaltung des Zweiwegkontakts 21 und des Umschaltkontakts 18 mit der Erregerwicklung des Thermorelais 20, während ein Kontaktelement 36 über die Erregerwicklung eines zweiten Brennstoffventils 37 mit der Sammelader 14 verbunden ist.Finally, a fifth current path 35 contains the series circuit when the switching device is in the idle state the two-way contact 21 and the changeover contact 18 with the excitation winding of the thermal relay 20, while a contact element 36 via the excitation winding of a second fuel valve 37 is connected to the collecting core 14.

Solange an den Eingangsklemmen 4 und 5 Spannung anliegt, befindet sich der Flammenwächter 6 in Betriebsbereitschaft, und im Ruhezustand der Schalteinrichtung, also bei geöffnetem Thermostatschalter 11, nehmen die vom Detektorrelais des Flammenwächters 6 gesteuerten Kontakte 22 und 23 ihre gezeichnete Ruhelage ein.As long as voltage is applied to input terminals 4 and 5, the flame monitor 6 is in Operational readiness, and in the idle state of the switching device, i.e. with the thermostat switch open 11, the contacts 22 and 23 controlled by the detector relay of the flame monitor 6 take their drawn ones Rest position a.

Beim Schließen des Thermostatschalters 11 erhält die Sammelleitung 10 Spannung; der Brennermotor 33 läuft an und fördert Luft zur Vorspülung in den Feuerungsraum. Gleichzeitig werden die im Ruhezustand geschlossenen Strompfade 25 und 35 von Strom durchflossen und dabei der Zündtransformator 26 und außerdem die Heizwicklung des Thermorelais 20 erregt, das seinerseits mit einer gewissen Zeitverzögerung, z. B. nach zwanzig Sekunden, den Zweiwegkontakt 21 auf dessen Kontaktelement 29 umschaltet. Dadurch erhält das Kraftschaltrelais 15 Spannung, zieht auf und bleibt über den Haltekontakt 16 erregt.When the thermostat switch 11 is closed, the bus 10 receives voltage; the burner motor 33 starts up and conveys air for pre-purge into the combustion chamber. At the same time, they are in the idle state closed current paths 25 and 35 flowed through by current and thereby the ignition transformer 26 and also the heating coil of the thermal relay 20 is excited, which in turn with a certain time delay, z. B. after twenty seconds, the two-way contact 21 switches to its contact element 29. As a result, the power switching relay 15 receives voltage, picks up and remains via the holding contact 16 excited.

Beim Schließen des Ventilkontakts 19 gibt das erste Brennstoffventil 31 die Zufuhr einer Brennstoffteilmenge in den Brenner frei, und das nunmehr vom Brennermotor 33 geförderte Brennstoff-Luft-Gemisch entzündet sich an den Zündfunken des Zündtransformators 26, worauf das Detektorrelais des Flammenwächters 6 nach ordnungsgemäßer Flammenbildung den Wechselkontakt 22 umschaltet und den Ruhekontakt 23 öffnet.When the valve contact 19 closes, the first fuel valve 31 feeds in a partial amount of fuel free in the burner, and the fuel-air mixture now being conveyed by the burner motor 33 ignites at the ignition sparks of the ignition transformer 26, whereupon the detector relay of the flame monitor 6 switches the changeover contact 22 after proper flame formation and opens the normally closed contact 23.

Der Zündtransformator 26 bleibt dabei über den seit dem Aufzug des Kraftschaltrelais 15 geschlossenen Zündkontakt 17 weiter erregt, bis das Thermorelais 20, das seine Erregung beim Betätigen des Zweiwegkontakts 21 selbst unterbrochen hat, nach einer gewissen Abkühlungszeit, z. B. ebenfalls nach zwanzig Sekunden, wieder in seine Ruhelage zurückschaltet, in der es verbleibt, solange das Kraftschaltrelais 15 erregt ist.The ignition transformer 26 remains closed since the power switching relay 15 was lifted Ignition contact 17 continues to be energized until the thermal relay 20, which is energized when the Two-way contact 21 has interrupted itself, after a certain cooling time, for. B. also after twenty seconds, switches back to its rest position, in which it remains as long as the power switching relay 15 is excited.

Beim Zurückschalten des Thermorelais 20 schließt sich der Strompfad 35 über die Magnetwicklung des zweiten Brennstoffventils 37, das nun die Förderung der vollen Brennstoffmenge in den Feuerungsraum freigibt. Beim Umschalten des Zweiwegkontakts 21 wird außerdem der Zündtransformator 26 entregt. Die Feuerungsanlage befindet sich sodann mit voller Leistung in Betrieb.When the thermal relay 20 is switched back, the current path 35 closes via the magnet winding of the second fuel valve 37, which is now promoting the full amount of fuel into the furnace releases. When the two-way contact 21 is switched over, the ignition transformer 26 is also de-energized. The combustion system is then in full operation.

Mit dem Ausschalten des Thermostatschalters 11 endet ein Arbeitszyklus der Schalteinrichtung, und alle Schaltorgane kehren in die Ruhelage zurück.When the thermostat switch 11 is switched off, a working cycle of the switching device ends, and all switching elements return to the rest position.

Wird eine Vorspülung ohne Vorzündperiode verlangt, wie dies im Gegensatz zu (^feuerungsanlagen bei Gasfeuerungen meist der Fall ist, so entfällt in der beschriebenen Schalteinrichtung lediglich der Ruhekontakt 23.If pre-purge is required without a pre-ignition period, as is the case with (^ combustion systems This is mostly the case with gas firing, only the is omitted in the switching device described Normally closed contact 23.

Selbstverständlich kann das Thermorelais 20 durch ein elektrisch oder mechanisch anzug- und abfallverzögertes Relais ersetzt sein.Of course, the thermal relay 20 can be activated and deactivated electrically or mechanically Relay must be replaced.

Im vorstehenden wurde gezeigt, wie durch sinnreiche Verknüpfung eines einzigen Kraftschaltrelais mit einem einzigen Thermorelais unter Verwendung bescheidenster Schaltungsmittel eine Programmsteuerung für eine mehrstufige Feuerungsanlage erzielt werden kann, die eine Vorspülung, eine Vorzündperiode, ein Anfahren mit Teillast, eine Nachzündperiode und eine Umschaltung auf VollastbetriebIn the above it was shown how by ingeniously linking a single power switching relay program control with a single thermal relay using the most modest circuitry can be achieved for a multi-stage combustion system that includes a pre-purge, a pre-ignition period, a start-up with part load, a post-ignition period and a switch to full load operation

ermöglicht. _ .. ,enables. _ ..,

Claims

Patent claims:

1. Switching device for the automatic control of combustion systems with a thermostat switch, a thermal relay, a power switch relay, a flame monitor relay and a delayed pick-up safety relay, characterized in that when the Thermostat switch (11) of the excitation circuit of the thermal relay (20) in the Rest position of this relay (20) and the power switching relay (15) each via a changeover contact (21 or 18) both relays (20, 15) is closed and that the changeover contact (21) of the thermal Relay (20) in its closed position via a changeover contact (22) of the flame monitor relay (6) in its rest position the excitation circuit of the equipped with a self-holding contact (16) Power switching relay (15) closes, one of which is a normally open contact (19) in the actuation circuit of a first fuel valve (31), while its changeover contact (18) in the tightening position the excitation circuit of the thermal Relay (20) interrupts and the actuation circuit of a second fuel valve (37) prepared so that when the thermal relay (20) returns to its rest position, it will pass through it Changeover contact (31) is closed.

2. Switching device according to claim 1, characterized in that a burner motor (33) in Line with the thermostat switch (11) is directly connected to voltage.

3. Switching device according to claim 1 or 2, characterized in that the excitation circuit of the Safety relay (7) in the rest position of the changeover contact (22) of the flame monitor relay (6) is in series with the excitation circuit of the power switching relay (15) and that the changeover contact (22) short-circuits the safety relay (7) when it is activated.

4. Switching device according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the power switching relay (15) has a normally open contact (17) which is in series with the switchover contact (21) of the thermal relay (20) in the excitation circuit of an ignition transformer ( 26) lies.

5. Switching device according to claim 4, characterized in that the relay of the flame monitor (6) has a break contact (23) via which the excitation current path of the ignition transformer (26) directly to the live lines when the thermostat switch (11) is closed (10.14) is connected.

1 sheet of drawings