DE1526214C - Elektrische Zund und Uberwachungs vorrichtung fur Flammen - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine elektrische Zünd- und wert eingestellt, der den Körper zum Glühen bringt. 'Überwachungsvorrichtung für Flammen, insbesondere Wenn das Relais anspricht, wird der Zündstrom herfür Gas- oder (^feuerungsanlagen, bei der ein elek- abgesetzt. Da der Glühkörper noch eine Weile nachtrischer Glühkörper aus einem Material mit nega- glüht, ist ein sicheres Zünden gewährleistet. Alsdann tivem Teniperahirkoeffizienlen des elektrischen 5 wird der Glühkörper durch die Flamme auf einer Widerstandes als Zündelement und als Flammen- höheren Temperatur gehalten. Erlischt die Flamme, fühler dient. geht der Strom wegen der Abkühlung des Glüh-

Es ist eine kombinierte Zünd- und Überwachungs- körpers auf einen kleineren Wert zurück. Das Relais

vorrichtung dieser Art bekannt, bei der die Hoch- im zweiten Stromkreis ist so eingestellt, daß es beim

spaniumgs-Ziiiidfunkcnstrecke als Ionengleichrichter io Unterschreiten eines Grenzwertes dieses Über-

ausgebildet ist und gleichzeitig der Flammenüber- wachungsstromes abfällt. Da sowohl im ersten als

wachung dient. Nachteilig ist hierbei der erhebliche auch im zweiten Stromkreis eine Einstellmöglichkeit

Aufwand, vor allem die Notwendigkeit eines Hoch- besteht, kann die Vorrichtung genau auf bestimmte

Spannungstransformators. Ferner ist man auf ein Betriebswerte justiert werden. Die Relais und der

Wechselstromnetz angewiesen. Die Funkenstrecke ist 15 Glühkörper können wahlweise mit Wechselstrom

ferner stark durch Verschmutzung gefährdet. oder mit Gleichstrom betrieben werden.
• Es ist ferner bekannt, einen Brenner mittels eines Besonders vorteilhaft ist es in diesem Zusammen-

Glühwendels zu zünden, der an die Sekundärseite hang, wenn erster und zweiter Stromkreis ein ge-

cines Transformators angeschlossen ist, in dessen meinsames Relais aufweisen, dessen Ansprechstrom

Primärkreis der Heizfaden einer Elektronenröhre 20 dem die Glühtemperatur anzeigenden Strom und

liegt. Mit Hilfe dieser Elektronenröhre wird das dessen Haltestrom dem das Fehlen der Flamme an-

Brennstoflventil geöffnet. zeigenden Strom entspricht und das beim Ansprechen

Bei einem Brenner mit einer Zündelektrode und einen mit ihm in Reihe liegenden zusätzlichen Wider-

zwei Flammenfühlerelementen ist es bekannt, die stand einschaltet, der so bemessen ist, daß der bei

Flammcnfühlerelemcnte als temperaturabhängige 25 brennender Flamme fließende Strom oberhalb des

Widerstände auszubilden. Haltestroms liegt, aber nicht ausreicht, um den Glüh-

Zur Temperaturüberwachung sind bereits NTC- körper bei fehlender Flamme zum Glühen zu brin-Widerstände eingesetzt worden, die in Reihe mit der gen. Während des normalen Betriebes hat demnach Spüle eines Relais geschaltet sind, welches eine der durch den Glühkörper fließende Strom keinen Alarmanlage in Betrieb setzen kann. 30 nennenswerten Heizeffekt mehr, so daß auch der . Sodann ist eine Vorrichtung der eingangs beschrie- Leistungsbedarf entsprechend gering ist. Wiederum benen Art bekannt, bei der ein elektrischer Glüh- lassen sich an zwei Stellen Justierungen vornehmen, körper mit negativem Temperaturkoeffizienten an die nämlich einerseits am Relais und andererseits am zuSekundärwicklung eines Repulsionsrelais angeschlos- sätzlichen Widerstand im zweiten Stromkreis,
sen ist, dessen Primärwicklung an der Netzspannung 35 Das Umschalten vom ersten auf den zweiten Stromliegt und transformatorisch Spannung auf den Sekun- kreis kann einfach mit Hilfe von Relaiskontakten därkreis überträgt. Die Primärwicklung ist beweg- erfolgen. Besonders wenig Aufwand erfordert eine lieh an einem Schwenkgestell gelagert, das mehrere Lösung, bei der das Relais einen Ruhekontakt auf-Ouecksilberschaltcr und einen weiteren Sperrklinken- weist, der durch den vorzugsweise einstellbaren, zumagneten enthält. Diese Konstruktion ist kompliziert 40 sätzlichen Widerstand überbrückt ist. Dieser Ruhe- und läßt sich nicht auf genaue Ansprechwerte ein- kontakt verbindet daher im Ruhezustand das Relais stellen. mit dem Glühkörper direkt, während bei geöffnetem

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kontakt in diesen Stromkreis noch der Widerstand

elektrische Zünd- und Überwachungsvorrichtung eingeschaltet ist.

dieser Art anzugeben, die einen wesentlich geringeren 45 Es gibt verschiedene vorteilhafte Möglichkeiten,

Aufwand erfordert, weniger störanfällig ist, sowohl um das Relais im zweiten Stromkreis auf die Brenn-

mii Wechselstrom als auch mit Gleichstrom arbeiten stofförderung einwirken zu lassen. Beispielsweise

kann und eine genaue Einstellung ermöglicht. kann es unmittelbar ein Ventil in der Brennstoff-

Diese Aufgabe wird erfmdungsgemäß dadurch ge- förderleitung steuern; die Spule eines üblichen Ma-

lösi, daß der Glühkörper über zwei Stromkreise an 5« gnetventils dient dann gleichzeitig als Relaisspule im

eine Spaniuings(|iiellc legbar ist, daß der erste Strom- Sinne der Erfindung. Sodann ist es möglich, daß das

hieis die Reihenschaltung der Spule eines Relais und Relais im zweiten Stromkreis Arbeitskontakte besitzt,

eines Relaiskontaktes aufweist, wobei das Relais bei die den Brennstoffördermotor oder die Magnetspule

Erreichen eines die Glühtemperatur anzeigenden eines Magnetventils in der Brennstofförderleitung an

Stromes anspricht, den Relaiskontakt öffnet und den 55 Spannung legen.

zweiten Stromkreis wirksam macht, und daß der . Der Zündteil der erfindungsgemäßen Zünd- und zweite Stromkreis einen höheren Widerstand als der Überwachungsvorrichtung hat in einer Reihe ihrer erste Stromkreis hat und die Spule eines Relais auf- Ausführungsformen den Vorteil, daß sie den Zündweist, das die Brennstofförderung einleitet und bei Vorgang fortlaufend wiederholt, weil der Glühkörper Untersclffeilcn eines Stromes, der das Fehlen der 60 abkühlt unel.das zugehörige Relais nach einiger Zeit I lamme anzeigt, unterbricht. abfällt. Es ist aber angestrebt, daß die Zahl derZünd-

Jm Zündkreis wird der Glühkörper beim Einschal- versuche begrenzt bleibt. Aus diesem Grund ist es ten des Hauptschalters, z. 13. des Kesselthermostaten, zweckmäßig, daß in einem dritten Stromkreis die entsprechend seinem Kaltwiderstand vomStrom durch- Heizvorrichtung eines Sicherheitsschalters parallel flössen, erwärmt sich dabei, wobei der Widerstand 65 zum Relais des ersten Stromkreises, in Reihe mit abnimmt, so daß in kurzer Zeit ein Strom hindurch- einem weiteren Ruhekontakt dieses Relais und vorfließt, der das Material zum Glühen bringt. Das zugsweisc ebenfalls in Reihe mit dem Glühkörper Relais im ersten Stromkreis ist auf denjenigen Strom- liegt. Die Heizvorrichtung des Sicherheitsschalters

speichert bei· jedem Zündversuch eine gewisse Wärmemenge, so daß nach einer vorbestimmten Zahl von Zündversuchen der Sicherheitsschalter anspricht.

Des weiteren kann der Sicherheitsschalter dazu benutzt werden, um auch den Brennstoffördermotor gegen Überstrom zu sichern. Zu diesem Zweck kann der Sicherheitsschalter außer der vom Relais des ersten Stromkreises beeinflußten Heizvorrichtung eine weitere Heizvorrichtung aufweisen, die mit dem Brennstoffördermotor in Reihe liegt.

Als besonders günstiges Material für das elektrische Widerstandselement hat sich Siliziumkarbid erwiesen, insbesondere wenn Siliciumkörner durch Siliziumoxynitrid gebunden sind.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand mehrerer in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 das Schaltbild für eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Zünd- und Überwachungsvorrichtung für einen ölbrenner und

F i g. 2 eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Zünd- und Überwachungsvorrichtung für einen ölbrenner.

Ein Brennstoffmotor 1 fördert über eine Leitung 2 mit einem Magnetventil 3 öl zu einer Düse 4, wo es zur Bildung einer Flamme 5 austritt. Im Flammenbereich ist ein elektrischer Glühkörper 6 angeordnet, beispielsweise ein U-förmig gebogener dünner Stab aus Siliziumkarbidkörnern, die durch Siliziumoxynitrid gebunden sind. Dieses Material wird beispielsweise von der Firma Norton International Inc. unter der Bezeichnung Chrystolon 63 Silicon Carbide als feuerfestes Auskleidungsmaterial für öfen vertrieben.

Der Glühkörper 6 ist über einen ersten Stromkreis mit den Klemmen 7 und 8 eines 220-V-Wechselstromnetzes verbunden. Zu diesem ersten Stromkreis gehören ein Hauptschalter 9, z. B. ein Kesselthermostat, die Kontakte 10 eines Sicherheitsschalters 11, ein Gleichrichter 12, die Spule 13 eines Relais 14, welcher Spule ein Kondensator 15 parallel geschaltet ist, ein Ruhekontakt 16 dieses Relais 14 und der Glühkörper 6. Ein zweiter Stromkreis wird, wenn das Relais anspricht, durch die gleichen Elemente gebildet, wobei lediglich der Ruhekontakt 16 durch die Überbrückungsleitung 17 mit einem verstellbaren Widerstand 18 ersetzt ist. Ein dritter Stromkreis zweigt hinter dem Sicherheitsschalter 11 ab und führt über eine erste, direkt wirkende Heizvorrichtung 19 des Sicherheitsschalters 11, einen verstellbaren Widerstand 20 und einen zweiten Kontakt 21 des Relais 14 über den Glühkörper 6 zur Netzklemme 8. Beim Ansprechen des Relais 14 verbindet der Kontakt 21 eine andere Kontaktstrecke und legt damit die Magnetspule 22 des Magnetventils 3 an Spannung. Das andere Ende der Spule 22 ist über eine weitere, indirekt wirkende Heizvorrichtung 23 hinter der Sicherheitsvorrichtung 11 angeschlossen. Der Motor 1 wird über diese Heizvorrichtung 23 dauernd mit Strom versorgt, wenn der Hauptschalter 9 und der Sicherheitsschalter 11 geschlossen sind.

Wenn der Hauptschalter 9 geschlossen wird, fließt im ersten Stromkreis über die Relaisspule 13 und den Glühkörper 16 sowie im dritten Stromkreis über die Heizvorrichtung 19 und den Glühkörper 6 Strom. Infolgedessen wird der Glühkörper erwärmt, und der Strom steigt an. Wenn der Strom eine Stärke erreicht hat, die den Körper 6 zum Glühen bringt, ist gleichzeitig der Anzugsstrom des Relais 14 erreicht. Dadurch wird der Strom über die Heizvorrichtung 19 unterbrochen und der Strom durch die Rclaisspule

13 auf einen durch den Widerstand 18 bestimmten niedrigen Wert derart festgelegt, daß der Strom zur Erwärmung des Körpers 3 nicht mehr ausreicht, aber noch größer als der Haltestrom des Relais 14 ist. Mit dem Ansprechen des Relais wird auch der Stromkreis der Spule 22 des Magnetventils 3 geschlossen, so daß dieses Ventil öffnet und Öl von dem dauernd laufenden Motor 1 zur Düse 4 gefördert wird.

Sollte der erste Zündversuch ohne Erfolg bleiben oder sollte die Flamme während des Betriebs erlöschen, kühlt der Glühkörper 6 bis auf eine Temperatur ab, bei der der innere Widerstand so groß wird, daß der Haltestrom für das Relais 14 unterschritten wird, worauf dieses abfällt. Es beginnt dann ein neuer Zündversuch in der beschriebenen Weise. Bei jedem Zündversuch wird die Heizvorrichtung 19, die vorzugsweise aus einem unmittelbar auf einen

ao Bimetallstreifen gewickelten Heizdraht besteht, mit einer bestimmten Heizleistung versorgt. Infolgedessen steigt die Temperatur, bis schließlich bei einer bestimmten Zahl von Zündversuchen der Sicherheitsschalter anspricht. Durch Einstellen des Widerstandes 20 kann die Zahl der Zündversuche genau festgelegt werden.

Der Sicherheitsschalter spricht auch dann an, wenn die zweite Heizvorrichtung 23, vorzugsweise ein indirekt wirkender Heizkörper, eine zu starke Heizleistung abgibt. Dies ist der Fall, wenn der Motor 1 mit Überstrom betrieben wird, beispielsweise wenn er blockiert ist. In ähnlicher Weise ist auch die Magnetspule 22 geschützt, falls dort ein Kurzschluß od. dgl. aufgetreten sein sollte.

Mit Hilfe des einstellbaren Widerstandes 18 kann ferner der Haltestrom für das Relais 14 eingestellt werden, wodurch eine einfache Anpassung der Kenndaten des Glühkörpers 6 an die Kenndaten des Relais

14 erzielt werden kann.

Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 2 werden für die gleichen Elemente die gleichen Bezugszeichen verwendet. Unter Beibehaltung aller übrigen Schal-■ tungseinzelheiten ist das Ventil 24 mit der Magnetspule 25 in einer Einheit 26 zusätzlich mit Ruhekontakten 27 und 28 versehen. Beim Ansprechen der als Relaisspule wirkenden Magnetspule 25 öffnet sofort das Ventil 24. Es wird daher unter Einsparung eines Bauteils ein unverzögertes Einsetzen der Brennstoffförderung erreicht.

Wiederum wird zum Zünden der Glühkörper 6 von dem durch die Spule 25 fließenden Strom und von dem durch die Heizvorrichtung 19 fließenden Strom bis zum Glühzustand beheizt. Beim Ansprechen des Relais wird der durch den Glühkörper fließende Strom 6 mittels des Widerstandes 18 auf den Haltestrom der Spule 25 herabgesetzt. Der Sicherheitsschalter 11 spricht an, wenn mehrere Zündversuche nicht zum Erfolg geführt haben oder wenn der Motor mit Überstrom betrieben wird.

Von den beschriebenen Ausführungsbeispielen kann in vielerlei Richtung abgewichen werden, ohne den Grundgedanken der Erfindung zu verlassen. Beispielsweise kann der Motor 1 bei einer Anlage fehlen, die fern mit unter Druck stehendem Brennstoff versorgt wird, beispielsweise bei einer Gasfeuerung. Die Spule 22 des Magnetventils kann auch ohne Absicherung durch den Sicherheitsschalter 11 verwendet werden. Das Relais für das Abschalten des Zünd-

stromes kann mit einem Selbsthaltekontakt versehen werden, dessen Strom nicht über den Glühkörper führt. Es kann auch dauerhaft ausgeschaltet bleiben, wenn die manuelle Wiedereinschaltung vorgesehen ist.

Die in der Beschreibung verwendeten Ausdrücke »erster Stromkreis«, »zweiter Stromkreis« und »dritter Stromkreis« sollen lediglich der Unterscheidung dienen und nicht die Zahl der notwendigen Stromkreise festlegen. Beispielsweise kann der erste Stromkreis auch für sich allein oder nur in Verbindung mit dem dritten Stromkreis verwendet werden.

Claims (10)

Patentansprüche: . ; »5

1. Elektrische Zünd- und Überwachungsvorrichtung für Flammen, insbesondere für Gasoder (^feuerungsanlagen, beider ein elektrischer Glühkörper aus einem Material mit negativem Tcmpcraturkocffizicntcn des elektrischen Wider-Standes als Zündelement und als Flammenfühlcr dient, dadurch gekennzeichnet, daß der Glühkörper (6) über zwei Stromkreise an eine Spannungsqucllc (7. 8) legbar ist, daß der erste Stromkreis die Reihenschaltung der Spule (13, 25) eines Relais (14. 26) und eines Relaiskontaktes (16. 27) aufweist, wobei das Relais bei lirreichen eines die GlühtcmperaUir anzeigenden Stromes anspricht, den Rclaiskonlakl öffnet und den zweiten Stromkreis wirksam macht, und daß der zweite Stromkreis einen höheren Widerstand als der erste Stromkreis hat und die Spule (13. 25) eines Relais (14, 26) aufweist, das die Brennstolförderung einleitet und bei Unterschreiten eines Stromes, der das Fehlen der Flamme anzeigt, unterbricht.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß erster und zweiter Stromkreis ein gemeinsames Relais (14, 26) aufweisen, dessen Ansprechstrom dem die Glühtemperatur anzeigenden Strom und dessen Haltestrom dem das Fehlen der Flamme anzeigenden Strom entspricht und das beim Ansprechen einen mit ihm in Reihe liegenden zusätzlichen Widerstand (18) einschaltet, der so bemessen ist, daß der bei brennender Flamme fließende Strom oberhalb des Haltestroms liegt, aber nicht ausreicht, um den Glühkörper (6) bei fehlender Flamme zum Glühen zu bringen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Relais (14,26) einen Ruhekontakt (16, 27) aufweist, der durch den vorzugsweise einstellbaren, zusätzlichen Widerstand (18) überbrückt ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Relais (14) im zweiten Stromkreis unmittelbar ein Ventil (3) in der Brennstofförderleitung (2) steuert.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Relais im zweiten Stromkreis Arbeitskontakte besitzt, die den Brennstoffördcrmotor an Spannung legen.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Relais (14, 26) im zweiten Stromkreis Arbeitskontakte besitzt, die eine Magnetspule (22) eines Magnetventils (3) in der Brennstofförderleitung (2) an Spannung legen.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß in einem dritten Stromkreis die Heizvorrichtung (19) eines Sicherheitsschalter (11) parallel zur Rclaisspule (13, 25) des ersten Stromkreises, in Reihe mit einem weiteren Ruhekontakt (21,28) dieses Relais und vorzugsweise ebenfalls in Reihe mit dem Glühkörper (6) liegt.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Sicherheitsschalter (11) außer der vom Relais (14) des ersten Stromkreises beeinflußten Heizvorrichtung (19) eine weitere Heizvorrichtung (23) aufweist, die mit dem Brennstoffördermotor (1) in Reihe liegt.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Glühkörper (6) im wesentlichen aus Siliziumkarbid besteht.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß Siliziumkarbidkörner durch Siliziumoxynitrid gebunden sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen