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Steuersystem für die Zufuhr von flüssigen oder gasförmigen Brennstoffen
zu einem Haupt- und einem Zündbrenner Die Erfindung betrifft ein Steuersystem für
einen Flüssigkeits- oder Gasbrenner (in der Folge als Hauptbrenner bezeichnet) dem
ein Flüssigkeits- oder Gaszündbrenner zugeordnet ist, von dem der Hauptbrenner nach
Bedarf gezündet wird.
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Die Erfindung betrifft insbesondere ein Steuersystem, bei dem die
Brennstoffzufuhr zum Haupt- und zum Zündbrenner jeweils .von einem Haupt- bzw. einem
Steuerventil gesteuert wird, die normalerweise die Brennstoffzufuhr zu den Brennern
unterbrechen und durch entsprechende elektrische Steuerelemente in einer Steuerschaltung
betätigt werden, wobei die Steuerschaltung ausserdem ein elektrisches Zündsystem,
das dem Zündbrenner zugeordnet ist, und Fühlmittel aufweist, die auf die Bildung
einer Flamme am Zündbrenner ansprechen, um dadurch das Hauptsteuermittel in Betrieb
zu setzen und Brennstoff in den Hauptbrenner fliessen zu lassen.
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Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes Steuersystem der
oben beschriebenen Art zu schaffen.
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Die Erfindung besteht darin, dass die Schaltung einen Ausschalters
der wenigstens die Energiezuführung zum Hauptventil
und vorzugsweise
auch zum Steuerventil regelt, und eine thermobewegliche Vorrichtung aufweist, die
dem Ausschalter zugeordnet ist und elektrisch erregt wird, wenn das Steuersystem
durch die Inbetriebsetzung eines Steuerschalters in Tätigkeit gesetzt wird, wobei
die thermobewegliche Vorrichtung nach einer Verzögerungszeit dazu dient, den Ausschalter
zu betätigen und somit zu verhindern, dass dem Hauptbrenner oder sowohl dem Hauptbrenner
als auch dem Zündbrenner Brennstoff zugeführt wird, wenn der Ausschalter während
der Verzögerungszeit nicht durch Betätigung des dem Zündbrenner zugeordneten Fühlmittels
ausser Betrieb gesetzt worden ist.
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Als thermobewegliche Vorrichtung kann eine Bimetallkonstruktion dienen,
die einen Heizwiderstand aufweist, und die Fühlvorrichtung für den Zündbrenner die
Betätigung eines weiteren Schaltmittels (das hier als Löschschalter bezeichnet wird)
steuert, das wiederum die Erregung des Heizwiderstandes steuert.
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Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, dass der Löschschalter
einen magnetischen Reed-Schalter aufweist, der im Magnetfeld im Feld einer getrennten
Erregerspule angeordnet ist, die auf eine ordnungsgemässe Arbeit des Zündbrenners
anspricht.
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Das Fahlmittel kann einen Photowiderstand aufweisen, dessen Widerstand
sich ändert, wenn auf ihn eine elektromagnetische Strahlung ausgeübt wird.
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Wenn die Schaltung durch Betätigung des Steuerschalters in Betrieb
gesetzt worden ist, wird das Steuerelement für den Zündbrenner in Tätigkeit gesetzt,
so dass Brennstoff zu dem Zündbrenner geführt und auch das Zündsystem in Betrieb
gesetzt wird.
Nach Flammenbildung spricht der Photowiderstand so
an, dass er bewirkt, dass das Steuerelement für den Hauptbrenner in Betrieb gesetzt
wird, so dass Brennstoff zum Hauptbrenner geführt wird. Wenn jedoch diese Flamme
nicht innerhalb einer von der thermobeweglichen Vorrichtung bestimmten Zeit gebildet
wird, bewirkt das Ausschaltemittel eine Unterbrechung des Stromkreises bis zu dem
Zeitpunkt an dem das Ausschaltemittel von Hand zurückgestellt wird. In der Zeichnung,
die bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung zeigt, ist Fig. 1 das Schaltbild
einer ersten Ausführungsform des Steuersystems gemäss der Erfindung; Fig. 2 das
Schaltbild einer zweiten Ausführungsform, und Fig. 3 das Schaltbild einer dritten
Ausführungsform des Steuersystems. Das Steuersystem besteht aus den folgenden Hauptbestandteilen:
einem Hauptschalter S1 zum Ein- und Ausschalten, einem automatisch gesteuerten Schalter
S2, der beispielsweise von einer Uhr oder einem Thermostat betätigt wird, einem
Ausschalter 12, der normalerweise geschlossene Kontakte S3 aufweist, die geöffnet
werden, wenn eine thermobewegliche Vorrichtung, die ein elektrisches Heizelement
R4 aufweist, eine bestimmte Zeit lang in Betrieb war. Die Kontakte können nur durch
Betätigen einer Rückstelltaste B, eines elektrodengesteuerten Gleichrichters GR
(vorzugsweise einer Feststoffvorrichtung, wie beispielsweise einem Thyristor),.
eines Photowiderstands R1 und der Solenoide L1 und L2
wieder geschlossen
werden. Letztere sind Bestandteile entsprechender solenoidbetätigter Stromsteuerventile
des Brennersystems, bei dem das Steuersystem angewendet werden soll.
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Der Ausschalter 12- ist in einer Leitung 10, die an die Phase des
Netzes anzuschliessen ist, mit dem Hauptschalter S1 und dem automatischen Schalter
S2 in Serie geschaltet. Der Hauptschalter S1 ist vorzugsweise ein zweipoliger Schalter
und weist in der Rückleitung 11, die an die neutrale Seite des Netzes anzuschliessen
ist, einen Satz Kontakte auf. Das Solenoid L1 des Steuerventils ist in den Leitungen
10 und 11 parallelgeschaltet, so dass, wenn der Hauptschalter S1 und der automatische
Schalter S2 geschlossen sind, das Solenoid erregt und dadurch dem Zündbrenner Gas
zugeführt wird.
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Das Zündsystem 14, das jede zweckmässige herkömmliche Form haben kann
und daher nicht genauer dargestellt ist, ist über einen normalerweise geschlossenen
magnetischen Reed-Schalter S4 zwischen die Leitungen 10 und 11 geschaltet. Das Heizelement
R4 der thermobeweglichen Vorrichtung 12 ist mit dem Zündsystem 14 parallelgeschaltet,
so dass beide gleichzeitig solange in Betrieb sind, wie der Reed-Schalter S4 geschlössen
bleibt.
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Die thermobewegliche Vorrichtung kann jede geeignete Form haben. Sie
kann beispielsweise einen Bimetallstreifen aufweisen, der einen der Schalterkontakte
S3 trägt. Das Heizelement R4 kann um den Bimetallstreifen gewickelt oder in dessen
Nähe angeordnet sein, wobei jedoch auch im Handel erhältliche Bimetallstreifen,
die als eigene Heizwiderstände ausgebildet
sind und Strom leiten,
verwendet werden können. Auch dabei kann die Anordnung so getroffen sein, dass die
Schalterkontakte S3 sich immer durch Betätigen der zugeordneten thermobeweglichen
Vorrichtung nach einer Zeit öffnen, die durch die zum Erhitzen dieser Vorrichtung
auf eine vorherbestimmte Temperatur erfoderliche Zeit bestimmt wird. Das Ausschaltemittel
kann zusätzliche Kontakte aufweisen, die mit-den Kontakten S3 parallelgeschaltet
sind. Derartige zusätzliche Kontakte sind zu Anfang offen und werden, wenn das Fühlmittel
wie in der Folge beschrieben betätigt und das Solenoid L2 des Hauptsteuerventils
erregt worden ist, geschlossen. Bei der in Fig. 1 dargestellten Schaltung ist der
Gleichrichter CR parallel zu den Leitungen 10 und 11 mit dem Solenoid L2 des Hauptsteuerventils
in Serie geschaltet. Mit dem Solenoid ist ein Kondensator C parallelgeschaltet.
Der Photowiderstand R1 ist zwischen der Leitung 10 und dem Steuerelement des gesteuerten
Gleichrichters CR mit einem Gleichrichter W und einem Widerrtand R2 in Serie geschaltet.
Zwischen das Steuerelement und die Leitung 11 ist ein weiterer Widerstand R3 geschaltet.
Die Schaltung arbeitet folgendermassen. Wenn der Strom-
| kreis durch Schliessen des automatischen Schalters S2 geschlos- |
| sen-wird, wird das Solenoid L1 erregt und das Zündsystem 14 |
| betätigt. Gleichzeitig wird das Heizelement R4 des Ausschalte- |
| mittels 12 erregt. Wenn der Zündbrenner zündet, fällt der |
| Widerstand des Photowiderstandes RI ab. D2bGwi, i ot der Photo- |
| -ra.tbd. R1 so angeordnet., dass e--üQ deu Mündbr enner
entweder |
| direkt, dohe.,mittels der Leuchtkraft dozD Zündflamme, oder
in- . |
| direkt, d.ho durch Erhitzen-eines Glühelements, beispielsweise |
eines Nichromdrahts, beobachtet.
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Das Verhältnis zwischen R2 und R3 ist derart, dass,wenn der Photowiderstand
nicht angestrahlt wird, die an das Steuerelement des Gleichrichters CR angelegte
Spännung nicht ausreicht, um diesen leitfähig zu machen. Wenn der Photowiderstand
jedoch angestrahlt wird, fällt sein Widerstand bis auf einen Wert, bei dem Strom
bei jeder positiven Halbwelle des Netzes durch den Gleichrichter fliessen kann.
Da der gesteuerte Gleichrichter mit dem Solenoid L2 in Serie geschaltet ist, wird
das letztere erregt, so dass dem Hauptbrenner Gas zugeführt wird. Der Reed-Schalter
S4 ist bei 15 innerhalb des Magnetfeldes des Solenoids L2 angeordnet, wobei er geöffnet
ist, wenn das Solenoid erregt ist. Somit kommt das Zündsystem 14, wenn der Hauptbrenner
Gas erhält, ausser Betrieb und das Heizelement R4 des A usschaltemittels 12 wird
aberregt. Der Brenner arbeitet dann normal weiter. Wenn jedoch keine Zündflamme
hergestellt wird, bleibt der gesteuerte Gleichrichter in seinem nicht leitfähigen
Zustand und das Heizelement wird weiter erregt. Nach einer vorherbestimmten Zeit
öffnen sich die Kontakte S3 des Ausschaltemittels 12, und die gesamte Schaltung
wird aberregt. Wie oben erläutert, können die Kontakte S3 nur durch Handbetätigung
der Taste B wieder geschlossen werden. Wenn die Zündflamme, nachdem der Hauptbrenner
gezündet worden ist, erlischt, wird der Photowiderstand wieder nichtleitend, wodurch
das Solenoid L2 aberxegt und dar Hauptbrenner gelöscht wird. Unter der Vorausatzt;*°7.@,
dass die Kontakte S1 und S2 geschlossen bleiben, wird das Zündsystem wieder
erregt
und der ganze Vorgang wiederholt, um eine neue Zündung
zu erzielen. Wenn keine Zündflamme gebildet wird, bewirkt das Heizelement R4, dass
sich die Kontakte S3 des Ausschaltemittels 12 öffnen, und das gesamte System bis
zu einer neuen Betätigung von Hand ausser Betrieb gesetzt wird. Dieses Steuersystem
ist besonders einfach, da bei ihm weder Relais noch ein Transformator zur Betätigung
eines Niederspannungselements, wie eines Transistors, erforderlich sind-, wobei
es jedoch eine vollautomatische Betätigung gewährleistet. Anstatt die Solenoide
L1 und L2 direkt in die Steuer-Schaltung aufzunehmen, ist es auch möglich, entsprechende
Relais aufzunehmen, die den Stromfluss zu derartigen Solenoiden steuern. Diese Anordnung
ist vorteilhaft, wenn die Anlage derart ist, dass das Steuersystem an einer von
den Stromsteuerventilen entfernten Stellungen angeordnet werden muss. Wenn die Zündflamme
unmittelbar nach Bildung der Hauptflamme gelöscht werden soll, müssen die Solenoide
L1 des Steuerventils mit dem Heizelement R4 parallelgeschaltet werden, so dass dieses
abarregt wird, wenn der Reed-Schalter R4 geöffnet wird. Eine andere Möglichkeit
besteht darin, einen Schalter vorzusehen, der mit dem Solenoid L1, das von einem
Relais nach einer vorherbestimmten Zeit nach Erregung des Solenoids L2 betätigt
wird, in Serie geschaltet ist. In beiden Fällen würde der Photowiderstand so angeordnet
werden, dass er sowohl von der Zündflamme als auch von der Hauptflamme angestrahlt
wird. Bei der in Figo 2 dargestellten Steuerschaltung sind die Teile, die denen
entsprechen, die in Fig. 1 die gleichen Funktionen
erfüllen, mit
den gleichen Bezugszeichen bezeichnet, und ihre Beschreibung in Verbindung mit Fig.
1 findet auch hier Anwendung.
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Der Hauptunterschied zwischen der Steuerschaltung gemäss Fig. 2 und
der gemäss Fig. 1 besteht darin, dass der Stromfluss durch das Solenoid L2 des Ventils
für den Hauptbrenner nicht mittels eines Tyristors CR sondern mittels eines Speisestromkreises,
der einen Niederspannungstransformator T1 und einen Transistor TR1 aufweist, gesteuert
wird. Die Steuerelektrode wird von einer Widerstandskette R1, R3 vorgespannt, wobei
R1 der Photowiderstand ist. Wenn der Photowiderstand keine Strahlung von der Zündflamme
empfängt, ist die an die Steuerelektrode angelegte Vorspannung positiv, so dass
der Transistor abgeschaltet ist.
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Wenn der Widerstandswert des Photowiderstandes R1 abnimmt,. wird die
an die Steuerelektrode angelegte Vorspannung zunehmend negativer, worauf der Transistor
in Betrieb gesetzt und die Erregerspule B/1 eines Trocken-Reed-Relais erregt wird,
dessen Kontakte B1 normalerweise gegenüber dem Zündsystem 14 und dem Widerstand
R4 geschlossen und gegenüber dem Solenoid L2 geöffnet sind. Nach der Erregung des
Solenoids L2 durch die Kontakte B1 entspricht die Arbeitsweise der im Zusammenhang
mit Fig. 1 beschriebenen.
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Auch bei der in Fig. 3 dargestellten Schaltung sind die Teile, die
denen entsprechen, die in Fig. 1 die gleichen Funktionen erfüllen, mit gleichen
Bezugszeichen versehen, und ihre Beschreibung in Verbindung mit Fig. 1 findet auch
hier Anwendung.
Bei dieser Schaltung wird der Stromfluss durch
das Solenoid L2 des Hauptbrenners nicht unmittelbar durch Anschliessen des letzteren
an die Kollektorschaltung des Transistors TR1 sondern dadurch gesteuert, dass die
Kollektorschaltung des Transistors TR1 die Wicklung eines Relais B/3 enthält, das
normalerweise geöffnete Kontakte B2 aufweist, die mit dem Solenoid L2 in Serie geschaltet
sind. Unter der Voraussetzung, dass uhrbetätigte Kontakte S5, Wärmeaustauscherthermostatkontakt,e
S6 und Überhitzungsthermostatkontakte S7 geschlossen sind, wird das Solenoid L2
auf Grund der Leitung des Transistors TR1, der wie oben durch die Anstrahlung des
Photowiderstandes R1 gesteuert wird, erregt.
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Der Stromkreis durch den Photowiderstand R4 wird hier nicht durch
einen magnetischen Reed-Schalter im Feld des Hauptsolenoidrelais B/3 sondern mittels
weiterer normalerweise geschlossener Kontakte B1 unterbrochen, mit denen das Relais
R/3 versehen ist und die mit dem Photowiderstand R4 in Serie geschaltet sind..
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Darüberhinaus wird das Zündsystem 14 von den normalerweise geschlossenen
Kontakten B3 des Relais B/3 derart gesteuert, dass es gleichzeitig mit der thermobeweglichen
Vorrichtung ausser Betrieb gesetzt wird. Das Ausschaltemittel S3 wird dabei durch
Erregung des Relais B/3 ausser Betrieb gesetzt. Der Schalter S2 kann von einem Thermostat
der in dem ZU'
erhitzenden Raum vorgesehen ist, oder von einem Programmsteuerer
wie einer Uhr gesteuert werden und dient dazu, sowohl den Zünd-- als auch den Hauptbrenner
in oder ausser Betrieb zu setzen, während S4 nur den Hauptbrenner steuert.
Die
Schaltungen gemäss Fig. 2 und Fig. 3 können so abgeändert werden, dass der Transistor
TR1 weggelassen und der durch den Photowiderstand R1 fliessende Strom dazu verwendet
wird, die Arbeit des Relais B/1 oder B/3 gegebenenfalls direkt zu steuern. Bei einer
derartigen Abänderung kann auch auf den Niederspannungstransformator T1, den Gleichrichter
W und den Kondensator C verzichtet werden, wobei der Widerstand R3 dazu dient, einen
Stromfluss durch R1 und B/1 bzw. B/3 herzustellen, der gerade unter dem Erregungswert
des Relais liegt. Das Relais kann ein Trocken-Reed-Relais sein.