DE1751568B1 - Elektrische steuerschaltung fuer brenneranlagen - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine elektrische Steuer- gleichrichter betätigt werden, dessen Zündelektrode schaltung für Brenneranlagen, mit einem Programm- das Flammensignal zugeführt wird und dessen Hauptschalter zur Steuerung eines Vorblas- und Prüfinter- stromstrecke mit Hilfe eines Kontaktes des Programmvalls, eines Zündintervalls und eines Verbrennungs- schalters einer Speicherschaltung mit einem iiC-Glied Intervalls und mit einer Flammenüberwachungs- 5 parallel schaltbar ist, dessen Zeitkonstante auseinrichtung, die einen Flammenfühler und ein Flam- reichend groß bemessen ist, um den der Hauptstrommenrelais aufweist und nur bei Vorhandensein einer strecke des Gleichrichters in Form gleichgerichteter Flamme im Verbrennungsintervall die Brennstoff- Halbwellen zugeführten Strom auf einen zum Aufrechtzufuhr aufrechterhält, bei fehlerhaftem Auftreten erhalten des Leitungszustandes des Gleichrichters auseiner Flamme im Vorblas- und Prüfintervall dagegen io reichenden Wert zu halten. Hierbei sind praktisch nur eine Sicherungseinrichtung zur Abschaltung der ge- ein i?C-Glied und ein zusätzlicher Kontakt des Prosamten Anlage in Tätigkeit setzt. grammschalters erforderlich, um den gesteuerten

Derartige Steuerschaltungen sind bekannt. Jedoch Siliziumgleichrichter leitend und damit das Flammenist bei ihnen der Aufwand für die Überprüfung der relais erregt zu halten. Diese zusätzlichen Bauelemente Flammenüberwachungseinrichtung und der Sicher- 15 bedingen praktisch kaum mehr Kosten und lassen sich heitseinrichtung recht erheblich. So werden beispiels- meist ohne weiteres in vorhandene Anlagen nachträgweise zur Abschaltung der Anlage in einen sicheren lieh einsetzen.

Zustand des Verbrennungsraumes magnetische Sperr- Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus

schalter verwendet, die relativ teuer sind. Demgegen- den Unteransprüchen. Die Erfindung ist im folgenden

über besteht die Aufgabe der Erfindung in einer 20 an Hand der Darstellungen eines Ausführungsbeispiels

wesentlichen Vereinfachung der schaltungsmäßigen näher erläutert.

Maßnahmen für die Überprüfung der Flammen- Es zeigt *

überwachungseinrichtung, wobei praktisch kaum zu- F i g. 1 das Schaltbild einer Ausführungsform der \

sätzliche Bauelemente benötigt werden sollen, sondern erfindungsgemäßen Steuerschaltung und

die ohnehin vorhandenen Elemente ausgenutzt werden 25 F i g. 2 ein Zeitdiagramm für die einzelnen Kontakte

sollen. Insbesondere soll das Flammenrelais die des Programmschalters.

Funktionen andernfalls zusätzlicher teurer Bauelemente Über Netzklemmen 10, 12 ist die Steuerschaltung für die Abschaltung der Anlage bei fehlerhaftem Auf- an das Netz anschließbar. Die Netzklemme 10 führt treten einer Flamme während der Vorblasperiode über einen Kesselthermostatschalter 14 und einen übernehmen, und außerdem soll die Funktion des 30 Raumthermostatschalter 16 zu einem Startverriege-Flammenrelais während des Prüfintervalls kontrolliert lungsschalter 18. Weitere Schaltungselemente sind ein werden. Auch bei einem nur vorübergehenden fehler- Steuerrelais 20, ein Flammenrelais 22, welches in Reihe haften Auftreten von Flammen vor dem eigentlichen mit einem gesteuerten Siliziumgleichrichter 24 liegt, Verbrennungszyklus soll eine zuverlässige Ab- der auf ein Signal von dem Ultraviolettflammenfühler schaltung der Anlage erfolgen. Ferner soll sich die 35 26 hin anspricht, ein Gebläsemotor 28, der Luft durch Erfindung ohne nennenswerten Aufwand auch bei den Verbrennungsraum bläst, ein Programmschalter bereits bestehenden Steuereinrichtungen verwenden mit einem Zeitsteuermotor 30, welcher Kontakte 30-1 lassen. bis 30-13 betätigt, ein Heizer 32 für den Störungs-

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird schalter, welches die Kontakte 32-1 und 32-2 betätigt, dadurch gelöst, daß die Flammenüberwachungs- 40 ein Zündsteuerer 34, ein Zündbrenner 35, ein Haupteinrichtung durch den Programmschalter für die Dauer brenner 36 und ein Alarmgerät 38. des Vorblas- und Prüfintervalls in einen Zustand um- Der Gebläsemotor 28 wird über die Kontakte 30-1 schaltbar ist, in welchem sie nach einmaligem Auftreten geschaltet. Der Zeitsteuermotor 30 wird über die Prodes Flammensignals das Flammenrelais erregt hält grammschalterkontakte 30-1, die Ruhekontakte 20-2 Q und die Sicherheitseinrichtung zur Abschaltung der 45 und 20-1 des Steuerrelais 20 und die Ruhekontakte Anlage ansprechen läßt, und am Ende des Vorblas- 22-4 des Flammenrelais geschaltet. Wenn das Steuer- und Zündintervalls wieder in den ursprünglichen Zu- relais 20 erregt ist, dann sind die Programmschalterstand zurückgeschaltet wird, in dem das Flammen- kontakte 30-1 über die Arbeitskontakte 20-1 und 20-2 relais auf einzelne Flammensignale gesondert an- des Steuerrelais überbrückt. Ferner besteht über die spricht. Dadurch, daß das Flammenrelais auch bei 50 Programmschalterkontakte 30-2 und 30-3 vom Gekurzzeitigem Auftreten von Flammensignalen erregt bläsemotor28 eine Verbindung zum Zeitsteuergehalten wird und nicht wieder abfällt, wie es bei den motor 30.

bekannten Schaltungen der Fall ist, kenren seine Kon- Die Erregung des Steuerrelais 20 erfolgt über den takte unmittelbar zur Betätigung eines Störungs- Startverriegelungsschalter 18, die Programmschalterschalters der Sicherheitseinrichtung verwendet werden, 55 kontakte 30-4, die Ruhekontakte 32-1 des Störungsweicher nach einer gewissen Auiheizzeit die Anlage schalters und die Programmschalterkontakte 30-5. Die abschaltet. Wenn das FIarr.menrelais nur so lange Spule des Steuerrelais hat eine Anzapfung 40, an erregt wäre, wie tatsächlich eine Flamme vorhanden welche der Heizer32 des Störungsschalters anist, dann wäre es nicht in der Lage, den ohnehin vor- geschlossen ist. Außerdem enthält die Schaltung für handenen, thermisch arbeitenden Stcrungsschalter zu 60 das Steuerrelais die Ruhekontakte 22-1 und Arbeitstetätigen. Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht kontakte 22-2 des Flammenrelais und die Programmdarin, daß ai;ch tei eirem fehlerhaften Ansprechen der schalterkontakte 30-6.

Scr altung des Ffcrr.menfilhlers, obwohl keine Flamme Die Brennstoff- und Zündschaltung wird über die aufgetreten ist, das Fkrrmenrelais anzieht und an- Steuerrelaiskontakte 20-3 und entweder die Flammenge; ogen bleibt, so daß die Anlage abgeschaltet wird 65 relaiskontakte 22-3 oder die Programmschalterkon- und man dem Fehler nachgehen kann. takte 30-7, welche ein Signal an den Verbindungs-In besonderer Ausgestaltung der Erfindung kann punkt42 legen, und die Programmschalterkontakte das Flammenrelais über einen steuerbaren Silizium- 30-8 bis 30-12 erregt.

Die Alarmvorrichtung 38 ist über die Arbeitskontakte 32-2 des Sicherheitsschalters an die Netzklemmen 10 und 12 angeschlossen. Die Prüf- und Überwachungsschaltung werden ebenfalls vom Verbindungspunkt 42 aus gespeist, an den die Primärwicklung 46 eines Transformators 48 über einen Kondensator 44 angeschlossen ist. Der Transformator hat eine angezapfte Sekundärwicklung, deren erster Wicklungsteil 50 eine Ausgangsspannung von 22 Volt liefert und deren zweiter Wicklungsteil 52 eine Ausgangs- io spannung von 600 Volt liefert. Die Anzapfung 54 liegt an Masse, und die Klemme 56 ist über einen Kondensator 58 mit dem auf Ultraviolettstrahlung ansprechenden Flammenfühler 26 verbunden, der beispielsweise

an. Über den Selbsthaltekontakt 20-3 hält sich das Steuerrelais 20 aufrecht, wenn sich die Programmschalterkontakte 30-4 (nach 5 Sekunden) öffnen. 2 Sekunden nach dem Anlauf des Zeitsteujrmotors 30 5 schließen sich die Kontakte 30-1 und überbrücken die jetzt geschlossenen Relaiskontakte 20-1 und 20-2. Nach 5 Sekunden öffnen sich die Kontakte 39-4, so daß das Steuerrelais nur noch über seine Kontakte 20-3 gehalten wird.

7 Sekunden später schließen sich die Programmschalterkontakte 30-13 und schalten damit die Flammenüberwachungsschaltung von ihrem normalen »monostabilen« Zustand in ihren »bistabilen« Zustand um. Im Normalzustand wird der gesteuerte Gleichrichter 24

ein Geiger-Müller-Zählrohr sein kann. Über einen «5 nur leitend gehalten, wenn der Flammenfühler 26 Widerstand 60 ist der Flammenfühler 26 an eine In- dauernd ein Flammensignal liefert, andernfalls schaltet duktionsspule 62, deren Ausgangsleitungen 64 und
66 über an einem Punkt 70 zusammengeschaltete

Dioden 68 an der Eingangsschaltung des gesteuerten

er in seinen Sperrzustand zurück. Im »bistabilen« Zustand bleibt der einmal gezündete Gleichrichter 24 unabhängig vom Steuersignal des Flammenfühlers in

Siliziumgleichrichters 24 liegen, angeschlossen. Ein ao seinem leitenden Zustand, auch wenn beispielsweise Ende der Spule 62 liegt über einen Kondensator 72, der Flammenfühler einen Defekt hat und kein Steuereine zweite Anzapfung 76 unmittelbar an der Masse- signal liefert (selbst wenn es ein vorübergehender Zuleitung 74. stand kurzer Dauer ist).

Die Eingangsschaltung des gesteuerten Silizium- Dieser während der Vorblasperiode stattfindende

gleichrichters enthält drei Kondensatoren 80,82 und 84 25 Prüfzyklus für das Funktionieren des Flammen- und drei Widerstände 86, 88 und 90. Das durch dieses fühlers und der Flammenrelaisschaltung wird 26 Se-Impulsformernetzwerk erzeugte Signal wird der Steuer- künden lang fortgesetzt; anschließend öffnen sich Proelektrode 92 zugeführt, welche über einen Widerstand grammschalterkontakte 30-13, so daß die Flammen-94 und eine Diode 96 ihre Vorspannung vom Endpunkt relaisschaltung in ihren »monostabilen« Zustand zu-98 der 22-Volt-Wicklung 50 erhält. Die Hauptstrom- 30 rückkehrt. Sollte eine zusätzliche eine Flamme simustrecke des Siliziumgleichrichters liegt in Reihe mit der lierende Prüffolge während des Reinigungszyklus Spule des Flammenrelais 22, welcher einer Freilauf- durchgeführt werden, so kann sie entweder vor odsr diode 100 parallel geschaltet ist. Die Wicklung 50 nach diesem Prüfzyklus eingefügt werden,
ist mit einem Spannungsspitzen-Unterdrückungs- Am Ende des Prüfzyklus werden die Ruhekontakte

kondensator 102 überbrückt. Eine Diode 104 rieh- 35 22-4 des Flammenrelais durch die Programmschaltertet die Wechselspannung für das Flammenrelais kontakte 30-3 überbrückt, und zur gleichen Zeit wird gleich. durch Schließen der Programmschalterkontakte 30-5

Zur Umschaltung der Flammenüberwachungsein- die gesamte Wicklung des Steuerrelais 20 erregt, so richtung während der Vorblasperiode dient eine daß der durch den Heizer 32 über die Programm-Speicherschaltung, die einen Widerstand 108, einen 40 Schalterkontakte 30-5 und die Flammenrelaiskontakte Kondensator 110 und Programmschalterkontakte 30- 22-1 fließende Strom den Heizer betriebsmäßig auf-13 enthält. Wie sich aus den eingetragenen Größen für heizt.

die Schaltungselemente ergibt, ist die Zeitkonstante Durch das Zusammenwirken der Programmschalter-

dieser Speicherschaltung genügend groß, so daß beim kontakte 30-7 bis 30-12 wird eine Zündfolge einschließen der Kontakte 30-13 die an der Hauptstrom- 45 geleitet. Die Kontakte 30-9 schließen sich nach 25 Sestrecke des gesteuerten Gleichrichters 24 liegende künden, die Kontakte 30-8 nach 35 Sekunden, so daß Gleichspannung nicht periodisch unterbrochen wird, dann der Zündsteuerer 34 und der Zündbrenner 35 wie es bei offenen Programmschalterkontakten 30-13 an Spannung liegen. Dann soll die Zündflamme entder Fall wäre. Dadurch bleibt der einmal gezündete stehen und durch den Fühler 26 abgefühlt werden, so Gleichrichter 24 auch nach Verschwinden seiner 50 daß das Flammenrelais 22 erregt wird und seine Kon-Steuerspannung leitend und hält das Flammenrelais 22 takte 22-2 und 22-3 schließt, seine Kontakte 22-1 und angezogen. 22-2 dagegen öffnet. Nach einer 3 Sekunden

Bei geschlossenen Schaltern 14, 16 und 18 fließt ein dauernden Versuchszeit öffnen die Programmschalter-Strom durch die Kontakte 30-4 des Programmschal- kontakte 30-7, so daß der Brennzustand nur durch die ters, die Ruhekontakte 32-1 des Störungsschalters, die 55 geschlossenen Flammenrelaiskontakte 22-3 aufrecht-Ruhekontakte 22-1 des Flammenrelais, den Heizer 32 erhalten werden kann. Die Zündung endet nach des Störungsschalters und über die Anzapfung 40 durch 39 Sekunden, und ein Übergang zu der Hauptbrennden unteren Teil der Wicklung des Steuerrelais 20, so Stoffleitung tritt nach 45 Sekunden durch Schließen daß dieses erregt wird und seine Kontakte 20-1, 20-2 der Kontakte 30-12 ein. Der Stromfluß durch den und 20-3 betätigt. Hierdurch wird die richtige Lage 60 Zündbrenner wird nach 49 Sekunden durch öffnen des Flammenrelais (über dessen Ruhekontakte 22-1) der Kontakte 33-11 unterbrochen,
und der Durchgang des Heizers 32 geprüft. Die Ar- Beim Erregen des Flammenrelais 22 halten sich die

beitskontakte 20-1 und 20-2 des Steuerrelais schließen Kontakte 22-1 geöffnet (und dabei den Strom durch den Kreis für die Erregung des Gebläsemotors 28, den Heizer 32 unterbrochen). Beim öffnen der Prowodurch eine Vorblasperiode eingeleitet und der 65 grammschalterkontakte 30-2 nach 52 Sekunden bleibt Strömungsschalter geschlossen wird. Ferner läuft der Zeitsteuermotor 30 stehen. Die Schaltung bleibt über die Programmschalterkontakte 30-2 und die in Betrieb, bis der Betriebsschalter 16 geöffnet wird Flammenrelaiskontakte 22-4 der Zeitsteuermotor 30 und das Hauptbrennerventil 36, das Steuerrelais 20

und die Flammenüberwachungsschaltung stromlos wird. Die Kontakte 20-1 und 20-2 kehren in ihren geschlossenen Ruhezustand zurück und schließen einen Kreis durch die nunmehr geschlosssnen Flammenrelaiskontakte 22-4 zum erneuten Anlaufen des Zeit-Steuermotors, der 8 Sekunden läuft, bis die Kontakte 30-1 sich öffnen und damit den Programmzyklus beenden.

Sollte während des Prüfzyklus (7 bis 33 Sekunden) ein Flammensignal auftreten, dann wird das Flammenrelais erregt und bleibt erregt, unabhängig davon, ob das Signal nur vorübergehend oder von Dauer ist. Ein Kreis für die Erregung der gesamten Relaisspule 20 wird durch die dann geschlossenen Flammenrelaiskontakte 22-2 geschlossen, und es fließt ein Strom in dem Heizer 32, der genügend groß zur Betätigung der Kontakte 32-1 und 32-2 ist. Durch das Schließen der Kontakte 32-2 wird ein Alarm ausgelöst. Durch das Öffnen der Kontakte 32-1 wird die Steuerrelaisspule abgeschaltet, so daß sich die Kontakte 20-3 öffnen und keine weitere Zündfolge mehr eingeleitet werden kann.

Die Steuerrelaisruhekontakte 20-1 und 20-2_schließen, und wenn das Flammenrelais 22 infolge Öffnens der Kontakte 20-3 abgeschaltet wird, dann wird ein Stromkreis für den Zeitsteuermotor über die Programmschalterkontakte 30-1, die geschlossenen Steuerrelaiskontakte 20-1 und 20-2 und über die Arbeitskontakte 22-4 das Flammenrelais geschlossen. Dieser Stromkreis bleibt geschlossen, und der Zeitsteuermotor läuft, bis die Programmschalterkontakte 30-1 sich nach 60 Sekunden öffnen. Das System wird dabei ohne Zünden einer Flamme in sicheren Zustand zurückgestellt und kann nicht von neuem gestartet werden, ehe nicht die Störungsschaltung 32, 32-1, 32-2 von Hand zurückgestellt ist.

Wenn während des Prüfzyklus kein Fehlerflammensignal erzeugt wird und nach 35 Sekunden eine Zündfolge eingeleitet wird und wenn das Flammenrelais 22 nach Feststellen einer Flamme innerhalb eines Zeitraumes von 38 Sekunden angezogen hat, dann wird der normale Brennerbetrieb eingeleitet und aufrechterhalten, bis der Thermostat (durch Öffnen des Schalters 16) abschaltet. Sollte während dieses Zeitraumes ein Fehler der Flamme auftreten, dann wird der Heizer 32 erregt und öffnet nach kurzer Zeit die Kontakte 32-1. Das System wird dann in den oben beschriebenen Sicherheitszustand umgeschaltet, und die Alarmvorrichtung 38 wird über die Kontakte 32-2 des Störungsschalters betätigt, der von Hand zurückgestellt werden muß.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Elektrische Steuerschaltung für Brenneranlagen, mit einem Programmschalter zur Steuerung eines Vorblas- und Prüfintervalls, eines Zündintervalls und eines Verbrennungsintervalls und mit einer Flammsnüberwachungseinrichtung, die einen Flammenfühler und ein Flammenrelais aufweist und nur bei Vorhandensein einer Flamme im Verbrennungsintervall die Brennstoffzufuhr aufrechterhält, bei fehlerhaftem Auftreten einer Flamme im Vorblas- und Prüfintervall dagegen eine Sicherheitseinrichtung zur Abschaltung der gesamten Anlage in Tätigkeit setzt, dadurch gekennzeichnet, daß die Flammenüberwachungseinrichtung (22, 24, 26) durch den Programmschalter (30, Kontakt 30-13) für die Dauer des Vorblas- und Prüfintervalls in einen Zustand umschaltbar ist, in welchem sie nach einmaligem Auftreten des Flammensignals das Flammenrelais (22) erregt hält und die Sicherheitseinrichtung (32, 32-1, 32-2) zur Abschaltung der Anlage ansprechen läßt, und am Ende des Vorblas- und Zündintervalls wieder in den ursprünglichen Zustand zurückgeschaltet wird, in dem das Flammenrelais auf einzelne Flammensignale gesondert anspricht.

2. Steuerschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Flammenrelais (22) über einen steuerbaren Siliziumgleichrichter (24) betätigt wird, dessen Zündelektrode das Flammensignal zugeführt wird und dessen Hauptstromstrecke mit Hilfe eines Kontaktes (30-13) des Programmschalters einer Speicherschaltung mit einem ÄC-Glied (108, 110) parallel schaltbar ist, dessen Zeitkonstante ausreichend groß bemessen ist, um den der Hauptstromstrecke des Gleichrichters (24) in Form gleichgerichteter Halbwellen zugeführten Strom auf einen zum Aufrechterhalten des Leitungszustandes des Gleichrichters (24) ausreichenden Wert zu halten.

3. Steuerschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sicherheitseinrichtung Kontakte (32-1, 32-2) aufweist, die bei Stromfiuß durch einen Heizer (32) betätigt werden und von Hand rückstellbar sind.

4. Steuerschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Programmschalter einen Zeitsteuermotor (30) aufweist, der eine Mehrzahl von Kontakten (30-1 bis 30-13) betätigt.

5. Steuerschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Flammenfühler (26) ein Geiger-Müller-Rohr ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen