DE2222260C2 - Steuerschaltung für eine Brenneranlage - Google Patents

Description

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Die Steuerschaltung einer Brenneranlage schaltet bekanntlich die zur Anlage gehörenden Organe nach einem bestimmten Zeitplan ein und überwacht den Verbrennungsvorgang. Hierbei bemißt der Programmschalter die Vorlüft- bzw. Vorzündzeit die Nachzündzeit und die Zeitspannen zwischen der Freigabe der einzelnen Brennerstufen.

Die Erfindung betrifft eine Steuerschaltung für eine Brenneranlage mit einem Flammenwächter, einem Störschalter und einem Programmschalter, der zeitlich aufeinanderfolgend eine Zündeinrichtung und mindestens ein Brennstoff-Freigabeorgan einschaltet und der aus mehreren funktionell in Reihe geschalteten elektronischen Zeitgliedern besteht, die jeweils ein *>o RC-GWed und einen Schwellenschalter aufweisen, wobei der Widerstand des ÄC-Gliedes in den Eingang des Schwellenschalters geschaltet ist.

Die deutsche Offenlegungsschrift 19 30 750 zeigt eine solche Steuerschaltung. Als Schwellenschalter dient ^h» eine Doppelbasisdiode, deren Steuereingang der Kondensator des /?C-Gliedes parallel geschaltet ist. Beim Erreichen einer bestimmten Kondensatorspannung wird an ein Relais ein Impuls abgegeben, welches dadurch anzieht und sich über einen Selbsthaltekontakt an Spannung hält Da somit für jedes Zeitglied ein Relais mit einem Selbsthaltekontakt erforderlich ist, ist die bekannte Steuerschaltung aufwendig, störungsanfällig und für die Herstellung in integrierter Schaltungstechnik nicht geeignet

Aus dem Applikations-Handbuch der LogikrSerie H 100, Seiten 87 bis 88 ist es bekannt die dynamische Störsicherheit von invertierenden Gattern dadurch zu erhöhen, daß in Reihe mit dem Eingang des Gatters ein Widerstand geschaltet und das Gatter mit einem Kondensator fiberbrückt wird. Hierbei wirkt das Gatter im Umschaltzeitpunkt wie ein Miller-Integrator, wobei die Ausgangsspannung des Gatters infolge der Gegenkopplung während der durch den Widerstand und den Kondensator bestimmten Verzögerungszeit linear ansteigt bzw. abfällt Eine Sprungfunktion der Ausgangsspannung kann durch Nachschalten eines weiteren Gatters erzielt werdeis.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfache Steuerschaltung der eingangs genannten Art zu schaffen, die ohne mechanische Kontakte auskommt und bei der die Programmschaltung in integrierter Schaltungstechnik hergestellt ist

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung an Hand der Zeichnungen näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 eine Steuerschaltung, F i g. 2 ein Zeitglied und F i g. 3 und 4 Varianten des Zeitgliedes.

In der Fig. 1 bedeutet 1 einen Flammenwächter mit einem Flammenfühler 2 und einem Verstärker 3. Dem Verstärker 3 ist ein Antivalenztor 4, ein Zeitglied 5 zur Bemessung der Sicherheitszeit und ein Störschalter 6 nachgeschaltet

Ein Programmschalter 7 besteht aus unmittelbar in Reihe geschalteten Zeitgliedern 8, 9 und 10. Dem Zeitglied 8 ist ein Flipflop 11 vorgeschaltet das vom Verstärker 3 und von einem Impulsgeber 12 gesteuert ist Der Impulsgeber 12 liegt an Spannung, wenn ein Thermostatschalter 13, der auch ein Gebläse 14 steuert Wärme verlangt

Der Eingang des Zeitgliedes 8 ist an einen nichtinvertierenden Eingang eines UND-Tores 15 und der Ausgang dieses Zeitgliedes an einen invertierenden Eingang des UND-Tores 15 angeschlossen. In gleicher Weise ist der Eingang des Zeitgliedes 9 mit einem nichtinvertierenden Eingang eines UND-Tores 16 und der Ausgang dieses Zeitgliedes mit einem invertierenden Eingang des UND-Tores 16 verbunden. Das UND-Tor 15 kann durch öffnen eines Schalters 17 gesperrt werden. Ein ODER-Tor 18 faßt die Ausgänge der UND-Tore 15,16 zusammen und führt über einen kontaktlosen Wechselstromschalter 19 zu einer Zündeinrichtung 20. An die Ausgänge der Zeitglieder 8,9 und 10 sind Brennstoff-Freigabeorgane 21, 22 und 23 angeschlossen, denen jeweils ein kontaktloser Wechselstromschalter 24,25,26 vorgeschaltet ist

Die Zeitglieder 5,8,9 und 10 weisen gemäß der F i g. 2 einen Schwellenschalter auf, der mit einem Kondensator 28 überbrückt ist und in dessen Eingang ein Widerstand 29 geschaltet ist. Als Schwellenschalter eignet sich vorzüglich ein in integrierter Schaltungstechnik ausgeführtes Logikgatter 27, wobei nur ein einziger Eingang verwendet wird. Die Zeitglieder sind

vorzugsweise in der sogenannten COS/MOS-Schaltungstechnik (komplementär-symmetrische MOS-Techw>Iogie) ausgeführt, wodurch sich bei geringen Herstellungskosten und niedrigem Leistungsverbrauch eine hohe Störsicherheit ergibt

Das Zeitglied nach der F i g. 2 arbeitet wie folgt:

Wenn seine Eingangsspannung vom logischen Zustand 0 in den logischen Zustand L wechselt, wird der Kondensator 28 fiber den Widerstand 29 aufgeladen. Sobald die Spannung am Eingang des Schwelienschal ters dessen Schwellenwert erreicht, springt die Ausgangsspannung des Zeitgliedes von 0 auf L und der Ladevorgang des Kondensators 28 wird beendet Die Ausgangsspannung des Zeitgliedes springt hierbei von 0 auf L. Entsprechendes gilt bei einem Eingangssprung von L auf 0. Die Verzögerungszeit des Zeitgliedes kann durch entsprechende Wahl der Zeitkonstante des /IC Gliedes 28, 29 beliebig festgelegt werden. Es ist leicht erkennbar, daß sich ein Störimpuls, der kürzer ist als die Veraögerungszeit, nicht auswirken kann.

Die Verzögerungszeit des beschriebenen Zeitgliedes kann durch Steuerung des Widerstandes 29 in beliebiger Weise kontinuierlich oder in Stufen verändert werden. Im Beispiel nach der Fig.3 ist der Widerstand 29 je nach der Stellung eines Schalters 30 durch einen Widerstand 31 oder durch die Parallelschaltung zweier Widerstände 31,32 gegeben. In der Variante nach der Fig.4 wird der Widerstand 29 durch die Parallelschaltung eines Widerstandes 33 mit der Reihenschaltung eines Widerstandes 34 und einer Diode 35 gebildet und ist somit stromrichtungsabhängig. Bei der dargestellten Polung der Diode 35 ist die Verzögerungszeit des Zeitgliedes bei einem Eingangssprung von 0 auf L vom Widerstand 33 und bei einem Eingangssprung von L auf 0 von der Parallelschaltung der Widerstände 33, 34 abhängig, im zweiten Fall also entsprechend kürzer.

Im folgenden wird die Arbeitsweise der Steuerschaltung nach der F i g. 1 erläutert Hierbei wird von der beispielsweisen Annahme ausgegangen, daß das Zeitglied 5 gemäß der Fig.3 und die Zeitglieder 8 bis 10 gemäß der F i g. 4 ausgeführt sind.

Wenn der Thermostatschalter 13 schließt die Brenneranlage also in Betrieb genommen werden soll, wird das Gebläse 14 eingeschaltet und der Impulsgeber 12 sowie ein nicht dargestelltes Netzteil an Spannung gelegt Der Impulsgeber 12 gibt einen Impuls an das Flipflop 11 ab, wodurch dieses in seine Betriebslage gekippt wird. Im dargestellten Beispiel wirkt der Impulsgeber 12 unmittelbar auf das Flipflop 11 ein. Die Anordnung kann aber auch derart getroffen werden, daß bei der Abgabe eines Impulses durch den Impulsgeber 12 vorerst die Funktionsfähigkeit des Flammenwächters 1, des Antivalenztores 4, des Zeitgliedes 5 und des Störschalters 6 geprüft und erst dann das Flipflop 11 gekippt wird.

Beim Einschalten des Netzteils wird der Flammenwächter 1 in Betrieb genommen. Im Falle von Fremdlicht gibt dieser ein L-Signal an den einen Eingang des Antivalenztores 4 ab. Da an dessen zweitem Eingang ein O-Signal ansteht spricht dieses an, und über das Zeitgüed 5 wird der Störschalter 6 ausgelöst Wenn hingegen kein Fremdlicht vorliegt wird der Inbetriebsetzungsvorgang ordnungsgemäß fortgesetzt

Durch das Kippen des Flipflop U entsteht an dessen Ausgang ein Spannungssprung von 0 auf L, der die Zeitglieder 8 bis 10 mit der ihnen eigenen Zeitverzögerung durchläuft
Das Zeitglied 8 bestimmt die Vorlüftzeit Die

ίο Zündeinrichtung 20 wird bei eingeschaltetem Schalter 17 schon beim Kippen des Flipflop 11, bei geöffnetem Schalter jedoch jetzt erst nach Ablauf der Vorlüftzeit über das UND-Tor 16 in Betrieb genommen. Wenn nach beendeter Vorlüftzeit am Ausgang des Zeitgliedes 8 ein L-Signal auftritt wird das Brennstoff-Freigabeorgan 21 an Spannung gelegt und damit die erste Brennerstufe, z.B. ein Pilotbrenner, eingeschaltet Gleichzeitig erscheint am zweiten Eingang des Antivalenztores 4 ein L-SignaL Der Flammenwächter 1 muß nun innerhalb der durch das Zeitglied 5 festgelegten Sicherheitszeit eine Flamme anzeigen, anderenfalls erfolgt durch den Störschalter 6 eine Störabschaltung der Anlage.

Das Zeitglied 9 bemißt die Nachzündzeit Wenn an seinem Ausgang ein L-Signal auftritt wird das UND-Tor 16 gesperrt und dadurch die Zündeinrichtung 20 ausgeschaltet Gleichzeitig wird das Brennstoff-Freigabeorgan 22 und damit die zweite Brennerstufe eingeschaltet Beim Ansprechen des Zeitgliedes 10 schließlich wird das Brennstoff-Freigabeorgan 23 und damit die dritte Brennerstufe in Betrieb genommen.

Bei einm Flammenabriß im Betrieb wirkt der Flammenwächter 1 unmittelbar auf das Flipflop 11 ein und setzt dieses in seine Ruhelage zurück. Dadurch nehmen auch die Zeitglieder 8 bis 10 mit der ihnen eigenen Zeitverzögerung ihre Ausgangslage wieder ein und schalten die Brennstoff-Freigabeorgane 21 bis 23 aus. Durch entsprechende Dimensionierung des Widerstandes 34 (F i g. 4) der Zeitglieder 8 bis 10 kann erreicht werden, daß die Ausschaltung der Brenneranlage bei einem Flammenabriß sehr rasch erfolgt Beim nächsten Impuls des Impulsgebers 12 wird das Flipflop 11 wieder gesetzt und ein neuer Inbetriebsetzungsvorgang eingeleitet
Mit Hilfe des Schalters 30 (Fig.3) kann die Zeitkonstante des Zeitgliedes an den Betriebszustand der Brenneranlage angepaßt werden. Beispielsweise kann die Sicherheitszeit während des Inbetriebsetzungsvorgangs groß, im Betrieb aber klein gewählt werden. Hierbei kann der Schalter 30 z. B. durch einen vom Ausgang des Zeitgliedes 10 gesteuerten Feldeffekttransistor gebildet sein. Der Schalter 30 kann aber beispielsweise auch manuell bedient werden, um die Sicherheitszeit den jeweiligen Gegebenheiten der Brenneranlage anzupassen.

Die zu steuernden Organe können mit Hilfe von Logikschaltungen in beliebiger Weise mit den in Reihe geschalteten Zeitgliedern verknüpft werden, wie dies am Beispiel der Zündeinrichtung 20 gezeigt ist S c h u t ζ wird für die Gesamtheit der Merkmale

ho des Anspruchs !begehrt

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Steuerschaltung für eine Brenneranlage mit einem Flammenwächter, einem Störschalter und einem Programmschalter, der zeitlich aufeinanderfolgend eine Zündeinrichtung und mindestens ein Brennstoff-Freigabeorgan einschaltet und der aus mehreren funktionell in Reihe geschalteten elektronischen Zeitgliedern besteht, die jeweils ein RC-Glied und einen Schwellenschalter aufweisen, wobei der Widerstand des ÄC-Gliedes in den Eingang des Schwellenschalters geschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwellenschalter ein nichtinvertierendes Logikgatter (27) ist, das mit dem Kondensator (28) des ÄC-Gliedes (28, 29) überbrückt ist, daß die elektronischen Zeitglieder (8 bis 10) galvanisch in Reihe geschaltet sind, daß die Zeitglieder (5, 8 bis 10) in integrierter COS/MOS-Schaltungstechnik ausgeführt und daß die vom Programmschalter (7) gesteuerten Organe (20 bis 23) über Logikschaltungen an die in Reihe geschalteten Zeitglieder (8 bis 10) angeschlossen sind.

2. Steuerschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bemessung der Sicherheitszeit für den Störschalter ein weiteres gleiches Zeitglied (5) vorgesehen ist, das aus einem mit einem Kondensator (28) eines ÄC-Gliedes (28, 29) überbrückten Logikgatter (27) besteht

3. Steuerschaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitkonstante des weiteren Zeitgliedes (5) in zwei Stufen veränderbar und vom Programmschalter (7) gesteuert ist

4. Steuerschaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der in den Eingang des Logikgatters (27) geschaltete Widerstand (29) stromrichtungsabhängig ist

5. Steuerschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zündeinrichtung (20) über eine Logikschaltung (15, 16, 18) an den to Eingang und den Ausgang mindestens eines Zeitgliedes (8,9) angeschlossen ist