DE2230939B2 - Flammenüberwachungsvorrichtung für einen Feuerungsautomaten - Google Patents

Description

3 ^V 4

tromagnetische Einrichtung zur Brennstofffreigabe kontakt a 1 wird für Erhaltung der Betriebscharakte-

nicht nur die ihr zustehende Funktion erfüllt, son- ristik gesorgt, wenn der thermisch verzögerte Kon-

dern zugleich eine Aufgabe als Schaltungselement in takt W₁ wieder öffnet.

einer Schaltung erfüllt, nämlich a!s Widerstand zur Spannungsschwankungen verschieben auch hier Veränderung des Schaltpunktes des Schaltverstär- 5 den Betriebspunkt lediglich zwischen 8" und 9". Erkers, folgt jedoch ein Flammenausfall, so wird unter allen

Die Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der Umständen die Ausschaltkurve 5" unterschritten, und

erfindungsgemäßen Flammenüberwachungsvorrich- das RelaisR fällt ab, womit Kontakt al geöffnet

rung erfolgt an Hand der Zeichnungen. Es zeigt wird, so daß auch auf die Fremdhelligkeitstest-Cha-

Fig 1 eine Charakteristik über das Schaltverhal- io rakteristik geschaltet wird. Je nach Betriebsspannung

ten eines Flammendetektors in Funktion von Be- und Fremdhelligkeitspegel erfolgt nun ein erneuter

triebsspannung und Helligkeit, Startzyklus (Punkt T) oder Störungsmeldung (Punkt

Fig.2 die Charakteristiken für die erfindungsge- 10'). Auf keinen Fall aber bleibt eine Störung der

mäße Flammenüberwachungsvorrichtung, Flamme unentdeckt. Die meisten bekannten Feue-

F i g. 3 ein Schaltungsdiagramm der erfindungsge- 15 rungsautomaten weisen funktionell ähnliche oder

mäßen Flammenüberwachungsvorrichtung, gleiche Bestandteile auf. Im Schaltschema der F i g. 3

F i g. 4 eine Aufsicht auf die mechanische Ausfüh- stellen die Kontakte a 1 und a 2 vom Relais R zu be-

rung eines Gerätes, für welches die Erfindung geeig- tätigende Kontakte für die Speisung eines Thermore-

net ist lais TR bzw. für die Speisung einer elektromagneti-

In den Diagrammen der Fig. 1 und 2 ist die »° sehen Einrichtung zur Brennstofffreigabe AF₁ oder Ebene aller möglichen Betriebspunkte für eine gege- der Zündeinrichtung ZT je nach Stellung des Therbene Betriebsspannung und Helligkeit durch die mokontaktes trl dar. Der Kontakt trl wird über Kurven 5 (Ausschalten) und 6 (Einschalten) bzw. 5', eine Sprungfeder von einem Bimetallelement betä-6'; S", 6" in drei Flächen unterteilt, von denen A tigt. Der Ruhekontakt a 2 wird geöffnet, sobald das dem zulässigen Bereich für Fremdhelligkeit, B dem *5 Relais R stromführend wird, d. h., wenn entweder zuzulässigen Bereich für die Flammenhelligkeit und C viel Fremdhelligkeit vorliegt oder eine Flamme vorder Sicherheitszone entspricht. Der Funktionsablauf liegt. Der Kontakt al kann nur dann umschalten, bei einem bekannten Gerät ist dabei der folgende: wenn durch genügend weite Ausbiegung des Ther-

Beim Einschalten wird in der Regel zuerst ein morelais TR, entsprechend einem Umschalten des

Fremdhelligkeitstest durchgeführt. Hat diese z.B. 30 Thermokontaktes trl, eine damit verbundene me-

den WertH₁, so spricht die Schaltung für einen Be- chanische Verriegelungseinrichtung den Kontakt al

triebsspannungswert bis U₁ nbht an. Für eine Be- freigibt.

triebsspannung größer IZ₁ z.B. U₂ erfolgt Anzeige Beim Einschalten befinden sich alle Schaltkon- und Störungsmeldung. Für Betriebsspannungswerte takte in der durch F i g. 3 dargestellten Lage. Durch oberhalb U₃ erfolgt sicher keine Störungsmeldung 35 Schließen des Kontaktes Th eines Thermostaten wernach ordnungsgemäßem Inbetriebsetzen und späte- den der Lüftermotor M und die Zündung ZT, diess rem Flammenausfall. Für andere Fremdhelligkeits- via Ruhekontakt α 2, eingeschaltet. Der Ruhekontakt werte ändern sich lediglich die entsprechenden Be- a 2 und Kontakt a 1 bleiben vorerst in der gezeichnetriebsspannungswerte. Ergibt der Test z. B. den Be- ten Lage, sofern nicht eine Fremdhelligkeit auftritt, triebspunkt 7, so kann die Anlage in Betrieb gesetzt 40 welche ausreichend ist, um den Schaltverstärker 8 werden. Beim Auftreten der Flamme mit der Flam- und damit das Relais R zu schalten. Dies entspricht menhelligkeit H₂ verschiebt sich der Betriebspunkt der Vorventilations-und Vorzündzeit.
nach 8. Spannungsschwankungen haben keinen wei- Mit dem vorher erwähnten Schließen des Kontakteren Einfluß auf den Zustand der Schaltung. Bei tes Th des Thermostats beginnt sich die Heizwickeiner Zunahme auf den Wert U₂ wird lediglich der +5 lung TR des Thermorelais 13 über den Kontakt al Betriebspunkt nach 9 verschoben. Erfolgt nun aber aufzuheizen und die Anordnung mit dem Verbinein Flammenausfall, so fällt der Betriebspunkt auf dungsteil 19 in Fig.4 nach rechts auszubiegen und den Fremdhelligkeitswert H₁ zurück. Je nach Be- die Verriegelungsplatte 33 unter Freigabe der Ankertriebsspannung wird der Flammenausfall nun regi- feder 39 um einen Punkt 0 auszudrehen. Wenn der striert (Punkt 7) oder nicht (Punkt 10). Diese Unzu- 50 durch die Lage einer Kippfeder gegebene Umschaltlässigkeit vermeidet die Schaltung nach Fig. 3, in- punkt des Kontaktes trl erreicht wird, schaltet diedem durch die Schaltkontakte a 1. a 2, tr 1 eine Um- ser und gibt durch Betätigung der elektromagnetischaltung der Charakteristiken der Schaltempfind- sehen Einrichtung zur Brennstofffreigabe, z. B. eines lichkeit erreicht wird, wodurch eine Sicherheitszo- Brennstoffventils RK₁, die Brennstoffzufuhr frei.
neC im Diagramm der Fig.2 ein Überlappen der 55 Bei Erscheinen der Flamme schaltet das RelaisR. Bereiche Λ und B für die der Zone C entsprechenden Damit wird die Funktion des Ruhekontaktes α 2 vom Helligkeitswerte innerhalb des zulässigen Spannungs- umgeschalteten Kontakt al übernommen, und gleichbereiches verhindert. Der Fremdhelligkeitstest ver- zeitig wird die Heizwicklung TR des Thermorelais 13 läuft ähnlich wie oben beschrieben, wobei eine abgeschaltet. Bis durch Abkühlung der Bimetallfeder Fremdhelligkeit H₁ mit einer vorhandenen Betriebs- 60 15 der Rückschaltpunkt des Kontaktsatzes trl erspannung U₃ den Betriebspunkt 7' ergibt, der keine reicht ist, bleibt die Zündung eingeschaltet. Dies ent-Störungsmeläung verursacht. Mit der Brennstofffrei- spricht der Nachzündzeit. Durch Umschaltung dieses gäbe wird durch einen meist thermisch verzögerten Kontaktes irl wird die Zündung ausgeschaltet, und Kontakt tr 1 die Charakteristik umgeschaltet, so daß bei Bedarf wird über den freien Kontaktanschluß 49 nun wesentlich größere Helligkeiten notwendig sind, 65 des Kontaktsatzes tr 1 ein weiteres Ventil für einen um die Schaltröhre Rö und damit das Relais R zu Zweisvufenbetrieb eingeschaltet. Damit ist der Noraktivieren, entsprechend dem Bereich B'. Die Flam- malbetrieb erreicht. Erfolgt ein Flammenausfall, fällt menhelligkeit H'₂ bewirkt dies, und durch den Relais- das Relais R ab. Damit ist schaltungsmäßig der an-

fängliche Betriebszustand erreicht, und es erfolgt ein Verringerung des Fotowiderstandswertes durch Beerneuter vollständiger Startzyklus, wie vorstehend be- leuchten genügt, um die Röhre Rö zu zünden. Damit schrieben wurde. Es besteht somit die gewünschte ist die große Empfindlichkeit gegeben. Im Betrieb ist Repetition. Widerstand R 3 via Schalter al parallel zu Λ 2 ge- ;

Wenn durch einen zu hohen Fremdhelligkeitspegel 5 schaltet, so daß der Spannungsteiler mit dem Foto- ;

das Relais R sofort nach Schließen des Thermostat- widerstand F eine kleinere Spannung an Z gegenüber j

kontaktes Th anzieht, wird der Ruhekontakt a 2 ge- der Kathode ergibt und somit eine größere Hellig- >

Öffnet, womit Zündung ZT und Brennstoffventil RV_x keit am FotowiderstandF notwendig ist, um die

sofort abgeschaltet werden, Kontakt a 1 bleibt aber Röhre Rö zu zünden. Die Lage der Schaltcharakteri-

in^:seiner ursprünglichen Lage, da die Ankerfeder 39, io stiken 5', β', 5", 6" in Fig. 2 in bezug auf die schal- i

wie vorgängig beschrieben wurde, durch die Nase 43 tenden Helligkeitswerte hängt von der Größe von j

der Verriegelungsplatte 33 in der Einbuchtung 41 R 3 ab, so daß es möglich ist, durch geeignete Wahl j

auf der nach Kontaktsatz a 1 tragenden Hälfte der dieses einzigen Widerstandes R 3 die Flammenüber- <

Ankerfeder 39 festgehalten wird. Diese Situation wachungsvorrichtung allen praktisch auftretenden ■

bleibt so lange bestehen, bis durch die überweite 15 Einsatzbedingungen anzupassen. \

Ausbiegung der Bimetallfeder 15 die Schaltplatte 25 Die einfache Ausführung der beschriebenen Funk- j

zurückgezogen und damit der Störabschaltkontakt- tionen wird wesentlich dadurch ermöglicht, daß die ■

satz tr % das Gerät abschaltet. Eine Störabschaltung außerhalb des eigentlichen Gerätes liegende elektro- j

findet auch statt, wenn der Anlauf ordnungsgemäß magnetische Einrichtung zur Brennstofffreigabe, also j

verläuft, die Verriegelungsplatte 33 die Ankerfeder ao ein Magnetventil oder ein Motor, zur Erfüllung der ]

39 freigibt, aber durch Ausbleiben der Flamme das notwendigen Schaltfunktionen mit herangezogen ^!

Relais/? nicht aufzieht und deshalb der Kontaktsatz wird.

a 1 in der gleichen Lage bleibt. Es erfolgt also auch Bedingung für Unabhängigkeit in bezug auf Un- ·

in diesem Falle eine Heizung der Bimetallfeder 15 terschiede in den elektrischen Daten dieser Apparate,

bis zur Störabschaltung. »5 wie Wicklungswiderstand, Induktivität und Streuka-

Das Umschalten der Charakteristiken erfolgt nun pazität, ist, daß ihre Werte (praktisch stets niederoh-

so, daß durch eine sinnreiche Ausnützung der in bis- mig) den Spannungsteiler nicht wesentlich beeinflus-

herigen Automaten in ihrer Funktion beschriebenen sen, was durch eine hochohmige Ausführung dessel-

Kontakteel, al und tr_v der Spannungsteiler, gebil- ben ermöglicht wird. Praktische Werte für die be- i

det aus den WiderständenR2, A3, der elektroma- 30 schriebene Ausfühningsform für einen Betrieb an

gnetischen Einrichtung zur Brennstofffreigabe RV₁ einem 220-V-Einphasennetz sind für und dem Flammendetektor, zweckmäßigerweise ein

Fotowiderstand F, dem ebenfalls bereits vorhande- ff* * Megaohm nen Schaltverstärker S und Schaltelementen geändert ^K* 2,7 Megaohm, wird. Damit ändert sich auch die notwendige Hellig- 35 Für den Fotowiderstand F gelangt vorzugsweise keit für den Fotowiderstand F, damit dieser einen ebenfalls eine hochohmige Ausführung zur Anwen-Widerstandswert erreicht, der an der Schaltelektro- dung. _: de Z der Schaltröhre Rö die Zündspannung erzielen Diese Überlegungen bedingen grundsätzlich ebenläßt. Beim Fremdhelligkeitstest sind Widerstand R 3 falls die Verwendung eines hochohmigen Schaltveriind Magnetventil- oder Motorwicklung RV₁ in Se- 40 stärkers5, wie er mit einer Kaltkathodenröhre Rö ge ne dem Fotowiderstand F parallel geschaltet, so daß geben ist. Es können aber auch andere empfindliche der Spannungsteiler mit Widerstand R 2 an der Zünd- Schaltelemente oder ein sehr empfindliches Relais elektrode Z gegenüber der Kathode K eine relativ mit der erfindungsgemäßen Anordnung kombiniert große Spannung entstehen läßt, so daß eine kleine werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

ι 2 nun einerseits durch die unvermeidliche Hysterese Patentansprüche: der elektrischen Schaltelemente und andererseits durch mögliche Schwankungen der Betiiebsspan-

1. Flammenüberwachungsvorrichtung für einen nung. Dadurch kann die sichere Funktionsweise der Feuerungsautomaten mit einem Flammendetek- 5 Schaltung so weit beeinträchtigt werden, daß durch tor, einer von der Flammenüberwachungsvonich- die eng benachbarten Schaltpunkte der Flammentung gesteuerten elektromagnetischen Einrich- Überwachungs-Schaltung je nach Betriebsspannung tang zur Brennstofffreigabe, wobei vor jedem Undefinierte Zustände auftreten oder z. B. der Flam-Einschalten ein Fremdhelligkeitstest durchgeführt mendetektor einen eventuellen Flammenausfall nicht wird, und bei der der Fremdhelligkeitstest und die io registriert, so daß weiterhin Brennstoff eingespritzt Flammenüberwachung in Betrieb mit verschiede- wird, was zu Schaden führen kann und die Explonen Empfindlichkeiten erfolgen, mit einem sionsgefahr erhöht

Schaltverstärker für den Flammendetektor, wobei Es ist bereits eine Flammenüberwachungsvorrich-

der Flammendetektor zur Bildung eines Span- tang für einen Feuerungsautomaten bekanntgewor-

nungsteilers mit einem Widerstand in Reihe ge- 15 den, die vor jedem Einschalten des Feuerungsauto-

schaltet ist, und einem weiteren Widerstand, der maten einen Fremdhelligkeitstest durchführt, wobei

durch einen Schaltkontakt zur Veränderung des der Fremdhelligkeitstest und die Flammenüberwa-

Schaltpunktes des Schaltverstärkers wahlweise chung im Betrieb mit verschiedenen Empfindlichkei-

zu-oder abgeschaltet werden kann, dadurch ten erfolgen. Diese vorbekannte Flammenüberwa-

gekennzeichnet, daß der weitere Wider- ao chungsvorricbtung weist einen Schaltverstärker für

stand durch die elektromagnetische Einrichtung den Flammendetektor auf, wobei zur Bildung eines

zur Brennstofffreigabe (RV₁) gebildet ist und Spannungsteilers der Flammendetektor mit einem

daß der Schaltkontakt (ir_x) gleichzeitig als Schalt- Widerstand in Reihe geschaltet ist. Ein weiterer

kontakt für die elektromagnetische Einrichtung Widerstand ist vorgesehen, der durch einen Schalter

zur Brennstoff freigäbe dient. as zur Veränderung des Schaltpunktes des Schaltver-

2. Flammenüberwachungsvorrichtung nach stärkers wahlweise zu- oder abgeschaltet werden Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwi- kann. Die Einschaltung der elektromagnetischen Einschen dem Mittelanschluß des Spannungsteiles richtung, d.h. des Ventils oder des Motors zur (F, R₂) und der elektromagnetischen Einrichtung Brennstofffreigabe, erfolgt über einen zusätzlichen zur Brennstofffreigabe (RV₁) ein Abstimmwider- 30 Schaltkontakt. Diese vorbekannte Flammenüberwastand (R₃) zur Einstellung des Schaltpunktes des chungsvorrichtung hat auch den Nachteil, daß keine Schaltverstärkers eingeschaltet ist Überprüfung des Schalters zur Veränderung des

Schaltpunktes erfolgt (schweizerische Patentschrift 483 600).

35 Es kann also vorkommen, daß der Fremdhelligkeitstest nicht auf dem relativ niedrigen Fremdhelligkeitstestniveau durchgeführt wi;d, sondern auf dem

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Flammen- relativ hohen Betriebsniveau, so daß die Vorkehrung überwachungsvorrichtung für einen Feuerungsauv'o- und der zusätzliche Aufwand für den Fremdlichttest maten mit einem Flammendetektor, einer von der 40 mit verschiedener Empfindlichkeit illusorisch wer-Flammenüberwachungsvorrichtang gesteuerten elek- den.

tromagnetischen Einrichtung zur Brennstofffreigabe, Es liegt daher der vorliegenden Erfindung die Auf-

wobei vor jedem Einschalten ein Fremdhelligkeitstest gäbe zugrunde, eine Überprüfung der Durchführung durchgeführt wird, und bei der der Fremdhelligkeits- des Fremdlichttests zu ermöglichen und den zusätzlitest und die Flammenüberwachung in Betrieb mit 45 chen Aufwand für Schaltkontakte oder anderer verschiedenen Empfindlichkeiten erfolgen, mit einem Schaltmittel für die Umschaltbarkeit des Schaltpunk-Schaltverstärker für den Flammendetektor, wobei tes für den Fremdhelligkeitstest und die Flammender Flammendetektor zur Bildung eines Spannungs- überwachung zu vermeiden.

teilers mit einem Widerstand in Reihe geschaltet ist, Gemäß der Erfindung wird dies bei einer Flam-

und einem weiteren Widerstand, der durch einen so menüberwachungsvorrichtung der eingangs erwähn-Schaltkontakt zur Veränderung des Schaltpunktes ten Art dadurch erreicht, daß der weitere Widerstand des Schaltverstärkers wahlweise zu- oder abgeschal- durch die elektromagnetische Einrichtung zur Brenntet werden kann. Stofffreigabe gebildet wird und daß der Schaltkon-Praktisch alle handelsüblichen Feuerungsautoma- takt gleichzeitig als Schaltkontakt für die elektromaten sind mit einer Vorrichtung versehen, die der 55 gnetische Einrichtung zur Brennstofffreigabe dient.
Flammenüberwachung dient. Dabei wird mittels Dadurch wird erreicht, daß bei einer Störung des eines lichtempfindlichen elektrischen Elementes, im genannten Schaltkontaktes die elektromagnetische folgenden Flammendetektor genannt, festgestellt, ob Einrichtung zur Brennstofffreigabe nicht in Betrieb genügend Flammenlicht vorhanden ist, so daß nor- gesetzt wird. Sobald also ein Fremdlichttest wegen maler Betrieb vorliegt Erlischt die Flamme, so fällt 60 Kontaktstörung ausfällt, fällt auch der Brenner aus. nur noch die restliche Umgebungs-Fremdhelligkeit Auf diese Weise wird somit eine Überwachung der des Brennraumes auf den Flammendetektor. Das Schaltfunktion des Schaltkontakts erzielt, der für den entstehende elektrische Signal muß nun imstande Fremdlichttest verantwortlich ist. Darüber hinaus ersein, eine Störung festzustellen. Normalerweise reicht folgt auch eine Einsparung, weil nicht je ein separader Unterschied Fremdhelligkeit — Flammenheilig- 65 ter Kontakt für die Umschaltung auf den Fremdlichtkeit dazu aus, ein elektrisches Schaltelement via den test und die Einschaltang der Brennstoffzufuhr not-Flammendetektor zu schalten. wendig ist. Diese Vorteile sind bei der vorliegenden Eine Einschränkung dieses Schaltbereiches erfolgt Erfindung dadurch möglich geworden, daß die elek-