DE2500803C2 - Brennersteuerschaltung - Google Patents

Description

dadurch gekennzeichnet,

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— daß der zweite Anschluß des Kondensators (220) über mindestens einen, zum ersten Zeitglied gehörenden zweiten Widerstand (226, 228, 230) an einem zweiten Potential (54) und über mindestens einen, zum zweiten Zeitglied gehörenden dritten Widerstand (250, 252) und den Sicherheitsabschalter (42) an dem ersten Potential (52) liegt,

— daß der erste Anschluß des Kondensators (220) über einen zweiten Halbleiterschalter (234,236), to dessen Steuereingang mit dem zweiten Anschluß des Kondensators gekoppelt ist, am Ende des Vorblasintervalls an das zweite Potential (54) gelegt wird,

— daß der Steuereingang für den ersten Halbleiterschalter (214, 258) mit dem zweiten Anschluß des Kondensators (220) gekoppelt ist,

— daß das Steuerrelais (108) über einen vom Flammenwächter (22) gesteuerten dritten Halbleiterschalter (98) in einen Haltekreis (98, 110, 200,202,204,206,108) schaltbar ist,

— daß der dritte Halbleiterschalter (98) zur Begrenzung der Aufladung des Kondensators (220) bei fehlerhaftem Flammensignal parallel zu einem den Kondensator enthaltenden Stromzweig (220,222,224,226) liegt,

— und daß in Reihe mit dem Sicherheitsabschalter (42) ein vierter Halbleiterschalter (212) angeordnet ist, der über einen von der Spannung am Steuerrelais (108) abhängigen Steuerkreis (261,262,230) einschaltbar ist.

2. Brennersteuerschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der bei Erreichen des das Vorblasintervall bestimmenden L^dungszustandes des Kondensators (220) zu dessen Entladung umgeschaltete zweite Halbleiterschalter (234, 236) mittels eines Rückkopplungszweiges (244) verriegelt wird.

3. Brennersteuerschaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Umschaltung des Kondensators (220) der zweite Halbleiterschalter (234, 236) gleichzeitig den im Erregerkreis des Sicherheitsabschalters (42) liegenden vierten Halbleiterschalter (212) einschaltet

4. Brennersteuerschaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der vierte Halbleiterschalter (212) den ersten Halbleiterschalter (214) und das Steuerrelais (108) überbrückt

5. Brennersteuerschaltung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuereingang des vierten Halbleiterschalters (212) (über Γ262) mit dem Steuerrelais (108) verbunden ist und bei Unterbrechung des Steuerrelais-Erregerkreises nach Ablauf des Zündintervalls bei fehlendem Flammensignal den Erregerstromkreis für den Sicherheitsabschalter (42) aufrechterhält.

6. Brennersteuerschaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuereingang des vierten Halbleiterschalters (212) (über Γ262) an den Verbindungspunkt des ersten Halbleiterschalters (214) mit dem Steuerrelais (108) angekoppelt ist

7. Brennersteuerschaltung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet daß an den Verbindungspunkt des ersten Halbleiterschaltcrs (214) mit dem Steuerrelais (108) ein in dessen Haltekreis liegender fünfter Halbleiterschalter (202, 260) angeschlossen ist, der im Zündintervall bei Erregung des Steuerrelais (108) ebenfalls eingeschaltet wird und dessen Haltekreis bei vorhandenen Flammensignalen nach dem Zündintervall bei gesperrtem ersten Halbleiterschalter (214) über die Erregerwicklung des Flammenrelais (110) geschlossen hält.

8. Brennersteuerschaltung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kondensator (220) (über 226) derart an die Flammenwächterschaltung (98, 22) angeschlossen ist, daß er beim Auftreten von Flammensignalen im Vorblasintervall nicht aufgeladen wird.

Die Erfindung betrifft eine Brennersteuerschaltung, wie sie im Oberbegriff des Anspruchs 1 vorausgesetzt ist.

Bei der Konstruktion von Brennerregeleinrichtungen ist die Sicherheit im Brennerbetrieb von größter Bedeutung. Explosive Konzentrationen von Luft und Brennstoff können sich in der Brennkammer ansammeln, wenn Brennstoff bei Fehlen einer Flamme in die Brennkammer gelangt, wie es geschehen könnte, wenn nicht innerhalb einer angemessenen Zeitspanne nach Beginn des Zündablaufs eine Zündung erfolgt. Um eine gefährliche Ansammlung zu verhindern, schaltet die Brennerregelung das System aus, wenn die Zündung nicht innerhalb eines vorbestimmten Zeitintervalls nach dem Einschalten der Zündanlage, im sogenannten »Zündversuchsintervall«, erfolgt.

Typischerweise wird dieses Intervall durch einen Ausschalter bestimmt, der durch Erhitzen bis auf eine voreingestellte Temperatur betätigt wird, und die dazu notwendige Zeit ergibt eine Zeitkonstante bis zum Abschalten durch den Ausschalter. Ferner ist häufig eine verzögerte Einschaltung der Zündung vorgesehen,

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damit etwaiges in der Brennkammer vorhandenes Brer.nstoffgemisch ausgetrieben werden kann. Dieses Vorblasintervall wird häufig ebenfalls mittels eines thermischen Zeitgebers eingestellt

Die thermische Masse gewöhnlicher wärmebetätigter Schalter ist aber zu groß, um die kurzen Zündversuchsintervalle zu ermöglichen, die für manche Anwendungszwecke erwünscht und oft notwendig sind. Eine angemessene Reproduzierbarkeit der VerzögerungEzeit läßt sich bei derartigen Schaltern nur mit übermäßigem Kostenaufwand erreichen. Weiterhin ist es erforderlich, die Feuerungsanlage abzuschalten, wenn während des normalen Betriebs die Flamme im Brenner ausfällt, um die Einleitung des Zündversuchs bei vorhandenem Flammensignal zu verhindern.

Aus der DE-OS 15 51 955 ist eine Brennersteuerschaltung bekannt, bei welcher das erste, das Vorblasintervall bestimmende Zeitglied einen Kondensator enthält, der nach Erreichen einer bestimmten Aufladung eine ausreichend hohe Spannung liefert, um einen Feldeffekttransistor einzuschalten, über den der Erregerstromkreis für das Steuerrelais geschlossen wird. In Reihe mit dem Steuerrelais liegt ferner ein Sicherheitsabschalter, der sich vom Ende des Vorblasintervalls an aufzuheizen beginnt. Erfolgt im nun ablaufenden Zündintervall keine Zündung, dann bleibt ein im Erregerkreis des Flammenrelais liegender Transistor gesperrt, und der Sicherheitsabschalter heizt sich über Ruhekontakte des Flammenrelais soweit auf, bis er schließlich die Brenneranlage abschaltet. Während hier das Vorblasintervall über ein elektronisches Zeitgi;ed mit einem Kondensator bestimmt wird, wird das Zündintervall nach wie vor durch einen thermischen Schalter bestimmt.

Gemäß einer aus der DE-OS 19 17 094 bekannten Brennersteuerschaltung werden sowohl das Vorblasintervall als auch das Zündintervall durch elektronische Zeitglieder bestimmt, wobei die Aufladung bzw. Entladung eines Kondensators mit unterschiedlichen Zeitkonstanten benutzt wird. Für die Umschaltung dieses Kondensators zwischen Aufladung und Entladung werden jedoch mechanische Kontakte benutzt, die eine Quelle ständigen Ärgers sind, da sie erfahrungsgemäß immer wieder hängenbleiben und dann gefährliche Situationen heraufbeschwören können.

Demgegenüber besteht die Aufgabe der Erfindung darin, die Zuverlässigkeit einer Brennersteuerschaltung zu erhöhen und insbesondere die Abschaltung der Anlage bei allen fehlerhaften Betriebszuständen zu gewährleisten, sowie die die Zeitglieder enthaltende Schaltungsanordnung unabhängig vom Steuerrelais und von anschaltbaren Relaiskontakten zu machen. Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Die Erfindung verzichtet in den die einzelnen Zeitintervalle bestimmenden Stromkreisen gänzlich auf die Verwendung von Kontakten, und durch die Definierung der Zeitintervalle ohne Zuhilfenahme mechanischer Kontakte zeichnet sich die erfindungsgemäße Brennersteuerschaltung durch eine außerordentlieh hohe Sicherheit aus. Selbst wenn Störungen auftreten sollten, führen diese nicht zu einem unsicheren oder gefährlichen Zustand, sondern die Schaltung sorgt auch dafür, daß die Brenneranlage sich immer in einem sicheren Zustand befindet. Tritt beispielsweise in dem die Zeitintervalle bestimmenden Kondensator eine Überbrückung auf, dann dnuert das Vorblasintervall beliebig lange an, so daß kein unsicherer Zustand auftreten kann, weil die Brennkammer ständig gespült wird. Kann andererseits aufgrund irgendeines Fehlers der Kondensatorkreis nicht geschlossen werden, dann laufen weder das VorspülintervalL noch die normalerweise sich an dieses anschließenden anderen Zyklen ab, und es kann kein Brennstoff in die Brennkammer gelangen und etwa zu einem unsicheren Zustand führen.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der einzigen Zeichnung veranschaulichten Ausführungsbeispiels im einzelnen erläutert

Die in der Figur gezeigte Brennerregeleinrichtung ist mit zwei Klemmen 10, 12 an eine Versorgungsspannungsquelle anschließbar. Direkt über die Klemmen 10, 12 ist die Primärwicklung eines Transformators 16 mit Sekundärwicklungen für die Energieversorgung der Flammenwächterschaltung 22 mit einem UV-Flammenwächter geschaltet. Außerdem liegt an den Klemmen 10,12 eine Schaltung mit einem Brennerbefehlsschalter 24, z. B. in Form eines Thermostaten, einem Alarmgeber 26, einem Gebläsemotor 28, einem Zündbrennstoffventil 30, einer Zündvorrichtung 32 und einem Hauptbrennstoffventil 34. Ein von der Luftströmung des Gebläses 28 gesteuerter Strömungsschalter 36 sowie die Primärwicklung eines zweiten Transformators 40 liegen über einen Ruhekontakt 42-2 in Reihe zwischen dem Schalter 24 und der Klemme 12. Zwischen die Enden 48, 50 der Sekundärwicklung des Transformators 40 ist ein Vollweg-Gleichrichter 46 geschaltet, der die Betriebsgleichspannung für die Brennersteuerschaltung an die mit dem positiven Leiter 56 verbundene Klemme 52 und mit dem Masseleiter 58 verbundene Klemme 54 liefert.

Die Flammenwächterschaltung 22 steuert über eine Koppelschaltung 96 und einen Transistor 94 die Basis eines Transistors 98 an, der im Erregerkreis eines Steuerrelais 108 (mit Arbeitskontakten 108-1) und eines Flammenrelais 110 (mit Ruhekontakten 110-1 und Arbeitskontakten 110-2) liegt. In Reihe mit den Erregerwicklungen der Relais 108 und 110 liegen ferner eine Diode 200, ein Schaltertransistor 202 und Widerstände 204 und 206 zwischen dem positiven Leiter 56 und dem negativen Leiter 58. Das nicht an Masse liegende Ende des Relais 108 ist über einen Widerstand an die Basis eines Transistors 260 und außerdem an den Emitter eines Darlington-Transistorpaares 214 angeschlossen. In Reihe mit dem Transistor 260 liegt ein Vorspannwiderstand für den Transistor 202 am positiven Leiter 56. Der zwischen dem Steuerrelais 108 und dem Flammenrelais 110 liegende Schaltertransistor 202 ist mit seiner Basis über einen Widerstand an den Kollektor des Transistors 260 angeschlossen und wird von letzterem gesteuert.

Der Kollektor des Transistors 262 liegt über einen Widerstand 230 an der Masseleitung 58 und steuert die Basis des Transistors 212 an, der mit seinem Kollektor an den Verbindungspunkt zwischen dem Kollektor des Darlington-Transistorpaares 214 und der Heizwicklung des Sicherheitsabschalters 42 (mit Arbeitskontakten 42-1 und Ruhekontakten 42-2) angeschlossen ist, die mit ihrem anderen Ende am positiven Leiter 56 liegt.

Für die Heizwicklungen des Sicherheitsabschalters 42 sind zwei Aufheiz-Stromkreise vorgesehen, und zwar ein erster durch einen Transistor 212 und ein zweiter durch ein Darlington-Transistorpaar 214 in Reihe mit dem Widerstand 206 und der Erregerwicklung des Steuerrelais 108. Die Schaltung enthält außerdem einen Zeitkondensator 220 in Reihe mit einem Widerstand

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222, einer Diode 224 und Widerständen 226,228 und 230 mit Anschluß an den negativen Leiter 58. Zwischen den Verbindungspunkt der Diode 224 mit dem Widerstand 226 und die Basis eines mit seinem Kollektor an die Basis eines weiteren Transistors 236 angeschlossenen Transistors 234 ist eine Sperrdiode 232 geschaltet. Der Transistor 236 ist mit seinem Emitter an den Verbindungspunkt zwischen der Basis des Transistors 212 und dem Widerstand 230 und mit seinem Kollektor an den Widerstand 222 angeschlossen. Der Widerstand 238 und der Widerstand 240 bilden einen Spannungsteiler, der an den Emitter des Transistors 234 angeschlossen ist, zwischen dessen Emitter und Basis ein Kondensator 242 geschaltet ist, während zwischen den Kollektor des Transistors 236 und die Basis des Transistors 234 ein Rückkopplungswiderstand 244 geschaltet ist. Der Verbindungspunkt zwischen den Widerständen 226 und 228 ist mit dem Verbindungspunkt zwischen dem Transistor 98 und der Flammenrelais-Betätigungsspule 110 verbunden.

Über den Kondensator 220 ist eine Diode 246 geschaltet, und an den Verbindungspunkt zwischen dem Zeitkondensator 220 und der Diode 224 sind eine Diode 248 und Widerstände 250, 252 in Reihe mit der Heizwicklung des Sicherheitsabschalters 42 angeschlossen. Eine Diode 254 und ein Widerstand 256 sind an die Basis eines Transistors 258 angeschaltet, der seinerseits das Darlington-Transistorpaar 214 steuert.

Im Betrieb wird bei einem Brennereinschaltbefehl das Gebläse 28 eingeschaltet, und wenn durch den Luftstrom der Schalter 36 geschlossen wird, gelangt Energie über den Transformator 40 und den Gleichrichter 46 zu den Anschlüssen 52 und 54, so daß die Brennsteuerschaltung an Spannung gelegt wird. Wenn der Kondensator 220 sich auflädt, fällt die Spannung am Verbindungspunkt zwischen den Dioden 224 und 232 gegen den Wert der Spannung des negativen Leiters 58 ab, wodurch ein erstes Verzögerungsintervall (^Vr»rblasintervall) in Abhängigkeit von den /?C-Werten des Kondensatorladekreises bestimmt wird. Wenn der Kondensator 220 genügend aufgeladen ist, um den Transistor 234 einzuschalten, wird durch den resultierenden Stromfluß der Transistor 236 eingeschaltet. Dadurch wird der Transistor 234 im leitenden Zustand einem im wesentlichen durch die Kapazität des Kondensators 220 und die Widerstandswerte des Sicherheitsabschalters 42 und der Widerstände 252 und 250 bestimmten Zeitintervall wird der Transistor 258 wieder eingeschaltet, wodurch das Darlington-Transistorpaar 214 ausgeschaltet wird. Im normalen Betrieb erscheint während dieses Entladeintervalls des Kondensators 220 und vor dem Abschalten des Darlington-Paares 214 an der Basis des Transistors 94 ein Flammensignal von der Flammenwächterschaltung 22, das zur Basis des Transistors 98 gelangt, wodurch dieser Transistor eingeschaltet und ein Haltestromkreis durch die Erregerwicklungen der Relais 108 und 110 und den leitenden Schaltertransistor 202 geschlossen wird. Das

is erregte Relais 110 schaltet durch öffnen der Ruhekontakte 110-1 die Zündung aus und leitet durch Schließen der Arbeitskontakte 110-2 die Hauptbrennstoffzufuhr ein. Der Sicherheitsabschalter 42 wird nicht weiter aufgeheizt, da beide Aufheiz-Stromkreise, nämlich der eine durch den nichtleitenden Transistor 212 und der andere durch das nichtleitende Darlington-Paar 214, unterbrochen sind.

Liefert die Flammenwächterschaltung kein Flammensignal, dann bleibt der Transistor 98 gesperrt. Wenn das Darlington-Paar 214 zu leiten aufhört, so erniedrigt sich die Spannungsdifferenz an der Erregerwicklung des Relais 108, und das Steuerrelais fällt ab, so daß seine Kontakte 108-1 sich öffnen und die Brennstoffzufuhr und Zündung abgeschaltet werden. Der Transistor 262 wird gesperrt, und der Transistor 212 wird eingeschaltet, wodurch ein zweiter Heizstromkreis für den Sicherheitsabschalter 42 geschlossen wird. Dieser wird somit weiter aufgeheizt, und am Ende seines Verzögerungsintervalls öffnen sich die Ruhekontakte 42-2, so daß die Feuerungsanlage ausgeschaltet und die Arbeitskontakte 42-1 unter Einschaltung des Alarmgebers 26 geschlossen werden.

Wenn nach dem Einsetzen des normalen Brennstoffbetriebes das Flammensignal verschwindet, was einen Ausfall der Flamme im Brenner anzeigt, so hört der Transistor 98 auf zu leiten, so daß der Haltestromkreis mit den Erregerwicklungen der Relais 108 und 110 unterbrochen wird und mit dem Abfallen dieser Relais die Kontakte 108-1 und 110-2 geöffnet werden, so daß

festgehalten und die Plus-Seite des Kondensators 220 45 die Brennstoffzufuhr abgeschaltet wird. Da kein Strom

mit dem Widerstand 230 verbunden, wodurch die Spannung an der Diode 248 abrupt abfällt. Dieser scharfe Spannungsabfall schaltet über den Widerstand den Transistor 25ii aus und das Darlington-Transistorpaar 214 ein. Aufgrund des Stromflusses durch die Heizwicklung des Sicherheitsabschalters 42. das Darlington-Transistorpaar 214, den Widerstand 206 und die Erregerwicklung des Steuerrelais 108 zieht dieses an und schließt seine Arbeitskontakte 108-1, so daß ein Zündvorgang eingeleitet wird, indem die Zündbrennstoffzufuhr durch das Ventil 30 freigegeben und der Zündtransformator 32 eingeschaltet wird. Infolge des Stromflusses durch das Relais 108 steigt auch die Basisspannung des Transistors 262 an, so daß dieser Transistor leitet und die Basis des Transistors 212 an die Spannung des negativen Leiters 58 geklemmt wird, wodurch ein Einschalten des Transistors 212 verhindert wird. Durch die Stromleitung des Transistors 262 wird auch der Transistor 260 eingeschaltet, der seinerseits den Schaltertransistor 202 einschaltet ,

Wenn der Kondensator 220 sich entlädt, steigt die Spannung an der Basis des Transistors 258 an. Nach im Steuerrelais 108 fließt, wird der Transistor 262 abgeschaltet, so daß der Transistor 212 leitet und ein Stromkreis durch den Transistor 212 für den Sicherheitsabschalter 42 verschlossen wird. Es wird kein neuer Zündvorgang eingeleitet, und das System bleibt abgeschaltet

Wenn bei Auftreten eines Brennereinschaltbefehls ein Flammensignal von der Flammenwächterschaltung 22 geliefert wird, was entweder das Vorhandensein einer Flamme oder ein fehlerhaftes Arbeiten der Flammenwächterschaltung anzeigt so ist der Transistor eingeschaltet Das Relais 110 wird nicht erregt da der Schaltertransistor 202 nicht leitet und da die Spannung am Kollektor des Transistors 98 dicht beim Wert der Spannung im positiven Leiter 56 liegt kann der Kondensator 220 sich nicht so weit aufladen, daß der Transistor 236 in den leitenden Zustand schaltet, so daß das Einsetzen des Zündvorgangs verhindert wird. Der Transistor 212 leitet, und aufgrund des Stromflusses durch die Heizwicklung des Sicherheitsabschalters 42 wird das System in den Ausschaltzustand gebracht

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

25 OO Patentansprüche:

1. Brennersteuerschaltung für eine Feuerungsanlage

— mit einer Flammenwächterschaltung,

— mit einem Steuerrelais für die Betätigung einer Zündeinrichtung und der Brennstoffzufuhr,

— mit einem Sicherheitsabschalter, der nach erfolglos verlaufendem Zündintervall die AnIage abschaltet,

— mit einem ersten und einem zweiten Zeitglied,' die das Vorblasintervall bzw. das Zündintervall bestimmen und die einen gemeinsamen Kondensator aufweisen, dessen erster Anschluß über einen, zum ersten Zeitglied gehörenden ersten Widerstand an einem ersten Potential üegt,

— und ferner mit einem ersten Halbleiterschalter, der im Ansprechkreis des Steuerrelais liegt und bei Erreichen eines das Ende des Vorblasintervalls bestimmenden Aufladezustandes des Kondensators in seinen leitenden Zustand geschaltet wird und bei Erreichen eines das Ende des Zündintervalls bestimmenden Entladezustandes des Kondensators wieder in seinen Sperrzustand zurückgeschaltet wird,