DE2557691A1 - Steuer- und ueberwachungsgeraet fuer einen oel- oder gasbrenner - Google Patents

Steuer- und ueberwachungsgeraet fuer einen oel- oder gasbrenner

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Description

25S7691
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DANFOSS A/S, Nordborg (Dänemark) Steuer- und Überwachungsgerät für einen öl- oder Gasbrenner
Die Erfindung bezieht sich auf ein Steuer- und Überwachungsgerät für einen Öl- oder Gasbrenner, mit einem in einen Flammenwächterkreis einbezogenen Flammenrelais und einem thermischen, eine Vorzündperiode und eine Nachzündperiode bestimmenden Zeitrelais, deren Schalter zumindest ein Brennstoff-Förderorgan, eine Zündeinrichtung und die Heizwicklung des Zeittelais mit Spannung versorgen, wobei der Flammenwächterkreis zumindest bein Einschalten des Geräts an die spannungsführende Leitung gelegt wird und ein Ansprechen des Flammenrelais vor dem Auftreten der Flamme ein Abschalten bewirkt.
Bei einem bekannten Gerät dieser Art ist der Schalter des Flammenrelais mit der einen Seite an die einen Thermostatschalter und einen Sicherheitsschalter aufweisende Zuleitung und mit der anderen Seite an die Zündeinrichtung angeschlossene Ein Umschalter des Zeitrelais verbindet einen Punkt zwischen dem Schalter des Zeitrelais und der Zündeinrichtung in der Ruhestellung mit der Heizwicklung des Zeitrelais und in der Arbeitsstellung mit der Magnetwicklung eines Motorrelais, das über einen Selbsthaltekontakt mit der Zuleitung ' verbindbar ist. Der Flammenwächterkreis ist zwar schon während der Vorzündperiode wirksam. Er hat aber nur eine normale, der Flamme angepasste Empfindlichkeit« Es ist aber häufig erstrebt, während der Vorzündperiode eine Überprüfung auf Falschlicht mit erhöhter Empfindlichkeit durchzuführen.
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Bei einem anderen bekannten Flammenwächterkreis der transfor matorisch mit der Netzwechselspannung gekoppelt ist, kann die Empfindlichkeit dadurch geändert werden, daß in dem den Fotowiderstand aufweisenden Spannungsteiler ein Parallel widerstand aufgenommen ist, der mittels eines vom Brennstoff relais betätigten Schalters abgeschaltet werden kann. Diese Anordnung ist störanfällig. Wenn der Schalter mechanisch hängenbleibt oder durch Verschmutzung keinen Kontakt her stellt, ergibt sich kein Zustand hoher Empfindlichkeit und der Brenner wird eingeschaltet, ohne daß die Überprüfung auf Falschlicht stattgefunden hato
Es ist auch bereits vorgeschlagen worden, die Spannungsver hältnisse an dem den Fotowiderstand aufweisenden Spannungsteiler zur Erhöhung der Empfindlichkeit dadurch zu ändern, daß die Netzwechselspannung nicht nur den normalen Anschlüssen, sondern über einen Schalter auch einem Zusatzanschluß zuführbar ist. Auch hierbei tritt das Problem auf, daß sich kein Zustand hoher Empfindlichkeit »instellt,falls der Schal ter keinen Kontakt gibt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Steuer- und Überwachungsgerät der eingangs beschriebenen Art anzugeben, bei dem die Prüfung auf Falschlicht sichergestellt ist, ohne daß die Prüfung anderer Funktionen beeinträchtigt wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Flammenwächterkreis für eine hohe Empfindlichkeit ausgelegt ist und erst durch Anlegen einer Spannung an einen Zusatzanschluß ein· der Flamme angepaßte normale Empfindlichkeit annimmt und daß dieser Zusatzanschluß mit der zum Brennstoff-Förderorgan führenden Leitung verbunden isto
Bei dieser Anordnung hat der Flammenwächterkreis im Normalzustand eine hohe Empfindlichkeit« Nach dem Einschalten muß daher eine Prüfung auf Falschlicht erfolgen. Das Umschalten
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auf die normale Empfindlichkeit erfolgt über denselben Schalter, der auch das Brennstoff-Förderorgan an Spannung legt. Sollte dieser Schalter keinen Kontakt geben, wird zwar die Empfindlichkeit des Flammenwächterkreises nicht reduziert; es erfolgt aber auch keine Brennstoff-Förderung. Das Gerät wird daher nach einer vorgegebenen Sicherheitszeit abgeschaltet. Wegen der Spannungssteuerung kann im Zweig des Zusatzanschlußes im Flammenwächterkreis auf jeden weiteren Schalter und die damit verbundenen Störmöglichkeiten verzichtet werden.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist der Schalter des Zeitrelais in seiner Arbeitsstellung von einer bei Vorhandensein der Flamme vom Anker des Flammenrelais zu betätigenden Sperre verriegelbar und sein Arbeitskontakt sowohl mit dem Brennstoff-Förderorgan, als auch mit dem Zusatzanschluß verbunden. Sofern der Schalter des Zeitrelais den Arbeitskontakt berührt und anschließend das Flammenrelais angesprochen hat, wird der Schalter mechanisch verriegelt, so daß er,solange das Flammenrelais angezogen bleibt, sowohl das Brennstoff-Förderorgan als auch den Zusatzanschluß sicher mit Spannung versorgt.
Des weiteren ist es günstig, wenn die Heizwicklung des Zeitrelais auch einen Sicherheitsschalter betätigt und über einen Ruhekoniakt des Schalters des Flammenrelais an der spannungsführenden Zuleitung liegt, wenn der Ruhekontakt des Schalters des Zeitrelais mit einem Arbeitskontakt des Schalters des Flammenrelais verbunden ist und wenn die Sperre des Flammenrelais den Schalter des Zeitrelais auch in dessen Ruhestellung zu verriegeln vermag. Wenn der Flammenwächterkreis in der Vorzündperiode auf Falschlicht anspricht, wird einerseits der Schalter des Zeitrelais in seiner Ruhestellung verriegelt und andererseits der Schalter des Flammenrelais mit diesem verbunden, so daß die Heizwicklung kontinuierlich an Spannung
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liegt, bis der Sicherheitsschalter betätigt wird.
Als Flammenwächterkreis, dessen Empfindlichkeit durch Anlegen einer Spannung an einen Zusatzanschluß herabgesetzt werden kann,kommen die verschiedensten Schaltungen in Betracht. Beispielsweise eignet sich hierfür eine Schaltung nach der deutschen Patentanmeldung P 24 48 098 .6-13, wenn diese für hohe Empfindlichkeit ausgelegt ist und der Zweig mit dem die Empfindlichkeit herabsetzenden Zusatzanschluß so ausgelegt ist,daß beim Anlegen einer Spannung die normale Empfindlichkeit eintritt.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist aber dafür gesorgt, daß der Flammenwächterkreis die Parallelschaltung einer ersten Zenerdiode mit der Reihenschaltung eines ersten Gleichrichters und eines ersten Kondensators und mit der Reihenschaltung einer zweiten Zenerdiode, eines zweiten Gleichrichters und eines zweiten Kondensators aufweist, welche Parallelschaltung einerseits am Null-Leiter und andererseits unter Vorschaltung von Impedanzen an einem mit der spannungsführenden Zuleitung verbundenen Anschluß liegt, wobei, bezogen auf diesen Anschluß, die erste Zenerdiode eine der zweiten Zenerdiode und den Gleichrichtern entgegengesetzte Durchlaßrichtung hat, daß der Zusatzanschluß über eine Vorimpedanz mit einem Punkt zwischen zweiter Zenerdiode und zweitem Gleichrichter verbunden ist und daß der den Fotowiderstand aufweisende Spannungsteiler parallel zum zweiten Kondensator liegt. Wenn eine Netzwechselspannung lediglich an den erstgegenannten Anschluß gelegt ist, wird der Spannungsteiler mit einer kleineren, durch die erste Zenerdiode bestimmten Gleichspannung gespeist,wodurch sich eine hohe Empfindlichkeit einstellt. Wenn dagegen die Wechselspannung auch am Zusatzanschluß liegt, wird der Spannungsteiler mit einer höheren Gleichspannung gespeist, die durch die Summe beider Zenerspannungen vorgegeben ist, wodurch sich ein Zustand geringerer Empfindlichkeit einstellt.
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Des weiteren kann eine die Flammenrelaiswicklung und einen zugehörigen Verstärker aufweisende Schaltung parallel zum ersten Kondensator liegen. Diese Schaltung wird daher immer mit der niedrigen Gleichspannung, die durch die erste Zenerdiode vorgegeben ist,versorgt, unabhängig davon, ob der Zusatzanschluß an Spannung liegt oder nicht.
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die Zeichnung zeigt das Schaltbild eines erfindungsgemäßen SteuerT und Überwachungsgeräts für einen ölbrenner.
Das Gerät steuert einen Gebläsemotor M, ein Magnetventil MV für das Brennöl und einen Zündtransformator TT. Ferner ist ein Flammenwächterkreis mit einem Flammenrelais vorgesehen, das eine Magnetwicklung F aufweist und einen Schalter F<j steuert. Des weiteren ist ein thermisches Zeitrelais vorhanden, dessen Heizwicklung P einen ersten am Ende der Vorzündperiode betätigten Schalter P^ und einen am Ende der Sicherheitszeit betätigten Sicherheitsschalter P2 aufweist. Der Schalter P^ wird, wie es durch die Sperre FL angedeutet ist, bei Erregung des Flammenrelais in derjenigen Stellung verriegelt, in der er sich gerade befindet.
D^s Gerät wird an den Netzklemmen 1 und 2 mit einer Netzwechselspannung von beispielsweise 220 V betrieben. An die Netzklemme ist eine spannungsführende Zuleitung 3 angeschlossen, in der ein das Gerät einschaltender Kesselthermostat KT und der Sicherheitsschalter P2 liegen. An die Klemme 2 ist ein Null-Leiter 4 angeschlossen. In einem Störungsfall schaltet der Sicherheitsschalter P2 von seinem Ruhekontakt a auf seinen Arbeitskontakt b, wodurch das Gerät abgeschaltet wird und statt dessen eine Anzeigelampe L über einen Widerstand R^ an Spannung liegt.
Der Flammenwächter FW hat einen mit der spannungsführenden Zu-
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leitung 3 verbundenen Anschluß 5 und einen mit dem Null-Leiter verbundenen Anschluß 6. Zwischen diesen Anschlüssen liegt die Reihenschaltung aus einem Vorwiderstand R2 und einem Kondensator Cj sowie einer Parallelschaltung, die im ersten Zweig eine erste Zenerdiode Z1, im zweiten Zweig die Reihenschaltung eines ersten Gleichrichters D^ und eines Kondensators C2 und im dritten Zweig die Reihenschaltung einer zweiten Zenerdiode Z2, eines zweiten Gleichrichters D2 und eines weiteren Kondensators C-x besitzt. Die Zenerdiode Z^ hat eine Durchlaßrichtung, welche der Zenerdiode Zg und den Gleichrichtern D^ und D2 entgegengesetzt ist. Parallel zum Kondensator C^, also zwischen dem Punkt 7 und dem Null-Leiter 4, liegt ein einen Fotowiderstand LD aufweisender Spannungsteiler. Zwischen dem Anschlußpunkt 7 und dem Abgriff 8 befindet sich ein Widerstand R, . Zwischen dem Abgriff 8 und dem Null-Leiter 4 befindet sich die Parallelschaltung des Fotowiderständes LD und eines Widerstandes R^. Parallel zum Kondensator C2, also zwischen einem Anschlußpunkt und dem Null-Leiter 4 liegt ein zweiter Spannungsteiler, der aus den Widers.tänden R^ und R^ besteht. Dessen Abgriff 10 ist mit dem Emitter eines Singangstransistors Tr, eines Verstärkers verbunden. Dessen Basis liegt am Abgriff 8 des erstgenannten Spannungsteilers und ist über eine Diode D, mit dem Abgriff 10 verbunden. Sein Kollektor steht mit der Basis eines Ausgangstransistors Tr2 in Verbindung. Dessen Emitter ist über einen Emitterwiderstand R~ an den Null-Leiter 4 angeschlossen. Sein Kollektor steht über die Parallelschaltung der Magnet wicklung F des Flammenrelais, eines Kondensators C^ und eines Gleichrichters D^ mit den Anschlußpunkten 9 sowie über einen Rückkopplungswiderstand RQ mit der Basis des Eingangstransistors Tr^ in Verbindung.
Ein Zusatzanschluß 11 steht über zwei parallelgeschaltete Vorwiderstände Rg und R10 mit einem Punkt 12 zwischen der zweiten Zenerdiode Z2 und der zweiten Diode D2 in Verbindung. Er ist fest mit der zum Brennstoff-Magnetventil MV führenden Leitung verbunden.
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Wenn eine Wechselspannung zwischen den Anschlüssen 5 und 6 liegt, lädt sich der Kondensator C2 auf einen durch die Zenerspannung der Zenerdiode Z1 vorgegebenen Gleichspannungswert auf, z.B. auf 39 V. Auf diese Spannung lädt sich auch der andere Kondensator C, auf. Die Reihenschaltung R-*, R^, LD wird daher mit einer verhältnismäßig kleinen Gleichspannung gespeist. Die Spannung am Abgriff 8 sinkt daher schon bei verhältnismäßig schwacher Beleuchtung unter die Spannung des Abgriffs 10, so daß die Transistoren Tr. und Tr2 leitend werden und das Flammenrelais anspricht. Der Flammenwächter hat daher eine hohe Empfindlichkeit. Der Verstärker hat ein Kipp- oder Schaltverhalten, weil der Ausgang über den Rückkopplungewiderstand Rg mit dem Eingang verbunden ist, Das bedeutet, daß das Flammenrelais erst wieder abfällt, wenn der Widerstandswert des FotowiderStandes LD infolge geringerer Beleuchtung auf einen höheren Wert gestiegen ist, als es für das Ansprechen erforderlich war. Wird nun an den Zusatzanschluß 11 eine Wechselspannung gelegt, so lädt sich der Kondensator C, auf eine Gleichspannung auf, die der Summe der Zenerspannungen beider Zenerdioden Z1 und Z» entspricht. Diese höhere Gleichspannung macht eine stärkere Belichtung des Fotowiderstandes LD erforderlich, ehe die Spannung am Abgriff 8 unter die Spannung am Abgriff 10, die nach wie vor von der gleichbleibenden Spannung am Kondensator Rp bestimmt ist, sinkt. Dies ergibt den Zustand der normalen, der Flamme angepaßten Empfindlichkeit.
Die Diode D, dient dazu, die Gegenspannung über die Basis-Emitter-Strecke des Eingangstransistors Tr1 zu begrenzen. Der Kondensator Ca liegt parallel zur Relaiswicklung F, um ein Abfallen des Flammenrelais zu verzögern. Die Diode D^ verhindert ein Umpolen des Kondensators C^, wenn der Ausgangstransistor Tr2 den Strom unterbricht. Der Emitterwiderstand Ry begrenzt einerseits den Ladestrom des Kondensators C., wenn der Transistor Tr2 leitend wird. Andererseits sorgt er dafür, daß das Flammenrelais F nicht anzieht, wenn der Fotowiderstand LD kurzgeschlossen ist. Wenn nämlich bei einem solchen Kurzschluß die Spannung am Punkt 8 zu Null wird, bricht sie auch im Punkt 10 zusammen, weil sich eine Verbindung über die Basis-Emitter-Strecke des Eingangstransistors Tr1 ergibt. Folglich liegt an der Basis des Ausgangstransistors höchstens eine kleine Spannung an, die diesen Transistor unter Berücksichtigung des Spannungsabfalls am Widerstand Ry nicht
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soweit auf zusteuern vermag, daß ein für das Anziehen des Flammenrelais F ausreichender Strom fließt. Der Parallelwiderstand R^ ist vorgesehen, um einen gut definierten maximalen Widerstandswert zwischen der Basis des Transistors Tr1 und dem Null-Leiter 4 zu erzielen. Die Widerstände Rg und R10 sind parallelgeschaltet, um eine höhere Sicherheit zu erzielen. Bei Unterbrechung eines der Widerstände bleibt die Funktion voll erhalten. Zweckmäßigerweise werden die beiden Widerstände mit Abstand voneinander montiert.
Bei dieser Schaltung ergibt sich die folgende Betriebsweise:
Wenn der Kesselthermostat KT schließt, wird der Gebläsemotor M angelassen. Gleichzeitig werden der Zündtransformator TT und die Heizwicklung P des Zeitrelais über den Ruhekontakt a des Schalters F^ des Flammenrelais an Spannung gelegt. Außerdem liegt die Spannung am Anschluß 5 des Flammenwächters. Damit ergibt sich eine Vorzündperiode, in der eine Entlüftung des Feuerungsraumes und gleichzeitig mit erhöhter Empfindlichkeit eine Prüfung auf Falschlicht stattfindet. Am Ende der Vorzündperiode geht der Schalter P. des Zeitrelais von seinem Ruhekontakt a an seinen Arbeitskontakt b. Hierdurch wird das Magnetventil MV geöffnet. Gleichzeitig wird die Netzspannung an den Zusatzanschluß 11 gelegt, der Flammenwächter FW auf normale Empfindlichkeit geschaltet. Nach einiger Zeit spricht der Flammenwächter an; der Schalter F1 geht an seinen Arbeitskontakt b und die Sperre FL verriegelt den Schalter Pi des Zeitschalters in seiner Arbeitsstellung. Gleichzeitig wird die Heizwicklung P des Zeitschalters und der Zündtransformator TT abgeschaltet, so daß auch die Nachzündperiode beendet ist. Nunmehr ist der Normalbetrieb erreicht. In der Regel wird er durch das öffnen des Kesselthermostaten KT unterbrochen. Wenn die Spannung fortfällt, schließt das Magnetventil MV, der Motor M kommt zum Stillstand und das Flammenrelais fällt ab, wodurch dessen Schalter F.. in die veranschaulichte Ruhelage zurückkehrt und die Verriegelung des Schalters P1 gelöst wird, der infolge Vorspannung ebenfalls in die Ruhelage zurück-
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kehrt.
Entsteht während des Einschaltprogramms keine Flamme, so bleibt die Heizwicklung P des Zeitrelais über den Schalter F1 an Spannung, bis der Sicherheitsschalter P2 anspricht und eine Störung gemeldet wird. In der Regel kann der Sicherheitsschalter P2 nur manuell zurückgestellt werden.
Erlissht die Flamme während des Betriebs, fällt das Flammenrelais ab und die Sperre FL wird zurückgezogen. Hierdurch kehrt der Schalter P1 in die Ruhelage zurück und das Magnetventil MV wird abgeschaltet. In diesem Fell kann ein erneuter
el
Zündversuch sofort anschließen, durch den festgestellt wird, ob die Flamme für dauernd fortfällt.
Wenn der Fotowiderstand LD während der Vorzündperiode von Falschlicht getroffen wird, geht der Schaler F1 des Flammenrelais an den Arbeitskontakt b. Gleichzeitig wird der Schalter P1 durch die Sperre FL in seiner Ruhestellung verriegelt. Infolgedessen wird die Heizwicklung P weiter beheizt und der Sicherheitszeit folgt die Störabschaltung mittels des Sicherheitsschalters P2. Bei einem Fortfall der Netzspannung ergeben sich die gleichen Verhältnisse wie beim Abschalten des Kesselthermostaten KT. Beim Wiederauftreten der Spannung erfolgteine neue Zündung.
Ein Kurzschluß des FotowiderStandes LD verhindert ein Ansprechen des Flammenrelais. Der Heizkörper P wird daher kontinuierlich beheizt, bis der Sicherheitsschalter P2 schaltet.
Bei einer Unterbrechung der Leitungen zum Fotowiderstand LD fällt ebenfalls das Flammenrelais ab und das Gerät schaltet aus.
Läuft die Feuerungsanlage an, ist sichergestellt, daß auch die Zenerdiode Z2 11OSr Gleichrichter D2 in Ordnung sind. Sollten
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diese Komponenten xinterbrochen sein, kann der Verstärker so ausgelegt werden, daß das Relais entregt bleibt oder auch daß es ansprictt. In beiden Fällen erfolgt eine Abschaltung über den Sicherheitsschalter P2 .
Als Brennstoffzufuhrorgane kommt außer einem Magnetventil auch eine Ölpumpe oder ein Relais, das seinerseits auf die Ölförderung Einfluß nimmt, in Betracht. Das Brennstoffzufuhrorgan kann auch lediglich eine Zündölmenge zuleiten, während nach dem Ansprechen des Flammenrelais ein weiteres Brennstoff zufuhrorgan zur Förderung der Hauptmenge geöffnet wird.
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Claims (5)

1.) Steuer- und Überwachungsgerät für einen öl- oder Gasbrenner, v mit einem in einem Flammenwächterkreis einbezogenen Flammenrelais und einem thermischen, eine Vorzündperiode und eine Nachzündperiade bestimmenden Zeitrelais, deren Schalter zumindest ein Brennstoffzufuhrorgan, eine Zündeinrichtung und die Heizwicklung des Zeitrelais mit Spannung versorgen, wobei der Flammenwächterkreis zumindest beim Einschalten des Geräts an die spannungsführende Zuleitung gelegt wird und ein Ansprechen des Flammenrelais vor dem Auftreten der Flamme ein Abschalten bewirkt, dadurch gekennzeichnet, daß der Flammenwächterkreis für eine hohe Empfindlichkeit ausgelegt ist und erst durch Anlegen einer Spannung an einen Zusatzanschluß (11) eine der Flamme angepaßte normale Empfindlichkeit annimmt und daß dieser Zusatzanschluß mit der zum Brennstoffzufuhrorgan (MV) führenden Leitung (13) verbunden ist.
2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter (P-j) das Zeitrelais in seiner Arbeitsstellung von einer bei Vorhandensein der Flamme vom Anker des Flammenrelais zu betätigenden Sperre (FL) verriegelbar ist und sein Arbeitskontakt (b) sowohlimit dem Brennstoff-Förderorgan (MV), als auch mit dem Zusatzanschluß (11) verbunden ist.
3. Gerät nach Anschluß 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizwicklung (P) des Zeitrelais auch einen Sicherheitsschalter (P2) betätigt undjttber einen Ruheknntakt (a) des Schalters (F^) des Flammenrelais an der spannungsführenden Zuleitung (3) liegt, daß der Ruhekontakt (a) des Schalters (P1)des Zeitrelais mit einem Arbeitskontakt (b) des Schalters (F1) des Flammenrelais verbunden ist und daß die Sperre (FL) des Flammenrelais den Schalter (P1) des Zeitrelais auch in dessen Ruhestellung (a) zu verriegeln vermag.
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J vj / ü
•a,.
4. - Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn-r zeichnet, daß der Flammenwächterkreis die Parallelschaltung einer ersten Zenerdiode (Z1) mit der Reihenschaltung eines ersten Gleichrichters (D1) und einen ersten Kondensators (C2) und mit der Reihenschaltung einer zweiten Zenerdiode (Z2) eines zweiten Gleichrichters (D2) und eines zweiten Kondensators (C^) aufweist, welche Parallelschaltung einerseits am Null-Leiter (4) und andererseits unter Vorschaltung von Impedanzen (R2, C.) an einem mit der spannungsführenden Zuleitung (3) verbundenen Anschluß (5) liegt, wobei, bezogen auf diesen Anschluß, die erste Zenerdiode eine der zweiten Zenerdiode und den Gleichrichtern entgegengesetzte Durchlaßrichtung hat, daß der Zusatzanschluß (11) über eine Vorimpedanz (Rq, Rn Q\ mit einem Punkt (12) zwischen zweiter Zenerdiode und zweitem Gleichrichter verbunden ist und daß der den Fotowiderstand (LD) aufweisende Spannungsteiler (R^, R^, LD) parallel zum zweiten Kondensator (C2) liegt.
5. Gerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine die Flamm enr elai swi cklung (F) und einen zugehörigen Verstärker (Tr1, Tr2) aufweisende Schaltung parallel zum ersten Kondensator (Co) liegt.
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