DE3004127A1

DE3004127A1 - Brennersteuerungseinrichtung

Info

Publication number: DE3004127A1
Application number: DE19803004127
Authority: DE
Inventors: Phillip J Cade
Original assignee: Electronics Corp of America
Current assignee: Electronics Corp of America
Priority date: 1979-02-05
Filing date: 1980-02-05
Publication date: 1980-08-14
Also published as: GB2042154B; US4243372A; CH638603A5; CA1142246A; BE881477A; FR2448106A1; GB2042154A; FR2448106B1; NL8000491A; DE3004127C2

Description

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U.S. Ser.No.9307 „uwhamü

vom ⁵· Februar 1979

ELECTRONICS CORPORATION OF AMERICA, One Memorial Drive, Cambridge, Massachusetts 02142, U.S.A.

Brennersteuerungseinrichtung

Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Steuereinrichtung, die bei Brennersteuerungen verwendet wird.

Brennersteuereinrichtungen sind so ausgelegt, daß sie einerseits das Vorhandensein einer Brennflamme in der überwachten Brennkammer beobachten und daß sie andererseits für die richtige zeitliche Folge der Brennersteuervorgänge und für Sicherheitsabschaltungen sorgen. Bei der Auslegung von Brennersteuereinrichtungen muß vor allem auf die Sicherheit des Brennerbetriebs geachtet werden. Wenn beispielsweise Brennstoff in die Brennkammer eingebracht wird und innerhalb einer angemessenen Zeitspanne nicht gezündet wird, dann kann sich in der Brennkammer eine explosionsfähige Brennstoffkonzentration ansammeln. Eine Brennersteuereinrichtung muß deshalb zuverlässig überwachen, daß in der Brennkammer eine Flamme existiert, muß exakt ein Zündversuchsintervall zeitsteuern, muß die Zündung unterbinden, wenn ein Signal über eine nicht einwandfreie Brennerflamme auftritt, und muß den Brenner auf einen sicheren Zustand schalten, sobald die Möglichkeit zu einem gefahrbringenden Zustand auftritt. Beispiele derartiger Brennersteuereinrichtungen lassen sich der U.S.-Patentschrift 3 840 und der U.S.-Anmeldung Nr. 769 307 vom Februar 1977 entnehmen.

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In Brennersteuereinrichtungen werden verschiedene Sensoren eingesetzt, die elektrische Signale an die Steuereinrichtung abgeben, welche Vorhandensein oder Fehlen verschiedener unterschiedlicher Zustände im Brenner anzeigen. Diese Sensoren können ausfallen oder fehlerhaft arbeiten, was zu einem gefährlichen Zustand im Brenner führt. Eine Brennersteuereinrichtung sollte also den einwandfreien Betrieb eines derartigen Sensors gewährleisten. Es geschieht auch gelegentlich, daß ein richtig arbeitender Brenner von einer Brennersteuereinrichtung aufgrund eines fehlerhaft arbeitenden Sensors abgeschaltet wird oder zur Sicherheit gar nicht in Betrieb gehen kann. Wenn dann durch überprüfung der fehlerhafte Sensor oder die Blockierung festgestellt wird, können dieser Sensor oder die Sperre gelegentlich umgangen oder künstlich so gehalten werden, daß die Brennersteuereinrichtung solange weiterbenutzt werden kann, bis das fehlerhafte Teil ausgewechselt wird. Eine solche Umgehung eines Sensors oder einer Sperre ist äußerst unerwünscht, denn es könnte im Anschluß daran ein gefährlicher Zustand eintreten, den die Brennersteuereinrichtung dann nicht mehr erfassen könnte, weil das nicht betriebsfähige Teil umgangen worden ist.

Mit der Erfindung wird eine Brennersteuereinrichtung zur Verwendung in einer ölbrenneranlage geschaffen, die eine Betriebsüberwachung aufweist, welche abfragt, ob der Brenner in Betrieb ist, ferner einen Flammensensor, der ein Signal abgibt, wenn er in der Brennkammer die Brennerflamme feststellt, und eine oder mehrere Vorrichtungen zur Steuerung und Überwachung der Zündung und/oder des Brennstoff Stroms. Die Brennersteuereinrichtung weist eine Sperre oder Abschaltvorrichtung auf, von der aus die Steuereinrichtung von ihrer Stromversorgung getrennt wird, ferner eine Steuereinrichtung zur Betätigung der Zündung und/oder der Brennstoffsteuer- und -überwachungsvorrichtungen und eine Zeitsteuerschaltung, die vier aufeinander folgende und teilweise sich überlappende Zeitintervalle von genau aufeinander abgestimmter Beziehung vorgibt. In einer bevorzugten Ausführungs-

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form der Einrichtung werden zwei Kondensatoren für die Zeitintervallsteuerung eingesetzt, wobei die Intervalle durch die Aufladung und Entladung der jeweiligen Kondensatoren gesteuert werden. Eine Zündfolge wird abhängig von einem Brennereinschaltbefehl eingeleitet, indem die Zeitsteuerschaltung betätigt wird, und diese Zeitsteuershaltung sorgt dann für die Speisung der Steuereinrichtung am Ende eines Spülintervalls, an das sich ein Zündflammen-Zündungsintervall anschließt. Auf dieses Zündflammen-Zündungsintervall folgt ein Zündflammenstabilisierungsintervall, während dessen die Zündflamme in einer überwachten Brennkammer aufrechterhalten werden sollte. Im Anschluß an die Stabilisierung der Zündflamme wird in der Brennkammer die Hauptbrennflamme während des Hauptzündintervalls entzündet. Wenn während dieses Intervalls die Hauptflamme zu brennen beginnt, sorgt die auf das Flammensignal reagierende Schaltung dafür, daß die Steuereinrichtung eingeschaltet bleibt. Wenn während dieser Zeitspanne die Brennerflamme nicht aufgebaut wird, tritt die Abschalteinrichtung in Wirkung und setzt die Steuereinrichtung außer Betrieb,

Mit der Erfindung wird darüber hinaus eine Brennersteuereinrichtung geschaffen, die für die richtige Arbeitsweise bestimmter Sensoren im Brenner oder Kessel sorgt, zu denen insbesondere auch ein Luftstromsensor gehört. Damit die Brennersteuereinrichtung die Hauptflamme in Gang setzt, muß der Luftströmungssensor zur richtigen Zeit innerhalb der Startfolge von einem nicht betätigten in einen betätigten Zustand übergehen, wodurch angezeigt wird, daß der Sensor richtig arbeitet. Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Einrichtung wird außerdem jeglicher Versuch unterbunden, den Brenner zu zünden, wenn ein Zustand festgestellt wird, bei welchem der Luftstromsensor umgangen oder in einer eingeschalteten Stellung festgeklemmt wird, über die Tatsache hinaus also, daß bei einem nicht richtig funktionierenden Sensor der Betrieb des Brenners unterbunden wird, wird der Brennerbetrieb auch dann unterbunden, wenn am Sensor manipuliert worden ist.

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In einer bevorzugten Ausführungsform werden die vorstehend genannten Eigenschaften der Brennersteuereinrichtung mit Hilfe von Festkörperschaltungen erzielt, die kompakt und zuverlässig sind und die gewünschten Betriebsbedingungen schaffen.

Zum besseren Verständnis werden nachfolgend einige Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnung im einzelnen dargelegt. Es zeigen:

Fig. 1 eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Brennersteuereinrichtung;

Fig. 2 ein ins einzelne gehende Schaltbild der Brennersteuerelektronik aus Fig. 1;

Fig. 3 bis 8 Zeitfolgediagramme zur Erläuterung des zeitlichen Ablaufes.

Die in Fig. 1 gezeigte Brennersteuereinrichtung weist die Anschlußklemmen 10 und 12 auf, an denen sie mit einer geeigneten Leistungsquelle zu verbinden ist, z. B. einer Wechselstromquelle mit 240 V Spannung bei 50 Hz. Mit diesen Klemmen ist ein Steuerabschnitt verbunden, der eine Alarmvorrichtung 14, ein Gebläse 16, eine Zündflammenbrennstoffsteuerung 18, eine Zündfunkensteuerung 20 und eine Hauptbrennstoffsteuerung 22 aufweist. Mit der Klemme 10 liegen außerdem ein Grenzwertschalter 24 und eine Betriebssteuerung 26, etwa ein Thermostat, in Reihe. Normal geöffnete Abschaltkontakte 30-1 sind mit der Alarmvorrichtung 14 in Reihe geschaltet, während normal geschlossene Abschaltkontakte 30-2 in Reihe mit der Betriebssteuerung 26 und den übrigen Vorrichtungen des Steuerabschnittes liegen. Normal offene Steuerrelaiskontakte 32-1 steuern die Leistungszufuhr zur Zündung und zu den BrennstoffSteuereinrichtungen 18, 20 und 22 über weitere Kontakte. Und zwar liegen normalerweise offene Zündflammenrelaiskontakte 34-1 in Reihe mit der Zündflammenbrennstoffsteuerung 18, in Reihe mit den normalerweise geschlossenen Flammenrelaiskontakten 36-1, die in Reihe mit der Zündflammenbrennstoffsteuerung 18 liegen, und über normalerweise geschlossene Zündflammen-

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relaiskontakte 34-2 mit einer Zündfunkensteuerung 20, und normalerweise offene Flammenrelaiskontakte 36-2 in Reihe mit der Hauptbrennstoffsteuerung 22. Ein Luftstromschalter 38 ist normalerweise offen. Er schließt, wenn das Gebläse 16 Luft durch den Brenner hindurchströmen läßt, wodurch eine positive Anzeige für den Luftstrom gegeben ist.

Eine erste Sekundärwicklung 44 eines Transformators 42 speist einen Vollwellengleichrichter 46, der an seinen Gleichstromklemmen den Strombedarf für den Elektronikabschnitt abgibt, wobei der eine Pol einer Hauptsammeischiene 22 zugeführt ist. Die Primärwicklung 40 des Transformators 42 liegt unmittelbar an den Klemmen 10 und 12, so daß die Gleichstromsammelschiene 52 dauernd gespeist wird. Eine zweite Sekundärwicklung 62 des Transformators speist Leistung zu den Klemmen 200 und 202, an die ein auf UV-Licht ansprechender Flammensensor angeschlossen ist. Die Flammensignalimpulse werden über einen Transformator 208 und eine Gleichrichterschaltung mit Diode 21O in die Leitungen 301 und eingekoppelt, die das Flammensignal der Brennersteuerelektronik 300 zuführen.

Der Grenzwertschalter 24 ist normalerweise geschlossen, und die Abschaltsteuerung wird normalerweise nicht betätigt, so daß die Abschaltkontakte 30-2 geschlossen sind. Wenn der Betriebsschalter 26 geschlossen wird, gelangt Wechselstromleistung zur Sammelleitung 308, von der aus verschiedene Schaltungen, die nachfolgend beschrieben werden, gespeist werden. Der Luftströmungsschalter 3 8 liegt in Reihe zwischen der Sammelleitung 308 und einer optischen Kopplerverriegelungsschaltung 310. Wenn der Luftströmungsschalter 38 durch vom Gebläse 16 abgegebene Luft geschlossen ist, erhält die optische Kopplerschaltung 310 Strom zugeführt. Die optische Kopplerschaltung 310 enthält einen optischen Kopplerübertrager OC-2T, der mit dem Schalter 38 und einem Strombegrenzungswiderstand 312 in Reihe liegt. Eine Diode 314 ist zum übertrager 0C-2T parallel geschaltet, jedoch mit entgegengesetzter

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Polarität. Ein zweiter optischer Kopplerübertrager OC-3T in Reihe mit einer Diode 316 verbindet die Sammelleitung 308 mit dem Verbindungspunkt zwischen dem Schalter 38 und dem optischen Koppler OC-2T. Die zu den optischen Kopplern parallel liegenden RC-Kreise dienen dazu, vom Netz eindringende transiente Spannungen, die andernfalls auf die optischen Koppler gelangen könnten, zu unterdrücken.

Eine zweite optische Kopplerschaltung 318 liegt zwischen der Sammelleitung 308 und der Netzklemme 12. Er enthält einen Strombegrenzungswiderstand 322, der mit einer Parallelschaltung aus einem Widerstand 324 und einem optischen Kopplerübertrager 0C-1T in Reihe liegt.

Der BrennerSteuerelektronik 300 wird über drei unterschiedliche Leitungen Energie zugeführt: Eine Gleichstromleitung 52, eine Luftströmungsleitung 58 und eine Zündanforderungsleitung 330. Solange an den Netzklemmen 10 und 12 Wechselspannung anliegt, erhält die Brennersteuerelektronik über eine Leitung 326 von der Sammelschiene 52 dauernd Gleichstrom zugeführt. Die optischen Kopplerempfänger OC-1R, OC-2R und OC-3R steuern die Zufuhr von Leistung zu den Leitungen 58 und 330, was noch beschrieben wird, um einen sicheren Betrieb des Brenners zu gewährleisten.

Wenn beide Empfänger OC-1R und 0C-3R beleuchtet werden, gelangt über die beiden optischen Kopplerempfänger von der Leitung 52 Strom an die Basiselektrode eines Transistors 332, wodurch dieser leitend wird. Wenn einer der Empfänger 0C-1R oder OC-3R nicht beleuchtet wird, schaltet der Transistor 332 nicht auf Durchgang. Der Emitter des Transistors 332 ist über einen Strombegrenzungswiderstand 334 mit Masse verbunden, während sein Kollektor über einen Lastwiderstand 336 an der Sammelschiene 52 liegt. Ferner ist der Kollektor des Transistors 332 an die Basis eines Transistors 338 geführt. Der Emitter des Transistors 338 ist mit der Sammelschiene 52 verbunden, während der Kollektor mit der Zündanfrageleitung 330 der Brennersteuerelektronik 300 in Verbindung

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steht, wobei der Transistor 338 der Zündabfrageleitung 330 Leistung zuführt, wenn der Transistor 332 leitend ist. Der Kollektor des Transistors 338 ist über eine Diode 340 mit dem gemeinsamen Verbindungspunkt der optischen Kopplerempfänger OC-1R und OC-3R verbunden.

Der optische Kopplerempfänger OC-2R liegt zwischen der Sammelschiene 52 und Masse in Reihe mit Widerständen 342 und 344. Der Verbindungspunkt der Widerstände 342 und 344 ist mit der Basiselektrode eines Transistors 346 verbunden. Der Emitter dieses Transistors 346 liegt an Masse, während sein Kollektor über Lastwiderstände 348 und 350 an der Sammelschiene 52 angeschlossen ist. Der Verbindungspunkt der Lastwiderstände 348 und 350 ist mit der Basiselektrode des zweiten Transistors 352 in Verbindung, und Emitter und Kollektor des Transistors 352 liegen zwischen der Sammelschiene 52 und der Luftströmungsleitung 58 zur Brennersteuerelektronik 300. über den Transistor 3 52 fließt Strom zur Luftströmungsleitung 58, wenn der Transistor 346 leitend ist. Der Transistor wird vom optischen Kopplerempfänger 0C-2R gesteuert. Wenn dieser nicht beleuchtet wird, wird durch den Widerstand die Basis des Transistors 346 auf Massepotential gehalten, so daß dann kein Strom an die Luftströmungsleitung 328 gegeben wird. Wenn der optische Koppler OC-2R beleuchtet wird, geht der Transistor 346 auf Durchlaß, so daß die Luftströmungsleitung 58 dann Strom erhält.

Im Betrieb ist der Grenzwertschalter 24 normalerweise geschlossen, und aufgrund eines Befehls für Brennerbetrieb schließt Schalter 26, so daß der Steuerabschnitt Strom erhält. Das Gebläse 16 wird dann über die normalerweise geschlossenen Abschaltkontakte 30-2 gespeist. Auch der optische Kopplerübertrager 0C-1T erhält über den Widerstand 322 Strom.

Der Motor des Gebläses 16 benötigt eine kurze Zeit zum Hochlaufen, so daß das Gebläse dann Luft durch den Brenner hindurchtreibt. Unmittelbar im Anschluß an das Schließen der

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Kontakte 26 und die Stromzufuhr zum Gebläsemotor 16, sollte also der Luftströmungsschalter 38 in Offenstellung sein und damit anzeigen, daß durch den Brenner kein Luftstrom fließt. Wenn zu dieser Zeit der Luftströmungsschalter 38 geschlossen ist, könnte dies einen defekten Luftströmungsschalter 38 oder die Tatsache, daß irgendjemand am Luftströmungsschalter manipuliert hat, anzeigen. In einem solchen Fall verhindert die optische Kopplerschaltung 310, daß an die Brennersteuerelektronik 300 ein Zündungsanfragesignal abgegeben wird. Dies geschieht auf folgende Weise.

Wie oben ausgeführt, müssen beide optischen Kopplerempfänger OC-1R und 0C-3R beleuchtet sein, damit auf der Leitung 330 an die Brennersteuerelektronik 300 ein Zündanfragesignal abgegeben wird. Wenn der Schalter 26 schließt, wodurch der Gebläsemotor 16 eingeschaltet wird, gelangt auch über den Widerstand 322 an den optischen Kopplerübertrager OC-1T Strom, wodurch der zugehörige Empfänger OC-1R beleuchtet wird. Wenn der Luftströmungsschalter 38 offen ist, fließt der Strom auch von der Sammelleitung 308 über die Diode 316 zum optischen Kopplerübertrager OC-3T und danach über die Diode 314 und den Widerstand 312 zur gemeinsamen Netzklemme 12. Dieser durch den übertrager 0C-3T fließende Strom beleuchtet den zugehörigen Empfänger OC-3R. Wenn also der Schalter 38 offen ist, wenn der Strom anfänglich dem Gebläse zugeführt wird, dann werden beide Empfänger OC-1R und 0C-3R beleuchtet, und die Zündungsanfrageleitung 330 erhält ebenfalls Strom.

Wenn der Luftstromschalter 38 geschlossen ist oder zu dem Zeitpunkt, an dem der Schalter 26 schließt, umgangen wird, dann sind die Diode 316 und der optische Kopplerübertrager 0C-3T durch einen Kurzschluß überbrückt. Am übertrager 0C-3T herrscht also kein Spannungsabfall, und damit wird der zugehörige Empfänger 0C-3R nicht beleuchtet, mit der Folge, daß die Transistoren 332 und 338 nicht leitend werden und damit auch kein Strom auf die Zündungsanfrageleitung 330 gelangt.

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Mit hochlaufendem Gebläsemotor setzt der Luftstrom ein, der nun den Luftstromschalter 38 schließt und den optischen Kopplerempfanger OC-3R abschaltet. Wenn jedoch die Transistoren 332 und 338 einmal auf Durchlaß geschaltet sind, kommt Strom von der Leitung 330 über die Diode 340 zum optischen Kopplerempfänger OC-1R, und diese Rückkopplungsverbindung hält die Transistoren 332 und 338 in leitendem Zustand, bis der Schalter 38 öffnet, wodurch OC-1T und damit auch OC-1R abgeschaltet werden.

Der optische Kopplerübertrager 0C-2T leuchtet nicht, wenn der Schalter 38 offen ist. Die Polarität der Diode in OC-2T ist derjenigen der Diode 316, die mit OC-3T in Reihe liegt, entgegengesetzt, so daß Strom, der durch 0C-3T fließt, nicht durch 0C-2T fließt, sondern statt dessen durch die Diode 314. Wenn der Luftströmungsschalter 38 schließt, wird Strom durch den Schalter 38 an den optischen Kopplerübertrager 0C-2T geleitet, so daß dieser den zugehörigen Empfänger 0C-2R beleuchtet. Wenn der Empfänger 0C-2R leitend ist, werden die Transistoren 346 und 352 leitend und leiten damit Strom auf der Luftströmungsleitung 58 zur Brennersteuerelektronik 300. Wenn irgendwann die Luftströmung durch den Brenner unter einen Wert absinkt, der zur Betätigung des Luftströmungsschalters 38 benötigt wird, dann öffnet der Schalter 38, und der optische Kopplerübertrager OC-2T schaltet ab. Dies führt dazu, daß der Empfänger 0C-2R in nicht leitenden Zustand umschaltet und die Transistoren 346 und 352 in Sperrzustand versetzt, so daß auf der Leitung 58 kein Luftströmungssignal mehr auftritt. Durch das Fehlen dieses Luftströmungssignals auf der Leitung 58 schaltet die Brenner-Steuerelektronik den Brennerbetrieb ab, wie im einzelnen später noch erläutert wird.

Die Brennersteuerelektronik 300 ist eingehender in der Fig. wiedergegeben. Eine Abschaltzeitsteuerschaltung, die mit der Sammelschiene 52 verbunden ist, enthält eine thermisch gesteuerte Abschaltbetätigung 30, die über zwei alternativ betätigende Schaltungen gespeist wird. Bei der ersten Betätigungsschaltung schließt sich der Stromkreis über einen

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Widerstand 222, ein Darlington-Paar 110, eine Steuerrelaisspule 32 und einen Widerstand 100 zum Massepol hin, während der zweite Betätigungsschaltkreis sich über den Widerstand 222 und einen Widerstand 112 sowie ein Darlington-Paar 114 zum Massepol 60 hin schließt. Die Steuerelektrode des Darlington-Paars 110 ist über eine Diode 364 mit einem Transistor 362 verbunden, während die Steuerelektrode des Darlington-Paars 114 mit der Flammensignalsammelleitung über einen Widerstand 39 und mit Masse über eine Diode 174 und einen Transistor 172 in Verbindung steht.

Mit der Zündungsanfrageleitung 330 ist eine Zeitsteuerschaltung verbunden, die einen Tantal-Zeitgeberkondensator 134 enthält, dessen positiver Anschluß mit der Sammelschiene über einen Widerstand 126 verbunden ist, während der negative Anschluß des Kondensators mit einer Sammelschiene 254 über eine Diode 128 und einen Widerstand 130 in Verbindung steht. Die Anschlüsse des Zeitgeberkondensators 124 sind über einen Widerstand 132 und eine Diode 134 verbunden. Zwischen dem Verbindungspunkt zwischen der Diode 128 und dem Widerstand 130 und die Basis eines Transistors 138 ist eine Diode 136 gelegt. Der Kollektor eines Transistors 146 ist an den Verbindungspunkt von Widerstand 132 mit Diode 134 angeschlossen. Zwischen der negativen Anschlußklemme des Zeitsteuerkondensators 124 und dem Abschaltbetätiger 30 befindet sich ein Netzwerk aus einer Diode 154 und einem Widerstand 158. Eine Diode 160 verbindet den Verbindungspunkt der Diode und dem Widerstand 158 mit der Basis eines Transistors 116, der über einen Widerstand 162 an Masse geführt ist. Das Darlington-Paar 110 wird durch Sperren des Transistors 116 über Transistoren 360 und 362 getriggert. Die Diode 134 schützt den Kondensator 124 vor Rückwärtsspannungen.

Die Steuerschaltung für das Darlington-Paar 114 enthält Transistoren 170 und 172. Der Kollektor des Transistors ist über eine Diode 174 mit der Basissteuerelektrode des

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Darlington-Paars 114 verbunden. Es wird aufgrund eines Flammensignals auf der Sammelleitung 108, das über einen Widerstand 390 zugeführt wird, oder den leitenden Zustand des Transistors 146 in leitendem Zustand getriggert, wenn seine Steuerelektrode nicht über die Diode 174 und den im leitenden Zustand befindlichen Transistor 172 an Masse geklammert ist. Die Basis des Transistors 172 ist über einen Widerstand 176 mit der Leitung 178 verbunden.

Der Zeitsteuerkondensator 124, die Diode 154 und die Widerstände 130 und 201 sind auf einer Zeitsteuer-Einschubkarte befestigt, wodurch es ermöglicht wird, durch Austauschen verschiedener Karten das Vorzündungsintervall T1 und das Zündintervall T2+T3 auf einfache Weise zu verändern.

Ein zweites RC-Zeitsteuernetzwerk enthält einen Widerstand 201 und einen Kondensator 203, deren gemeinsamer Punkt über eine Diode 205 mit der Basis eines Transistors 207· verbunden ist. Der Emitteranschluß des Transistors 207 ist durch einen Spannungsteiler aus den Widerständen 2O9 und 211 mit einem bestimmten Spannungswert vorgespannt, und der Kollektor des Transistors 207 treibt die Basis eines Transistors 213. Der Transistor 213 speist in leitendem Zustand eine Relaisspule 34, die mit seinem Kollektor-Emitter-Pfad in Reihe zwischen der Flammsammelleitung 108 und dem Massepol 60 liegt. Der erregte Zustand des Relais 34 wird somit durch den Leitfähigkeitszustand des Transistors 213 gesteuert, der seinerseits vom Ladungszustand des Kondensators 203 abhängig ist.

Die Brennerzeitsteuerelektronik 300 steuert zwei aufeinander folgende Zeitintervalle aufgrund Aufladung und Entladung des Kondensators 124, und zwar ein erstes Gebläseintervall (vor der Zündung) T1, in dem der Kondensator 124 aufgeladen wird, und ein zweites Zündflammenzünd- und -Stabilisierungsintervall (Zündung) T2+T3, in dem der Kondensator 124 entladen wird. Die Zeitsteuerintervalle T2+T3 werden später beschrieben. Während des Aufladens des Kondensators 124 fällt

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die Spannung am Verbindungspunkt zwischen den Dioden 128 und 136 auf die Spannung des Massepols 60 ab, wodurch das erste (vor der Zündung) Zeitintervall T1 in Abhängigkeit von den RC-Werten der Kondensator-Aufladeschaltung (über Widerstand 130, Relaisspulen 36) gesteuert wird. Wenn die Spannung am Verbindungspunkt ausreichend abgesunken ist, wird das Intervall T1 durch das Leitendwerden des Transistors 138 beendet, wobei dann der sich dadurch einstellende Strom den Transistor 146 auf Durchlaß schaltet und ein Signal über den Widerstand 152 rückgekoppelt wird, wodurch der Transistors 138 im Leitfähigkeitszustand gehalten wird. Die Leitfähigkeit des Transistors 146 läßt die Spannung auf der positiven Seite des Kondensators 124 sprunghaft fallen, was auf den Spannungsabfall an den Widerständen 126 und 132 zurückzuführen ist. Dieser Spannungsübergang wird über den Kondensator 124 und mit Hilfe der Dioden 154 und dazu verwendet, den Transistor 116 zu sperren und das Darlington-Paar 110 einzuschalten. Als Folge davon fließt Strom durch einen Pfad mit geringem Widerstand des Abschaltbetätigers 30 und des Widerstands 100 zum Massepol. Das Relais 32 zieht dadurch an, schließt die Kontakte 32-1 und speist somit die Brennstoffsteuerung zur Zündflamme 18 und die Zündsteuerung 20, wodurch ein Zündzustand in der überwachten Brennkammer hergestellt wird. Dies entspricht dem Startaugenblick des Zündflammen-Zündungsintervalls T2. Der Transistor 170 wird dadurch, daß die Transistoren 138 und 146 leitend werden, abgeschaltet und das Signal auf der Leitung 178 wird über den Widerstand 176 dem Transistor 172 zugeführt und schaltet diesen ein, wodurch die Steuerelektrode des Darlington-Paars 114 an Masse angeklammert wird und somit der zweite Speisungspfad für den Abschaltbetätiger durch das Darlington-Paar 114 in nicht leitendem Zustand gehalten wird. Der Spannungsanstieg am Verbindungspunkt des Widerstands 100 mit der Relaisspule 32 kompensiert den Spannungsabfall an der Sammelschiene 52, der auftritt, wenn der Pfad mit niedrigem Widerstand durch das Darlington-Paar 110 leitend wird, so daß sich für die Bezugsspannung am Emitter

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des Transistors 94 keine bemerkenswerte Änderung ergibt und somit die Ansprechbarkeit der Flammensensorschaltung gegenüber Signalen an der Klemme 200 stabilisiert ist.

Die Zeitsteuerintervalle für die Schaltung der Fig. 1 werden nun anhand der Fig. 3 erklärt. Wenn Bedarf nach Wärme besteht, wodurch der Schalter 26 geschlossen und das Gebläse 16 gespeist werden, wird durch die Spülluft der Luftströmungsschalter 38 geschlossen, so daß Spannung an der Luftströmungsleitung 58 und an der Zündungsbedarfsleitung 330 ansteht, wie oben in Verbindung mit Fig. 1 beschrieben. Dadurch beginnt sich der Kondensator 124 aufzuladen. Die Aufladezeit des Kondensators 124 bestimmt die Spül- oder vor der Zündung liegende Zeitspanne T1, wie bereits erläutert. Das vor der Zündung liegende Intervall T1 endet im Anfangszeitpunkt des Zündflanunenzündungszeitintervalls T2, während dessen sich der Kondensator 124 entlädt, wobei seine Entladegeschwindigkeit im wesentlichen durch die Werte des Kondensators 124 und des Widerstandes 158 bestimmt werden, wodurch das Intervall T2+T3 festgelegt ist. Der Kondensator 124 entlädt sich, wobei das Potential an der Basis des Transistors 116 steigt. Wenn der Transistor 116 auf Durchlaß schaltet, werden die Transistoren 310 und 362 ebenfalls leitend. Der Transistor 162 klammert die Basis des Darlington-Paars 110 an Masse über die Diode 364. Das Darlington-Paar 110 wird dadurch abgeschaltet, wodurch das (Zünd)-Intervall T2+T3 beendet ist.

Wie bereits erwähnt, ist das Entladeintervall des Kondensators 123 (T2+T3) in ein Zündflammenzündungsintervall T2 und ein Zündstabilisierungsintervall T3 unterteilt. Das Intervall T2 wird durch die Zeitkonstante für das Aufladen und Entladen des Kondensators 203 bestimmt. Wenn der Kondensator 203 sich über den Widerstand 2O1, die Diode 368 und die Relaisspule 36 bis zu dem Punkt auflädt, an dem die Transistoren 207 und 213 leitend werden, wird die Relaisspule 34 erregt, wodurch dann die Zündung durch Öffnen der Kontakte 34-2 und Entregen der Zündfunkeneinrichtung 20 unterbrochen wird.

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Nachdem die Zündung am Ende von T2 abgeschaltet worden ist, bildet der noch verbleibende Teil des Intervalls T2+T3 die Zündflammenstabilisierungsperiode T3, die durch das Entladen des Kondensators 124 in der vorher beschriebenen Weise bestimmt ist. Durch diese Anordnung wird eine stabile Zündflamme erzielt, bevor das Hauptbrennstoffventil geöffnet wird, damit in der Brennkammer die Hauptflamme zu brennen beginnt. In ähnlicher Weise beginnt am Ende des Zündflammenstabilisierungsintervalls T3 das Hauptbrennstoff-Zündintervall T4, das in seiner Länge durch die Entladezeit des Kondensators 203 bestimmt wird, der sich am Ende von T3 zu entladen beginnt, so daß in diesem Augenblick das Intervall T4 anfängt. Am Ende des Intervalls T4, an dem der Kondensator 203 entladen ist, wird, wenn die Hauptflamme vorhanden und festgestellt worden ist, die Zündflamme dadurch abgeschaltet, daß das Relais 34 mit dem Ende des Hauptbrennstoff-Zündintervalls T4 abfällt. Somit sind Ablauf und Funktion der Einrichtung durch die Intervalle modifiziert und verbessert, die durch die Auflade- und Entlade-Schaltkreise des Kondensators 203 gebildet werden, um dadurch die durch das Laden und Entladen des Kondensators 124 bereits vorhandenen Intervalle noch zu ergänzen.

Die Zeitsteuerung der Intervalle T2 und T4 unter dem Einfluß des Ladens und Entladens des Kondensators 203 soll nun beschrieben werden. Im Anschluß an die Spülzeit T1 ist der Aufladezustand des Kondensators 124 derart, daß der Transistors 116 gesperrt wird, was auch dazu führt, daß die Transistoren 251, 360 und .362 sperren. Wenn der Transistor 362 sperrt, wird die Anklammerung der Basis des Darlington-Paars 110 über die Diode 364 beseitigt, so daß das Darlington-Paar 110 leitend wird. Der Strom durch das Darlington-Paar 110 erregt das Relais 32, wodurch durch Schließen der Kontakte 32-1 die Zündflammenbrennstoffzufuhr 18 in Gang gebracht wird. Wenn das Darlington-Paar 110 eingeschaltet ist, ist der Transistor 37Ο geöffnet, und das Potential an der Zündbedarf sleitung 330 liegt an den Widerständen 365 und 201, wodurch das Aufladen des Kondensators 203 beginnt, was der Zeitsteuerung des Zündflammen-Zündintervalls T2 entspricht.

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Wenn der Kondensator 203 auf einen durch die Widerstände 209 und 211 bestimmten Vorspannungspegel aufgeladen ist, wodurch der Transistor 207 vorgespannt wird, wird letzterer auf Durchlaß geschaltet, was auch das Einschalten des Transtistors 213 und damit die Erregung der Relaisspule 34 zur Folge hat. Das Erreichen dieses Ladungspegels am Kondensator 203 stellt das Ende des Intervalls T2 dar, und die Erregung der Relaisspule 34 schließt die Kontakte 34-1 und öffnet die Kontakte 34-2, so daß die Zündeinrichtung 20 abgeschaltet und ein weiterer Pfad zur Weiterführung des Betriebs der Zündflammenbrennstoff zuführeinrichtung 18 geschlossen wird. Da der Kondensator 124 sich weiter entlädt, bestimmt er das Ende des Intervalls T3, an dem der Transistor 116 durchgeschaltet wird, der seinerseits die Transistoren 360 und 362 auf Durchlaß schaltet, so daß damit eine Seite der Relaisspule 36 an Masse gelegt wird. Wird eine Flamme festgestellt, dann wird die Flammensignalleitung 108 über den Transistor 1O4 auf positivem Gleichspannungspotential gehalten, und des fließt ein Strom von der Flammensignalleitung 108 durch die Relaisspule 36 und die Transistoren 3 60 und 362 zum Massepol. Der Stromfluß durch die Relaisspule 36 führt dazu, daß die Kontakte 36-2 geschlossen werden und nunmehr der Hauptbrennstoff strom zum Brenner gefördert wird, während durch öffnen der Kontakte 36-1 der Zündkreis für die Speisung der Zündflammenbrennstoffzufuhr 18 unterbrochen wird, die jedoch aufgrund der geschlossenen Kontakte 34-1 noch weiter mit Strom versorgt wird. Wenn der Transistor 116 zu Beginn der Zeitspanne T4 auf Durchlaß geschaltet ist, ist das Darlington-Paar 110 durch den Transistor 362 gesperrt, und der RC-Kreis aus Widerstand 201 und Kondensator 203 beginnt die Entladung. Die Entladezeit, die der Kondensator 203 benötigt, um seinen Anfangsladezustand zu erreichen, bei dem die Vorspannung am Transistor 207 diesen sperrt, entspricht dem Zeitintervall T4, während dessen die Zündung für die Hauptflamme in Betrieb ist. Am Ende des Intervalls T4 werden die Transistoren 207 und 213 gesperrt, wodurch

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die Relaisspule 34 entregt wird und die Zündflamme durch Entregen der Zündflammensteuerung 18 erlischt. Die Relais 36 und 32 bleiben aufgrund des zweiten Speisungsstrompfades über den Widerstand 362 noch erregt. Solange in der Brennkammer die Hauptflamme festgestellt wird, was zu Signalen an den Klemmen 200 und 202 führt, wodurch ein Flammenanzeigesignal auf der Leitung 108 gebildet wird, bleibt der Betrieb der Einrichtung aufrechterhalten, wobei die Hauptbrennstoffzuführung durch Stromzufuhr zur Hauptbrennstoffzuführsteuerung 22 über die geschlossenen Kontakte 36-2, 32-1 und die normalerweise geschlossenen Alarmrelais-Kontakte 30-2 mit Strom versorgt wird.

Fällt die Hauptflamme aus und wird dies durch Fehlen des Hauptflammensignals an den Klammen 200 und 202 festgestellt, dann schaltet das sich daraus auf der Leitung 108 ergebende niedrige Signal den Transistor 250 in Sperrzustand, wodurch die Stromzufuhr zur Relaisspule 3 2 unterbunden wird. Mit einem niedrigen Wert auf der Leitung 108 fließt kein Strom mehr durch die Relaisspule 36, so daß die Kontakte 32-1 und 36-2 öffnen und damit sämtliche Stromzufuhr unterbrochen wird, so daß aufgrund der Abschaltung der Hauptbrennstoffsteuerung 22 auch der Zustrom an Hauptbrennstoff endet. Die Zeit vor der Unterbrechung der Hauptbrennstoffzufuhr ist als Intervall T5 bezeichnet und dauert im allgemeinen nicht länger als maximal 4 s, um den U.S.-Bestimmungen zu genügen, und höchstens maximal 1 s, um den europäischen Bestimmungen gerecht zu werden. Diese Zeitspanne wird zur Hauptsache durch einen RC-Kreis aus Widerstand 212 und Kondensator 213 bestimmt. Eine durch den Widerstand 212 zusammen mit dem Kondensator 213 bestimmte Zeitkonstante, die die Zeitspanne T5 steuert, hat den Zweck zu verhindern, daß bereits bei einem momentanen Flackern der Flamme die Hauptbrennstoffzufuhr unterbrochen wird, so daß also die Schwankungen im Flammenanzeigesignal, das dem Transistor 94 zugeführt wird, dadurch eliminiert werden.

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Während des normalen Betriebs der Hauptflamme erfaßt die Einrichtung die brennende Flamme, bis der Betriebsschalter 26 öffnet, womit die Brennerbetriebsphase beendet wird.

Wenn der Sammelleitung 108 keine Flammensignalspannung zugeführt wird, da das Darlington-Paar 110 gesperrt ist, dann wird die Steuerrelaisspule 32 entregt, so daß dadurch die Kontakte 32-1 öffnen und der Zündvorgang und die Brennstoffzufuhr beendet werden. Die Basisspannung zum Transistor 172 wird ebenfalls weggenommen, so daß der Transistor nicht mehr leitend ist (wodurch das Anklammern des Darlington-Paares 114 aufgehoben wird), und es ist damit ein weiterer Unterbrechungspfad gebildet, da das Darlington-Paar 114 über den leitenden Transistor 146 in den leitenden Zustand getriggert wird. Das Abschaltrelais 30 wird weiter erwärmt und öffnet am Ende seiner Verzögerungszeitspanne die normalerweise geschlossenen Kontakte 30-2, womit die Brennereinrichtung abgeschaltet, die normalerweise offenen Kontakte 30-1 geschlossen und die Alarmeinrichtung 14 gespeist werden.

Ein Haltekreis 377 ist zwischen die Basis des Darlington-Paars 114 und der Luftströmungssignalleitung 58 gelegt. Bei Normalbetrieb nimmt die Zündbedarfsleitung 330 ein hohes Potential an, bevor der Luftstromleitung 58 Strom zugeleitet wird, und eine Rückstellschaltung aus einem Kondensator 379, einem Widerstand 388 und einer Diode 383 hält das Potential am Basis-Emitter-Ubergang eines Transistors 378 auf annähernd Null Volt, wenn Strom zugeführt wird, womit verhindert wird, daß der Transistor 378 leitend wird, und die Verriegelung 377 im Ausschaltzustand bleibt. Wenn der Luftströmungsschalter umgangen oder in der Einschaltstellung festgelegt wird, dann nimmt die Luftströmungsleitung 58 bereits vor der Zündanforderungsleitung 330 einen höheren Spannungswert an, so daß die Verriegelung 377 dann eingeschaltet wird. Hierdurch gelangt Strom zur Basis des Darlington-Paars 114, welches das Abschaltrelais 30 solange erwärmt, bis es ausschaltet. Wenn also der Luftströmungsschalter 38

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geschlossen ist, bevor die Betriebssteuerung 26 geschlossen ist, dann geht die Einrichtung in den Abschalt- oder Sperrzustand.

Wenn während des vor dem Zündvorgang liegenden Zeitintervalls ein falsches Flanunensignal auftritt (vor dem Schalten des Darlington-Paars 110 in den leitenden Zustand), dann nimmt die Spannung an der Flammensignalsammelleitung 108 einen hohen Wert an, und auch der Emitter des Transistors 250 erhält diesen hohen Spannungswert. Dieses Spannungssignal vom Emitter des Transistors 250 wird über einen Widerstand 376 der Basis eines Transistors 380 zugeleitet, wodurch die Verriegelung 377 eingeschaltet wird, die auch nach Wegnahme des fehlerhaften Flammensignals noch eingeschaltet bleibt. Der Strom von der Verriegelungsschaltung 377 schaltet das Darlington-Paar 114 auf Durchgang, so daß das Abschaltrelais 30 aufgeheizt wird, bis es schaltet. Wenn also irgendwann während der Zeit vor dem Zündvorgang eine fehlerhafte Flamme auftritt, dann geht die Einrichtung in den Abschalt- oder Sperrzustand über. Nach dem Zünden sind die Transistoren 170 und 172 auf Durchgang, so daß ein Flammensignal am Emitter des Transistors 250 über den Widerstand 376 und den Transistor 172 zum Massepol abgeleitet wird.

Der Aufladekreis für den Kondensator 124 enthält einen Löschentladetransistor 302, dessen Kollektor-Emitter-Pfad über Dioden 400 und 402 und einen Widerstand 404 an den Kondensator 124 gelegt ist. Die Basis des Transistors 302 ist über eine Diode 303 und einen Widerstand 406 mit dem Massepol verbunden. Solange die Luftströmungssignalleitung 58 einen hohen Spannungswert hat, sorgt die Diode 410 dafür, daß im Punkt 408 diese hohe Spannung vorhanden ist. Wenn die Spannung in der Luftstromsignalleitung einen niedrigen Wert annimmt, wird auch über die Diode 303 und den Widerstand 406 das Potential an der Basis des Transistors 302 niedrig, und dieser wird leitend, wodurch der Kondensator 124 entladen wird. Während der normalen Zeit

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vor dem Zündvorgang bleibt der Luftströmungsschalter 26 geschlossen, während der Transistor 302 im Abschaltzustand verbleibt. Wenn der Luftströmungsschalter öffnet, entlädt sich der Kondensator 124 über den Transistor 302 und läßt den Spülvorgang anlaufen. Während der Transistor 302 auf Durchlaß geschaltet ist, gelangt Strom von der Zündbedarf sleitung 330 über den Transistor 302, die Dioden und 128 und die Widerstände 404 und 130 zur Basis des Darlington-Paars 110. Wenn dann die Luftströmungsleitung 58 nicht wieder auf einen hohen Spannungswert zurückkehrt vor Beendigung der Abschaltzeitspanne, dann öffnet das Abschaltrelais 30 und sperrt die gesamte Einrichtung.

Wenn der Luftstromschalter während der Brennphase des Hauptbrenners öffnet, fällt die Spannung an der Leitung 58 ab, so daß dann, wie bei einem Flammenausfall, das Signal am Emitter des Transistors 250 wegfällt. Die Einrichtung arbeitet dann weiter, wie wenn die Flamme ausgefallen ist, so daß die Abschaltung erfolgt.

Sollte die Einsteckkarte mit dem Kondensator 124, der Diode 154 und dem Widerstand 158 nicht eingesteckt sein, dann schaltet die Einrichtung ab, da der Brenner nicht arbeitet. Massepotential wird der Basis des Transistors 138 über den Widerstand 130, die Relaisspule 36, die Diode 368 und den Transistor 362 zugeführt, so daß der Transistors 138 durchlässig ist und den Transistor 146 einschaltet. Das Darlington-Paar 114 wird dadurch in Leitungszustand getriggert, während das Darlington-Paar 110 in seinem nicht-leitenden Zustand bleibt, weil die Diode 154 im Schaltkreis fehlt. Der Ausschalter 30 öffnet am Ende der Verzögerungszeitspanne die Kontakte 30-2, schaltet damit das Brennersystem ab und schließt die Kontakte 30-1, wodurch die Alarmeinrichtung 14 gespeist wird.

Der Leitung 52 wird ständig Gleichspannung zugeführt, und wenn der Flammensensor, der an die Klemmen 200 und 202 angeschlossen ist, das Vorhandensein einer Flamme in der Brennkammer feststellt, wenn der Betriebsschalter 26 offen

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ist, sorgt dieses Flammensignal dafür, daß der Transistor 104 leitend ist, der nun ein Signal über die Leitungen 108 und 254 und den Widerstand 390 abgibt und damit das Potential an der Steuerelektrode des Darlington-Paars 114 anhebt und auf diese Weise diesen Schalter einschaltet, womit ein Stromversorgungspfad für die Abschaltbetätigung 30 über die Widerstände 112 und 223 und das Darlington-Paar 114 zum Massepol 60 hergestellt ist. Auf diese Weise wird die Abschaltbetätigung 30 mit Strom versorgt, auch wenn keine Anforderung zum Betrieb des Brenners vorhanden ist und der fehlerhafte Flammenzustand weiterhin besteht, so daß die Brennereinrichtung abgeschaltet wird und die Kontakte 30-2 geöffnet (Betrieb des Brennersystems unmöglich) und die Kontakte 30-1 geschlossen (Speisung der Alarmeinrichtung 14) werden. Die Brennerelektronik spricht nicht an und weder Relais 32 noch Relais 36 werden erregt, da auf der Sammelschiene 58 zwischen den Heizintervallen keine Spannung ansteht.

Die Figuren 4 bis 8 zeigen die Funktion der Brennersteuerschaltung beim Auftreten unterschiedlicher Fehler.

Figur 4 zeigt den Ablauf, wenn die Brennerhauptflamme nicht entzündet wird, und zeigt, wie der Brenner einen normalen Startvorgang durchläuft, wobei die Zündflamme brennt, und dann kurz nach Einschalten der Hauptbrennstoffzufuhr festgestellt wird, daß die Hauptflamme erlischt. Im Anschluß an das Erlöschen der Hauptflamme wird in der dafür vorgesehenen Ansprechzeitspanne die Brennstoffzufuhr unterbunden, und das Gebläse arbeitet noch solange weiter, bis der ünterbrechungsschalter anspricht, was eine bestimmte Nachspülzeitspanne T7 bedeutet.

Figur 5 zeigt den Ablauf des normalen Brennerbetriebs während des Anfahrens, wobei dann während der eigentlichen Brenndauer die Brennerflamme erlischt. Nach Ablauf einer Ansprechzeit auf das Erlöschen der Flamme wird die Brennstoffzufuhr abgeschaltet. Danach läuft das Gebläse noch während einer bestimmten Nachspülzeitspanne T7 weiter.

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Figur 6 zeigt die Ablauffolge, wenn während des Spülvorgangs der Luftstromschalter öffnet. Wie das Diagramm verdeutlicht, beginnt der Zeitablauf für die Spülung, wenn der Luftstromschalter zunächst geschlossen ist, endet aber, wenn der Luftstromschalter öffnet. Unmittelbar danach wird die Zeitsteuerung für den Spülvorgang wieder auf Null zurückgestellt. Wenn der Luftstromschalter erneut schließt, beginnt die Zeitspanne für die Spülung vor vorn und nimmt nochmals ein vollständiges Spülzeitintervall in Anspruch. Danach läuft der normale AnlaufVorgang des Brenners weiter. Sobald der Luftstromschalter während des Spülens öffnet, beginnt das Abschaltrelais mit der Aufheizung, und wenn die Öffnungszeit des Luftstromschalters lange genug dauert, dann unterbricht das Abschaltrelais und schaltet auch den Gebläsemotor ab.

Figur 7 zeigt den Verlauf des Brennerbetriebes, wenn während der normalen Brennphase der Luftstromschalter öffnet. Sobald der Luftstromschalter öffnet, wird das Brennstoffventil entregt, und die Heizung des Abschaltrelais wird gespeist, bis das Abschaltrelais dann abschaltet.

Schließlich zeigt die Figur 8 die Ablauffolge, wenn die Zündflamme nicht zündet. Brennstoffzufuhr und Zündfunkenbetrieb werden am Ende der normalen Zündperiode für die Zündflamme abgeschaltet. Das Gebläse arbeitet noch so lange, bis das Abschaltrelais aufgrund der Aufheizung öffnet (Nachspülzeitspanne T7).

In einer kurzen Zusammenstellung sei nochmals festgestellt, daß die Flammenüberwachungs- und die Abschaltkreise ständig über die Gleichspannungsleitung 52 gespeist werden, unabhängig davon, ob ein Heizbedarf vorliegt oder wie der Luftströmungsschalter 38 steht. Wird ein Heizbedarf angemeldet und beginnt bei noch offenem Schalter 38 das Gebläse 16 zu laufen, woraufhin sich bei ausreichendem Luftstrom der Schalter 38 dann

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schließt, dann werden die Transistoren 352 und 338 in leitenden Zustand geschaltet, so daß die Leitungen 58 und ebenfalls Spannung zugeführt erhalten, so daß die Zeitablaufkreise nun erregt werden und durch Auf- und Entladung des Kondensators 134 die Zeitsteuerfolgeintervalle einsetzen. Der Kondensator 124, die Diode 154 und der Widerstand 158 sind als Einheit auf einer Steckkarte montiert, so daß es leicht möglich ist, nach Bedarf die Intervalle zu verändern. Eine erste (vor der Zündung liegende) Zeitspanne ist von den RC-Werten im Kondensatoraufladekreis abhängig, und am Ende dieses Zeitintervalls werden die Transistoren 138 und 146 leitend. Diese Tatsache verriegelt die beiden Transistoren 138 und 146 und bringt die Plus-Seite des Kondensators 124 mit dem Widerstand 122 in Verbindung, wodurch augenblicklich die der Diode 160 zugeführte Spannung abfällt. Dieser Spannungsübergang läßt den Transistor 116 in Sperrzustand übergehen, und das Darlington-Paar 110 wird in Leitungszustand geschaltet, so daß ein Strom durch den Abschaltbetätiger 30, den Widerstand 222, das Darlington-Paar 110, die Sammelleitung 178, die Steuerrelaisspule 32 und den Widerstand 100 fließt. Somit beginnt im Einsatzaugenblick des zweiten (Zündungs-)Intervalls die Aufheizung des Abschaltbetätigers 30, und zugleich zieht das Relais 32 an, womit die Zündbedingung durch Speisung der Steuerung für die Brennstoffzufuhr zur Zündflamme und Energiezufuhr zur Zündtransformatorsteuerung 20 einsetzt. Die Leitfähigkeit des Transistors 146 schaltet auch den Transistor 170 ab, und die Spannung auf der Sammelleitung 178, die an die Basis des Transistors 172 über den Widerstand 176 gelangt, schaltet den Klammertransistor 172 auf Durchlaß, wodurch die Steuerelektrode des Darlington-Paars 114 an die Massepotentialklemme 60 über die Diode 174 angeklammert wird, so daß das Darlington-Paar 114 nicht eingeschaltet werden kann. Dieser weitere Speisungspfad für den Abschaltbetätiger bleibt so lange geöffnet, als die Transistoren 138 und 146 im leitenden Zustand verriegelt sind und an der Sammelleitung Spannung vorhanden ist.

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Wenn der Kondensator 124 sich entlädt, steigt das Potential an der Basis des Transistors 116 an. Nach einer durch die Werte des Kondensators 124 und des Widerstandes 153 festgelegten Zeitspanne wird der Transistor 116 wieder* leitend, schaltet dadurch das Darlington-Paar 110 ab und beendet das zweite (Zünd-)Intervall, und wenn der andere Steuerrelaisspeisungspfad (durch den Transistor 68) nicht geschlossen worden ist, dann wird die Steuerrelaisspule 32 entregt. Wenn die Sammelschiene 178 ihre Spannung verliert, wird der Klammertransistor 172 wieder freigegeben, so daß die Spannung an der Steuerelektrode des Darlington-Paars 114 ansteigt (Transistor 146 ist auf Durchlaß), wodurch der Darlington-Schalter 114 eingeschaltet wird und die Aufheizung des Abschaltbetätigers 3O über den zweiten Speisungspfad fortgesetzt wird, bis seine Verzögerungszeit abgelaufen ist, wo dann die normalerweise geschlossenen Kontakte 30-2 geöffnet werden und die Brennersteuereinrichtung abgeschaltet wird, während die normalerweise offenen Kontakte 30-1 schließen und damit die Alarmeinrichtung 14 gespeist wird.

Diese Ausschaltfolge wird unterbrochen, wenn Flammensignalimpulse an den Klemmen 200 und 202 auftreten, die über den Transistor 94 den Transistor 104 auf Durchgang schalten und nach einer zum Teil durch den Kondensator 220 bestimmten Verzögerungszeit auch den Transistor 250 auf Durchgang schalten. Der Emitter des Transistors 250 ist mit der Relaisspule 32 verbunden, und Spannungszufuhr zur Sammelschiene 108 sorgt dann für einen Stromfluß durch einen weiteren Relaisspulenhaltekreis, der über die Relaisspulen 36 und 32 geschlossen ist.

Ein Ausfall der Brennerflamme führt dazu, daß die Transistoren 104 und 250 die Stromleitung einstellen, so daß, wenn an der Sammelleitung 178 keine Spannung mehr vorhanden ist, die Verklammerung der Steuerelektrode des Darlington-Paars 114 aufgehoben wird, so daß dann der andere Abschaltspeisungskreis wegen des verriegelten Transistors 146 in

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leitfähigen Zustand geschaltot wird. Das beschriebene Ausführungsbeispiel der Einrichtung schaltet die Brennereinrichtung ab, ohne daß bei Ausfall der Brennerflamme ein erneuter Zündungsversuch durchgeführt wird, während andere Brennersteuereinrichtungen die gesamte Zündfolge erneut ablaufen lassen. Ein derartiges Beispiel, das in Verbindung mit der Erfindung eingesetzt werden kann, ist in der eingangs genannten Patentanmeldung beschrieben.

Die Brennersteuereinrichtung ist geeignet für ölbrenneranlagen, die zur Betriebssteuerung ein Bedarfssignal für das Inbetriebsetzen des Brenners erzeugen, die einen Flammensensor enthalten, der ein Signal abgibt, wenn er in der Brennkammer eine Flamme feststellt, und die eine oder mehrere Vorrichtungen zur Steuerung der Zündung und/oder des BrennstoffStroms haben. Die Brennersteuerungseinrichtung weist eine Abschalteinrichtung auf, mit der die gesamte Steuerungseinrichtung abgeschaltet wird, ferner eine Steuervorrichtung zur Betätigung der Zündung und/oder der Steuerung für die Brennstoffzufuhr, und eine Zeitsteuerung, mit der vier aufeinander folgende und sich teilweise überlappende Zeitintervalle von genau vorgegebener Beziehung zueinander erzeugt werden, zu denen ein Spülintervall, ein Zündflammen-Zündintervall und ein Hauptbrennstoffzündintervall gehören. Mit der Brennersteuerungseinrichtung gemäß der Erfindung wird ein zuverlässiger Betrieb bestimmter Sensoren in einem Brenner oder einem Kessel verwirklicht, einschließlich insbesondere des Luftstromsensors. Darüber hinaus wird mit der erfindungsgemäßen Einrichtung jeder Versuch unterbunden, einen Brenner zu zünden, wenn festgestellt ist, daß der LuftStromsensor umgangen worden oder in einer Stellung, d.ie seiner Betriebsstellung entspricht, festgeklemmt worden ist.

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Leerseite

Claims

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vom 5. Februar 1979

ELECTRONICS CORPORATION OF AMERICA, One Memorial Drive, Cambridge, Massachusetts 02142, U.S.A.

Brennersteuerungseinrichtung

PATENTANSPRÜCHE

1/ Brennersteuerungseinrichtung zur Verwendung

mit einer ölbrennereinrichtung, welche in einer Betriebssteuerung ein Bedarfssignal für den Brennerbetrieb erzeugt, einen Luftstromsensor aufweist, der ein Luftstromsignal abgibt und damit anzeigt, daß ein angemessener Luftstrom durch den Brenner hindurch geht, ein Flammensensor ein Signal abgibt, wenn in der Ölbrennereinrichtung eine Brennerflamme vorhanden ist, und Mittel abhängig von der Brennersteuereinrichtung den Brennstoffstrom steuern, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennereinrichtung eine Steuervorrichtung (22) zur Betätigung der Brennstoffsteuerung, eine elektronische Zeitsteuerschaltung (300) für den Zündzyklus mit aufeinander folgenden Zeitintervallen, zu denen ein Spülintervall, ein Zündflammenzündintervall, ein Zündflammenstabilisierungsintervall und ein Hauptbrennstoffzündintervall gehört, eine Einrichtung, die auf ein Bedarfssignal den Zündzyklus durch Betätigen der elektronischen Zeitsteuerschaltung (300) einleitet, ein Gebläse (16), das während des Zündzyklus einen Luftstrom durch den Brenner während des Spülintervalls hervorruft, Mittel (30) zur Abschaltung der Zeitsteuerschaltung, um weitere Zündzyklusabläufe zu verhindern, wenn

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rOSTSCBBCK MflNCIIKN NH. ββ1*8-8ΙΜ> · BANKKONTO HVI-OI)ANK MCnOIIKN IIl 1.7. 7UOUItU ΙΟΙ UTO. (Ill HIl «Λ 73 7H SWIFT UVTO UK MM

das Luftströmungssignal bereits vor Inbetriebnahme des Gebläses (16) auftritt, Mittel zum Abschalten der Zeitsteuerschaltung, um weitere Zündzyklen zu verhindern, wenn das Luftströmungssignal innerhalb einer bestimmten Zeitspanne nach Inbetriebnahme des Gebläses nicht auftritt, Mittel, die aufgrund der eingeschalteten Zeitsteuerung am Ende des Zündflammenstabilisierungsintervalls die Steuereinrichtung so speisen, daß die Brennstoffsteuereinrichtung betätigt wird und der Brennstoffstrom einsetzt, eine auf das Flammensignal ansprechende Einrichtung, die auf ein Signal vom Flammensensor hin die Speisung der Steuervorrichtung aufrechterhält, Mittel, die bei Nichtzustandekommen der Zündflamme während des Zündflammenstabilisierungsintervalls verhindern, daß die Zeitsteuerschaltung weitere Zeitintervalle erzeugt, und Mittel, die bei Verlust des Signals vom Flammensensor nach Beendigung des Zündflammenstabilisierungsintervalls weitere Brennstoffzufuhr unterbinden und die Zeitsteuerschaltung daran hindern, einen weiteren Zündzyklus einzuleiten, aufweist.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitsteuerschaltung zwei Zeitsteuerkondensatoren (124, 203) enthält, die mit ihrer Lade- und Entladezeit innerhalb sie enthaltender Schaltkreise die aufeinander folgenden Zeitintervalle bestimmen.
3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Unterbinden weiterer Zeitintervalle eine Verriegelungsschaltung aufweisen, die bei Beendigung des Zündflammenstabilisierungsintervalls in Wirkung gesetzt wird.
4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verriegelungsschaltung in ihrem Wirkungszustand einen der Kondensatoren in entladenem Zustand hält.
5. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die die Steuereinrichtung mit Strom versorgende Schaltung auch eine Abschalt-Schalteinrichtung (30) mit Strom versorgt

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und daß eine Kompensationsschaltung eine Kompensation der Energiezufuhr zur Stabilisierung der Empfindlichkeit der auf das Flammensignal ansprechenden Schaltung während der gleichzeitigen Speisung der Abschalt-Schalteinrichtung (30) und der Steuervorrichtung durchführt.

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