DE3101967C2 - Eigensicherer Flammenwächter - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen eigensicheren Flammenwächter nach dem Oberbegriff cies Patentanspruches 1.

Für die vollautomatische Inbetriebsetzung und dauernde Überwachung von öl- oder Gasbrennern werden Flammenwächter benötigt, deren Aufgabe es ist, das Vorhandensein einer Flamme jederzeit anzuzeigen. Diese Flammenwächter müssen zusammen mit deren Flammenfühler eigensicher sein, das heißt, jeder mögliche Defekt eines Bauteiles muß durch das Signal »Flamme erloschen« angezeigt werden. Dies ist insbesondere bei der Verwendung der auf Ultraviolett-Strahlung ansprechenden Flammenfühler nötig, die im folgenden UV-Zellen genannt werden und deren Vorteil gegenüber anderen Flammenfühlern darin liegt, daß sie nur auf das von brennenden Flammen ausgesandte UV-Licht und nicht auf die Strahlung glühender Schamotteieile oder auf sichtbares Licht ansprechen. Dabei muß allerdings der Nachteil in Kauf genommen werden, daß die UV-Zellen durch Alterungsvorgänge dazu neigen, mit der Zeit auch ohne Vorhandensein einer Flamme anzusprechen und eine solche vorzutäuschen. Die UV-Zellen müssen daher periodisch auf

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einwandfreie Funktionsfähigkeit überprüft werden, was bei der Verwendung von dauernd im Betrieb stehenden Brennern während des normalen Betriebes zu erfolgen hat.

Zu diesem Zweck ist aus der AT-PS 3 07 605 eine Flammenüberwachungs-Einrichtune bekannt, in deren Strahlengang zu einer UV-Zelle eine bewegliche Blende eingebaut ist, die bei immer gleicher Polarität der speisenden Wechselspannung und mit dieser synchron den Strahlengang unterbricht. Das angaschlossene Steuergerät braucht dann zur Flammenerkennung und Testung der UV-Zelle einzig zu unterscheiden zwischen Gleichstrom einerseits und keiner Spannung oder Wechselstrom andererseits. Für den Betrieb und die Testung der UV-Zellen werden bei dieser Einrichtung einander entgegengesetzte Stromflußrichtungen verwendet

Fs hat sich jedoch in der Praxis gezeigt, daß das Verhalten einer UV-Zelle nicht in beiden Stmmflußrichtungen gleich ist, so daß in der Stromrichtung der Betriebsstellung bereits fehlerhafte Durchzündungen auftreten können, lange bevor dies auch in der für die Testung verwendeten entgegengesetzten Stromrichtung geschieht Eine zuverlässige Fehlererkennung ist daher nicht möglich.

Ferner ist es aus der DE-AS 28 09 993 bekannt, einen Flammenfühler mit einem Kondensator in Reihe zu schalten, wobei eine die Spannung über dem Kondensator erfassende Triggerschaltung den Eingang eines Verstärkers bildet. Der Verstärker weist aber nicht die geforderte Eigensicherheit auf.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen eigensicheren Flammenwächter anzugeben, dessen periodisch überprüfte UV-Zelle unter den gleichen elektrischen Bedingungen getestet wird wie in deren Betriebsstellung, in der sie eine Flamme erkennen können muß.

Die Erfindung ist im Patentanspruch 1 gekennzeichnet.

Nachfolgend werden einige Ausführungsbeispiele der Erfindung an Hand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein Prinzipschaltbild eines Flammenwächters,

F i g. 2 und 3 zwei Ablaufdiagramme für die Schaltung nach der Fig. 1,

Fig.4 ein Schaltbild eines zweiten Ausführungsbeispiels und

F i g. 5 ein Schaltbild eines weiteren Beispieles.

In der Fig. 1 bedeutet 1 eine UV-Zelle, die der Ultraviolett-Strahlung UV einer nicht dargestellten Brennerflamme ausgesetzt ist. Zwischen der Flamme und der UV-Zelle 1 befinden sich eine feste Blende 2, hier in Form einer Lochblende, und eine bewegliche Blende 3, die eine öffnung 4 der festen Blende 2 abdecken kann. Die bewegliche Blende 3 besteht aus einem Federblech 5, das am einen Ende 6 fest eingespannt ist und eine Polplatte 7 trägt. Die Polplatte 7 befindet sich gegenüber einem festen Joch 9 eines Elektromagneten 10. Dessen Wicklung 11 ist über eine Diode 12 an eine Wechselspannung U angeschlossen. Die gleiche Wechselspannung U speist über einen Polwendeschalter 13 eine Reihenschaltung, die aus einem Eingang 14 eines Flammenrelais-Schaltkreises 15, der UV-Zelle 1 und einer Diode 16 besteht. Der Polwendeschalter wird von einem Steuerausgang 8 des Flammenrelais-Schahkreises 15 betätigt und besteht im Beispiel der F i g. 1 aus zwei einzelnen Umschaltern. Er verändert in seinen beiden möglichen Siellungen den Synchronismus zwischen einer die Blendeneinrichtung 2, 3 speisenden pulsierenden Gleichspannung Ub und einer den UV-Zellen-Stromkreis speisenden Gleichspannung Uf. Beide Gleichspannungen Ub und Ur pulsieren mit der gleichen Frequenz, denn sie werden von der gleichen Wechselspannung durch Vorschaltung je einer der Dioden 12 bzw. Ϊ6 erzeugt In einer ersten, in der F i g. 1 dargestellten Stellung des Polwendeschalters 13 weisen die Spannungen Ub und Uf zu gleicher Zeit ihre Impulsmaxima auf, denn beide Dioden 12 und 16 sind bezogen auf die Wechselspannung U gleich gepolt In diesem Schaltzustand liegt an der UV-Zelle 1 immer dann Spannung an, wenn die Blendeneinrichtung 2, 3 abgedeckt ist. Zur UV-Zelle 1 kommt keine UV-Strahlung und die anliegende Spannung darf dann keinen Fühlerstrom erzeugen. Dieser Zustand wird im folgenden Dunkelphase genannt.

Der Polwendeschalter 13 bewirkt in seiner zweiten Stellung, daß die Impulsmaxima beider Gleichspannungen Ub, L^ zeitlich gegeneinander gleichmäßig versetzt sind, denn in diesem Zustand sind die Dioden 12 und 16 bezogen auf die Wechselspannung U einander entgegengesetzt gepolt An der UV-Zelle 1 liegt jetzt immer dann Spannung an, wenn die Blendeneinrichtung 2, 3 offen ist. Die UV-Zelle 1 ermöglicht dann bei eintreffender UV-Strahlung einen Stromfluß durch den Eingang 14. Dieser Zustand wird im folgenden als Hellphase bezeichnet Die Hell- und die Dunkelphase können sich je über mehrere Perioden der Wechselspannung U erstrecken. Die während den Hell- und Dunkelphasen am Eingang 14 abwechselnd anliegenden Signale bilden in einem Verstärker 17 ein Wechselsignal einer bestimmten Frequenz, das bei einer guten UV-Zelle 1 und bei vorhandener UV-Strahlung ein Flammenrelais 18 erregt halten kann. Der Verstärker 17 betätigt außerdem im Takte des Wechselsignals über den Steuerausgang 8 den Polwendeschalter 13, während das Flammenrelais 18 mit seinen nicht dargestellten Kontakten das Vorhandensein einer Flamme anzeigt. Dazu ist das Flammenrelais 18 in der Schaltung so ausgelegt, daß es sich nur von einem Wechselsignal eines bestimmten Frequenzbereiches in seiner eine Flamme anzeigenden Stellung halten kann. Jeder andere Zustand verhindert eine Flammenanzeige. Die Frequenz des Wechselsignals wird vom Verhalten der UV-Zelle 1 sowie des Verstärkers 17 während der HeII- und der Dunkelphase bestimmt. Im vorliegenden Beispiel ist die Frequenz so gewählt, daß sich die Hellbzw. Dunkelphase immer über mehrere Perioden der speisenden Wechselspannung U erstreckt. Die Frequenz des Wechselsignals ist gegen oben einzig durch die Frequenz von t/begrenzt.

Das Zusammenwirken zwischen der Blendeneinrichtung 2, 3 und dem Polwendeschalter 13 wird nachfolgend anhand der Fig.2 und 3 näher erläutert, von denen die Fig. 2 die Hellphase und Fig.3 die Dunkelphase darstellt. Beide Figuren enthalten je vier Kurven 19, 20, 21, 22 bzw. 23, 24, deren gemeinsame Abszisse die Zeit ist und von denen die Kurven 19 und

20 in beiden Fig.2 und 3 gleich sind. Die Kurve 19 bedeutet den Verlauf der pulsierenden Gleichspannung Ub am Elektromagneten 10 und die Kurve 20 den Zustai.J der Blende 2, die bei Ooffen und bei Cdurch die bewegliche Blende 3 geschlossen ist. Die Kurve 21 bzw. 23 gibt den Verlauf der Gleichspannung Ui-- über dem Flammenfühler-Stromkieis an und die Kurve 22 bzw. 24 zeigt die Spannung über dem Eingang 14. Aus der Kurve

21 ist ersichtlich, daß in der HellDhase (F ie. 2) die

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Spannung Uf immer dann ein Maximum erreicht, wenn die Blende gemäß der Kurve 20 offen ist. Bei Vorhandensein einer Strahlung UV einer Flamme ergeben sich daher von der UV-Zelle 1 erzeugte Durchzündungen, die gemäß der Kurve 22 am Eingang 14 anstehen und den Verstärker 17 aussteuern. Demgegenüber fallen in der Dunkelphase (Fig.3) die Spannungsmaxima über der UV-ZeIIe 1 immer mit der geschlossenen Stellung der Blende 2 zusammen (Kurve 23). Es treten daher keine Durchzündungen auf und der Eingang 14 bleibt spannungslos (Kurve 24).

Bei störungsfreiem Betrieb entstehen am Eingang 14 während der Hellphase Gleichspannungsimpulse gemäß der Kurve 22, und während der Dunkelphase darf keine Spannung auftreten. Der dauernde Wechsel zwischen diesen beiden Zuständen erzeugt am Verstärker 17 das Wechselsignal mit der geforderten Frequenz. Treten jetzt infolge Alterungserscheinungen an der UV-Zelle auch in der Dunkelphase Durchzündungen auf, wenn gar keine Strahlung auftrifft, dann wird die Frequenz des Wechselsignals gestört und das Flammenrelais 18 fällt ab. Das gleiche gilt für jede andere Störung, wie zum Beispiel das Ausfallen einer Diode 12 oder 16.

Der Polwendeschalter 13 wird vorteilhafterweise aus Halbleiterelementen gebildet, wie dies in den Beispielen der F i g. 4 und 5 gezeigt ist. Für gleiche Teile wie in der F i g. 1 sind dort die gleichen Bezugszeichen verwendet.

In beiden Beispielen der F i g. 4 und 5 liefert eine erste Wicklung 25 eines Transformators 26 die nötige Speise-Wechselspannung U für den Betrieb der UV-Zelle 1, während die Spannung über einer zweiten Wicklung 27 einen nur symbolisch dargestellten Blendenantrieb 28 und gleichzeitig die später beschriebenen elektronischen Schaltungen speist.

An die erste Wicklung 25 ist zum Schutz vor Überspannung die Reihenschaltung eines Widerstandes 29 und eines VDR-Widerstandes 30 angeschlossen, wobei die über dem VDR-Widerstand 30 abgegriffene Spannung der Spannung £/am Polwendeschalter 13 der F i g. 1 entspricht. Dieser besteht in den Beispielen der Fig.4 und 5 aus einer von der Wechselspannung U gespeisten Graetz-Gleichrichterschaltung, die zwischen einem Gleichspannungsausgang 31 und einem Gleichspannungseingang die Gleichspannung Uf liefert, wobei die beiden gleichspannungsseitigen Ausgangsdioden der Gleichrichterschaltung aus je einem Thyristor 32 und 33 bestehen, deren Steueranschlüsse 34 und 35 von einem Steuerausgang 36 des Flammenrelais-Schaltkreises 15 bzw. 57 beeinflußt sind. Die Gleichrichterschaltung besteht ferner aus zwei in Reihe geschalteten Dioden 37 und 38. die zu den in Reihe geschalteten Thyristoren 32, 33 parallel geschaltet sind. Eine Verbindung 39 zwischen den Dioden 37 und 38 bildet den Gleichspannungseingang der Gleichrichterschaltung. Diese ist in den F; g. 4 und 5 durch verstärkte Konturen hervorgehoben.

Eine weitere Gleichspannungsquelle besteht aus einem Kondensator 40, der über eine Diode 41 an die Wicklung 27 angeschlossen ist Sie dient der Speisung des Flammenrelais-Schaltkreises 15 bzw. 57, die in der Fig.4 nicht eingezeichnet ist, sowie im Beispiel der F i g. 4 zur Beeinflussung des Steueranschlusses 34, der über zwei Widerstände 42 und 43 an die Gleichspannungsquelle angeschlossen ist und den Thyristor 32 leitend macht

Im folgenden wird die Schaltung gemäß der F i g. 4 weiter beschrieben. Die Verbindung 39 ist an die eine Klemme der UV-Zelle 1 angeschlossen, deren zweite Klemme zum einen Eingang 14 des Flammenrelais-Schaltkreises 15 geführt ist, während der zweite Eingang 14 an den Gleichspannungsausgang 31 angeschlossen ist und gleichzeitig eine Sammelleitung 44 bildet. Der Steueranschluß 35 ist über einen Widerstand 45 mit der Sammelleitung 44 verbunden und gleichzeitig über einen Widerstand 46 an den Steuerausgang 36 angeschlossen. Diese Kopplung ist so ausgelegt, daß der Thyristor 33 ohne Spannung am Steuerausgang 36 dauernd gesperrt ist, was der Hellphase entspricht. Während der Hellphase muß am UV-Zellen-Stromkreis die Spannung Uf wiederum dann anliegen, wenn die Blende 3 offen ist. Dies ist der Fall, wenn am einen Anschluß 47 der Wicklung 25 ein positives Potential der Wechselspannung U anliegt, was im folgenden mit positiver Halbwelle benannt ist. Weil der Thyristor 32 vorerst dauernd leitend ist, einsieht ein Stromkreis vorn Anschluß 47 zum leitenden Thyristor 32 über die Sammelleitung 44 und den Eingang 14 zur UV-Zelle 1 und von dieser durch die Diode 38 und den Widerstand 29 zurück zur Wicklung 25. Dieser Stromfluß, dessen Größe von der auf die UV-Zelle auftreffenden Strahlung beeinflußt ist, erfolgt in jeder der folgenden positiven Halbwellen, solange am Steuerausgang 36 keine Spannung anliegt. In den negativen Halbwellen bleibt die UV-Zelle 1 spannungslos, was durch den Thyristor 33 und die Diode 38 gewährleistet ist.

Beeinflußt durch das Verhalten der UV-Zelle 1 schaltet der Flammenrelais-Schaltkreis 15 nach einer bestimmten Zeit in die Dunkelphase um. Dabei ändert der Steuerausgang 36 analog der Betätigung des Polwendeschalters 13 im Beispiel der F i g. 1 seinen elektrischen Zustand im Takte des vom Verstärker 17 erzeugten Wechselsignales. Am Steuerausgang 36 ergibt sich eine gegenüber der Sammelleitung 44 positive Spannung, die über den Widerstand 46 den Thyristor 33 in den leitenden Zustand steuert. Dadurch erscheint während der negativen Halbwelle, während der die Blende 3 geschlossen ist, die Spannung U_Füber dem UV-Zellen-Stromkreis, und zwar einerseits ausgehend von der Wicklung 25 über den Widerstand 29, den Thyristor 33 und die Sammelleitung 44 und andererseits von der Verbindung 39 über die Diode 37 zum Anschluß 47. Die Spannung Uf darf im beschriebenen Zustand keinen UV-Zellen-Strom auslösen. Aber auch während den positiven Halbwellen, wenn die Blende 3 offen ist, darf während der Dunkelphase kein UV-Zellen-Strom fließen, weshalb dann der Thyristor 32 sperren muß. Dazu dient eine die Wirkung der Gleichspannung am Steueranschluß 34 des Thyristors 32 aufhebende Sperrschaltung, die nachfolgend beschrieben ist

Zwischen der Verbindung 39 und der Sammelleitung 44 ist ein aus zwei Widerständen 48 und 43 gebiideter Spannungsteiler vorhanden. Die Spannung über dem Widerstand 48 dient der Aufladung eines Kondensators 50. Dazu besteht ausgehend von der Sammelleitung 44 parallel zum Widerstand 48 eine Reihenschaltung einer Diode 51, des Kondensators 50, einer Zenerdiode 52 und eines weiteren Widerstandes 53. Dabei ist die Verbindung zwischen der Zenerdiode 52 und dem Widerstand 53 an die Basis eines ersten Transistors 54 angeschlossen, dessen Kollektor mit der Sammelleitung 44 in Verbindung steht und dessen Emitter über einen Widerstand 55 an die Verbindung zwischen dem Kondensator 50 und der Zenerdiode 52 angeschlossen ist Die Basis-Emitterstrecke eines weiteren Transistors 56 ist der Diode 51 entgegengesetzt gepolt parallel geschaltet, während dessen Kollektor an die Verbindung zwischen den beiden Widerständen 42 und 43

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angeschlossen ist.

Die Sperrschaltung arbeitet wie folgt:

Gleichzeitig mit dem Auftreten der Spannung Ur über dem UV-Zellenstromkreis fließt von der Sammelleitung 44 über die Widerstände 48 und 49 ein Strom zur Verbindung 39. Dies geschieht während der Hellphase in jeder positiven Halbwelle und während der Dunkelphase in jeder negativen Halbwelle. Der Spannungsabfall über dem Widerstand 48 bewirkt einen Stromfluß durch die Diode 51, den Kondensator 50, die Zenerdiode 52 und den Widerstand 53, der den Kondensator 50 auflädt. Die beiden Transistoren 54 und 56 sind während des Aufladevorganges gesperrt. Während jeder folgenden Halbwelle fällt die Spannung über dem Widerstand 48 weg, der Transistor 54 wird leitend und der Kondensator 50 entlädt sich über die Basis-Emitterstrecke des Transistors 56, die Kollektor-Emitterstrecke des Transistors 54 und den Widerstand 55. Der Transistor 56 wird dadurch leitend und legt den Verbindungspunkt der beiden Widerstände 42 und 43 an das Potential der Sammelleitung 44. Er senkt damit die am Steueranschluß 34 des Thyristors 32 liegende Spannung auf einen Wert ab, der den Thyristor 32 während der Hellphase in jeder negativen Halbwelle, was jedoch bedeutungslos ist, und während der Dunkelphase in jeder positiven Halbwelle sperrt. Dadurch erhält der UV-Zellen-Stromkreis innerhalb der Dünkelphase während den positiven Halbwellen keine Spannung, und am Eingang 14 fließt kein Strom. Wenn der Flammenrelais-Schaltkreis 15 an seinem Steuerausgang 36 wieder spannungslos wird, stellt sich wieder die Hellphase ein und der Zyklus beginnt von vorne.

Im Beispiel der F i g. 5 sind für gleiche Teile die gleichen Bezugszeichen wie bei den F i g. 1 und 4 verwendet. Es wird ausgegangen von einem Flammenrelais-Schaltkreis 57, zu dessen Betrieb die UV-Zelle 1 mit einem Kondensator 58 in Reihe geschaltet ist, und bei dem eine die Spannung über dem Kondensator 58 erfassende Triggerschaltung 59 als Verstärker dient. Das das Flammenrelais 18 beeinflussende Signal der Triggerschaltung 59 wird gleichzeitig an den Steuerausgang 36 gegeben.

Wie im Beispiel der Fig.4 ist der Flammenrelais-Schaltkreis 57 von der Spannung über dem Kondensator 40 gespeist, wozu zwei Leitungen 60 und 61 dienen, die nur in der Fig. 5 eingezeichnet, in der Fig.4 dagegen weggelassen sind. Die eine Leitung 61 ist gleichzeitig an den Gleichspannungsausgang 31, das heißt an die Sammelleitung 44, und an den mit der UV-Zelle 1 in Reihe geschalteten Kondensator 58 angeschlossen. Ein weiterer Eingang 62 zum Flammenreiais-Schahkreis 57 ist an den Verbindüngspunki zwischen dem Kondensator 58 und der UV-Zelle 1 angeschlossen. Zusammen mit der Leitung 61 dient der Eingang 62 der Triggerschaltung 59 zur Erfassung der Spannung über dem Kondensator 58.

Die beiden Steueranschlüsse 34, 35 der beiden Thyristoren 32,33 sind mit je einem Widerstand 63, 64 an den Gleichspannungsausgang 31 angeschlossen. Die Wicklung 27, die Diode 41 und der Kondensator 40 dienen als Gleichspannungsquelle, deren Spannung die beiden Steueranschlüsse 34, 35 gegenüber dem Gleichspannungsausgang 31 vorspannt Zu diesem Zweck ist der Steueranschluß 34 über zwei Widerstände 65 und 66 an die Leitung 60 angeschlossen, während der Steueranschluß 35 über die Emitter-Kollektor-Strecke eines Transistors 67 mit einem Abgriff zwischen den beiden Widerständen 65 und 66 verbunden ist Die Basis des Transistors 67 ist mit einer Diode (38 an die Sammelleitung 44 angeschlossen, und zwar so, daß sie für die Gleichspannung sperrt. Ein weiterer Widerstand 69 verbindet die Basis mit der Leitung 60 und ermöglicht einen Basissirom, der den Transistor 67 vorerst leitend macht, was bewirkt, daß auch der Thyristor 33 leitet, während unter diesen Bedingungen der Thyristor 32 sperrt. Dieser Zustand ist durch ein vom Steuerausgang 36 beieinflußtes, nachfolgend beschriebenes Zeitelement veränderbar.

Zum Zeitelement gehört der Tra'nsistor 67, dessen Basis zusätzlich über eine Zenerdiode 70 und einen Widerstand 71 an die Spannung über einem Kondensator 72 angeschlossen ist. Der Kondensator 72 bildet

zusammen mit einem weiteren Widerstand 73 ein ÄC-Güed, das von der über dem UV-Zellen-Stromkreis 1, 58 wirkenden pulsierenden Gleichspannung U_F gespeist ist. Zu diesem Zweck ist der Widerstand 73 an die Verbindung 39 und der Kondensator 72 an die

Sammelleitung 44 angeschlossen. Der Abgriff des Widerstandes 71 am RC-GWed eriolgt am Verbindungspunkt zwischen dem Kondensator 72 und dem Widerstand 73. Der Kondensator 72 ist ferner über den Strompfad eines weiteren Transistors 74 kurz.schließbar,

indem die Reihenschaltung der Emitter-Kollektor-Strecke des Transistors 74 mit einem Widerstand 75 dem Kondensator 72 parallel geschaltet ist. Der Steuerausgang 36 wirkt auf diesen Transistor 74 und ist über einen Widerstand 76 an dessen Basis angeschlossen, während eine Diode 77 antiparallel zur Emitter-Basis-Strecke geschaltet ist.

Die Schaltung nach der F i g. 5 arbeitet wie folgt:
Sobald die Netz-Wechselspannung Us vorhanden ist, steht an den Leitungen 60 und 61 eine Gleichspannung an. Diese bewirkt über den Widerstand 69, daß der Transistor 67 und damit auch der Thyristor 33 leitet, wobei das Steuersignal am Thyristor 32 so klein bleibt, daß dieser während den negativen Halbwellen der Wechselspannung U sperrt. Am Steuerausgang 36 liegt

gegenüber der Sammelleitung 44 keine Spannung und der Transistor 74 sperrt Die Schalteinrichtung befindet sich in der Dunkeiphase. In diesem Zustand fließt in jeder negativen Halbwelle ein von der Wicklung 25 ausgehender Strom durch die Schaltelemente 29,33,31,

44, 72, 73, 39, 37, 47. Dieser lädt den Kondensator 72 negativ auf, bis die Zenerdiode 70 leitend wird. Wenn dies eintritt, sperrt der Transistor 67, da seine Basis negativ wird. Der Transistor 67 beeinflußt die Größe der an den Steueranschlüssen 34,35 der Thyristoren 32, 33 wirkenden Gleichspannung derart, daß der Thyristor 32 während den positiven Halbwellen leitet und der Thyristor 33 dann gesperrt wird. Damit ist die Hellphase erreicht.

Die konstante Dauer der Dunkelphase wird im Gegensatz zum Beispiel der F i g. 1 oder 4 durch das Zeitglied 72, 73, 71, 70, 67 und nicht nur durch das Verhalten des Flammenrelais-Schaltkreises 57 bestimmt
Während der Hellphase lädt der in den positiven Halbwellen durch die UV-Zelle 1 fließende Strom den Kondensator 58 soweit auf, bis die Triggerschaltung 59 anspricht Ist dies mangels einer UV-Strahlung oder wegen eines Defektes nicht der Fall, dann behält die Triggerschaltung 59 ihre bisherige Stellung bei, und das

Flammenrelais 18 kann nicht anziehen bzw. es fällt ab. Am Steuerausgang 36 erscheint bei korrekter Arbeitsweise ein negativer Spannungsimpuls, welcher die Hellphase beendet wie dies nachfolgend beschrieben

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ist. Die Dauer der Hellphase wird damit vom UV-Zellenstrom bestimmt.

Die negative Spannung am Steuerausgang 36 macht den Transistor 74 so lange leitend, daß sich der Kondensator 72 ganz entladen kann. Die Zenerdiode 70 sperrt und der Transitor 67 leitet wieder. Dies bewirkt, daß während den negativen Halbwellen der Thyristor 33 wieder leitet und der Thyristor 32 wieder sperrt, womit wieder die Dunkelphase eingeleitet ist. Sollte diese durch irgendeinen Defekt vom Zeitglied 72,73, 71, 70, 67 nicht wie beschrieben wieder beendet werden, dann behält die Triggerschaltung 59 ihren Zustand bei, und das Flammenrelais 18 fällt ab.

Das gegenüber dem Beispiel der Fig.4 zusätzlich wirkende und mit geringem Aufwand realisierte Zeitglied bedeutet eine zusätzliche Verbesserung der Eigensicherheit, die sich praktisch ohne Mehraufwand

erreichen läßt.

Die Schaltungen nach den F i g. 4 und 5 erlauben eine trägheitslose elektrische Umschaltung zwischen den Hell- und Dunkelphasen, das heißt zwischen einer Meßphase für die UV-Strahlung und einer Testphase für die UV-Zelle, deren zeitliche Folge sich bis nahe an die Netzfrequenz erhöhen läßt. Damit werden sehr kurze Ansprechzeiten sowohl beim Erlöschen einer Flamme als auch beim Auftreten eines apparativen Fehlers während des Betriebes erreicht. Letzteres ist möglich, weil jedes Bauteil der Schaltung an der regelmäßigen Einhaltung des Hell/Dunkel-Zyklus beteiligt ist und jede Störung dieses Zyklus ein Abfallen des Flammenrelais auslöst. Die Schaltungen sind daher auch beim Dauerbetrieb eines Brenners immer getestet und damit eigensicher.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche: 31 Ol

1. Flammenwächter mit einem nur auf ein Wechselsignal ansprechenden Flammenrelais-Schaltkreis (15, 57) und einem auf einen Verstärker (17,59) wirkenden Flammenfühler (1) sowie einer die Strahlung (UV) zum Flammenfühler (1) im Takte der speisenden Wechselspannung (U) und bei immer gleich gepolter Halbwelle der Wechselspannung (U) unterbrechenden Blendeneinrichtung (2, 3), dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein von einem Steuerausgang (8; 36) des Flammenrelais-Schaltkreises (15; 57) betätigter Schalter (13; 32,33) vorhanden ist, der den Synchronismus zwischen einer die Blendeneinrichtung (2, 3) speisenden Spannung (Ub) und einer einen UV-Zdlen-Stromkreis (14, 1, 16; 31, 44, 14, 1, 39; 31, 58 1, 39) speisenden pulsierenden Gleichspannung (Uf) so verändert, daß in einem ersten Schaltzustand an der als Flammenfühler dienenden UV-Zelle (1) dann Spannung anliegt, wenn die Bodeneinrichtung (2, 3) abgedeckt ist (Dunkelphase), und in einem zweiten Schaltzustand an der UV-Zelle (1) dann Spannung anliegt, wenn die Blendeneinrichtung (2, 3) abgedeckt ist (Dunkelphase), und in einem zweiten Schaltzustand an der UV-Zelle (1) dann Spannung anliegt, wenn die Blendeneinrichtung (2,3) offen ist (Hellphase), wobei die während den Hell- und Dunkelphasen an einem Eingang (14; 61, 62) des Flammenrelais-Schaltkreises (15; 57) anliegenden Signale in dem Verstärker (17; 59) das Wechselsignal erzeugen, das das Flammenrelais (18) erregt halten kann.

2. Flammenwächter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter (13) aus Halbleiterelementen (32,33) gebildet ist.

3. Flammenwächter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter (13) aus einer von der Wechselspannung (U) gespeisten Graetz-Gleichrichterschaltung (32,33, 37, 38) aufgebaut ist, die zwischen einem Gleichspannungsausgang (31) und einem Gleichspannungseingang (39) die Gleichspannung (Uf) für den UV-Zellen-Stromkreis liefert, wobei die beiden gleichspannungsseitigen Ausgangsdioden der Gleichrichterschaltung aus Thyristören (32,33) bestehen, deren Steueranschlüsse (34, 35) vom Steuerausgang (36) des Flammenrelais-Schaltkreises (15; 57) beeinflußt sind, und daß eine weitere Gleichspannungsquelle (27, 41, 40) für die Speisung des Flammenrelais-Schaltkreises (15; 57) und für die Beeinflussung des Steueranschlusses (34) wenigstens eines Thyristors (32) vorhanden ist.

4. Flammenwächter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Steueranschluß (35) des einen Thyristors (33) an den Steuerausgang (36) des Flammenrelais-Schaltkreises (15) angeschlossen ist und der Steuerausgang (36) seinen elektrischen Zustand im Takte des vom Verstärker (17) erzeugten Wechselsignals ändert, während am Steueranschluß (34) des anderen Thyristors (32) die Gleichspannungsquelle (27, 41, 40) über wenigstens einen Widerstand (42, 43) wirkt und den Thyristor (32) leitend macht, daß ferner eine die Wirkung der Gleichspannung am Thyristor (32) aufhebende Sperrschaltung (48 bis 56) vorhanden ist, welche den Thyristor (32) während der Dunkelphase wenigstens in der positiven Halbwelle der Wechselspannung (U) SDerrt. wobei in der positiven Halbwelle dns positive Potential am einen Anschluß (47) einer die speisende Wechselspannung (U) liefernde Wicklung (25) anliegt

5. Rammenwächter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrschaltung (48 bis 56) tür den einen Thyristor (32) aus einem Kondensator (50) und zwei Transistoren (54, 56) besteht und sich der Kondensator (50) jeweils von der Spannung (Uf) über dem UV-Zellen-Stromkreis (1, 14) auflädt, während in der darauffolgenden Halbwelle, wenn keine Spannung (Uf) vorhanden ist, der eine Transistor (54) einen Entladestromkreis des Kondensators (50) schließt und der andere Transistor (56) den einen Thyristor (32) sperrt

6. Flammenwächter nach Anspruch 3, bei dem der Flammenfühler (1) mit einem Kondensator (58) in Reihe geschaltet ist >md eine die Spannung über dem Kondensator (58) erfassende Triggerschaltung (59) als Verstärker dient dadurch gekennzeichnet daß die beiden Steueranschlüsse (34,35) der Thyristoren (32, 33) mit je einem Widerstand (63, 64) an den Gleichspannungsausgang (31) der Graetz-Gleichrichterschaltung (32, 33, 37, 38) angeschlossen sind, daß die Spannung der weiteren Gleichspannungsquelle (27, 41, 40) die beiden Steueranschlüsse (34, 35) gegenüber dem Gleichspannungsausgang (31) vorspannt und daß diese Vorspannung durch ein vom S-euerausgang (36) des Flammenrelais-Schaltkreises (57) beeinflußtes Zeitglied (67, 70 bis 77) veränderbar ist.

7. Flammenwächter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zum Zeitglied (67,70 bis 77) ein Transistor (67) gehört, der die Größe der an den Steueranschlüssen (34, 35) der Thyristoren (32, 33) wirkenden Gleichspannung beeinflußt, dessen Basis über eine Zenerdiode (70) an die Spannung über einem Kondensator (72) eines /?C-Gliedes (72, 73) angeschlossen ist und daß der Kondensator (72) über den Strompfad eines weiteren Transistors (74) kurzschließbar ist, dessen Basis mit dem Steuerausgang (36) verbunden ist.