EP0533961B1 - Steuerschaltung für Gasbrenner - Google Patents

Steuerschaltung für Gasbrenner Download PDF

Info

Publication number
EP0533961B1
EP0533961B1 EP91112860A EP91112860A EP0533961B1 EP 0533961 B1 EP0533961 B1 EP 0533961B1 EP 91112860 A EP91112860 A EP 91112860A EP 91112860 A EP91112860 A EP 91112860A EP 0533961 B1 EP0533961 B1 EP 0533961B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
relay
switch
flame
voltage
operational amplifier
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP91112860A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0533961A1 (de
Inventor
Derk Vegter
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Honeywell BV
Original Assignee
Honeywell BV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Honeywell BV filed Critical Honeywell BV
Priority to DE9191112860T priority Critical patent/DE59100193D1/de
Priority to EP91112860A priority patent/EP0533961B1/de
Publication of EP0533961A1 publication Critical patent/EP0533961A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0533961B1 publication Critical patent/EP0533961B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N5/00—Systems for controlling combustion
    • F23N5/20—Systems for controlling combustion with a time programme acting through electrical means, e.g. using time-delay relays
    • F23N5/203—Systems for controlling combustion with a time programme acting through electrical means, e.g. using time-delay relays using electronic means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N5/00—Systems for controlling combustion
    • F23N5/24—Preventing development of abnormal or undesired conditions, i.e. safety arrangements
    • F23N5/242—Preventing development of abnormal or undesired conditions, i.e. safety arrangements using electronic means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N5/00—Systems for controlling combustion
    • F23N5/18—Systems for controlling combustion using detectors sensitive to rate of flow of air or fuel
    • F23N2005/181—Systems for controlling combustion using detectors sensitive to rate of flow of air or fuel using detectors sensitive to rate of flow of air
    • F23N2005/182—Air flow switch
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N2223/00—Signal processing; Details thereof
    • F23N2223/22—Timing network
    • F23N2223/26—Timing network with capacitors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N2223/00—Signal processing; Details thereof
    • F23N2223/22—Timing network
    • F23N2223/28—Timing network with more than one timing element
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N2227/00—Ignition or checking
    • F23N2227/04—Prepurge
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N2227/00—Ignition or checking
    • F23N2227/36—Spark ignition, e.g. by means of a high voltage
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N2229/00—Flame sensors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N2233/00—Ventilators
    • F23N2233/06—Ventilators at the air intake
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N5/00—Systems for controlling combustion
    • F23N5/18—Systems for controlling combustion using detectors sensitive to rate of flow of air or fuel

Definitions

  • the invention relates to a control circuit for gas burners fed from an AC voltage source, preferably from the mains AC voltage.
  • a control circuit of this type corresponding to the preamble of claim 1 is described in the older European patent application 90 105 518.6 dated March 23, 1990 and published as EP-A 0 440 872 on August 14, 1991.
  • the primary object of the present invention is to check that the flame sensor is working properly before starting a burner cycle.
  • the operation of the control circuit should be improved and made even more reliable.
  • the invention characterized in claim 1 serves to solve these problems.
  • the flame sensor is then checked to determine whether it is already supplying an output signal before the gas valve is opened, thus pretending that a flame is present. If this is the case, the control circuit goes into the locked state and is not able to open the gas valve.
  • Advantageous embodiments of the invention result from the subclaims.
  • the circuit arrangement is operated with alternating voltage, for which purpose for example the mains alternating voltage of 220 V is connected between the line terminal L and ground N.
  • the capacitor C2 is charged via the resistor R13 and the diode D8 as well as the field windings of the switch-on relay GR and the safety relay SR.
  • the voltage across the capacitor C4 connected to the capacitor C2 via the blocking diode D4 also rises, ie at the circuit point P3.
  • the charging current for the capacitor C2 is not sufficient to trigger one of the two relays GR or SR. Rather, it is necessary for the reset switch RS to be actuated briefly by hand after the capacitor C2 has been charged. Thus, a discharge circuit for the capacitor C2 is briefly closed via the series connection of relay winding SR and diode D9, so that an increased current flows through this relay. It triggers the relay. The changeover contact sr of the bistable safety relay SR thus switches from the normally closed contact s1 to the normally open contact s2.
  • the capacitor C4 has a significantly lower capacitance of, for example, 0.47 ⁇ F than the capacitor C2 with, for example, 47 ⁇ F.
  • the capacitor C4 is connected in parallel from the connection point P3 to ground with a voltage divider with the resistors R7, R8 and R11.
  • the voltage on capacitor C4 increases, the voltage on the non-inverting input (+) of the operational amplifier OP also increases.
  • a smoothing capacitor C5 of, for example, 0.1 ⁇ F.
  • the charging of the capacitors C2 and C4 starting with the switching of the flow switch contact pr via the series connection of resistor R1 and diode D1 and the two excitation windings GR and SR sets the pre-purging period of the burner in motion.
  • the duration of this pre-rinse period is essentially determined by the capacitor C4.
  • the Operational amplifier OP has a positive switching signal at its output.
  • the holding current for the switch-on relay GR is supplied by the diode D3 connected to the line L1 via the resistor R2 and flows via the zener diode ZD1 and the winding of the relay GR and the transistor T2 to ground.
  • the current over the Winding of relay GR is smoothed by capacitor C3.
  • the capacitor C1 for example 47 ⁇ F, is charged to the voltage at the Zener diode ZD1.
  • the output FO of the flame sensor FS switches to a voltage of, for example, + 22V and switches the transistor T3 through via the resistor R15 and the diode D5.
  • the flame relay FR responds, its contact fr switches from normally closed contact f1 to normally open contact f2.
  • the ignition transformer ZT is thus switched off.
  • a 50 Hz half-wave voltage reaches the connection point P4 of the two voltage divider resistors R8 and R11 via the diode D7 and the resistor R12.
  • This pulsating voltage is smoothed by the capacitor C5 and generates a positive voltage at the connection point P6 compared to the connection point P8, so that the operational amplifier OP maintains its output signal of, for example, + 20V.
  • the transistor T2 remains switched on as long as the flame sensor FS reports the presence of a flame.
  • the capacitor C5 is monitored in such a way that, if it were missing, the output of the operational amplifier would switch over in a 50 Hz rhythm, which, as mentioned above, would result in the safety relay SR being switched off to the safety position.
  • the flame sensor FS simulates the presence of a flame before switching on or during the pre-purge period and supplies an output signal of, for example, + 20V at the output FO
  • the transistor T1 could not switch on.
  • the voltage at connection point P7 which drops from + 15V to + 6V during normal operation, would not drop. Since this voltage drop occurs during the safety period, this would result in a safety period of practically zero.
  • the flame relay FR cannot respond, however, because the transistor T3 is continuously switched on by the output signal of the flame sensor FS and therefore the capacitor C1 cannot charge.
  • the current flowing through the flame relay FR and the transistor T3 is sufficient to hold the relay, but is too low as a response current.
  • the connection point P4 on the voltage divider R8, R11 does not receive a pulsating 50 Hz voltage. This means that the positive voltage required for normal operation at the non-inverting input (+) of the operational amplifier OP compared to the inverting input is missing. As the safety period is practically zero, as explained above, the safety relay SR is switched off immediately after the pre-purge time.
  • Figure 2 shows various current and voltage profiles during normal operation, namely the current I GR through the switch-on relay GR, the current I SR in the safety relay SR, the voltage V OP at the output of the operational amplifier OP, the voltage V P3 at the switching point P3, the voltage V. FO at the output of the flame sensor FS, as well as the duty cycle Z of the spark igniter and V of the gas valve.
  • a low holding current I GR I SR first flows through the windings of the switch-on relay GR and the safety relay SR, the safety relay already being in the switch-on position. This current charges the capacitor C2, causing the voltage V P2 and with it the voltage at point P3 to rise.
  • the operational amplifier switches through and delivers an output signal of approximately + 20V from time t1. This switches on the transistor T2, so that the capacitor C3 discharges via the switch-on relay GR and triggers it. The switching position of the SR safety relay does not change.
  • the pre-rinsing period VSP ends and the safety period SP begins.
  • the flame relay FR is activated in the manner described above. It switches off with its contact for the ignition spark source ZT at time t2. From the normally open contact f2, a 50 Hz half-wave voltage reaches the connection point P4 of the two voltage divider resistors R8 and R11 via the diode D7 and the resistor R12. This pulsating voltage is smoothed by the capacitor C5 and generates a positive voltage at the connection point P6 compared to the connection point P8, so that the operational amplifier OP maintains its output signal of, for example, + 20V.
  • the transistor T2 remains switched on as long as the flame sensor FS reports the presence of a flame. The system is now in the normal operating state. It ends as soon as the thermostat contact TH no longer requests heat and opens.
  • the safety period SP ends as soon as at time t3 the voltage at point P6 falls below the voltage at point P8 due to the discharge of capacitor C4 via resistors R7, R8 and R11.
  • the output voltage of the operational amplifier OP thus disappears, so that the transistor T2 blocks and the holding current for the switch-on relay GR now flows via the safety relay SR.
  • the safety relay SR thus switches to its safety position, in which the contact sr is applied to the normally closed contact s1.
  • FIG. 3 shows some curves for the case in which the flame sensor detects the presence of a flame before the gas valve is switched on or during the pre-purge period pretends and delivers an output signal V FO .
  • the currents I GR and I SR through the switch-on relay GR and the flame relay SR in turn have a value which is not sufficient to trigger the flame relay.
  • the voltage at point P3 in turn increases with the charging of capacitors C2 and C4 and reaches the value required for switching through operational amplifier OP at time t1. In the manner described, the capacitor C2 is discharged via the switch-on relay GR and triggers it. Since transistor T1 remains blocked due to the output signal of flame sensor FS, the voltage at node P7 does not drop.
  • the capacitor C5 is important. Without it, the time in which the voltage at point P6 is higher than at point P8, and thus the time in which transistor T2 is conductive, would be too short to trigger the switch-on relay GR.
  • the capacitor produces an overshoot for the duration from t1 to t4.
  • the reason for this is a second order RC element consisting of R1, C2 + C4, (R7 / R8) + R9, C5.
  • the 50 Hz half-wave voltage generated by the resistor R1 and the diode D1 acts like a unit jump for this second-order RC element, which results in the overshoot mentioned.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine aus einer Wechselspannungsquelle, vorzugsweise der Netzwechselspannung, gespeiste Steuerschaltung für Gasbrenner. Eine dem Gattungsbegriff des Anspruchs 1 entsprechende Steuerschaltung dieser Art ist in der älteren europäischen Patentanmeldung 90 105 518.6 vom 23.3.1990 beschrieben und als EP-A 0 440 872 am 14.08.91 nach veröffentlicht. Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung in erster Linie die Aufgabe zugrunde, vor dem Anlauf eines Brennerzyklus das ordnungsgemäße Arbeiten des Flammenfühlers zu überprüfen. Darüber hinaus soll die Arbeitsweise der Steuerschaltung verbessert und noch zuverlässiger gestaltet werden. Der Lösung dieser Aufgaben dient die im Anspruch 1 gekennzeichnete Erfindung. Der Flammenfühler wird daraufhin überprüft, ob er etwa bereits vor Öffnen des Gasventils ein Ausgangssignal liefert und damit das Vorhandensein einer Flamme vortäuscht. Ist dies der Fall, so geht die Steuerschaltung in den Verriegelungszustand über und ist nicht in der Lage, das Gasventil zu öffnen. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen erläutert. Darin zeigt:
    • Fig. 1
    das Schaltbild einer bevorzugten Ausführungsform der Steuerschaltung;
    Fig. 2
    den Verlauf der Ströme und Spannungen an verschiedenen Schaltungspunkten im Normalbetrieb; und
    Fig. 3
    die Signalverläufe an verschiedenen Schaltungspunkten für den Fall, daß der Flammenfühler bereits vor Einschaltung des Gasventils das Vorhandensein einer Flamme vortäuscht.
  • In Figur 1 sind für diejenigen Bauelemente, welche mit denen der zuvor erwähnten älteren Anmeldung übereinstimmen, gleiche Bezugszeichen verwendet. Die Schaltungsanordnung wird mit Wechselspannung betrieben, wozu beispielsweise die Netzwechselspannung von 220V zwischen die Leitungsklemme L und Masse N angeschlossen ist. Sobald der Kontakt TH eines Raumthermostaten oder sonstigen die Zufuhr von Heizenergie anfordernden Schalters schließt, wird über den Widerstand R13 und die Diode D8 sowie die Erregerwicklungen des Einschaltrelais GR und des Sicherheitsrelais SR der Kondensator C2 aufgeladen. Zugleich steigt damit die Spannung an dem dem Kondensator C2 über die Sperrdiode D4 angeschlossenen Kondensator C4, d.h. am Schaltungspunkt P3 ebenfalls an. Der Ladestrom für den Kondensator C2 reicht jedoch nicht aus, um eines der beiden Relais GR bzw. SR zum Ansprechen zu bringen. Hierfür ist es vielmehr erforderlich, daß nach Aufladung des Kondensators C2 kurzzeitig der Rückstellschalter RS von Hand betätigt wird. Damit wird ein Entladestromkreis für den Kondensator C2 über die Reihenschaltung von Relaiswicklung SR und Diode D9 kurzzeitig geschlossen, so daß durch dieses Relais ein erhöhter Strom fließt. Er bringt das Relais zum Ansprechen. Damit legt der Umschaltkontakt sr des bistabilen Sicherheitsrelais SR vom Ruhekontakt s1 auf den Arbeitskontakt s2 um. Folglich fließt Strom von der Netzklemme L über den Arbeitskontakt s2 des Sicherheitsrelais SR und den Ruhekontakt p1 eines Strömungsschalters PR zum Lüftermotor LM sowie durch die Erregerwicklung des dem Lüftermotor parallelgeschalteten Luftstromrelais AR. Dieses Relais spricht an und legt seinen Kontakt ar gegen den Ruhekontakt a2. Damit ist ein Haltestromkreis für das Relais AR und den Lüftermotor LM hergestellt. Mit dem Umschalten des Sicherheitsrelais SR wird gleichzeitig über dessen Arbeitskontakt s2 die Gleichstromversorgungseinrichtung PS an die Netzspannung gelegt. Sie erzeugt beispielsweise eine stabilisierte Ausgangsspannung von +22V für die Versorgung des Operationsverstärkers OP sowie des Flammenfühlers FS und anderer Schaltungsteile. Sobald der Lüftermotor LM läuft und der Strömungsschalter PR die ordnungsgemäße Zufuhr von Spülluft bzw. Verbrennungsluft meldet, legt sein Kontakt pr vom Ruhekontakt p1 auf den Arbeitskontakt p2 um, wodurch über diesen und die Kontakte ar und sr nunmehr auch der Schaltarm des Relaiskontakts gr des Einschaltrelais an Spannung liegt.
  • Jetzt erhält über den Ruhekontakt g1 des Einschaltrelais GR die Reihenschaltung des Widerstands R1 und der Gleichrichterdiode D1 die Netzwechselspannung der Netzleitung L, so daß über diese beiden Schaltelemente und die Wicklungen der Relais GR und SR der Kondensator C2 und mit ihm der Kondensator C4 aufgeladen werden. Wiederum reicht dieser Strom nicht aus, um eines der beiden Relais SR bzw. GR zum Ansprechen zu bringen.
  • Der Kondensator C4 hat eine wesentlich geringere Kapazität von beispielsweise 0,47 µF als der Kondensator C2 mit beispielsweise 47 µF. Dem Kondensator C4 ist vom Verbindungspunkt P3 nach Masse ein Spannungsteiler mit den Widerständen R7, R8 und R11 parallelgeschaltet. Somit steigt mit Zunahme der Spannung am Kondensator C4 auch die Spannung am nicht invertierenden Eingang (+) des Operationsverstärkers OP. Zwischen diesem an den Verbindungspunkt P6 der Widerstände R7 und R8 angeschlossenen Eingang und dem invertierenden Eingang (-) liegt ein Glättungskondensator C5 von z.B. 0,1 µF. Ein zwischen die stabilisierte Versorgungsspannung von beispielsweise +22V und Masse eingeschalteter Spannungsteiler R4, R5 legt von seinem Abgriff P7 über den Widerstand R9 eine Spannung von beispielsweise +15V an den Verbindungspunkt P8 und damit an den invertierenden Eingang des Operationsverstärkers OP.
  • Die mit dem Umlegen des Strömungsschalterkontakts pr beginnende Aufladung der Kondensatoren C2 und C4 über die Reihenschaltung von Widerstand R1 und Diode D1 sowie die beiden Erregerwicklungen GR und SR setzt die Vorspülperiode des Brenners in Gang. Die Dauer dieser Vorspülperiode wird im wesentlichen durch den Kondensator C4 bestimmt. Sobald dessen masseferne Belegung am Verbindungspunkt P3 ein Potential solcher Größe annimmt, daß die Spannung am Abgriff P6 des Spannungsteilers R7, R8, R11 die gleiche Höhe erreicht, wie die Spannung am invertierenden Eingang (-) des Operationsverstärkers, d.h. am Schaltungspunkt P8, liefert der Operationsverstärker OP an seinem Ausgang ein positives Schaltsignal. Dieses gelangt über den Widerstand R10 an die Basis des Transistors T2, der somit durchschaltet und einen Entladestromkreis für den Kondensator C2 über das Sicherheitsrelais SR herstellt. Mit dem Durchschalten des Transistors T2 ist, vgl. Fig. 2, die Vorspülperiode VSP beendet und die Sicherheitsperiode SP beginnt zu laufen. Mit dem Durchschalten des Transistors T2 entlädt sich der Kondensator C2 zugleich über die Reihenschaltung von Diode D2 und Widerstand R3 über das Einschaltrelais GR nach Masse, wodurch das Einschaltrelais GR zum Ansprechen gebracht wird. Während das bistabile Sicherheitsrelais SR seine Schaltlage beibehält, schaltet das Einschaltrelais GR seinen Kontakt gr auf den Arbeitskontakt g2 um, so daß nunmehr die Erregerwicklung VG des Gasventils V an die Netzwechselspannung angeschlossen wird und das Gasventil öffnet. Der Haltestrom für das Einschaltrelais GR wird von der über den Widerstand R2 an die Leitung L1 angeschlossenen Diode D3 geliefert und fließt über die Zenerdiode ZD1 und die Wicklung des Relais GR sowie den Transistor T2 nach Masse. Der Strom über die Wicklung des Relais GR wird geglättet durch den Kondensator C3. Der Kondensator C1, von beispielsweise 47 µF, wird dabei auf die Spannung an der Zenerdiode ZD1 aufgeladen.
  • Mit dem Erscheinen des Ausgangssignals des Operationsverstärkers OP wird nicht nur der Transistor T2, sondern über den Widerstand R14 auch der Transistor T1 durchgeschaltet. Bei fehlender Flamme liegt am Ausgang FO des Flammenfühlers FS eine Spannung von 0V. Bei Durchschaltung des Transistors T1 entsteht am Widerstand R5 ein Spannungsabfall, der den Verbindungspunkt P7 von zuvor etwa +15V auf etwa +6V absenkt. Da der Zündtransformator ZT mit Strom versorgt und das Gasventil V geöffnet ist, kann sich eine Flamme bilden. Die Sicherheitsperiode, innerhalb der eine Flamme entstanden sein muß, wird bestimmt durch die Entladedauer des Kondensators C4 über die Widerstände R7, R8 und R11. Sobald bei fehlender Flamme im Zuge dieser Entladung die Spannung am Verbindungspunkt P6 und damit am nicht invertierenden Eingang des Operationsverstärkers OP diejenige von beispielsweise +6V am invertierenden Eingang (-) unterschreitet, verschwindet das Ausgangssignal des Operationsverstärkers und der Transistor T2 sperrt. Der zuvor von der Leitung L1 über den Widerstand R2, die Diode D3, die Zenerdiode ZD1, das Relais GR und den Transistor T2 nach Masse fließende Strom fließt nach dem Sperren des Transistors T2 nunmehr vom Relais GR über das Sicherheitsrelais SR und den Kondensator C4 nach Masse und schaltet das Sicherheitsrelais SR in seine Sicherheitsstellung um, in welcher der Kontakt sr am Ruhekontakt s1 anliegt. Damit sind wiederum Gasventil, Lüfter und Stromversorgungseinrichtung vom Netz getrennt. Der anfängliche Ausgangszustand ist wieder hergestellt. Eine neue Einschaltung kann nur durch Betätigen der Rückstelltaste RS eingeleitet werden.
  • Bildet sich hingegen während des Sicherheitsperiode SP eine Flamme, so schaltet der Ausgang FO des Flammenfühlers FS auf eine Spannung von beispielsweise +22V und schaltet über den Widerstand R15 und die Diode D5 den Transistor T3 durch. Damit kann sich der Kondensator C1 von z.B. 22µF über das Flammenrelais FR und den Transistor T3 entladen und das Flammenrelais FR zum Ansprechen bringen. Es wird in seiner Einschaltstellung gehalten durch den Strom, der zuvor über die Zenerdiode ZD1 floß und nunmehr wegen des geringeren Widerstandes über die Reihenschaltung von Flammenrelais FR und Transistor T3 fließt. Mit dem Ansprechen des Flammenrelais FR schaltet sein Kontakt fr vom Ruhekontakt f1 auf den Arbeitskontakt f2. Damit wird der Zündtransformator ZT abgeschaltet. Vom Arbeitskontakt f2 gelangt über die Diode D7 und den Widerstand R12 eine 50Hz Halbwellenspannung an den Verbindungspunkt P4 der beiden Spannungsteilerwiderstände R8 und R11. Diese pulsierende Spannung wird vom Kondensator C5 geglättet und erzeugt am Verbindungspunkt P6 eine gegenüber dem Verbindungspunkt P8 positive Spannung, so daß der Operationsverstärker OP sein Ausgangssignal von beispielsweise +20V aufrechterhält. Der Transistor T2 bleibt solange durchgeschaltet, wie der Flammenfühler FS das Vorhandensein einer Flamme meldet. Gleichzeitig wird der Kondensator C5 dadurch überwacht, daß im Falle seines Fehlens der Ausgang des Operationsverstärkers im 50Hz-Rhythmus umschalten würde was, wie oben erwähnt, eine Abschaltung des Sicherheitsrelais SR in die Sicherheitsstellung zur Folge hätte.
  • Sollte der Flammenfühler FS vor dem Einschalten oder während der Vorspülperiode das Vorhandensein einer Flamme vortäuschen und ein Ausgangssignal von beispielsweise +20V am Ausgang FO liefern, so könnte der Transistor T1 nicht durchschalten. Die Spannung am Verbindungspunkt P7, welche bei Normalbetrieb, wie erwähnt von +15V auf +6V abfällt, würde nicht absinken. Da dieser Spannungsabfall während der Sicherheitsperiode geschieht, ergäbe sich somit eine Sicherheitsdauer von praktisch Null. Das Flammenrelais FR kann jedoch nicht ansprechen, weil der Transistor T3 durch das Ausgangssignal des Flammenfühlers FS ständig durchgeschaltet ist und sich somit der Kondensator C1 nicht aufladen kann. Der über das Flammenrelais FR und den Transistor T3 fließende Strom reicht zwar zum Halten des Relais, ist aber als Ansprechstrom zu gering. Wenn das Flammenrelais FR nicht umschaltet, erhält der Verbindungspunkt P4 am Spannungsteiler R8, R11 keine pulsierende 50Hz-Spannung. Damit fehlt die bei Normalbetrieb am nicht invertierenden Eingang (+) des Operationsverstärkers OP notwendige positive Spannung gegenüber dem invertierenden Eingang. Da wie zuvor erläutert die Sicherheitsperiode praktisch Null ist, erfolgt nach der Vorspülzeit unmittelbar eine Abschaltung des Sicherheitsrelais SR.
  • Figur 2 zeigt verschiedene Strom- und Spannungsverläufe bei Normalbetrieb und zwar den Strom IGR durch das Einschaltrelais GR, den Strom ISR im Sicherheitsrelais SR, die Spannung VOP am Ausgang des Operationsverstärkers OP, die Spannung VP3 am Schaltungspunkt P3, die Spannung VFO am Ausgang des Flammenfühlers FS, sowie die Einschaltdauer Z des Funkenzünders und V des Gasventils. Wie zuvor erwähnt, durchfließt zunächst ein geringer Haltestrom IGR = ISR die Wicklungen von Einschaltrelais GR und Sicherheitsrelais SR, wobei sich das Sicherheitsrelais bereits in der Einschaltlage befindet. Dieser Strom lädt den Kondensator C2 auf, wodurch die Spannung VP2 und mit ihrem die Spannung am Punkt P3 ansteigt. Sobald diese die Spannung am Punkt P8 überschreitet, schaltet der Operationsverstärker durch und liefert vom Zeitpunkt t1 ab ein Ausgangssignal von etwa +20V. Dieses schaltet den Transistor T2 durch, so daß sich der Kondensator C3 über das Einschaltrelais GR entlädt und dieses zum Ansprechen bringt. Die Schaltlage des Sicherheitsrelais SR ändert sich hierbei nicht. Im Zeitpunkt t1 endet die Vorspülperiode VSP und beginnt die Sicherheitsperiode SP.
  • Nach dem Anziehen des Einschaltrelais GR und der Entladung des Kondensators C3 fällt der Strom IGR auf einen verringerten Haltestrom IH ab.
  • Entsteht während der Sicherheitsperiode SP eine Flamme, so wird in der zuvor geschilderten Weise das Flammenrelais FR zum Ansprechen gebracht. Es schaltet mit seinem Kontakt fr die Zündfunkenquelle ZT im Zeitpunkt t2 ab. Vom Arbeitskontakt f2 gelangt über die Diode D7 und den Widerstand R12 eine 50Hz Halbwellenspannung an den Verbindungspunkt P4 der beiden Spannungsteilerwiderstände R8 und R11. Diese pulsierende Spannung wird vom Kondensator C5 geglättet und erzeugt am Verbindungspunkt P6 eine gegenüber dem Verbindungspunkt P8 positive Spannung, so daß der Operationsverstärker OP sein Ausgangssignal von beispielsweise +20V aufrechterhält. Der Transistor T2 bleibt solange durchgeschaltet, wie der Flammenfühler FS das Vorhandensein einer Flamme meldet. Damit befindet sich die Anlage im normalen Betriebszustand. Er endet sobald der Thermostatkontakt TH keine Wärme mehr anfordert und öffnet.
  • Falls keine Flamme entsteht, endet die Sicherheitsperiode SP, sobald im Zeitpunkt t3 die Spannung am Punkt P6 infolge Entladung des Kondensators C4 über die Widerstände R7, R8 und R11 unter die Spannung am Punkt P8 fällt. Damit verschwindet die Ausgangsspannung des Operationsverstärkers OP, so daß der Transistor T2 sperrt und der Haltestrom für das Einschaltrelais GR nunmehr über das Sicherheitsrelais SR fließt. Damit schaltet das Sicherheitsrelais SR in seine Sicherheitsstellung um, in welcher der Kontakt sr am Ruhekontakt s1 anliegt.
  • Figur 3 zeigt einige Kurvenverläufe für den Fall, daß der Flammenfühler bereits vor dem Einschalten des Gasventils oder während der Vorspülperiode das Vorhandensein einer Flamme vortäuscht und ein Ausgangssignal VFO liefert. Die Ströme IGR und ISR durch das Einschaltrelais GR und das Flammenrelais SR haben wiederum einen Wert, der nicht ausreicht, um das Flammenrelais zum Ansprechen zu bringen. Die Spannung am Punkt P3 steigt wiederum mit der Aufladung der Kondensatoren C2 und C4 an und erreicht im Zeitpunkt t1 den zum Durchschalten des Operationsverstärkers OP erforderlichen Wert. In der geschilderten Weise wird der Kondensator C2 über das Einschaltrelais GR entladen und bringt dieses zum Ansprechen. Da der Transistor T1 wegen des Ausgangssignals des Flammenfühlers FS gesperrt bleibt, fällt die Spannung am Schaltungspunkt P7 nicht ab. Wie zuvor erläutert steigt während der Vorspülzeit VSP die Spannung am Schaltungspunkt P6 an, so daß die für die Schaltlage des Operationsverstärkers maßgebende Spannungsdifferenz VP8-P6 verringert wird. Sobald diese Spannungsdifferenz im Zeitpunkt t1 verschwindet und der Operationsverstärker OP durchschaltet, wird der Transistor T2 leitend, und das Einschaltrelais GR zieht wie zuvor beschrieben an. Im Zeitpunkt t4 sperrt der Transistor T2 wieder, weil die Spannungsdifferenz VP8-P6 infolge Entladung des Kondensators C4 nach kurzzeitigem Überschreiten der Null-Linie wieder negative Werte annimmt und damit der Operationsverstärker OP sein Ausgangssignal beendet. Mit dem Sperren des Transistors T2 im Zeitpunkt t4 fließt der Haltestrom für das Einschaltrelais GR nunmehr über das Sicherheitsrelais SR und schaltet dieses in die Sperrlage um. Im Zeitpunkt t5 erfolgt somit die endgültige Sicherheitsabschaltung des Steuergeräts, womit beide Relais SR und GR stromlos werden und auch die Ausgangsspannung VFO des Flammenfühlers FS verschwindet.
  • Der Kondensator C5 ist wichtig. Ohne ihn wäre die Zeit, in welcher die Spannung am Punkt P6 höher ist als am Punkt P8, und damit die Zeit, in welcher der Transistor T2 leitend ist, zu kurz, um das Einschaltrelais GR zum Ansprechen zu bringen.
  • Mit dem Kondensator entsteht jedoch, wie der Kurvenverlauf VP8-P6 zeigt, ein Überschwingen für die Dauer von t1 bis t4. Grund hierfür ist ein RC-Glied zweiter Ordnung bestehend aus R1, C2 + C4, (R7/R8) + R9, C5. Die durch den Widerstand R1 und die Diode D1 erzeugte 50Hz Halbwellenspannung wirkt für dieses RC-Glied zweiter Ordnung wie ein Einheitssprung, welcher das genannte Überschwingen zur Folge hat.

Claims (6)

  1. Eine aus einer Wechselspannungsquelle, vorzugsweise der Netzwechselspannung, gespeiste Steuerschaltung für einen über ein Magnetventil mit Gas versorgten, einen elektrischen Funkenzünder, sowie einen Flammenfühler aufweisenden Gasbrenner, wobei
    a) ein erster Ladekondensator (C2) über eine Gleichrichterdiode (D1) und die Reihenschaltung der Erregerwicklung eines Einschaltrelais (GR) für das Magnetventil (V) und eines bistabilen Sicherheitsrelais (SR) aus der Wechselspannungsquelle (L, N) aufladbar ist, ohne dabei die Relais zum Ansprechen zu bringen;
    b) von einem ersten Verbindungspunkt (P1) der beiden Erregerwicklungen (GR, SR) ein erster elektronischer Schalter (T2) nach Masse (N) geschaltet ist;
    c) beim Erreichen eines vorgegebenen Wertes der Spannung am ersten Ladekondensator (C2) der erste elektronische Schalter (T2) durchschaltet und das Einschaltrelais (GR) zum Ansprechen bringt;
    d) beim Ablauf einer durch eine Verzögerungsschaltung (C4, R7, R8, OP) bestimmten Sicherheitsperiode der erste elektronische Schalter (T2) wieder sperrt;
    e) die Verzögerungsschaltung einen aus dem ersten Ladekondensator (C2) aufladbaren zweiten Ladekondensator (C4) geringerer Kapazität sowie einen Operationsverstärker (OP) aufweist, dessen einem Eingang (-) ein vorgegebenes Potential zugeführt ist und dessen anderer Eingang (+) an den zweiten Ladekondensator (C4) angeschlossen ist; und
    f) ein zweiter elektronischer Schalter (T1) mit einer seiner Elektroden an einen beim Feststellen einer Flamme eine Spannung liefernden Ausgang (FO) des Flammenfühlers (FS) angeschlossen ist;
    dadurch gekennzeichnet, daß
    g) der Ausgang (FO) des Flammenfühlers (FS) ferner an die Steuerelektrode eines mit einem Flammenrelais (FR) in Reihe geschalteten dritten elektronischen Schalters (T3) angeschlossen ist;
    h) die Schaltstrecke des zweiten elektronischen Schalters (T1) zwischen eine Gleichspannungsquelle (+22V) und den Ausgang (FO) des Flammenfühlers (FS) eingeschaltet ist;
    i) die Steuerelektroden des ersten und des zweiten elektronischen Schalters (T2, T1) jeweils mit dem Ausgang des Operationsverstärkers (OP) in Verbindung stehen;
    j) zwischen die beiden Eingänge (+, -) des Operationsverstärkers (OP) ein Siebkondensator (C5) eingeschaltet ist;
    k) der Arbeitskontakt (fr, f2) des Flammenrelais (FR) über einen Gleichrichter (D7) zwischen die Wechselspannungsquelle und den anderen Eingang (+) des Operationsverstärkers eingeschaltet ist; und
    l) der Ruhekontakt (fr, f1) des Flammenrelais (FR) den Funkenzünder (ZT) mit der Wechselspannungsquelle verbindet.
  2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Reihenschaltung von drittem elektronischen Schalter (T3) und Flammenrelais (FR) ein Kondensator (C1) und eine Zenerdiode (ZD1) parallelgeschaltet sind.
  3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß vom anderen Eingang (+) des Operationsverstärkers (OP) ein Spannungsteiler (R8, R11) nach Masse geschaltet und dessen Abgriff (P4) über einen Widerstand (R12) und den Gleichrichter (D7) an den Arbeitskontakt (f2) des Flammenrelais (FR) angeschlossen ist.
  4. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerelektroden von erstem (T2) und zweitem (T1) elektronischen Schalter über je einen Widerstand (R18, R14) an den Ausgang des Operationsverstärkers (OP) angeschlossen sind.
  5. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Reihenschaltung von erstem Ladekondensator (C2), einer Diode (D9) und Sicherheitsrelais (SR) ein Rückstelltaster (RS) parallelgeschaltet ist.
  6. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß
    a) die Parallelschaltung eines Lüftermotors (LM) und eines Luftstromrelais (AR) über den Ruhekontakt (pr, p1) eines Luftstromschalters (PR) an den Arbeitskontakt (sr, s2) des Sicherheitsrelais (SR) angeschlossen ist;
    b) der Kontaktarm (pr) des Luftstromschalters (PR) über einen Arbeitskontakt (ar, a2) des Luftstromrelais (AR) mit seinem Ruhekontakt (p1) verbunden ist;
    c) der Arbeitskontakt (p2) des Luftstromschalters (PR) am Umschaltkontakt (gr) des Einschaltrelais (GR) liegt.
EP91112860A 1991-07-31 1991-07-31 Steuerschaltung für Gasbrenner Expired - Lifetime EP0533961B1 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE9191112860T DE59100193D1 (de) 1991-07-31 1991-07-31 Steuerschaltung fuer gasbrenner.
EP91112860A EP0533961B1 (de) 1991-07-31 1991-07-31 Steuerschaltung für Gasbrenner

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP91112860A EP0533961B1 (de) 1991-07-31 1991-07-31 Steuerschaltung für Gasbrenner

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EP0533961A1 EP0533961A1 (de) 1993-03-31
EP0533961B1 true EP0533961B1 (de) 1993-07-14

Family

ID=8207002

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP91112860A Expired - Lifetime EP0533961B1 (de) 1991-07-31 1991-07-31 Steuerschaltung für Gasbrenner

Country Status (2)

Country Link
EP (1) EP0533961B1 (de)
DE (1) DE59100193D1 (de)

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH648109A5 (de) * 1984-02-15 1985-02-28 Landis & Gyr Ag Schaltung fuer einen feuerungsautomaten.

Also Published As

Publication number Publication date
DE59100193D1 (de) 1993-08-19
EP0533961A1 (de) 1993-03-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE60124760T2 (de) Hybride elektrische schalteinrichtung
EP0614052B1 (de) Feuerungsautomat
EP0533961B1 (de) Steuerschaltung für Gasbrenner
DE2924069C2 (de) Schaltungsanordnung zum Zünden und Betrieb einer Gas- und/oder Dampfentladungslampe
EP0440872B1 (de) Zünd- und Sicherheitsschaltung für Gasbrenner
CH663077A5 (de) Selbstueberwachender flammenwaechter.
EP0055995B1 (de) Schaltungsanordnung zum Zünden und Betrieb einer Niederdruckentladungslampe aus einer Gleichstromquelle
DE2809993A1 (de) Flammenwaechterschaltung zur ueberwachung einer brennerflamme
EP0111296B1 (de) Anordnung zur Steuerung der Helligkeit einer Niederdruckentladungslampe
EP0698767B1 (de) Gasbrenner-Steuerschaltung mit Überwachung der Verbrennungsluftzufuhr
EP0134044B1 (de) Schaltungsanordnung zum Zünden und Betreiben einer Entladungslampe
DE3411300C2 (de) Elektronische Schaltungsanordnung für Feuerungsautomaten
DE1764593A1 (de) Regelschaltung fuer Leuchtstofflampen
DE3411262C1 (de) Schaltung für einen Feuerungsautomaten
DE2448098C2 (de) Mit Wechselspannung gespeiste Schaltung für einen Flammenwächter einer Feuerungsanlage
DE3411246C1 (de) Schaltung für einen Feuerungsautomaten
DE3411305C2 (de) Repetitionschaltung für einen Feuerungsautomaten
EP0566768B1 (de) Steuerschaltung für Gasbrenner mit einem Strömungsschalter zur Überwachung der Luftzufuhr
EP0480312A1 (de) Luftstromüberwachungseinrichtung für Brenneranlagen
DE2219159C3 (de) Proze !!überwachungseinrichtung
DE2323287C3 (de) Schaltungsanordnung zum Zünden und Betrieb einer von einer Wechselstromquelle gespeisten Entladungslampe
DE3120863A1 (de) Unterspannungs-schutzeinrichtung zu einer steuer- und ueberwachungsvorrichtung
EP0855557A1 (de) Steuerschaltung für Gasventil mit Überwachung der Verbrennungsluftzufuhr
DE3206768A1 (de) Schaltungsanordnung zur einschaltstrombegrenzung
CH640984A5 (en) Method and device for protecting an apparatus, which is provided with a heating device, against overheating

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

17P Request for examination filed

Effective date: 19920610

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): CH DE FR GB IT LI NL

GRAA (expected) grant

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009210

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: B1

Designated state(s): CH DE FR GB IT LI NL

ITTA It: last paid annual fee
GBT Gb: translation of ep patent filed (gb section 77(6)(a)/1977)

Effective date: 19930708

REF Corresponds to:

Ref document number: 59100193

Country of ref document: DE

Date of ref document: 19930819

ET Fr: translation filed
ITF It: translation for a ep patent filed

Owner name: BARZANO' E ZANARDO ROMA S.P.A.

PLBE No opposition filed within time limit

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009261

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: NO OPPOSITION FILED WITHIN TIME LIMIT

26N No opposition filed
PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: FR

Payment date: 19970612

Year of fee payment: 7

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: GB

Payment date: 19970618

Year of fee payment: 7

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: NL

Payment date: 19970625

Year of fee payment: 7

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: DE

Payment date: 19970704

Year of fee payment: 7

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: CH

Payment date: 19970728

Year of fee payment: 7

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: LI

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 19980731

Ref country code: GB

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 19980731

Ref country code: CH

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 19980731

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: NL

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 19990201

REG Reference to a national code

Ref country code: CH

Ref legal event code: PL

GBPC Gb: european patent ceased through non-payment of renewal fee

Effective date: 19980731

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: FR

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 19990331

NLV4 Nl: lapsed or anulled due to non-payment of the annual fee

Effective date: 19990201

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: DE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 19990501

REG Reference to a national code

Ref country code: FR

Ref legal event code: ST

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: IT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES;WARNING: LAPSES OF ITALIAN PATENTS WITH EFFECTIVE DATE BEFORE 2007 MAY HAVE OCCURRED AT ANY TIME BEFORE 2007. THE CORRECT EFFECTIVE DATE MAY BE DIFFERENT FROM THE ONE RECORDED.

Effective date: 20050731