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Einrichtung zur Steuerung und Überwachung von mit flüssigen oder gasförmigen Brennstoffen gespeisten Brennern Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Einrichtung zur Steuerung und Überwachung von mit flüssigen oder gasförmigen Brennstoffen gespeisten Brennern.
Derartige Einrichtungen, die bereits in zahlreichen Varianten bekannt sind, haben die Aufgabe, bei Eintreffen eines Steuerbefehls zum Einschalten der Brenneranlage ein automatisches Steuer- und Überwachungsprogramm ablaufen zu lassen, das der Reihe nach die Einschaltung der Zündvorrichtung für den Brenner, die Einschaltung der Brennstoff-Förder- vorrichtung und nach erfolgter Zündung des Brenners die Abschaltung der Zündvorrichtung umfasst und das ausserdem für eine Abschaltung der gesamten Brenneranlage unter gleichzeitiger Anzeige eines Alarmsignals sorgt, wenn nach einer gewissen Zeit keine Zündung des Brenners stattfindet bzw.
wenn die Brennerflamme wieder erlischt oder nur unregelmässig brennt.
Dieses Steuerungs- und Überwachungsprogramm wird gewöhnlich mit Hilfe eines Flammenwächters sowie zweier verzögert ansprechender Relais durchgeführt. Der Steuerbefehl zum Einschalten der Brenneranlage wird im allgemeinen von einem auf die gewünschte Temperatur eingestellten Thermostaten gegeben, der bei Unterschreiten der Solltemperatur anspricht und die Zündvorrichtung einschaltet. Gleichzeitig mit der Zündvorrichtung werden die beiden zeitverzögerten Relais an Spannung gelegt, für die vorzugsweise Thermorelais verwendet werden.
Die Kontakte des einen Thermorelais liegen im Stromkreis des Motors für die Brennstoffzufuhr, während die Kontakte des andern Thermorelais, das eine grössere Verzögerungszeit als das erste Thermo- relais hat, im Hauptstromkreis für die gesamte Bren- neranlage liegen. Nach einer gewissen Zeit spricht das erste Thermorelais an und schaltet den Motor für die Brennstoffzufuhr ein.
Das licht- oder strahlungsempfindliche Element des Flammenwächters steuert, wenn es die gezündete Flamme sieht, direkt oder über einen Verstärker ein den Stromkreis für die Zündvorrichtung und die Heizwicklungen der Thermorelais unterbrechendes Relais. Damit ist bei ordnungsgemässer Funktion der Brenneranlage der stationäre Betriebszustand erreicht.
Um zu verhindern, dass nach Erkalten des Heizwiderstandes für das den Motor einschaltende ThermoreIais der Motor trotz einwandfreier Funktion des Brenners durch den Schalter dieses Thermo- relais wieder abgeschaltet wird, muss dafür gesorgt werden, dass der Motorkreis über einen stationären Nebenschluss zu diesem Thermorelaisschalter geschlossen bleibt.
Das wird in bekannten Brenneranlagen entweder durch ein zusätzliches Relais im Motorkreis erreicht, das sich bei Erregung selber hält, oder aber durch einen zusätzlichen Schalter, der dafür sorgt, dass nach dem öffnen des vom Flammenwächter gesteuerten Relais die Heizwick- Iung für das erste Thermorelais nach wie vor durch Stromfluss warm gehalten wird und damit der Motorkreis geschlossen bleibt.
Das zweite Thermorelais mit der längeren Verzögerungszeit wird nur dann wirksam, wenn sein Heizwiderstand infolge Nichtzündens der Brennerflamme bzw. infolge häufiger Unterbrechung der Flamme oder bei unvorgesehenem Erlöschen der Flamme während des Betriebes hinreichend lange bzw. häufig aufgeheizt wird und eine zur Betäti-
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gong des die Gesamtanlage abschaltenden Schalters hinreichende Temperatur annimmt.
Solange die Abschaltung des Hauptstromkreises durch das zweite Thermorelais nicht erfolgt, wird bei Steuer- und Überwachungseinrichtungen der beschriebenen Art nach jedem Erlöschen der Flamme die Zündvorrichtung aufs neue eingeschaltet und damit selbsttätig ein neuer Zündversuch wiederholt.
Ziel bei der Entwicklung derartiger Steuer- und Überwachungseinrichtungen ist es, möglichst billige Relaisschaltungen zu schaffen, die mit nur wenigen Schaltelementen zuverlässig arbeiten. Die beschriebenen bekannten Einrichtungen haben in dieser Beziehung den Nachteil, dass ein zusätzliches Selbsthaltungsrelais für den Motorkreis bzw. ein zusätzlicher Schalter für den Stromkreis des Heizwider- standes des ersten Thermorelais erforderlich ist. Gerade bei Serienfertigungen fällt aber jedes zusätzliche Bauteil sowohl hinsichtlich der Material- wie auch der Fertigungskosten ins Gewicht; ausserdem bedeutet jeder zusätzliche Schalter eine wehere mögliche Fehlerquelle.
Die Erfindung schlägt nun eine Steuerungs- und Überwachungseinrichtung der genannten Art vor, bei der auf dieses zusätzliche Bauelement verzichtet werden kann, was eine wesentliche Vereinfachung und Verbilligung der Einrichtung darstellt.
Gleichzeitig wird durch die vorgeschlagene Einrichtung vermieden, dass bei Erlöschen der Flamme innerhalb einer Verzögerungszeit, die durch die Dauer der Abkühlung des Heizwiderstandes des ersten Thermorelais gegeben ist, jedesmal eine Neueinschaltung der Zündvorrichtung stattfindet, die eine unerwünschte Beanspruchung der die Zündvorrichtung schaltenden Kontakte zur Folge hat.
Es wird daher von der an sich bekannten Nachzündung Gebrauch gemacht, die darauf beruht, dass die Zündvorrichtung beim Öffnen des vom Flammenwächter gesteuerten Relais nicht sofort abgeschaltet wird, sondern vielmehr die Abhängigkeit von der Einschaltdauer des ersten Thermorelais so lange eingeschaltet bleibt, bis sich der Widerstand dieses Thermorelais bei ordnungsgemässer Funktion der Brenneranlage abgekühlt hat.
Die Erfindung bezieht sich daher auf eine elektrische Einrichtung zur Steuerung und Überwachung von mit flüssigen oder gasförmigen Brennstoffen gespeisten Brennern mit einem ersten Thermorelais zur Steuerung der Brennstoffzufuhr, mit einem zweiten Thermorelais zur Abschaltung der Einrichtung und zur Störanzeige im Störungsfalle sowie mit einem von einem Flammenwächter betätigten Relais mit einem Öffnungskontakt im gemeinsamen Stromkreis für die Zündvorrichtung und die dazu parallel liegenden, elektrisch in Reihe geschalteten Heizwider- stände der beiden Thermorelais, dadurch gekennzeichnet,
dass das erste Thermorelais zwei mechanisch gekuppelte Schalter hat, von denen bei Erregung dieses Thermorelais der eine Schalter den Stromkreis für die Brennstoffzufuhr schliesst und der andere Schalter die Zündvorrichtung zur Erzielung einer Nachzündung vorn Öffnungskontakt des vom Flammenwächter gesteuerten Relais direkt an die Betriebsspannung schaltet, wobei der erste Schalter in seiner Schliessstellung durch den Anker des vom Flammenwächter gesteuerten Relais in dessen durch Erregung des lichtempfindlichen Elementes des Flammenwächters bestimmten Betriebsstellung verriegelt wird, während der zweite Schalter nach Abschaltung des Thermorelais in seine Ausgangsstellung zurückkehrt.
Die Erfindung wird anhand der Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 ein Schaltbild der elektrischen Einrichtung nach der Erfindung, Fig. 2 eine Ansicht der für die Erfindung wichtigen Teile dieser Einrichtung.
Nach Fig. 1 umfasst die Steuer- und überwa- chungseinrichtung, die an den Klemmen 1 und 2 an Betriebsspannung liegt, den Thermostaten 3, ein im Brennerraum liegendes lichtempfindliches Element 4, einen im Hauptstromkreis liegenden Verstärker 5, ein Relais R im Ausgangskreis des Verstärkers 5 mit dem Schalter r, die Zündvorrichtung Z, den Motor M für die Brennstoffzufuhr, eine Störanzeige A sowie die beiden Thermorelais T 1 und T2, die durch ihre. Heizwiderstände symbolisiert sind, mit den beiden zu T1 gehörenden Schaltern tla und tlb und dem zu T2 gehörenden Schalter t2.
Mit der Bezugsziffer 6 ist die mechanische Kupplung zwischen. den Schaltern tla und tlb des Thermo- relais T1 und mit der Bezugsziffer 7 die bei angezogenem Anker des Relais R wirksam werdende mechanische Verriegelung des Schalters tla durch den Anker des Relais R bezeichnet.
Wie aus Fig. 1 zu ersehen, sind über die Schalter r, tla und tlb die Zündvorrichtung Z die Thermo- relais T1 und T2 sowie der Motor M an den Haupt- stromkreis anschaltbar, während Schalter t2 die Unterbrechung des Hauptstromkreises und dabei die gleichzeitige Betätigung der Störanzeige A erlaubt.
Die Verzögerungszeit des Thermorelais T2 ist um einen bestimmten Betrag grösser als die des Thermorelais T1, da ja eine Abschaltung der gesamten Anlage - bei geschlossenen Kontakten des Thermostaten 3 - erst dann, erfolgen soll, wenn sich trotz Einschaltung der Brennstoffzufuhr nach einer gewissen Zeit keine stetige und ordnungsgemässe Flamme einstellt.
Als lichtempfindliches Element 4 können in bekannter Weise, Photozellen oder Photowiderstände verwendet werden, als Verstärker 5 Glimmtrioden bzw. Kaltkathodenröhren, Halbleiterverstärker oder auch konventionelle Elektronenröhren. Darüber hinaus ist es natürlich auch möglich, die Schaltung des Relais R ohne Zwischenschaltung eines Verstärkers direkt über ein geeignetes photoempfindliches Element 4 auszuführen.
Die Einrichtung arbeitet wie folgt:
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Solange der auf die gewünschte Temperatur eingestellte Thermostat 3, wie auf Fig. 1 gezeigt, offen ist, ist die Einrichtung spannungslos, und alle Schalter befinden sich in der auf Fig. 1 gezeigten Stellung.
Wenn der Thermostat bei Unterschreiten der eingestellten Temperatur die Einrichtung einschaltet, werden einerseits der Verstärker 5 und anderseits über den Schalter r die Zündvorrichtung Z an Spannung gelegt und gleichzeitig, ebenfalls über den Schalter r, die beiden in Reihe liegenden Heizwider- stände der Thermorelais T1 und T2, die zur Zündvorrichtung Z parallel liegen, aufgeheizt. Sollte zu. diesem Zeitpunkt bereits eine Störung derart vorliegen, dass trotz noch nicht vorhandener Flamme das lichtempfindliche Element 4 Licht meldet, schaltet der Verstärker 5 in den leitenden Zustand und erregt das Relais R, dessen Schalter r daraufhin die Zündvorrichtung und die Heizwiderstände der Thermo- relais abschaltet.
Auf an sich bekannte Weise wird dadurch eine Selbstkontrolle der Einrichtung erreicht.
Meldet dagegen das lichtempfindliche Element 4 vorschriftsmässig Dunkelheit , dann spricht nach einer durch die Verzögerungszeit des Thermorelais T1 gegebenen Zeitspanne dieses Thermorelais an und die beiden Schalter tla und tlb wechseln ihre Schaltstellung. Dabei schaltet der Schalter tlb etwas früher als der Schalter tla, damit bei laufender Brennstoffzufuhr die Zündvorrichtung Z nicht noch einmal kurzzeitig während der Umschaltung von Schalter tlb unterbrochen wird. über den Schalter tlb liegt nunmehr die Zündvorrichtung Z direkt am Hauptstromkreis, während der Motor M für die Brennstoffzufuhr über den Schalter tla an Spannung liegt.
Zündet die Brennerflamme ordnungsgemäss, dann meldet das lichtempfindliche Element 4 Licht , der Verstärker 5 schaltet in den leitenden Zustand, erregt das Relais R, und der Schalter r von Relais R schaltet die Heizwiderstände der Thermorelais T1 und T2 ab, während gleichzeitig jedoch die Zündvorrichtung Z über den Schalter tlb weiterhin an Spannung liegt und damit eine Nachzündung gewährleistet, die so lange andauert, bis nach Erkalten des Heizwiderstandes vom Thermorelais T1 der Schalter tlb wieder in. seine Ausgangslage (wie auf Fig. 1 dargestellt)
zurückkehrt. Gleichzeitig mit dem Ansprechen des Relais R wird über ein Riegelelement am Anker des Relais R der Schalter tla in. seiner Schliessstellung verriegelt, so dass der Motor M für die Brennstoffzufuhr auch nach Erkalten des Heizwiderstandes des Thermorelais T1 über den Schalter tla eingeschaltet bleibt.
Durch diese einfache mechanische Verriegelung mit Hilfe des Ankers vom Relais R wird gegen- über bisher bekannten Ausführungen ein zusätzliches Selbsthaltungsrelais gespart, was sonst für eine ständige Stromversorgung des Motors M erforderlich wäre. Diese Einsparung eines zusätzlichen Relais bzw. eines zusätzlichen Schalters ist sehr wesentlich, wenn man berücksichtigt, dass derartige Steuer- und Überwachungseinrichtungen für Ölfeuerungsautoma- ten bereits in grossen Stückzahlen gebaut werden und daher Vereinfachungen und Verbilligungen stark ins Gewicht fallen.
Mit dem Ansprechen des Relais R bei erfolgter Zündung der Flamme und der Verriegelung des den Motorkreis geschlossen haltenden Schalters tla hat die Anlage ihren stationären Betriebszustand erreicht.
Zündet dagegen trotz eingeschalteter Brennstoffzufuhr die Brennerflamme nicht, oder erlischt sie sofort wieder nach kurzzeitigem Aufflammen, dann wird über den Schalter r des Relais R der Heiz- widerstand des Thermorelais T2 weiter aufgeheizt, bis dieses Relais nach der vorgegebenen Verzögerungszeit anspricht und sein Schalter t2 die gesamte Anlage unter gleichzeitiger Betätigung der Störanzeige A abschaltet. In gleicher Weise erfolgt eine Abschaltung über den Schalter t2, wenn die Brennerflamme während des Betriebes auf Grund irgendwelcher Störungen oder mangels genügenden Bremi- stoffes erlischt.
Jedesmal, wenn die Brennerflamme entweder gleich zu Beginn des Startversuches oder aber während des Betriebes erlischt, wird durch die Steuer- und Überwachungseinrichtung zunächst ein neuer Zündversuch eingeleitet; sobald das lichtempfindliche Element 4 Dunkelheit meldet, kehrt das Relais Runter Entriegelung des Schalters tla- und damit der Schalter r in seine auf Fig. 1 gezeigte Ausgangsstellung zurück und schaltet damit die beiden Thermorelais T1 und T2 erneut ein;
eine Neueinschaltung der Zündvorrichtung Z ist in diesen Fällen nicht erforderlich, da ja durch den Schalter tlb bereits eine gewisse Nachzündzeit vorgegeben ist. Diese an sich bekannte Massnahme der Nachzündung hat den Vorteil, dass eine häufige Betätigung des Schalters für die Zündvorrichtung und damit ein unerwünscht hoher Abbrand und Abrieb der Kontakte vermieden wird.
Die wiederholten Versuche zu Zündung der Brennerflamme werden selbsttätig so lange fortgesetzt, bis sich entweder ein ordnungsgemässer Betrieb mit stetig brennender Flamme einstellt oder bis sich der Heizwiderstand des Thermorelais T2 so weit aufgeheizt hat, dass der Schalter t2 die gesamte Anlage unter gleichzeitiger Betätigung der Störanzeige A endgültig abschaltet. Nach Abkühlung der Heizwiderstände der Thermorelais kann dann der Schalter t2 von Hand wieder eingeschaltet werden. Bei Normalbetrieb wird die gesamte Anlage natürlich durch den Thermostaten 3 abgeschaltet.
Auf Fig. 2 ist eine bevorzugte Ausführungsform der mechanisch gekuppelten Schalter tla und tlb sowie die Anordnung zur Verriegelung des Schalters tla in seiner Schliessstellung durch den Anker des Relais R gezeigt.
Auf einer Grundplatte 8 sind an einem Befestigungsteil 9 die beiden als Sprungschalter ausgebildeten Schalter tla und tlb, daneben das Thermorelais T1 mit seinem Bimetallstreifen 10 und dem diesen
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Streifen umgebenden Heizwiderstand 11 sowie auf der gegenüberliegenden Seite des Relais R montiert.
In der gezeigten Schalterstellung sind die Betätigungslamellen 14a und 14b der beiden Schalter leicht in Richtung auf den Bimetallstreifen 10 gebogen, und die Federelemente 15a und 15b der Schalter drücken die Kontakte in die auf Fig. 1 gezeigte Schaltstellung.
Am Ende des Bimettallstreifens 10 ist an einer Einstellschraube 12 ein isolierender Betätigungsstift 13 befestigt, der sich bei Verbiegung des Bimetallstreifens 10 infolge Erwärmung des Thermorelais Tl in Richtung auf die Betätigungslamelle 14b des Schalters tlb bewegt und diese Lamelle nach rechts drückt. Die Lamelle 14b ihrerseits drückt bei der Verstellung gegen den Betätigungsstift 16, der in gleicher Weise wie der Stift 13 mittels einer Einstellschraube 17 am Ende der Betätigungslamelle 14a des Schalters tla befestigt ist.
Die Schaltspiele beider Schalter sind nun unter Zuhilfenahme der Einstellschrauben 12 und 17 derart justierbar, dass während der Verbiegung des Bimetallstreifens 10 zunächst der Schalter tlb und kurz danach der Schalter tla in seine andere Schaltstellung springt. In diesen Schaltstellungen sind beide Betätigungslamellen 14a und 14b leicht nach rechts in Richtung auf das Relais R hin gebogen.
Am Ende des Bimetallstreifens 10 ist an einer Spule 18, deren Achse senkrecht zur Längsachse der Betätigungslamellen der beiden Schalter liegt, aus dem Anker 19 und aus einem am Anker 19 befestigten Riegelelement 20, dessen äusseres Ende senkrecht in Richtung auf die Betätigungslamelle 14a umgebogen ist und bei nicht angezogenem Anker 19 nur bis kurz oberhalb dieser Betätigungslamelle reicht, so dass die Schaltbewegung der Betätigungslamelle nicht behindert wird. Ausserdem werden durch den Relaisanker 19 die beiden Kontakte 21 von Schalter r betätigt, die mit den auf einem Sockel 22 angeordneten festen Kontakten 23 zusammenarbeiten.
Wenn sich im aufgeheizten Zustand der Bimetall- streifen 10 des Thermorelais T1 und damit die beiden Schalter tla und tlb in ihrer auf Fig. 2 rechten Schaltstellung befinden, wird bei Erregung des Relais R die Betätigungslamelle 14a des Schalters tla in dieser Stellung verriegelt, da das Riegelelement 20 durch den Anker 19 auf der linken Seite der Betätigungslamelle 14a nach unten (auf der Darstellung nach Fig. 2 senkrecht zur Zeichenebene) bewegt wird und damit in die Bewegungsebene der Betätigungslamelle 14a ragt.
Wenn sich das Thermoelement TI abkühlt, kann zwar der Schalter tlb wieder seine Ausgangsstellung einnehmen, jedoch wird der Schalter tla, der den Stromkreis des Motors M schliesst, so lange in seiner Schliessstellung festgehalten, bis der Anker 19 des Relais R bei Ausschaltung der Anlage bzw. bei Erlöschen der Brennerflamme abfällt.
Die übrigen Schaltelemente nach Fig. 1 (mit Ausnahme des lichtempfindliches Elementes) können in bekanntenr Weise ebenfalls auf der Grund- platte 8 untergebracht werden. Vorzugsweise verwendet man als Schalter t2 ebenfalls einen Sprungschalter von der gleichen Art wie für die Schalter tla und tlb und montiert diesen Schalter mitsamt seinem zugehörigen Thermorelais T2 genau oberhalb des Schalters tlb, wobei die Befestigung dieses Schalters und seines Thermorelais an dem gleichen, sich nach oben erstreckenden Befestigungsteil 9 erfolgen kann.
Durch die Einsparung des Zusatzrelais für die Selbsthaltung des Motorkreises ist, wie auf Fig. 2 angezeigt, ein kleiner und kompakter Aufbau der gesamten Relaisanordnung möglich.
Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel, insbesondere nicht auf die Verwendung der auf Fig. 2 gezeigten Sprungschalter, beschränkt, sondern lässt sich mit Schaltern beliebiger Bauart sowie auch mit mechanischen Verriegelungen beliebiger Bauart ausführen.
Bei Verwendung eines Verstärkers 5 kann die Schaltung natürlich auch derart ausgeführt werden, dass sich dieser Verstärker, im Unterschied zur beschriebenen Funktion, dann im leitenden Zustand befindet, wenn das lichtempfindliche Element Dunkelheit meldet, während er bei Auftreten einer Flamme im gesperrten Zustand ist. Entsprechend wäre dann die Ruhe- und Arbeitsstellung des Relais R zu vertauschen. Diese Variante hat den Vorzug, dass der Verstärker im Normalbetrieb bei ordnungsgemäss brennender Flamme. abgeschaltet ist.
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Device for controlling and monitoring burners fed with liquid or gaseous fuels The invention relates to an electrical device for controlling and monitoring burners fed with liquid or gaseous fuels.
Such devices, which are already known in numerous variants, have the task of running an automatic control and monitoring program when a control command is received to switch on the burner system, which sequentially switches on the ignition device for the burner, switches on the fuel Conveyor device and, after the burner has been ignited, the ignition device is switched off and which also ensures that the entire burner system is switched off with simultaneous display of an alarm signal if the burner does not ignite after a certain time or
if the burner flame goes out again or burns irregularly.
This control and monitoring program is usually carried out with the aid of a flame monitor and two delayed response relays. The control command for switching on the burner system is generally given by a thermostat set to the desired temperature, which responds when the temperature falls below the setpoint and switches on the ignition device. At the same time as the ignition device, the two time-delayed relays are connected to voltage, for which thermal relays are preferably used.
The contacts of one thermal relay are in the circuit of the motor for the fuel supply, while the contacts of the other thermal relay, which has a longer delay time than the first thermal relay, are in the main circuit for the entire burner system. After a certain time, the first thermal relay responds and switches on the motor for the fuel supply.
When it sees the ignited flame, the light or radiation-sensitive element of the flame monitor controls a relay that interrupts the circuit for the ignition device and the heating coils of the thermal relay, either directly or via an amplifier. This means that the steady-state operating state is achieved if the burner system is functioning properly.
In order to prevent the motor from being switched off again by the switch of this thermal relay after the heating resistor for the thermal relay that switches on the motor, in spite of the correct function of the burner, it must be ensured that the motor circuit remains closed via a stationary shunt to this thermal relay switch .
This is achieved in known burner systems either by an additional relay in the motor circuit, which holds itself when energized, or by an additional switch that ensures that the heating winding for the first thermal relay after the opening of the relay controlled by the flame monitor is kept warm by the flow of current, as before, so that the motor circuit remains closed.
The second thermal relay with the longer delay time is only effective if its heating resistor is heated up for a sufficiently long time or frequently due to the burner flame not igniting or due to frequent interruptions of the flame or if the flame goes out unexpectedly during operation and a
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gong of the switch that switches off the entire system assumes a sufficient temperature.
As long as the main circuit is not switched off by the second thermal relay, with control and monitoring devices of the type described, the ignition device is switched on again after each extinguishing of the flame and a new ignition attempt is automatically repeated.
The aim in developing such control and monitoring devices is to create the cheapest possible relay circuits that work reliably with only a few switching elements. In this respect, the known devices described have the disadvantage that an additional latching relay is required for the motor circuit or an additional switch for the circuit of the heating resistor of the first thermal relay. Particularly in series production, however, each additional component is significant in terms of both material and manufacturing costs; In addition, each additional switch means a greater possible source of error.
The invention now proposes a control and monitoring device of the type mentioned, in which this additional component can be dispensed with, which represents a significant simplification and cheaper of the device.
At the same time, the proposed device prevents the ignition device from being switched on again each time when the flame is extinguished within a delay time that is given by the duration of the cooling of the heating resistor of the first thermal relay, which results in undesirable stress on the contacts switching the ignition device .
Use is therefore made of the post-ignition, which is known per se, which is based on the fact that the ignition device is not switched off immediately when the relay controlled by the flame monitor is opened, but rather the dependence on the switch-on duration of the first thermal relay remains switched on until the resistance is switched on this thermal relay has cooled down when the burner system is functioning properly.
The invention therefore relates to an electrical device for controlling and monitoring burners fed with liquid or gaseous fuels with a first thermal relay for controlling the fuel supply, with a second thermal relay for switching off the device and for displaying faults in the event of a fault, and with one operated by a flame monitor Relay with an opening contact in the common circuit for the ignition device and the heating resistors of the two thermal relays connected in parallel and electrically connected in series, characterized in that
that the first thermal relay has two mechanically coupled switches, of which one switch closes the circuit for the fuel supply when this thermal relay is energized and the other switch switches the ignition device to the operating voltage directly to achieve a post-ignition from the opening contact of the relay controlled by the flame detector, whereby the first switch is locked in its closed position by the armature of the relay controlled by the flame detector in its operating position determined by the excitation of the light-sensitive element of the flame detector, while the second switch returns to its initial position after the thermal relay has been switched off.
The invention is explained in more detail with reference to the drawing using an exemplary embodiment. 1 shows a circuit diagram of the electrical device according to the invention, FIG. 2 shows a view of the parts of this device which are important for the invention.
According to FIG. 1, the control and monitoring device, which is connected to the operating voltage at terminals 1 and 2, includes the thermostat 3, a light-sensitive element 4 located in the burner chamber, an amplifier 5 located in the main circuit, and a relay R in the amplifier's output circuit 5 with the switch r, the ignition device Z, the motor M for the fuel supply, a fault indicator A and the two thermal relays T 1 and T2, which by their. Heating resistors are symbolized, with the two switches tla and tlb belonging to T1 and the switch t2 belonging to T2.
With the reference number 6 is the mechanical coupling between. the switches tla and tlb of the thermal relay T1 and the reference number 7 denotes the mechanical locking of the switch tla by the armature of the relay R, which becomes effective when the armature of the relay R is attracted.
As can be seen from FIG. 1, the ignition device Z, the thermal relays T1 and T2 and the motor M can be connected to the main circuit via the switches r, tla and tlb, while switch t2 interrupts the main circuit and simultaneously actuates it the fault display A is allowed.
The delay time of the thermal relay T2 is a certain amount greater than that of the thermal relay T1, since the entire system should only be switched off - when the contacts of thermostat 3 are closed - if there is no steady state after a certain period of time despite switching on the fuel supply and sets proper flame.
Photocells or photoresistors can be used as the light-sensitive element 4 in a known manner, and glow triodes or cold cathode tubes, semiconductor amplifiers or conventional electron tubes as amplifiers 5. In addition, it is of course also possible to switch the relay R directly via a suitable photosensitive element 4 without the interposition of an amplifier.
The setup works as follows:
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As long as the thermostat 3 set to the desired temperature, as shown in FIG. 1, is open, the device is de-energized and all switches are in the position shown in FIG.
When the thermostat switches on the device when the temperature falls below the set voltage, the amplifier 5 on the one hand and the ignition device Z on the other hand via the switch r are connected to voltage and, at the same time, also via the switch r, the two heating resistances of the thermal relays T1 and in series T2, which are parallel to the ignition device Z, heated. Should be too. At this point in time there is already a fault in such a way that the light-sensitive element 4 reports light despite the flame not yet present, the amplifier 5 switches to the conductive state and energizes the relay R, whose switch r then switches off the ignition device and the heating resistors of the thermal relays.
In a manner known per se, self-control of the device is thereby achieved.
If, on the other hand, the light-sensitive element 4 reports darkness in accordance with regulations, then this thermal relay responds after a period of time given by the delay time of the thermal relay T1 and the two switches tla and tlb change their switching position. The switch tlb switches a little earlier than the switch tla, so that the ignition device Z is not briefly interrupted again while the switch tlb is being switched over while the fuel supply is running. The ignition device Z is now connected directly to the main circuit via the switch tlb, while the motor M for the fuel supply is connected to voltage via the switch tla.
If the burner flame ignites properly, the light-sensitive element 4 reports light, the amplifier 5 switches to the conductive state, energizes the relay R, and the switch r of relay R switches off the heating resistors of the thermal relays T1 and T2, while at the same time the ignition device Z voltage is still applied via switch tlb and thus ensures a post-ignition which lasts until switch tlb returns to its starting position after the heating resistor of thermal relay T1 has cooled down (as shown in FIG. 1)
returns. Simultaneously with the response of the relay R, the switch tla is locked in its closed position via a locking element on the armature of the relay R, so that the motor M for the fuel supply remains switched on via the switch tla even after the heating resistor of the thermal relay T1 has cooled down.
This simple mechanical locking with the aid of the armature of the relay R saves an additional latching relay compared to previously known designs, which would otherwise be necessary for a constant power supply to the motor M. This saving of an additional relay or an additional switch is very important when one takes into account that such control and monitoring devices for automatic oil firing machines are already being built in large numbers and therefore simplifications and lower prices are very important.
When the relay R responds when the flame has been ignited and the switch tla, which keeps the motor circuit closed, is locked, the system has reached its steady-state operating state.
If, on the other hand, the burner flame does not ignite despite the fuel supply being switched on, or if it goes out again immediately after a brief flare-up, the heating resistor of the thermal relay T2 is further heated via switch r of relay R until this relay responds after the specified delay time and its switch t2 the switches off the entire system while pressing fault indicator A. The switch t2 switches off in the same way if the burner flame goes out during operation due to any malfunctions or if there is insufficient fuel.
Every time the burner flame goes out either at the beginning of the start attempt or during operation, the control and monitoring device first initiates a new ignition attempt; as soon as the light-sensitive element 4 reports darkness, the relay down unlocks the switch tla- and thus the switch r returns to its initial position shown in FIG. 1 and thus switches the two thermal relays T1 and T2 on again;
a restart of the ignition device Z is not necessary in these cases, since a certain post-ignition time is already predetermined by the switch tlb. This post-ignition measure, which is known per se, has the advantage that frequent actuation of the switch for the ignition device and thus undesirably high consumption and wear of the contacts are avoided.
The repeated attempts to ignite the burner flame are automatically continued until either proper operation with a constantly burning flame is established or until the heating resistor of the thermal relay T2 has heated up to such an extent that switch t2 activates the entire system while at the same time actuating fault display A. finally switches off. After the heating resistors of the thermal relays have cooled down, switch t2 can be switched on again manually. During normal operation, the entire system is of course switched off by the thermostat 3.
In Fig. 2, a preferred embodiment of the mechanically coupled switches tla and tlb and the arrangement for locking the switch tla in its closed position by the armature of the relay R is shown.
On a base plate 8 on a fastening part 9 are the two switches tla and tlb designed as snap switches, next to them the thermal relay T1 with its bimetallic strip 10 and this
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Strips surrounding the heating resistor 11 and mounted on the opposite side of the relay R.
In the switch position shown, the actuating lamellae 14a and 14b of the two switches are slightly bent in the direction of the bimetallic strip 10, and the spring elements 15a and 15b of the switches press the contacts into the switch position shown in FIG.
At the end of the bimetal strip 10, an insulating actuating pin 13 is attached to an adjusting screw 12, which moves towards the actuating lamella 14b of the switch tlb when the bimetal strip 10 is bent due to the heating of the thermal relay Tl and pushes this lamella to the right. The lamella 14b in turn presses during the adjustment against the actuating pin 16, which is fastened in the same way as the pin 13 by means of an adjusting screw 17 at the end of the actuating lamella 14a of the switch tla.
The switching cycles of both switches can now be adjusted with the aid of the adjusting screws 12 and 17 in such a way that during the bending of the bimetallic strip 10 first the switch tlb and shortly thereafter the switch tla jumps into its other switching position. In these switching positions, both actuating lamellae 14a and 14b are bent slightly to the right in the direction of the relay R.
At the end of the bimetal strip 10 is on a coil 18, the axis of which is perpendicular to the longitudinal axis of the actuating lamellae of the two switches, from the armature 19 and from a locking element 20 attached to the armature 19, the outer end of which is bent perpendicularly in the direction of the actuating lamella 14a and when the armature 19 is not tightened it only extends to just above this actuating lamella, so that the switching movement of the actuating lamella is not hindered. In addition, the relay armature 19 actuates the two contacts 21 of switch r, which cooperate with the fixed contacts 23 arranged on a base 22.
If, in the heated state, the bimetallic strip 10 of the thermal relay T1 and thus the two switches tla and tlb are in their switching position on the right in FIG. 2, when the relay R is excited, the actuating lamella 14a of the switch tla is locked in this position, since the The locking element 20 is moved downwards by the armature 19 on the left side of the actuating lamella 14a (perpendicular to the plane of the drawing in the illustration according to FIG. 2) and thus protrudes into the plane of movement of the actuating lamella 14a.
When the thermocouple TI cools down, the switch tlb can return to its original position, but the switch tla, which closes the circuit of the motor M, is held in its closed position until the armature 19 of the relay R or when the system is switched off . drops when the burner flame goes out.
The remaining switching elements according to FIG. 1 (with the exception of the light-sensitive element) can also be accommodated on the base plate 8 in a known manner. A snap switch of the same type as for switches tla and tlb is preferably used as switch t2 and this switch and its associated thermal relay T2 are mounted exactly above switch tlb, the attachment of this switch and its thermal relay to the same, being upwards extending fastening part 9 can be done.
By saving the additional relay for the self-holding of the motor circuit, as shown in FIG. 2, a small and compact structure of the entire relay arrangement is possible.
The invention is not limited to the illustrated embodiment, in particular not to the use of the snap switches shown in FIG. 2, but can be implemented with switches of any design and also with mechanical locks of any design.
When using an amplifier 5, the circuit can of course also be designed in such a way that this amplifier, in contrast to the function described, is in the conductive state when the light-sensitive element reports darkness, while it is in the blocked state when a flame occurs. Correspondingly, the rest and working positions of the relay R would then have to be swapped. This variant has the advantage that the amplifier is in normal operation with a properly burning flame. is switched off.