DE1256828B

DE1256828B - Betriebsueberwachungsschaltung fuer Gas- oder OElfeuerungsanlagen

Info

Publication number: DE1256828B
Application number: DEP34703A
Authority: DE
Inventors: Dieter Roessel; Manfred Seidel
Original assignee: Philips Patentverwaltung GmbH
Current assignee: Philips Intellectual Property and Standards GmbH
Priority date: 1964-07-17
Filing date: 1964-07-17
Publication date: 1967-12-21
Also published as: GB1083806A

Description

Betriebsüberwachungsschaltung für Gas- oder Ölfeuerungsanlagen Die Erfindung betrifft eine eigensichere Betriebsüberwachungsschaltung für Gas- oder Ölfeuerungsanlagen, enthaltend ein periodisch der Strahlung ausgesetztes UV-empfindliches Element, einen Verstärker sowie Relais.
Der laufenden Überwachung von mit Gas oder Öl beheizten Feuerungsanlagen kommt insofern eine besondere Bedeutung zu, als das unkontrollierte Ausbleiben der Flamme bei Weiterförderung des Brennstoffes zu einer Ansammlung brennbarer bzw. explosibler Stoffe führt, die eine erhebliche Gefahr darstellt.
Zur Vermeidung dieser Gefahr sind verschiedene Wege eingeschlagen worden. So ist es z. B. bekannt, das Vorhandensein der Verbrennungsflamme mittels Fotozellen zu prüfen und beim Ausbleiben oder Ausfall der Flamme die Brennstoffzufuhr zu unterbrechen. Es ist auch bekannt, die Fotozelle nur periodisch der Strahlung auszusetzen, z. B. durch Zwischenschalten einer rotierenden Lochscheibe. Damit wird erreicht, daß der nachfolgende Verstärker als Wechselspannungsverstärker ausgelegt sein kann, wodurch stabilere Verhältnisse geschaffen werden als bei Gleichspannungsverstärkung.
Da die heiße Brennkammer jedoch auch nach Erlöschen der Flamme selbst Strahlung aussendet, durch die der Fotozelle eine Verbrennungsflamme vorgetäuscht wird, ist dieses Verfahren nicht absolut sicher. Ausgehend von der Überlegung, daß diese Strahlung ihr Maximum im Rot- und Infrarotgebiet hat, werden auch bereits Elemente verwendet, die auf die nur von der Flamme erzeugte UV-Strahlung ansprechen. Diese Elemente arbeiten nach dem Prinzip der Kaltkathoden-Schaltröhren und liegen an einer Wechselspanmmg, deren Scheitelwert unterhalb der Zündspannung bleibt. Ihre Zündung wird durch die auf ihre Kathode auftreffende Strahlung im Bereich von 200 bis 300 nm Wellenlänge herbeigeführt. Grundsätzlich ist auch eine Speisung mit Gleichspannung möglich, jedoch ergibt die Verwendung von Wechselspannung den Vorteil, daß das Element beim Ausbleiben der UV-Strahlung wieder erlischt. Diese Elemente haben aber die nachteilige Eigenschaft, daß ihre Zündspannung im Verlauf der Lebensdauer abnimmt. Dadurch entsteht die Gefahr, daß das Element auch ohne UV-Strahlung zündet.
Die Erfindung betrifft nun eine überwachungsschaltung, die auch diesen Fehler vermeidet und unter allen Umständen zur Außerbetriebsetzung der Anlage führt, sobald die Verbrennungsflamme ausbleibt oder erlischt.
Dieser Vorteil wird erfindungsgemäß dadurch erzielt, daß in Serie zu dem UV-empfindlichen Element die Parallelschaltung eines Widerstandes und der Emitter-Basis-Strecke eines ersten Transistors und ferner zur Emitter-Kollektor-Strecke dieses Transistors ein über einen weiteren Widerstand aufladbarer Kondensator geschaltet sind und daß der mit dem Kollektor des Transistors verbundene Kondensatoranschluß über eine Zener-Diode mit der Basis eines weiteren Transistors verbunden ist.
An Hand der Zeichnung wird die Erfindung n'her erläutert. Darin zeigt F i g. 1 die erfindungsgemäße Cberwachungsschaltung, F i g. 2 den Stromverlauf durch das UV-empfindliche Element in einer Schaltung gemäß F i g. 1, F i g. 3 den Spannungsverlauf in der gleichen Schaltung.
Das UV-empfindliche Element 1 wird durch die rotierende Lochscheibe 2 hindurch periodisch mit der von der Flamme 3 stammenden UV-Strahlung beaufschlagt und liegt über einen Widerstand 8 an der dem Gleichrichter 9 entnommenen 100-Hz-Halbwellenspannung von 220 V. Während des belichteten Zeitraums t1 wird das Element 1 folglich einen Strom führen, wie er in F i g. 2 dargestellt ist. Während des unbelichteten Zeitraumes t_, dagegen fließt kein Strom. Auf diese Weise entstehen zwischen Basis und Emitter des Transistors 10 Impulsreihen, die diesen Transistor im Rhythmus dieser Impulse öffnen und dadurch die Auftadung des Kondensators 11 so beschränken, daß die Zener-Spannung U" der Zener-Diode 12 nicht erreicht wird. Dagegen findet während des Zeitraumes t." in dem das Element 1 nicht belichtet wird, eine ungestörte Aufladung des Kondensators 11 statt (F i g. 3), so daß die Zener- Spannung UZ überschritten und der Transistor 13 geöffnet wird. Auf diese Weise gelangt die von der Blende 2 erzeugte Modulationsfrequenz 1/(tl+t2) über die Reihenschaltung der Kopplungskapazitäten 17, 18 mit zwischengeschalteter Schutzdiode 14 auf das aus den Dioden 15, 16, dem Kondensator 19 und den Widerständen 20, 21 bestehende Glättungssystem und von diesem zu den parallel angesteuerten Transistoren 22, 23, in deren Kollektorkreisen die Relais 24, 25 mit parallelgeschalteten Kondensatoren 26, 27 liegen.
Die Versorgungsspannung der Transistoren wird aus dem Gleichrichter 9 über die Diode 28, den Ladekondensator 29 und den Spannungsteiler 30, 31 gewonnen. Die Ruhekontakte 24', 25' der Relais 24, 25 legen im unerregten Zustand eines oder beider Relais 24, 25 den Störungsanzeiger 32, der Arbeitskontakt 25" des Relais 25 legt im angezogenen Zustand den Betriebsanzeiger 33 an Spannung.
Es sei hier bemerkt, daß die der Signalgabe, Flammenzündung und Abschaltung der Brennstoffzufuhr dienenden Teile einer Feuerungsanlage nicht Gegenstand dieser Erfindung sind und in üblicher Weise ausgeführt sein können.
Die obenerwähnte Reihenschaltung der Koppelkondensatoren 17, 18 in Verbindung mit der zwischengeschalteten Schutzdiode 14 bewirkt, daß im Falle eines Durchschlages des Kondensators 17 die Signalspannung kurzgeschlossen wird und nicht zur Erregung der Relais führen kann. Beim Durchschlag des Kondensators 18 wird die Kathode der Diode 16 an positives Potential gelegt, was ebenfalls zur Störungsanzeige führt.
Ein Durchschlag der Zener-Diode 12 würde dazu führen, daß an der Basis des Transistors 13 eine der Gleichspannung überlagerte, verhältnismäßig große Wechselspannung ansteht. Diese Wechselspannung würde im Transistor 13 verstärkt und durch das Netzwerk 15, 16, 17, 18 in eine Gleichspannung umgeformt, die ausreicht, die Transistoren 22, 23 zu öffnen und damit die Relais 24, 25 ansprechen zu lassen.
Falls gleichzeitig das Element 1 durchzündet, könnte dieser Betriebszustand nicht mehr zur Abschaltung der Anlage führen. Der zusätzlich vorgesehene Kondensator 34 sorgt dafür, daß der der Gleichspannung überlagerte Wechselspannungsteil kurzgeschlossen wird, und zwar nicht nur dann, wenn das Element 1 defekt wird, sondern auch bei dessen einwandfreier Funktion. Dadurch, daß am Transistor 13 nur noch eine geringe Wechselspannung zur Verfügung steht, ist auch am Außenwiderstand des Transistors 13 eine sehr geringe Wechselspannung, die hinter dem Netzwerk 15, 16, 17, 18 nicht genügend Gleichspannung erzeugt, um die Transistoren 22, 23 zu öffnen.
Darüber hinaus ist die Eigensicherheit der Schaltung dadurch gewährleistet, daß Kurzschluß oder Unterbrechung eines Bauelementes zum Abfall eines oder beider Relais führt und damit »Störung« anzeigt.

Claims

Patentansprüche: 1. Eigensichere Betriebsüberwachungsschaltung für Gas- oder ölfeuerungsanlagen, enthaltend ein periodisch der Strahlung ausgesetztes UV-empfindliches Element, einen Verstärker sowie Relais, dadurch gekennzeichnet, daß in Serie zu dem UV-empfindlichen Element die Parallelschaltung eines Widerstandes (8) und der Emitter-Basis-Strecke eines ersten Transistors (10) und ferner zur Emitter-Kollektor-Strecke dieses Transistors ein über einen weiteren Widerstand (35) aufladbarer Kondensator (11) geschaltet sind und daß der mit dem Kollektor des Transistors (10) verbundene Kondensatoranschluß über eine Zener-Diode (12) mit der Basis eines weiteren Transistors (13) verbunden ist.
2. Überwachungsschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Ausgang des zweiten Transistors (13) und der Siebschaltung (15, 16, 19, 20, 21) die Reihenschaltung zweier Kondensatoren (17, 18) sowie eine zwischen den Kondensatoren und dem Punkt positiven Potentials liegende Diode (14) aufgenommen sind. 3. 1Jberwachungssehaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Verbindungspunkt der Zener-Diode (12) mit der Basis des zweiten Transistors (13) und einem Punkt positiven Potentials ein weiterer Kondensator (34) liegt. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Auslegeschriften Nr. 1005 675, 1009 751; Zeitschrift »Elektronik«, 1964, H. 1, S. 11 bis 13.