DE2932129A1

DE2932129A1 - Flammenwaechter an oel- oder gasbrennern

Info

Publication number: DE2932129A1
Application number: DE19792932129
Authority: DE
Inventors: Rudolf Schenkel
Original assignee: Satronic AG
Current assignee: Satronic AG
Priority date: 1978-08-25
Filing date: 1979-08-08
Publication date: 1980-02-28
Also published as: SE7907083L; FR2434340A1; IT1122840B; IT7925216A0; GB2028998A

Description

BE 18 976

Satronic AG, Regensdcrf"

Flammenwächter an OeI- oder Gasbrennern

Die Erfindung betrifft einen Flammenwächter an einem OeI- oder Gasbrenner, welcher einen die Flamme des Brenners überwachenden Flammenfühlerkreis mit einem Flammenfühler und einem Fühlerrelais aufweist, das bei vorhandener Flamme mit einem Fühlerschalter ein Brennstoffventil schaltet, wobei dem Flammenfühler ein periodisch den Flammenausfall simulierendes Element zugeordnet ist.

Flammenwächter sind in verschiedenen Ausführungen bekannt. Da sie für die Sicherheit von Feuerungsanlagen von erheblicher Bedeutung sind, ist es bekannt, einzelne Elemente des Flainmenfühlerkreises durch verschiedene Schalt- und Stauermittel zu überprüfen. Diese Selbstüberwachung bedingt einerseits einen erheblichen Schaltungsaufwand, ohne jedoch andererseits eine vollständige Betriebssicherheit zu erreichen, da man immer noch von dem fehlerlosen Funktionieren der für die Selbstüberwachung eingesetzten Schaltungskomponenten abhängig ist. Hierbei wird periodisch durch eine vor den Flammenfühler gebrachte Abdeckung der

030009/0770

-A-

Flammenfühler gegen die Strahlung der Flamme abgeschirmt. Während der Abdeckung des Flammenfühlers bleibt das Flammenfühlerrelais angezogen, was durch geeignete Schaltungsmassnahmen erreicht wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Selbstüberwachung so zu gestalten, dass der Flammenwächter vom Flammenfühler bis und mit den Schaltkontakten, welche das Brennstoffventil steuern, überwacht wird, und der hierzu benötigte Schaltungsaufwand infolge der Verwendungsmöglichkeit einfacher, handelsüblicher Schaltungskomponenten niedrig gehalten werden kann.

Diese Aufgabe wird gemäss der Erfindung dadurch gelöst, dass der Fühlerschalter in Parallelschaltung mit einem Überbrückungsschalter für das Brennstoffventil angeordnet und bei Flammenausfall mit einem Schaltkreis verbindbar ist, der zwei parallelgeschaltete invertierende Relais zur Schaltung des Ueberbrückungsschalters und des Elements und ein Zeitglied aufweist.

Dadurch wird erreicht, dass die Funktion des Flammenfühlers und des Ueberbrückungsschalters sowie des Fühlerschalters in beliebiger Zeitfolge überprüft werden kann.

Die Erfindung ist in der beiliegenden Zeichnung anhand von Ausführungsbeispielen eines Flammenwächters dargestellt und nachfolgend beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 Das Schaltschema einer ersten Ausführungsform eines Flammenwächter für OeI- oder Gasbrenner,

050009/0770

Fig. 2 das Schaltschema einer zweiten Ausführungsform eines Flammenwächters,

Fig. 3 das Schaltschema einer Schaltungsanordnung zur Erkennung und Speicherung eines Fehlers oder eines Defekts im Flammenwächter und

Fig. 4 das Schaltscheina einer dritten Ausführungsform eines Flammenwächters.

Die in den Figuren dargestellten Flammenwächter sind meistens Teil eines Feuerungsautomaten. Die für die Funktion des Brenners erforderlichen Komponenten sind ausser denjenigen Komponenten, die für die Erläuterung der Schaltung des Flammenwächters erforderlich sind, weggelassen. In Fig. 1 entspricht die Stellung der Kontakte der Betriebsstellung. In der Zuleitung 1 liegt ein Sicherungsschalter 2, der Teil eines Sicherungskreises 3 ist. Nach dem Sicherungsschalter 2 sind ein Ueberbruckungsschalter 4 und ein Fühlerschalter 5 angeordnet. In der gezeigten Stellung verbindet der Fühlerschalter 5 die Zuleitung 1 mit einer Leitung 6 zu einem Brennstoffventil 7 eines Brenners 8. Die Verbindung einer parallel zur Leitung 6 verlaufenden Leitung 9 mit der Zuleitung 1 ist in der gezeigten Stellung des Ueberbrückungsschalters 4 unterbrochen.

Zur Ueberwachung der Flamme des Brenners 8 ist ein Flammenfühler 10 eines Flammenfühlerkreises 11 in der Wand 12 eines Brennraums angeordnet. Der Flammenfühlerkreis 11 weist ein Fühlerrelais 13 zur Schaltung des Fühlerschalters 5 auf. Die übrigen Komponenten des Fühlerkreises sind schematisch durch einen Verstärker 14 dargestellt.

030009/0770

Am anderen Kontakt des Fühlerschalters 5 liegt eine Leitung 15 eines Schaltkreises 16. Der Schaltkreis 16 weist ein üeberbrückungsrelais 24 zum Schalten des Ueberbrückungsschalters 4 und ein Flammenausfallrelais 27 zum Schalten eines Flammenausfallschalters 17 eines Elements zur Simulierung eines Flammenausfalls. In Fig. 1 ist als Element zur Simulierung des Flammenausfalls ein Hubmagnet 28 angeordnet, der eine Blende 29 trägt, die sich in den Strahlungsweg legt und den Flammenfühler 10 abschirmt.

Das Flammenausfallelement 28, 29 ist nur bei passiven Fühlern, z.B. bei einem Photowiderstand, einer UV-Röhre o.dgl., notwendig. Wird ein aktiver Flammenfühler verwendet, z.B. ein Thermoelement, Photovoltaisches Element, Ionisationsstab o.dgl., so entfällt das Flammenausfallelement 28, 29 und es genügt, wie dies ebenfalls in Fig. als Variante dargestellt ist, wenn anstelle des Schalters 17 ein Schalter 17' verwendet wird, durch den eine Zuleitung zum Flammenfühler 10 unterbrochen wird, sobald das Flammenausfallrelais 27 des Schaltkreises 16 entregt wird.

Bei den beiden Relais 24, 27, die parallelgeschaltet sind, handelt es sich um invertierende Relais, was durch einen in Reihe mit dem Üeberbrückungsrelais 24 liegenden Inverter 29 dargestellt ist. Wenn somit das eine Relais angezogen ist, ist das andere Relais entregt. In der Betriebsstellung ist das Flammenausfallrelais 27 angezogen und das Üeberbrückungsrelais 24 entregt. Zu den beiden Relais 24, 27 ist ein Zeitgeber 30, z.B. ein Kondensator, parallelgeschaltet.

030009/0770

Der Sicherungskreis 3 besteht aus einer Leitung 31, einem Sicherungsrelais 22 und einem, zum Sicherungsrelais 22 parallelgeschalteten Zeitgeber 31.

Der Flammenwächter nach Fig. 1 arbeitet wie folgt; In der Betriebsstellung ist das Brennstoffventil 7 geöffnet und der Flammenfühler 10 aktiviert. Der Zeitgeber 30 ist noch nicht abgelaufen; ist dieser ein Kondensator, hat er noch genügend Ladung um die Relais 24, 27 in Betriebstellung zu halten. Hierbei ist das Relais 24, wie bereits erwähnt wurde, entregt, während das Flanmienausfallrelais 27 und zudem das Fühlerrelais 13 und das Sicherungsrelais 22 angezogen sind. Nach einer gewissen Zeit ist der Zeitgeber 30 so weit entladen, dass der Inverter 29 anspricht und das üeberbrückungsrelais 24 anzieht. Nun schaltet der üeberbrückungsschalter 4, womit die Leitungen 6 und 9 parallelgeschaltet sind. Bei weiterer Entladung des den Zeitgeber darstellenden Kondensators wird das Flammenausfallrelais entregt, wodurch der Flammenausfallschalter 17 schaltet und der Flammenfühler 10 durch das Flammenausfallelement 28, 29 verdunkelt wird. Nun wird das Fiammenfühlerrelais 13 entregt. Die Verbindung mit der Leitung 15 bewirkt, dass der Zeitgeber 30 neu gestartet wird, d.h. bei Verwendung eines Kondensators wird derselbe wieder geladen. Jetzt zieht das Flammenausfallrelais 27 wieder an; die Verdunklung des Flammenfühlers 10 wird aufgehoben und dadurch der Flammenfühler 10 wieder aktiviert. Das Fühlerrelais 13 zieht wieder an, während das üeberbrückungsrelais 24 abfüllt; das Brennstoffventil 7 wird nun wieder über die Leitung 6 gespeist. Das Sicherungsrelais 22 wird wieder gespeist und gleichzeitig der den Zeitgeber 31 darstellende Kondensator wieder geladen. Der den Zeitgeber 30 darstellende Kondensator wird wieder entladen und der Zyklus beginnt von neuem.

030009/0770

Der Flammenwächter gemäss dem Schaltschema nach Fig. 2 ist im wesentlichen gleich aufgebaut wie in Fig. 1. Unterschiedlich ist lediglich die Ausbildung des Schaltkreises 16. Die invertierenden Relais 24, 27 werden dadurch erreicht, dass ihnen je ein Zeitgeber 32, 33 zugeordnet ist. Dadurch kann die Zeit zwischen den Ueberwachungszyklen frei gewählt werden, wodurch ein frühzeitiges Versagen der mechanischen Komponenten, d.h. der Relais 13, 22, 24, 27 und des Flammenausfallelements 28, 29 verhindert werden kann.

Der Flammenwächter gemäss dem Schaltschema nach Fig. 4 ist ebenfalls ähnlich aufgebaut wie diejenigen nach Fig. 1 and 2 und es werden deshalb wie in Fig. 2 nur diejenigen Komponenten beschrieben, die gegenüber Fig. und 2 geändert sind Beim Schaltschema nach Fig. 4 handelt es sich um die Anordnung des Ueberbrückungsschalters 4 und des Fühlerschalters 5, welche in umgekehrter Weise vom Strom durchflossen werden als die entsprechenden Schalter 4, 5 in Fig. 1 und 2. Die Ueberwachungsfunktion der Schaltung bleibt dadurch unverändert.

Mit den beschriebenen Flammenwächtern ist es möglich, eine Ueberwachung vom Flammenfühler 10 bis und mit den Kontakten des üeberbrückungschalters 4 und des Fühlerschalters 5, die das Brennstoffventil 7 steuern, mit hohem Sicherheitsgrad durchzuführen. Die Zeit, während welcher Brennstoff unüberwacht beigegeben wird, kann kleiner als eine Sekunde gewählt werden. Die Zeit, die benötigt wird, das Brennstoffventil nach Flammenausfall zu schliessen, d.h. die sogenannte Abmeldezeit, ist nur vom Flammenfühler 10, vom Verstärker 14 und vom Fühlerrelais 13 abhängig und kann ebenfalls unter einer Sekunde

030009/0770

gehalten werden. Insbesondere ermöglicht der Flammenwächter nach Fig. 3 die freie Wahl der Zeit zwischen den Ueberwachungszyklen. Die Einfachheit der Schaltung kommt auch dadurch zum Ausdruck, dass für die Relais 13, 22, 24, 27 vier gleiche Relais verwendet werden können, Schliesslich können verschiedene Flammenwächter parallel oder in Reihe geschaltet und damit verschiedene Parameter der Flamme überwacht werden, z.B. den Ionisationseffekt, die UV-Emision, das sichtbare Licht o.dgl.

In Fig. 3 ist eine zum Flammenwächter parallelschaltbare Schaltungsanordnung dargestellt, deren Schalter den im Flammenwächter vorgesehenen Schaltern entsprechen und deshalb mit denselben Bezugszeichen versehen sind. Diese Schaltungsanordnung ermöglicht die Erkennung und Speicherung eines Fehlers oder eines Defekts in der Schaltung des Flammenwächters. Ein hierzu vorgesehener Speicher 35 kann ein digitaler oder auch ein rein mechanischer Speicher sein.

Es soll noch gezeigt werden, welche Konsequenzen Störungen an den von den Relais 13, 22, 24, 27 geschalteten Schaltern 2, 4, 5, 17 haben. Es kann angenommen werden, dass die Schalter sich entweder in der Ruhestellung oder in der Arbeitsstellung befinden und die Kontakte entweder verschweisst oder unterbrochen sind. Hierbei ist zu bemerken, dass der Sicherungsschalter 2 praktisch nicht verschweissen kann, da er nur eine Haltefunktion übernimmt; er kann im Zusammenhang mit dem zum Flammenwächter gehörenden Steuergerät überprüft werden. Ist der Schalter 2 unterbrochen, wird das Brennstoffventil 7 geschlossen und die Zündung abgeschaltet. Die Störabschaltung erfolgt gemäss Fig. 4

030009/0770

Sind beim Fühlerschalter 5 die Kontakte in der Ruhestellung verschweisst oder in Arbeitsstellung unterbrochen, wird das Brennstoffventil 7 geschlossen; die Störabschaltung erfolat gemäss Fig. 4.

Sind die Kontakte des Fühlerschalters 5 in Ruhestellung unterbrochen oder in Arbeitsstellung verschweisst kann das Zeitglied 30 nicht neu gestartet werden, das Ueberprüfungsrelais 24 bleibt angezogen und das Sicherungsrelais 23 fällt ab; die Störabschaltung erfolgt gemäss Fig. 4.

Sind die Kontakte des Flammenausfallschalters 17 verschweisst, bleibt der Flammenfühler 10 durch das Flammenausf allelement 28, 29 abgedeckt und das Fühlerrelais 13 fällt ab; die Störabschaltung erfolgt gemäss Fig. 4. Bei unterbrochenen Kontakten in der Ruhestellung des Flammenausfallschalters 17 wird der Flammenfühler 10 nicht abgedeckt, das Zeitglied 30 kann nicht neu gestartet werden und das Ueberbrückungsrelais 24 zieht an; die Störabschaltung erfolgt gemäss Fig. 4.

Bei Verwendung des Schalters 17" im Flammenfühlerkreis 11 wird bei verschweissten Kontakten in der Arbeitsstellung der Flammenfühler 10 nicht abgeschaltet, das Zeitglied kann nicht neu gestartet werden und das Ueberbrückungsrelais zieht an; die Störabschaltung erfolgt gemäss Fig. Bei unterbrochenen Kontakten des Flammenausfallschalters 17 bleibt in Arbeitsstellung der Flaxnmenfühler abgeschaltet und das Fühlerrelais 13 fällt ab; die Störabschaltung erfolgt gemäss Fig. 4.

Sind beim üeberbrückungsschalter 4 in der Ruhestellung die

030009/0770

Kontakte verschweisst oder in Arbeitsstellung die Kontakte unterbrochen, kann während der Verdunklungsphase das Brennstoffventil 7 nicht geöffnet bleiben? die Störabschaltung erfolgt gemäss Fig. 4. Sind dagegen die Kontakte des üeberbrückungsschalters 4 in Ruhestellung unterbrochen oder in Arbeitsstellung verschweisst, so fällt das Sicherungsrelais 22 ab; die Störabschaltung erfolgt gemäss Fig. 4.

Der beschriebene Flammenwächter kann auch für die Funktionsüberwachung anderer Teile, insbesondere Heizungen, z.B. Thermostaten, Ueberdruckwachtern und Brennstoffventilen verwendet werden.

030009/0770

Claims

2932129 Einreichungsferti'g zur

Weiterleitung erhalten

Patentanwalt - /. - Dr.-Jng. Oipl.-tng. 6. Riebfing

\ '^- C Patentansprüche

Flammenwächter an einem OeI- oder Gasbrenner, welcher einen die Flamme des Brenners überwachenden Flammenfühlerkreis mit einem Flammenfühler und einem Fühlerrelais aufweist, das bei vorhandener Flamme mit einem Fühlerschalter ein Brennstoffventil schaltet, wobei dem Flammenfühler ein periodisch den Flammenausfall simulierendes Element zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Fühlerschalter (5) in Parallelschaltung mit einem üeberbrückungsschalter (4) für das Brennstoffventil (7) angeordnet und bei Flammenausfall mit einem Schaltkreis (16) verbindbar ist, der zwei parallelgeschaltete invertierende Relais (24, 27) zur Schaltung des Ueberbrückungsschalters (4) und des Elements (17¹; 17, 28, 29) und eine Zeitglied (30; 32, 33) aufweist.
2. Flammenwächter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ueberbrückungschalter (4) bei entregtem üeberbrückungsrelais (24) einen Sicherungskreis (3) schaltet, der ein Sicherungsrelais (22) zum Schalten eines zum Ueberbrückungsschalters (4) und Fühlerschalter (5) in Reihe liegenden Sicherungsschalter (2) und einen zum Sicherungsrelais (22) parallelgeschaltetes weiteres Zeitglied (31) aufweist.
3. Flammenwächter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Zeitglied (30) parallel zu und zwischen dem Ueberbrückungsrelais (24) und einem Relais (27) des Elements (17'; 17, 28, 29) liegt und im Pfad des Ueberbrückungsrelais (24) ein mit dem Ueberbrückungs-

Π30009/0770 ΟΡϊΟ'ΜΛΙ INSPECTED

relais seriegeschalteter Inverter (29) angeordnet ist.
4. Flammenwächter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem Ueberbrückungsrelais (24) und dem Relais (27) des Elements je ein Zeitglied (32, 33) seriegeschaltet ist.
5. Flammenwächter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass dem Schaltkreis (16) und dem Sicherungskreis (3) eine Schalterfolge mit den den Schaltern (2, 4, 5) entsprechenden Schaltern zur Erkennung eines Fehlers oder Defekts in der Schaltung parallelgeschaltet ist, mit der ein Speicher (35) zur Speicherung des Fehlers oder des Defekts seriegeschaltet ist.
030009/0770