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Schaltanordnung für eine Feuerungsanlage Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Schaltanordnung für die Überwachung des zeitlichen Ablaufes verschiedener Startphasen einer Feue- rungsanlage mit Flammenwächter und für die Sicherung dieser Anlage gegen Störfälle.
Für die Flammenüberwachung bei Feuerungs- anlagen sind Sicherheitsschaltungen bekannt, welche den zeitlichen Ablauf der einzelnen, je nach Grösse der Anlage verschiedenen Startphasen ermöglichen. Die Weiterentwicklung dieser Feuerungsanlagen sowie der dafür angewandten Brenner bringen es mit sich, dass auch die Sicherheitsbestimmungen wesentlich verschärft werden müssen. Ausserdem entsteht Zwangsläufig mit diesen erhöhten Sicherheitsforderungen die Verpflichtung, die Schaltautomatik derart auszubauen, dass eine umfassende Selbstkontrolle aller den zeitlichen Ablauf der Startphasen bewirkenden Baugruppen vorhanden ist.
Die bekannten Sicherheitsanordnungen zur Flammenüberwachung in Verbrennungsräumen bestehen in der Regel aus dem Flammenwächter und dem Steuergerät, welches auch die Sicherheitsabschaltung der Anlage bei Nichtentstehen oder Verlöschen der Flamme bewirkt.
Der zeitliche Verlauf der verschiedenen Startphasen sowie die Einhaltung der sich aus den verschärften Sicherheitsvorschriften ergebenden Zeiten entsprechend der Brennerkapazität lassen den Funktionsablauf dieser bekannten Schaltanordnungen mit einfachen Zeitgliedern als nicht mehr ausreichend in bezug auf Sicherheit erscheinen.
Es sind ferner kompliziertere Schaltanordnungen bekannt, bei welchen der zeitliche Ablauf der Startphasen sowie der Sicherheitsabschaltung durch ein von einem Synchronmotor angetriebenes Nockenschaltwerk erfolgt. Diese Sicherheitsschaltungen, wel- che bisher zur Hauptsache für industrielle Anlagen eingesetzt wurden, entsprechen im allgemeinen den gestellten Sicherheitsanforderungen bzw. -Vorschriften, scheiden aber, bedingt durch den erforderlichen Aufwand, für eine Anwendung an modernen Brenneranlagen für Wohnraumh eizungen aus.
Das Ziel der vorliegenden Erfindung liegt in der Realisierung einer Schaltanordnung, die in bezug auf Programmablauf, Einhaltung der Sicherheitszeiten bei Störfällen sowie Selbstüberwachung der Baugruppen mit geringstem schaltungstechnischem Aufwand den Forderungen der verschiedenen Ländervorschriften bzw. Normen gerecht wird.
Die Schaltanordnung gemäss der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass im Startstromkreis ein Regelthermostat geschaltet ist, wobei ein Startrelais beim Schliessen des Thermostats Spannung über ein Verzögerungsglied im gleichen Stromkreis erhält und beim Anziehen die Stromkreise einer Zündeinrichtung sowie .eines Brennermotors schliesst, dass in dem vom Startrelais geschalteten Teil der Automatik die Heiz- wicklung eines thermischen Zündrelais und weitere getrennte Stromkreise vorgesehen sind, derart, dass die Kontakte des Zündrelais nach dessen Aufheszzeit den Stromkreis eines Brennstoffventils schliessen;
ferner, dass ein weiteres, als Sicherheitsrelais wirkendes thermisches Relais im Startstromkreis vorgesehen .ist, welches über sich schliessende Kontakte :des Zünd- relais Spannung erhält ,und vom Zeitpunkt der Brenn- stoff-Freigabe durch :
das Ventil an eine Sicherheits- zeit überwacht und bei Nichtentstehen oder Verlöschen der Flamme nach Ablauf dieser einstellbaren Sicherheitszeit einen Umschaltkontakt betätigt, der die Automatik der Anlage spannungslos macht und die Phase auf die Klemme einer Störlampe .umschaltet,
dass bei der Flammenbildung und somit beim Anzie-
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hem eines Flammenwächterrelais der Stromkreis des Sicherheitsrelais unterbrochen und derjenige des Zündrelais spannungslos wird;
ferner, dass ein weiteres Relais, ein Betriebsrelais, vorhanden ist, welches beim Anziehen des Flammenwächterrelais anzieht, sich selbst über einen Selbsthaltekontakt hält und eine Umleitung des Zündstromkreises übereinen noch geschlossenen Kontakt des thermischen Zündrelais vornimmt, wodurch die Zündeinrichtung nach Ablauf einer durch die Abkühlung des thermischen Zünd- relais bedingten Nachzündzeit spannungslos wird, und dass separate Klemmenanschlüsse für entsprechende Leitungen vorgesehen sind, so dass eine Programm- änderung durch externes Vertauschen der Leitungen an diesen Anschlüssen möglich ist.
Im folgenden soll anhand der beigefügten Zeichnungen die Erfindung erläutert werden.
Es zeigen: Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel der Schaltanordnung in der Bereitschaftsstellung, Fig. 2 dieselbe Schaltanordnung in der Betriebsstellung, Fig. 3 den mit dieser Anordnung durch externe Umschaltung erzielbaren Programmablauf einer Anlage für den Fall, dass diese mit Brennstoffventil für Dauererregung arbeitet, Fig. 4 den durch externe Umschaltung erzielbaren Programmablauf der Anlage für den Fall, dass diese mit Brennstoffventil für elektrische Impulserregung und z. B. hydraulischer Selbsthaltung arbeitet, und Fig. 5 einen weiteren, durch Umschaltung erzielbaren Programmablauf der Anlage für den Fall, dass diese ohne Brennstoffventil arbeitet.
In den Fig. 1 und 2 stellen die stärker ausgezogenen Linien die in der betreffenden Phase des Funktionsablaufes an Spannung liegenden Stromkreise dar. Mit 1 bis 12 sind die Klemmenanschlüsse für den externen Anschluss der Leitungen entsprechend den unterschiedlichen Programmen der verschiedenen Brennertypen bezeichnet.
Der zur Sicherheitsautomatik gehörende Flammenwächter besteht aus einem lichtempfindlichen Flammenfühler 13, einem Verstärker 14 und einem Flammenwächterrelais 15. Der beispielsweise als Photowiderstand ausgebildete Fühler 13 ändert seinen Widerstand infolge der Belichtung, sobald sich die Flamme gebildet hat. Diese Widerstandsänderung steuert den Verstärker 14 aus und lässt das Relais 15 anziehen. Das Relais 15 ist mit fünf Kontakten 16 bis 20 ausgerüstet, deren Funktion später beschrieben wird.
Die gesamte Schaltanordnung ist an der Phase 21 und dem Nulleiter 22 an einem Wechselstromnetz angeschlossen. Die Phase 21 ist über eine Netzsicherung 23, einen Handschalter 24 und einen Sicherheitsthermostat 25 an die Klemme 1 angeschlossen, während der Nulleiter 22 direkt an die Klemme 2 gelegt wird. Zwischen den Klemmen 7 und 9 liegt ein Regelthermostat 26, der die Ein- und Ausschaltung der Anlage vornimmt. Beim Schliessen dieses Thermostats erhält ein Startrelais 28, welches mit einem Verzögerungsglied 27, beispielsweise ein NTC-Widerstand in Reihe geschaltet ist, Spannung.
Dieses Relais ist mit zwei Kontakten 29 und 30 ausgerüstet. Über den Umschaltkontakt 29 hält sich das Relais 28 nach erfolgtem verzögertem Aufziehen an Spannung, während der Kontakt 30 beim Anziehen des Relais 28 schliesst und die Phase über einen geschlossenen Kontakt 42 an die Klemme 5 eines Zünd- transformators 31, an die Klemme 8 eines Brennermotors 32 und über den geschlossenen Kontakt 17 des Relais 15 an die Heizwicklung eines thermischen Zündrelais 33 legt.
Das thermische Relais 33 besitzt zwei Kontakte 34 und 35, wobei der Kontakt 34 die Phase über den geschlossenen Kontakt 42 erhält und an Klemme 3 legt, an welcher z. B. ein Brennstoff-Ventil 36 angeschlossen ist. Von dieser Klemme 3 erhält die Klemme 6 über den geschlossenen Kontakt 18 des Relais 15 ebenfalls Spannung. Gleichzeitig wird durch den anderen Kontakt 35 ein zweites thermisches Relais 37 aufgeheizt, und zwar so lange, als Kontakt 16 des Flammenwächterrelais 15 geschlossen ist.
Dieses im Startstromkreis geschaltete thermische Relais 37 wird als Sicherheitsrelais eingesetzt, dessen Umschaltkontakt 38 bei Nichtentstehen der Flamme die Automatik nach Beendigung der Sicherheitszeit spannungslos macht und die Phase 21 somit auf Klemme 12 einer Störlampe 39 umschaltet.
Die Widerstandsänderung bei Belichtung des zwischen den Klemmen 10 und 11 geschalteten Flam- menfühlers 13 lässt das Flammenwächterrelais 15 anziehen, wobei -die Kontakte 16, 17 und 18 beim Erregen des Relais geöffnet -und die Kontakte 19 und 20 geschlossen werden. :Die thermischen Relais 33 und 37 sowie der Stromkreis .des eventuell an Klemme 6 .angeschlossenen Impulsventils 49 werden dabei spannungslos, während ein Betriebsrelais 40, welches sich selbst über einen Kontakt 41 an Spannung hält, durch .Schliessen des Kontaktes 20 eingeschaltet wird.
Die beiden ,anderen Kontakte 42 und 43 dieses Relais 40 dienen der Stromkreisunterbrechung bzw. der Umleitung des Zündstrornk reises der Klemme 5.
.Ein Kondensator 44 ist in Serie mit dem Relais 28 geschaltet, so dass dieses Relais während des Normalbetriebes die erforderliche Haltespannung erhält. Ein weiterer Kondensator 45 ist dem .Startrelais 28 parallel geschaltet und dient der Erhaltung der erforderlichen Impedanz. Die Kontaktstellungen der .einzelnen Relais sind in Fig. 1 für die Bereitschaftsstellung der Automatik und .in Fig. 2 für die Betriebsstellung derselben angegeben. Da im folgenden die Betriebsweise der Automatik eingehend beschrieben wird, ist auf eine nähere Darstellung der einzelnen zwischen Bereitschaft und Betrieb liegenden Startphasen bzw. Funktion der Sicherheitsüberwachung verzichtet worden.
Im übrigen sind in den Fig. 3, 4 und 5 drei Programmabläufe dargestellt, die durch externe Umschaltung der Leitungen an den Klemmen-
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anschlüssen 3, 6 und 8 im vorliegenden Ausführungsbeispiel gesteuert werden können.
In der Fig. 3 ist der Funktionsablauf des normalen Starts einer Anlage, wie sie in Fig. 1 und 2 geschaltet ist, dargestellt. Schliesst der Regelthermostat 26, so erhält das Startrelais 28 Spannung in einem Stromkreis über den Umschaltkontakt 38, den Thermostat 26, die Kontakte 43 und 16, die Wicklung des Sicherheitsrelais 37, das Verzögerungsglied 27 und den Umschaltkontakt 29. Nach einer Wartezeit 46 (Fig. 3) von beispielsweise 30 Sekunden beginnt die Vorspülung mit der Vorzündzeit 47, bei welcher sowohl der Motor 32 als auch die Zündung über den Transformator 31 eingeschaltet wird. Sobald diese Vorspülung von beispielsweise 20 Sekunden beendet ist, wird das Brennstoffventil 36 betätigt.
Von diesem Zeitpunkt der Brennstoff-Förderung in den Verbrennungsraum beginnt die Phase 54 der Sicherheitszeit und die Flamme 48 müsste sich während dieser Zeit bilden. Im Ausführungsbeispiel der Fing. 1 und 2 ist der Motor 32 an Klemme 8 angeschlossen und über den Kontakt 30 des Startrelais 28 an Spannung gelegt. Das Brennstoffventil 36 mit Dauererregung ist an Klemme 3 angeschlossen und wird über den Kontakt 34 an Spannung gelegt.
Bei der der Fig.4 entsprechenden Schaltungsweise arbeitet die Anlage mit einem Impulsventil 49, welches durch einen Impuls 50 elektrisch erregt und dann z. B. hydraulisch selbst gehalten wird. Bei dieser Schaltungsweise befindet sich der Motor ebenfalls an Klemme 8, das Impulsventil 49 hingegen an Klemme 6, deren Stromkreis beim Schliessen des thermischen Zündrelais 33 über dessen Kontakt 34 und über den Kontakt 18 des Flammenwächterrelais 15 mit Spannung versorgt wird. Dieser Kontakt 18 wird beim Anziehen des Flammenwächterrelais 15 geöffnet und macht den Stromkreis der Klemme 6 spannungslos, wobei sich das Brennstoffventil durch z. B. hydraulische Selbsthaltung 51 hält.
Der in der Fig. 5 dargestellte Programmablauf zeigt die verschiedenen Phasen für den Fall, dass die Anlage ohne Brennstoffventil arbeitet. Der Brenner- motor 52 wird zwischen die Klemmen 3 und 4 geschaltet und über den Kontakt 34 des thermischen Zündrelais 33 an Spannung gelegt. Der Motor wird somit erst nach der soggenannten Vorzündung 48 von beispielsweise 20 Sekunden eingeschaltet. Bei den Funktionsabläufen der Fig. 3, 4 und 5 ist die dritte Phase 54 als feste Zeitdauer dargestellt.
Bei Nichtentstehen bzw. Verlöschen der bereits entstandenen Flamme stellt diese Phase die Sicherheitszeit bis zur Umschaltung des Kontaktes 38 dar. Bildet sich jedoch nach Schliessen der Kontakte 34 und 35 des thermischen Zündrelais 33 die Flamme, so wird der Stromkreis des thermischen Sicherheitsrelais 37 durch den Kontakt 16 des Flammenwächterrelais 15 unterbrochen. In diesem Fall bedeutet die Phase 54 nicht nur den Teil der Sicherheitszeit bis zur Flammenbildung, sondern auch die als Nachzünd- zeit bezeichnete Zeitdauer der Abkühlung des thermischen Zündrelais 33.
Die Wirkungsweise der beschriebenen Automatik in Verbindung miteinem Flammenwächter und einem handelsüblichen Brenner ist folgende: In der Bereitschaftsstellung der Automatik sind der Handschalter 24 sowie der Sicherheitsthermostat 25 geschlossen. Somit liegt der Verstärker 14 des Flammenfühlers 13 an Spannung.
Schaltet der zwischen den Klemmen 7 und 9 liegende Thermostat 26 ein, so liegt das Startrelais 28 an Spannung in einem Stromkreis über Kontakt 43, Kontakt 16, thermisches Relais 37, Verzögerungsglied 27 und Kontakt 29. Der das Startrelais 28 durchflie- ssende Strom ist, bedingt durch das Verzögerungsglied, noch ungenügend, so dass kein Anzug erfolgt und die sogenannte Wartezeit 46 von beispielsweise 30 Sekunden bis zum Anziehen dieses Relais abläuft.
Unter der Voraussetzung, dass die selbstüberwachte Wicklung des thermischen Sicherheitsrelais 37 keinen Unterbruch aufweist, zieht nach dieser Zeitspanne das Startrelais 28 auf, wodurch der Um- schaltkontakt 29 umschaltet und -die Selbsth:
altang besorgt. Gleichzeitig schaltet der zweite Kontakt 30 dieses Relais ein, wodurch die Klemme 8 mit Brennermotor 32 sowie .die Klemme 5 mit Zündtransformator 31 über den geschlossenen Kontakt 42 an Spannung gelegt werden, während der Stromkreis des thermischen Zündrelais 33 über den geschlossenen Kontakt 17 des Flammenwächterrelais und den Kontakt 30 des Startrelais ebenfalls Spannung erhält. Es beginnt somit die Periode der sogenannten Vorzündzeit 47 von beispielsweise 20 Sekunden, während der das thermische Zündrelais 33 angeheizt wird.
Nach Ablauf dieser Vorzündmit werden die Kontakte 34 und 35 des thermischen Zündrelais 33 geschlossen, wobei über Kontakt 34 der Stromkreis des Brennstoffventils 36 an Klemme 3 sowie auch der der Klemme 6 für den Anschluss eines Impulsventils 49 über den Kontakt 18 des Flammenwächterrelais 15 Spannung erhält. Das als Sicherheitsorgan eingesetzte thermische Relais 37 erhält ebenfalls durch Schliessen der Kontakte 34 und 35 über die Kontakte 16 und 29 Spannung. Damit sind alle elektrischen Bedingungen für die Flammenbildung geschaffen.
Es .beginnt nun vom Zeitpunkt .der Brennstoff- Förderung in den Verbrennungsraum die sogenannte Sicherheitszeit abzulaufen, die als höchstzulässige Zeit, während der Brennstoff in den Verbrennungsraum gefördert werden darf, ohne dass sich eine Flamme bildet, definiert wird.
Bildet sich innerhalb dieser einstellbaren Sicherheitszeit des Relais 37 die Flamme nicht, so verriegelt die Automatik derart, dass der Umschaltkontakt 38 dieses thermischen Sicherheits- relais 37 .alle Stromkreise abschaltet und nur den ,an Klemme 12 .angeschlossenen Kreis :der Störmeldelampe 39 schliesst.
Bildet sich die Flamme innerhalb der Sicherheits- zelt, so wird dies durch den Flammenwächter regi- striert, wodurch das Relais 15 aufzieht. Durch Öffnen
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der Kontakte 16, 17 und 18 dieses Flammenwächterrelais werden die thermischen Relais 33 und 37 spannungslos, so dass keine Verriegelung, bedingt durch Weiterheizer des Sicherheitsrelais 37, erfolgen kann und auch das Zündrelais 33 sich abkühlt.
Gleichzeitig schliesst der Kontakt 20 des Flammenwächterrelais 15 über die bereits geschlossenen Kontakte 30, 42 und 34 den Stromkreis des Betriebsrelais 40, welches sich nach Öffnen des Kontaktes 34 über den Kontakt 41 selbst hält. Somit ist die in der Fig. 2 dargestellte normale Betriebsstellung erreicht. In dieser Stellung ist der Kontakt 42 durch Anziehen des Betriebsrelais 40 geöffnet. Trotzdem bleibt die Klemme 5 noch an Spannung, weil dieser Stromkreis während der Nachzündzeit 54 über Kontakte 34 und 20 an Phase liegt. Durch Öffnen des Kontaktes 43 beirm Aufziehen des Betriebsrelais 40 erhält das Startrelais nunmehr über den Serie-Kondensator 44 und die Kontakte 19 und 29 Spannung.
Die beschriebene Schaltanordnung ermöglicht nicht nur die Einhaltung eines vorbestimmten Startprogramms, sondern auch die Einhaltung der Sicherheitszeiten bei Störfällen aller Art sowie eine Selbst- überwachung der einzelnen Baugruppen bei minimalem schaltungstechnischem Aufwand. Schaltet in irgendeiner der beschriebenen Startphasen der Regelthermostat 26, der Sicherheitsthermostat 25 oder der Handschalter 24 aus, so werden alle externen Stromkreise von Zündtransformator, Motor und Brennstoffventil spannungslos, das heisst die Automatik schaltet in die Bereitschaftsstellung zurück.
Beim Erlöschen der Flamme im Betrieb fällt zuerst das Flammenwächterrelais 15 ab, wobei die Kontakte 16, 17 und 18 geschlossen und die Kontakte 19 und 20 geöffnet werden, so dass das Startrelais 28 abfällt, welches wiederum durch Öffnen des Kontaktes 30 das Betriebsrelais 40 abfallen lässt. Es beginnt erneut die Wartezeit 46.
Sollte hingegen die Flamme während des Starts erlöschen, wobei, bedingt durch die Nachzündperiode, die Kontakte 34, 35 noch geschlossen sind, so ist der Sicherheitsvorgang mit dem unmittelbar beschriebenen vergleichbar, mit dem Unterschied, dass über .den Kontakt 35 des thermischen Zündrelais 33 das Ventil 36 dem Verzögerungsglied 27 parallel geschaltet ist, wodurch das Startrelais 28 urverzögert wieder aufzieht, so dass sich der Ablauf der Sicherheitszeit ergibt.
Um einer wichtigen Forderung, einen Start der Anlage bei Vorhandensein von Fremdlicht zu unterbinden, nachzukommen, ist die Schaltungsauslegung so getroffen, dass der Kontakt 16 des Flammenwächterrelais 15 den Wartezeitstromkreis über 38, 26, 45, 28, 43, 16, 37, 27 und 29 bei Vorhandensein von Fremdlicht vor dem Start unterbricht. Zieht das Flammenwächterrelais 15 während der Vorzündzeit 47 durch Nachflammen im Feuerraum auf, so bleibt die Automatik in dieser Startphase stehen, bis die Lichteinwirkung auf den Flammenfühler 13 verschwunden ist. Ein kurzzeitiger Netzunterbruch während der Wartezeit 46, der Vorzündzeit 47 oder ganz allgemein im Betrieb führt die Automatik in jedem Falle in die Phase der Wartezeit 46 zurück. Ein Netzunterbruch hingegen während der Nachzündzeit 54 führt die Automatik in die Phase der Sicherheitszeit zurück.
Dasselbe Verhalten zeigt die Automatik bei kurzzeitigem Unterbruch im Stromkreis des Regelthermostats 26.
Das thermische Relais 37 wird vor jedem Start während der Wartezeit 46 auf Unterbruch und während der Sicherheitszeit 54 .auf Kurzschluss geprüft. Bei einem Unterbruch .des Startrelais 28 kann kein Start erfolgen und bei einem Klebenbleiben desselben wird die Anlage durch den Sicherheitsthermostat 25 überwacht.
Eigin Unterbruch des thermischen Zünd- relais 33 unterbricht den Funktionsablauf, und die Automatik .beharrt in der der Vorzündz eit 47 entsprechenden Stellung ides vorbestimmten Programmablaufes, wogegen ein Klebenbleiben der Kontakte zum Wegfall der Wartezeit 46 sowie der Vorzündung 47 führt, so dass die Automatik mit Dauerzündung weiterläuft. Bei Unterbruch der Erregerwicklung des Betriebsrelais 40 arbeitet die Automatik mit Dauerzündung, während ein Klebenbleiben einen weiteren Start verhindert.
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Switching arrangement for a combustion system The present invention relates to a switching arrangement for monitoring the timing of various starting phases of a combustion system with a flame monitor and for protecting this system against accidents.
Safety circuits are known for flame monitoring in combustion systems, which enable the timing of the individual start phases, which are different depending on the size of the system. The further development of these firing systems and the burners used for them mean that the safety regulations must also be significantly tightened. In addition, with these increased safety requirements, there is inevitably an obligation to expand the automatic switching system in such a way that there is comprehensive self-control of all assemblies that cause the timing of the start phases.
The known safety arrangements for flame monitoring in combustion chambers usually consist of the flame monitor and the control unit, which also causes the safety shutdown of the system if the flame does not arise or is extinguished.
The timing of the various starting phases and compliance with the times resulting from the stricter safety regulations corresponding to the burner capacity make the functional sequence of these known switching arrangements with simple timing elements no longer appear to be sufficient in terms of safety.
There are also more complicated switching arrangements are known in which the timing of the start phases and the safety shutdown is carried out by a cam switch mechanism driven by a synchronous motor. These safety circuits, which have hitherto mainly been used for industrial systems, generally correspond to the safety requirements and regulations, but are ruled out for use in modern burner systems for residential heating due to the effort required.
The aim of the present invention is to realize a switching arrangement that meets the requirements of the various national regulations and standards with regard to the program sequence, compliance with safety times in the event of malfunctions and self-monitoring of the assemblies with the least amount of circuitry.
The switching arrangement according to the invention is characterized in that a control thermostat is connected in the starting circuit, with a start relay receiving voltage via a delay element in the same circuit when the thermostat closes and the circuits of an ignition device and a burner motor closing when the thermostat closes switched part of the automatic system, the heating coil of a thermal ignition relay and further separate circuits are provided in such a way that the contacts of the ignition relay close the circuit of a fuel valve after its opening time;
Furthermore, another thermal relay, acting as a safety relay, is provided in the starting circuit, which receives voltage via closing contacts: of the ignition relay, and from the time of fuel release by:
the valve is monitored for a safety time and if the flame does not arise or goes out after this adjustable safety time has elapsed, a changeover contact is activated, which disconnects the system's automatic system and switches the phase to the terminal of a fault lamp,
that when the flame is formed and thus when the
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hem a flame monitor relay, the circuit of the safety relay is interrupted and that of the ignition relay is dead;
Furthermore, there is another relay, an operating relay, which picks up when the flame monitor relay is pulled in, holds itself via a self-holding contact and diverts the ignition circuit via a contact of the thermal ignition relay that is still closed, whereby the ignition device after a period of time due to the cooling of the thermal ignition relay-related post-ignition time is de-energized, and that separate terminal connections are provided for corresponding lines, so that a program change is possible by externally swapping the lines at these connections.
In the following, the invention will be explained with reference to the accompanying drawings.
1 shows an exemplary embodiment of the switching arrangement in the standby position, FIG. 2 the same switching arrangement in the operating position, FIG. 3 shows the program sequence of a system that can be achieved with this arrangement by external switching for the case that it operates with a fuel valve for continuous excitation, FIG 4 the program sequence of the system that can be achieved by external switching in the event that it is equipped with a fuel valve for electrical pulse excitation and z. B. hydraulic self-holding works, and FIG. 5 shows a further program sequence of the system that can be achieved by switching for the case that it works without a fuel valve.
In FIGS. 1 and 2, the more drawn out lines represent the circuits connected to voltage in the relevant phase of the functional sequence. 1 to 12 denote the terminal connections for the external connection of the lines according to the different programs of the different types of torches.
The flame monitor belonging to the automatic safety system consists of a light-sensitive flame sensor 13, an amplifier 14 and a flame monitor relay 15. The sensor 13, designed for example as a photoresistor, changes its resistance as a result of the exposure as soon as the flame has formed. This change in resistance controls the amplifier 14 and lets the relay 15 attract. The relay 15 is equipped with five contacts 16 to 20, the function of which will be described later.
The entire switching arrangement is connected to the phase 21 and the neutral conductor 22 to an alternating current network. Phase 21 is connected to terminal 1 via a mains fuse 23, a manual switch 24 and a safety thermostat 25, while the neutral conductor 22 is connected directly to terminal 2. A control thermostat 26, which switches the system on and off, is located between terminals 7 and 9. When this thermostat is closed, a start relay 28, which is connected in series with a delay element 27, for example an NTC resistor, receives voltage.
This relay is equipped with two contacts 29 and 30. After the delayed pull-up, the relay 28 maintains voltage via the changeover contact 29, while the contact 30 closes when the relay 28 is pulled and the phase closes via a closed contact 42 to the terminal 5 of an ignition transformer 31, to the terminal 8 of a burner motor 32 and via the closed contact 17 of the relay 15 to the heating coil of a thermal ignition relay 33.
The thermal relay 33 has two contacts 34 and 35, the contact 34 receives the phase via the closed contact 42 and applies to terminal 3, at which z. B. a fuel valve 36 is connected. From this terminal 3, the terminal 6 also receives voltage via the closed contact 18 of the relay 15. At the same time, a second thermal relay 37 is heated by the other contact 35, namely as long as contact 16 of the flame monitor relay 15 is closed.
This thermal relay 37, which is connected in the starting circuit, is used as a safety relay whose switchover contact 38 de-energizes the automatic system after the end of the safety time if the flame does not occur and thus switches phase 21 to terminal 12 of a fault lamp 39.
The change in resistance when the flame sensor 13 connected between terminals 10 and 11 is exposed to light causes the flame monitor relay 15 to pick up, with contacts 16, 17 and 18 being opened when the relay is energized and contacts 19 and 20 are closed. : The thermal relays 33 and 37 as well as the circuit of the pulse valve 49, which may be connected to terminal 6, are de-energized, while an operating relay 40, which maintains itself on voltage via a contact 41, is switched on by closing the contact 20.
The two other contacts 42 and 43 of this relay 40 are used to interrupt the circuit or to divert the ignition current circuit of terminal 5.
A capacitor 44 is connected in series with the relay 28, so that this relay receives the required holding voltage during normal operation. Another capacitor 45 is connected in parallel with the start relay 28 and is used to maintain the required impedance. The contact positions of the individual relays are indicated in FIG. 1 for the ready position of the automatic system and in FIG. 2 for the operating position of the same. Since the operating mode of the automatic system is described in detail in the following, a more detailed description of the individual start phases or function of the safety monitoring system between readiness and operation has been dispensed with.
In addition, three program sequences are shown in Figs. 3, 4 and 5, which by external switching of the lines at the terminal
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connections 3, 6 and 8 can be controlled in the present embodiment.
In Fig. 3, the functional sequence of the normal start of a system, as is shown in Fig. 1 and 2, is shown. If the control thermostat 26 closes, the start relay 28 receives voltage in a circuit via the changeover contact 38, the thermostat 26, the contacts 43 and 16, the winding of the safety relay 37, the delay element 27 and the changeover contact 29. After a waiting time 46 (Fig. 3) of, for example, 30 seconds, the pre-purge begins with the pre-ignition time 47, during which both the motor 32 and the ignition via the transformer 31 are switched on. As soon as this pre-purge of, for example, 20 seconds has ended, the fuel valve 36 is actuated.
From this point in time when the fuel is conveyed into the combustion chamber, phase 54 of the safety time begins and the flame 48 should be formed during this time. In the example of the fing. 1 and 2, the motor 32 is connected to terminal 8 and connected to voltage via contact 30 of the start relay 28. The fuel valve 36 with permanent excitation is connected to terminal 3 and is connected to voltage via contact 34.
In the circuit corresponding to FIG. 4, the system works with a pulse valve 49, which is electrically excited by a pulse 50 and then z. B. is held hydraulically itself. In this circuit, the motor is also on terminal 8, while the pulse valve 49 is on terminal 6, whose circuit is supplied with voltage when the thermal ignition relay 33 closes via its contact 34 and via contact 18 of the flame monitor relay 15. This contact 18 is opened when the flame monitor relay 15 is pulled and makes the circuit of the terminal 6 de-energized, the fuel valve by z. B. hydraulic self-holding 51 holds.
The program sequence shown in FIG. 5 shows the various phases in the event that the system works without a fuel valve. The burner motor 52 is connected between terminals 3 and 4 and connected to voltage via contact 34 of the thermal ignition relay 33. The engine is therefore only switched on after the so-called pre-ignition 48 of, for example, 20 seconds. In the functional sequences of FIGS. 3, 4 and 5, the third phase 54 is shown as a fixed period of time.
If the flame that has already arisen does not arise or is extinguished, this phase represents the safety time until the contact 38 switches. However, if the flame forms after the contacts 34 and 35 of the thermal ignition relay 33 have closed, the circuit of the thermal safety relay 37 is closed by the contact 16 of the flame monitor relay 15 interrupted. In this case, the phase 54 means not only the part of the safety time until the flame is formed, but also the duration of the cooling down of the thermal ignition relay 33, known as the post-ignition time.
The mode of operation of the described automatic system in connection with a flame monitor and a commercially available burner is as follows: In the standby position of the automatic system, the manual switch 24 and the safety thermostat 25 are closed. The amplifier 14 of the flame sensor 13 is thus connected to voltage.
If the thermostat 26 between terminals 7 and 9 switches on, the start relay 28 is connected to voltage in a circuit via contact 43, contact 16, thermal relay 37, delay element 27 and contact 29. The current flowing through the start relay 28 is due to the delay element, still insufficient, so that no pick-up occurs and the so-called waiting time 46 of, for example, 30 seconds expires until this relay is picked up.
Assuming that the self-monitored winding of the thermal safety relay 37 has no interruption, the start relay 28 pulls up after this period of time, whereby the changeover contact 29 switches over and the selfh:
long worried. At the same time, the second contact 30 switches this relay on, whereby the terminal 8 with burner motor 32 and .the terminal 5 with ignition transformer 31 are connected to voltage via the closed contact 42, while the circuit of the thermal ignition relay 33 via the closed contact 17 of the flame monitor relay and contact 30 of the start relay also receives voltage. The period of the so-called pre-ignition time 47 of, for example, 20 seconds, during which the thermal ignition relay 33 is heated, thus begins.
After this pre-ignition, the contacts 34 and 35 of the thermal ignition relay 33 are closed, whereby the circuit of the fuel valve 36 at terminal 3 as well as that of the terminal 6 for the connection of an impulse valve 49 via the contact 18 of the flame monitor relay 15 receives voltage via contact 34. The thermal relay 37, which is used as a safety device, is also energized by closing the contacts 34 and 35 via the contacts 16 and 29. This creates all electrical conditions for flame formation.
The so-called safety time now begins to run from the time the fuel is fed into the combustion chamber, which is defined as the maximum permissible time during which the fuel can be fed into the combustion chamber without a flame forming.
If the flame does not form within this adjustable safety time of the relay 37, the automatic system locks in such a way that the changeover contact 38 of this thermal safety relay 37 switches off all circuits and only the circuit connected to terminal 12: the fault lamp 39 closes.
If the flame forms inside the safety tent, this is registered by the flame monitor, which causes the relay 15 to open. By opening
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of the contacts 16, 17 and 18 of this flame monitor relay, the thermal relays 33 and 37 are de-energized, so that no locking, caused by continued heating of the safety relay 37, can take place and the ignition relay 33 also cools down.
At the same time, the contact 20 of the flame monitor relay 15 closes the circuit of the operating relay 40 via the already closed contacts 30, 42 and 34, which is maintained by the contact 41 after the contact 34 is opened. The normal operating position shown in FIG. 2 is thus reached. In this position, the contact 42 is opened by pulling on the operating relay 40. In spite of this, terminal 5 still remains live because this circuit is connected to phase via contacts 34 and 20 during the post-ignition time 54. By opening the contact 43 when the operating relay 40 is pulled up, the start relay now receives voltage via the series capacitor 44 and the contacts 19 and 29.
The switching arrangement described enables not only compliance with a predetermined start program, but also compliance with the safety times in the event of malfunctions of all kinds, as well as self-monitoring of the individual assemblies with a minimum of circuitry outlay. If the control thermostat 26, the safety thermostat 25 or the manual switch 24 switches off in any of the start phases described, all external circuits of the ignition transformer, motor and fuel valve are de-energized, i.e. the automatic system switches back to the standby position.
When the flame goes out during operation, the flame monitor relay 15 first drops out, whereby the contacts 16, 17 and 18 are closed and the contacts 19 and 20 are opened, so that the start relay 28 drops out, which in turn drops the operating relay 40 by opening the contact 30 . The waiting time 46 begins again.
If, on the other hand, the flame should go out during the start, with the contacts 34, 35 still closed due to the post-ignition period, the safety procedure is comparable to the one immediately described, with the difference that via the contact 35 of the thermal ignition relay 33 the Valve 36 is connected in parallel to the delay element 27, as a result of which the start relay 28 pulls up again with an initial delay, so that the expiry of the safety time results.
In order to meet an important requirement of preventing the system from starting in the presence of extraneous light, the circuit design is made so that contact 16 of the flame monitor relay 15 connects the waiting time circuit via 38, 26, 45, 28, 43, 16, 37, 27 and 29 interrupts in the presence of extraneous light before starting. If the flame monitor relay 15 picks up during the pre-ignition time 47 due to post-flaming in the combustion chamber, the automatic system stops in this start phase until the effect of light on the flame sensor 13 has disappeared. A brief power interruption during the waiting time 46, the pre-ignition time 47 or in general during operation leads the automatic system back into the waiting time 46 phase in any case. However, a power failure during the post-ignition time 54 leads the automatic system back to the safety time phase.
The automatic system shows the same behavior in the event of a brief interruption in the circuit of the control thermostat 26.
The thermal relay 37 is checked for interruption during the waiting time 46 and for a short circuit during the safety time 54 before each start. If the start relay 28 is interrupted, no start can take place and if it sticks, the system is monitored by the safety thermostat 25.
Any interruption of the thermal ignition relay 33 interrupts the functional sequence, and the automatic system persists in the position corresponding to the pre-ignition time 47 ides predetermined program sequence, whereas sticking of the contacts leads to the elimination of the waiting time 46 and the pre-ignition 47, so that the automatic also Continuous ignition continues. If the field winding of the operating relay 40 is interrupted, the automatic system works with continuous ignition, while sticking prevents a further start.