Sicherheitsschaltung für Gas- oder Ölbrenner

Abstract

 Sicherheitsschaltung für Gas- oder Ölbrenner mit einem den Brennstoffluß durchschaltenden, eine Anzugs- und eine Haltewicklung (AW, HW) aufweisenden Magnetventil (MV), das zusammen mit einem Zündgerät (Z) über einen Steuerschalter (S) einschaltbar ist, dessen Durchschaltung von dem von einer Flammenüberwachungsschaltung (Fl) festgestellten Brennen einer Flamme abhängig ist. In Reihe mit dem Steuerschalter (S) und vor dem Magnetventil (MV) ist eine Temperaturschmelzsicherung (Sl) mit einem Heizwiderstand (W) geschaltet und vor die Anzugswicklung (AW) ist ein Überwachungsschalter (U) gelegt, der bei brennender Flamme die Anzugswicklung (AW) stromlos schaltet. Dem Steuerschalter wird eine von der Anzugswicklung (AW) abgezweigte Steuerspannung zugeführt wird, die bei Nichtbrennen der Flamme nach einer kurzen Verzögerungszeit den Steuerschalter (S) sperrt, wobei der Heizwiderstand (W) so dimensioniert ist, daß er bei Fließen des über die Haltewicklung (HW) fließenden Stromes die Tempe­raturschmelzsicherung (Sl) nicht zum Schmelzen bringen kann, dagegen bei Stromfluß über die Anzugswicklung (AZ) nach einer längeren Verzögerungszeit die Temperaturschmelzsicherung (Sl) durch Schmelzen auslöst.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf eine Sicherheitsschaltung fuhr Gas- oder Ölbrenner mit einem den Brennstoffluß steuernden, eine Anzugs- und eine Haltewicklung aufweisenden Magnetventil, das zusammen mit einem Zündgerät über einen Steuerschalter einschaltbar ist, dessen Durchschaltung von dem von einer Flannnenüberwachungsschaltung festgestellten Brennen einer Flamme abhängig ist.

[0002] Eine derartige Schaltung ist aus der DE-PS 30 16 711 bekannt. Bei dieser Schaltung wird mit dem Durchschalten ihres Steuerschalters sowohl ein Zündgerät eingeschaltet als auch ein Magnetventil mit einer Anzugs- und einer Haltewicklung zum Einleiten eines Brennstofflusses erregt, so daß das Zündgerät anschließend während einer vorgegebenen Zeitspanne Zündver­suche unternimmt. Führen diese Zündversuche zum Zünden einer Flamme, was der Regelfall ist, so wird durch die Flammenüberwachungsschaltung der Stromschluß über die Anzugswicklung des Magnetventils unterbrochen, so daß dieses nur noch über seine Haltewicklung im angezogenen Zustand verbleibt. Kommt es dagegen innerhalb der vorgegebenen Zeitspanne nicht zum Zünden einer Flamme, so wird, der Steuerschalter geöffnet, so daß das Magnetventil sowohl mit seiner Anzugswicklung als auch seiner Haltewicklung stromlos wird und damit den Brennstoffluß unterbricht. Die vorgegebene Zeitspanne, in der Zündversuche unternommen werden, wird durch die Entladung eines vorher aufgeladenen Kondensators bestimmt, der sich über die Wicklung eines Relais entlädt, das den Steuerschalter betätigt. Es handelt sich dabei um eine Zeitspanne von etwa 10 Sekunden. Die bekannte Schaltung benötigt darüber­hinaus ein weiteres Relais als Überwachungsrelais, das von der Flammenüber­wachung ein- und ausgeschaltet wird. Dieses Überwachungsrelais sorgt einerseits dafür, daß im Falle der Zündung einer Flamme das Steuerrelais sich in einen Haltekreis legen kann, andererseits bewirkt es bei Ausbleiben der Zündung einer Flamme mit seiner dann erfolgenden Erregung die Unter­brechung des Stromflusses über das Steuerrelais, so daß mit dessen Abfall der Steuerschalter geöffnet und die Anlage damit stromlos wird.

[0003] Es ist darüberhinaus aus der DE-AS 24 25 305 bekannt, in einer mit mehre­ren Relais aufgebauten Sicherheitsschaltung für Feuerungsautomaten einen Thermokontakt vorzusehen, der bei Fließen eines erhöhten Dauerstromes über ein Magnetventil so stark erhitzt wird, daß er mit seinen Kontakten die Schaltung stromlos schaltet. Bei dieser Schaltung kann nicht ausgeschlossen werden, daß ein Thermokontakt hängen bleibt, was vor allem bei häufigerer Betätigung wegen dabei entstehender Öffnungsfunken gelegentlich der Fall ist. Außerdem ist die Schaltung wegen der Verwendung von vielen Relaiskon­takten relativ aufwendig, so daß sie ihre Aufgaben nicht mit der Sicherheit erfüllen kann, wie dies im Falle der Steuerung vom Feuerungsautomaten erforderlich ist.

[0004] Von einer Sicherheitsschaltung für Gas- oder Ölbrenner wird ein Höchstmaß an Sicherheit in Störungsfällen erwartet, wobei auch ein schadhaftes Verhal­ten von Bauelementen nicht dazu führen darf, daß ohne das Zünden einer Flamme ern Brennstoffluß eingeleitet bleibt. Dies ist insbesondere bei der Verwendung von Gas als Brennstoff aufgrund möglicher Explosionsgefahr besonders gefährlich.

[0005] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die eingangs erläuterte Schaltung zu vereinfachen und damit zu verbilligen, außerdem ihre Sicherheit auch im Fall auftretender Fehlern in der Schaltung zu erhöhen. Erfindungsgemäß geschieht dies dadurch, daß in Reihe mit dem Steuerschalter und vor dem Magnetventil eine Temperaturschmelzsicherung mit einem Heizwiderstand ge­schaltet ist und vor die Anzugswicklung ein Überwachungsschalter gelegt ist, der bei brennender Flamme die Anzugswicklung stromlos schaltet, und daß dem Steuerschalter eine von der Anzugswicklung abgezweigte Steuerspannung zugeführt wird, die bei Nichtbrennen der Flamme nach einer kurzen Verzöge­rungszeit den Steuerschalter sperrt, wobei der Heizwiderstand so dimensio­niert ist, daß er bei Fließen des über die Haltewicklung fließenden Stromes die Temperaturschmelzsicherung nicht zum Schmelzen bringen kann, dagegen bei Stromfluß über die Anzugswicklung nach einer längeren Verzögerungszeit die Temperaturschmelzsicherung durch Schmelzen auslöst.

[0006] Diese Schaltung ist zunächst hinsichtlich ihrer Struktur einfacher aufgebaut als die bekannten Schaltungen, sie besitzt darüberhinaus eine besonders hohe Sicherheit, da der Stromfluß über ihr Magnetventil nicht, wie bei den bekannten Schaltungen, nur von Kontakten abhängig gemacht ist, sondern von der Temperaturschmelzsicherung, die mit ihrem Heizwiderstand aufgrund dessen Dimensionierung eine längere Verzögerungszeit mit Sicherheit gewähr­leistet, bei deren Überschreiten, also bei entsprechend langem Stromfluß über die Anzugswicklung des Magnetventils die Temperaturschmelzsicherung schmilzt und so mit Sicherheit das Magnetventil und damit den Brennstoffluß abschaltet. Die zum Schmelzen gebrachte Temperaturschmelzsicherung kann praktisch nicht manipuliert werden, so daß der Benutzer der Schaltung, z.B. im Falle der Verwendung für eine Boilerheizung oder eine Raumheizung, gehindert ist, im Falle wiederholter vergeblicher Zündversuche die Schaltung durch einen Eingriff betriebsbereit zu halten.

[0007] Vorteilhaft bildet man die Steuerschalter als Transistor aus, wobei die seiner Steuerelektrode von der Anzugswicklung her zugeführte Steuerspannung über ein die kurze Verzögerungszeit bestimmendes Verzögerungsglied geleitet wird. Der Steuerelektrode des Steuerschalters kann man dann auch eine von einem Thermostaten abgeleitete Sperrspannung zuführen, die bei Überschreiten einer vorgegebenen Temperatur den Steuerschalter sperrt. Auf diese Weise läßt sich also der Steuerschalter sowohl von dem Verzögerungsglied her als auch von dem Thermostaten durchlässig schalten bzw. sperren.

[0008] Vorteilhaft wird der Überwachungsschalter ebenfalls als Transistor ausge­bildet, an dessen Steuerelektrode die Flammenüberwachungsschaltung gelegt ist. Ein üblicherweise zur Zündung einer Flamme zu verwendendes Zündgerät läßt sich dann zweckmäßig dem Überwachungsschalter nachschalten, so daß vom Überwachungsschalter die Betriebsspannung sowohl dem Zündgerät als auch der Anzugswicklung des Magnetventils zugeführt wird.

[0009] In der Figur ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Figur zeigt einen z.B. an eine Niederspannungsquelle angeschlossenen, von Hand betätigten Hauptschalter HS, der üblicherweise in jeder derartigen Schaltung vorgesehen ist. Dem Hauptschalter HS ist die Emitter-Kollektor-Strecke des als Steuerschalter dienenden Transistors S nachgeschaltet, der die über den Hauptschalter HS durchgeschaltete Betriebsspannung an die Temperatur­schmelzsicherung Si mit ihrem in Reihe geschalteten Heizwiderstand W und die Emitter-Kollektor-Strecke des als Überwachungsschalter U dienenden Transitors legt. Außerdem gelangt die Betriebsspannung an die Haltewicklung Hw des Magnetventils Mv. In dieser Betriebsphase ist auch der Transistor U durchlässig, so daß die Betriebsspannung zur der Anzugwicklung Aw des Magnetventils Mv gelangt. Das Magnetventil Mv zieht damit an und leitet den Brennstoffluß ein. Die von dem Transistor U durchgeschaltete Betriebs­spannung gelangt außerdem zu dem Zündgerät Z, das in bekannter Weise Zündfunken erzeugt, um den fließenden Brennstoff zu entflammen. Wird eine Flamme gezündet, so wird dies von der Flammenüberwachung FL erkannt, die damit an die Basis des Transitors U ein Potential aniegt, das den Transistor U sperrt. Damit erhalten sowohl die Anzugswicklung Aw als auch das Zünd­gerät Z keine Betriebsspannung mehr. Das Magnetventil Mv bleibt jedoch angezogen, da ihm nach wie vor über seine Haltewicklung Hw die von dem Transistor S durchgeschaltete Betriebsspannung zugeführt wird.

[0010] Mit der Durchschaltung der Betriebsspannung über den Transistor U war diese auch dem Verzögerungsglied V zugeführt worden, das damit einen Anstoß erhält, der nach einer kurzen Verzögerungszeit, z.B. 10 Sekunden, zur Abgabe eines Potentials führt, das über die ODER-Schaltung O zur Basis des Transistors S gelangt und diesen sperrt. Dieser Betriebsfall tritt nur dann ein, wenn dem Verzögerungsglied V für die Dauer der von ihm bestimmten kurzen Verzögerungszeit die Betriebsspannung über den Transistor U zuge­führt wird. Wenn nun vor Ende dieser Verzögerungszeit die Flammenüber­wachung FL eine gezündete Flamme feststellt und damit den Transistor U sperrt, so wird die Betriebsspannung von dem Verzögerungsglied V abgeschal­tet, so daß diese nicht in der Lage ist, an seinem Ausgang das die Sperrung des Transistors bewirkende Potential abzugeben. Das Verzögerungsglied V ist also für den Fall vorgesehen, daß aus irgendeinem Grunde die Zündung einer Flamme unterbleibt und zunächst ständig Brennstoff zufließt. Um diesen Brennstoffzufluß bei Ausbleiben einer Flamme zu unterbrechen, ist der Stromzweig mit dem Verzögerungsglied V zu der Basis des Transistors 5 vorgesehen, über den dafür gesorgt wird, daß bei die kurze Verzögerungszeit überschreitenden vergeblichen Zündversuchen der Transistor S gesperrt wird und damit die Betriebsspannung vom Magnetventil MV abschaltet, das dann den Brennstoffluß unterbricht.

[0011] Wenn nun aus irgendeinem Grund in der Schaltung ein Fehler auftritt, z.B. das Verzögerungsglied V trotz Unterbleiben einer Flammenzündung nicht anspricht, also den Transistor S nicht sperrt, so liegt der Betriebsfall vor, daß ständig ohne Flammenzündung Brennstoff zufließt. Dies ergibt sich darum, weil die Flammenüberwachung Fl keine Flamme feststellt und somit den Transistor U im durchgeschalteten Zustand beläßt. Über die kurze Verzögerungszeit hinaus fließt weiterhin über den im durchgeschalteten Zustand verbleibenden Transistors Strom zu der Anzugswicklung Aw des Magnetventils Mv, also ein wesentlich größerer Strom, als für das Halten des Magnetventils Mv durch Stromfluß allein über die Haltewicklung Hw erfor­derlich ist. Dieser erhöhte Strom über die Anzugswicklung Aw führt nach einer längeren Verzögerungszeit, z.B. nach etwa 30 bis 60 Sekunden, zu einer solchen Erwärmung des Heizwiderstandes W, daß die Temperatur­schmelzsicherung Si durchschmilzt und damit den Transistor U stromlos macht. Dieser Zustand kann nur durch Einsetzen einer neuen Temperatur­schmelzsicherung beseitigt werden, d.h. das durch den gestrichelt gezeichne­ten Kasten gezeichnete Bauelement B muß durch eine Manipulation ausge­wechselt werden, was auf jeden Fall einen solchen Eingriff darstellt, daß dem Benutzer der Schaltung mit Sicherheit angezeigt wird, daß in der Schaltung ein schwerwiegender Fehler vorliegt, wobei die Auswechlung in der Regelung von einem Fachmann und nur nach vorheriger Beseitigung des ursächlichen Effektes durchgeführt werden kann.

[0012] Das aus Temperaturschmelzsicherung Si und Heizwiderstand W bestehende Bauelement B ist so aufgebaut, daß es nicht durch die Manipulation eines Benutzers in einfacher Weise überbrückt werden kann. Ein solches Über­brücken ist z.B. im Falle der Verwendung von Sicherheitsschaltungen möglich, die mit einem Thermokontakt arbeiten, der nach einer Heizzeit öffnet. Ein solcher Kontakt kann leicht, wie die Erfahrung mit derartigen Kontakten zeigt, von einer Bedienungsperson zusammengeklemmt werden. Im Falle der Verwendung der hier in Rede stehenden Schaltung wäre dies jedoch sehr gefährlich. Diese Gefahr wird also durch die Verwendung des aus Tempera­turschmelzsicherung und Heizwiderstand bestehenden Bauteils beseitigt.

[0013] Wenn die vorstehend beschriebene Schaltung dazu dient, den Brennstoffzufluß z.B. zu emem Warmwasserbehälter zu regeln, kann sie vorteilhaft mit einem Thermostaten ausgestattet werden, der in bekannter Weise bei Erreichen einer vorgegebenen Temperatur dafür sorgt, daß der Brennstoffluß abgeschal­tet wird. Bei der vorstehend beschriebenen Schaltung gescliieht dies durch den Thermostaten Th, der an die Basis des Transistors S angeschlossen ist. Die Wirkung des Thermostaten Th besteht darin, daß bei Erreichen der vorgegebenen Temperatur dieser ein Sperrpotential über die ODER-Schaltung O an die Basis des Transistors S legt, so daß dieser sperrt und damit in der oben beschriebenen Weise das Magnetventil Mv insgesamt stromlos macht. Wenn dann die vorgegebene Temperatur wieder unterschritten wird, dann wird, wie oben beschrieben, erneut ein Zündversuch unternommen, bis es zum Brennen einer Flamme kommt.

Ansprüche

1. Sicherheitsschaltung für Gas- oder Ölbrenner mit einem den Brennstoff­fluß durchschaltenden, eine Anzugs- und eine Haltewicklung (Aw,Hw) aufweisenden Magnetventil (Mv), das zusammen mit einem Zündgerät (Z) über einen Steuerschalter (S) einschaltbar ist, dessen Durchschaltung von dem von einer Flammenüberwachungsschaltung (Fl) festgestellten Brennen einer Flamme abhängig ist, dadurch gekennzeichnet, daß in Reihe mit dem Steuerschalter (S) und vor dem Magnetventil (Mv) eine Temperatur­schmelzsicherung (Si) mit einem Heizwiderstand (W) geschaltet ist und vor die Anzugswicklung (Aw) ein Uberwachungsschalter (U) gelegt ist, der bei brennender Flamme die Anzugswicklung (Aw) stromlos schaltet, und daß dem Steuerschalter (S) eine von der Anzugswicklung (Aw) abgezweigte Steuerspannung zugeführt wird, die bei Nichtbrennen der Flamme nach einer kurzen Verzögerungszeit den Steuerschalter (S) sperrt, wobei der Heizwiderstand (W) so dimensioniert ist, daß er bei Fließen des über die Haltewicklung (Hw) fließenden Stromes die Tempe­raturschmelzsicherung (Si) nicht zum Schmelzen bringen kann, dagegen bei Stromfluß über die Anzugswicklung (Aw) nach einer längeren Ver­zögervngszeit die Temperaturschmelzsicherung (Si) durch Schmelzen auslöst.

2. Sicherheitsschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerschalter (5) als Transistor ausgebildet ist und die seiner Steuer­elektrode von der Anzugswicklung (Aw) her zugeführte Steuerspannung über ein die kurze Verzögerungszeit bestimmendes Verzögerungsglied (V) geleitet wird.

3. Sicherheitsschaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerelektrode des Steuerschalters (5) außerdem eine von einem Ther­mostaten (Th) abgeleitete Sperrspannung zugeführt wird, die bei Über­schreiten einer vorgegebenen Temperatur den Steuerschalter (5) sperrt.

4. Sicherheitsschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­zeichnet, daß der Überwachungsschalter (U) als Transistor ausgebildet ist, an dessen Steuerelektrode die Flammenüberwachungsschaltung (Fl) gelegt ist.

5. Sicherheitsschalter nach einem der Anprüche 1 bis 4 dadurch gekenn­zeichnet, daß dem Überwachungsschalter (U) ein Zündgerät (Z) nachge­schaltet ist.

Zeichnung