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Vorrichtung zum Anlassen, zum Regeln und zur Überwachung von Feuerungsanlagen
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Anlassen, zum Regeln und zur Überwachung
von Feuerungsanlagen, bei der ein Schalter für eine elektrisch betriebene Brennstoffspeisevorrichtung
durch ein Bimetallelement, dessen Heizwiderstand mit einer elektrischen Zündeinrichtung
parallel geschaltet ist, beim Anfahren geschlossen wird und durch ein auf die Flammenbildung
im Ofen ansprechendes und hierbei den Erregerkreis des Heizwiderstandes abschaltendes
Betätigungselement in der Schließstellung gehalten wird.
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Es ist eine Vorrichtung dieser Art bekannt, die jedoch so ausgebildet
ist, daß die Möglichkeit besteht, daß beim Auftreten einer Störung in der Vorrichtung
der Heizwiderstand des Bimetallelements weiter vom Strom durchflossen wird und über
den von ihm geschlossenen Schalter für die Brennstoffspeisevorrichtung die Brennstoffzufuhr
aufrechterhalten wird, ohne daß sich eine Flamme bildet, welche die Abschaltung
des Erregerkreises des Heizwiderstandes abschalten soll, was zu einem gefährlichen
Zustand führen würde.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, bei einer Vorrichtung der
eingangs genannten Art durch ein sehr einfaches und zuverlässiges Mittel zu gewährleisten,
daß beim Auftreten einer Störung das Weiterarbeiten irgendeines der elektrischen
Teile der Vorrichtung mit Sicherheit verhindert wird.
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Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß gemäß der Erfindung das Bimetallelement
mit einem weiteren Schalter gekuppelt ist, der bei länger andauernder Erwärmung
des Bimetallelements den Strom zur Brennstoffspeisevorrichtung, zum Heizwiderstand
des Bimetallelements und zur elektrischen Zündeinrichtung unterbricht und der nur
durch Handbetätigung wieder eingeschaltet werden kann.
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In zweckmäßiger Ausbildung der Erfindung kann das auf die Flammenbildung
ansprechende Betätigungselement ein schraubenförmig gewickeltes Bimetallelement
oder eine Photozelle, die einen Elektromagneten steuert, sein. Derartige Betätigungselemente
sind an sich bekannt.
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Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform wird dadurch erreicht, daß
dem vom Thermostaten betätigten Schalter ein zusätzlicher Heizwiderstand für das
Bimetallelement mit einem in Reihe angeordneten Schalter parallel geschaltet ist,
der gleichsinnig mit dem Schalter der Brennstoffspeisevorrichtung betätigt wird.
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Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung beispielsweise
näher erläutert.
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Fig. 1 bis 3 zeigen in schematischer Weise verschiedene Ausführungsformen
der Erfindung, bei denen das auf die Flammenbildung ansprechende Betätigungselement
ein Bimetallelement ist; Fig. 4 zeigt ein Schema einer weiteren Ausführungsform,
bei welcher das auf die Flammenbildung ansprechende Betätigungselement eine Photozelle
ist; Fig. 5 und 6 zeigen in Vorderansicht bzw. in Seitenansicht eine Regelvorrichtung,
die gemäß dem Schema der Fig. 1, 2 und 3 arbeitet; Fig.7 zeigt eine abgeänderte
Ausführungsform dieser Regelvorrichtung, die gemäß dem Schema der Fig. 4 arbeitet.
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In Fig. 1 ist ein Schalter 1 im Stromkreis eines Motors 2 dargestellt,
der für die C51- und Luftzufuhr sorgt. Dieser Schalter, der außer Betrieb offen
ist, ist so ausgeführt, daß er beim Anfahren der Feuerung durch das Arbeiten eines
elektrisch beheizten Bimetallstreifens 3 geschlossen wird.
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Der Stromkreis eines Heizelements 4 für diesen Bimetallstreifen enthält
innerhalb der Regeleinrichtung den Schalter 6, der beim Anlassen geschlossen ist.
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In der Leitung zum Regler sind ein Thermostatschalter 7, der auf die
zu regelnde Temperatur anspricht, und der Schalter 5 angeordnet.
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Ein Zündtransformator 8 ist parallel zu dem Bimetallheizelement 4
geschaltet.
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Eine auf die Flamme ansprechende Vorrichtung 9,
welche im wesentlichen
aus einer Bimetallspirale besteht, ist mit dem Schalter 1 verbunden und so ausgeführt,
daß sie bei höherer Temperatur den bereits geschlossenen Schalter 1 unabhängig von
der nachfolgenden
Bewegung des elektrisch beheizten Bimetalls 3
geschlossen hält.
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Eine tiefere Temperatur bei nicht entstandener Flamme gibt den Schalter
1 frei, wodurch der Motor 2 abgestellt wird.
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Die auf die Flamme ansprechende Vorrichtung 9 ist weiterhin mit dem
Schalter 6 verbunden und öffnet diesen Schalter, wenn die Temperatur steigt. Hierdurch
werden der Zündtransformator und das Heizelement 4 abgeschaltet.
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Falls der Brenner nicht zündet, wird der Schalter 6 durch die Vorrichtung
9 nicht betätigt, und ein fortgesetztes Erwärmen des Bimetallelements 3 öffnet den
zweiten, gewöhnlich geschlossenen Schalter 5, welcher, da er in der Hauptleitung
angeordnet ist, den Brenner abstellt.
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Der letztgenannte Schalter 5 muß von Hand eingeschaltet werden, bevor
der Brenner erneut angelassen werden kann.
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Diese einfache Regelung schafft unter normalen Arbeitsbedingungen
ein Arbeiten mit Sicherheit, schützt jedoch nicht gegen ein Versagen der auf die
Flamme ansprechenden Einrichtung.
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Es ist nicht möglich, einen Schutz gegen das Versagen einer Flamme
zu geben, falls die Flamme während eines Durchlaufes zu dem gleichen Zeitpunkt versagen
sollte, zu dem die auf die Flamme ansprechende Einrichtung zuerst versagen sollte.
Jedoch kann ein solcher Schutz durch eine Abänderung der in Fig. 1 dargestellten
Einrichtung gegeben werden.
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Bei dieser in Fig. 2 dargestellten abgeänderten Ausführungsform sind
ein Schalter 10 und ein Heizwiderstand 11 eingebaut. Der Schalter
10 ist gewöhnlich offen, wird jedoch gleichzeitig mit dem Arbeiten des Schalters
6 durch das auf .die Flamme ansprechende Element 9 geschlossen. Der Widerstand 11
ist vorgesehen, um den Bimetallstreifen 3 zu erwärmen. Falls daher eine Beschädigung
des Elements 9 bewirkt, daß der Schalter 1 nach dem Abstellen des Brenners durch
das Öffnen des Regelthermostaten 7 geschlossen gehalten wird, erwärmt, da, der Schalter
10 ebenfalls geschlossen gehalten wird, 'der Widerstand 11 das Bimetallelement 3,
und dieses öffnet somit den Abschalter 5.
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Bei einer abgeänderten Ausführungsform der mechanischen Halteeinrichtung
für den Schalter 1 verwendet die in Fig.3 dargestellte Ausführung einen elektromagnetischen
Stromkreis 13, der durch einen zweiten Kontakt am Schalter 6 von Strom durchflossen
werden kann. Eine solche Ausführung gibt einen Schutz gegen augenblickliches Versagen
der Zufuhr, weil nach der Freigabe des elektromagnetischen Stromkreises der Schalter
1 sich öffnet und nur wieder durch die Wirkung des Bimetallelements 3 geschlossen
werden kann. Ein richtiges Wiederanlassen mit Zündung wird daher nach einer zeitweiligen
Unterbrechung der Zufuhr gewährleistet.
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Da bei dieser Ausführung der Schalter 1 elektromagnetisch gehalten
wird, hält eine Beschädigung der auf die Flamme ansprechenden Einrichtung 9 den
Schalter 1 nach dem Abstellen des Brenners durch das Öffnen des Regelthermostaten
7 nicht geschlossen, weil Schalter 7 den Stromkreis abschaltet. Der Schalter 10
und das Bimetallheizelement 11 können daher, falls erforderlich, weggelassen werden.
Im Falle des Versagens des Schalters 6 kehrt dieser nicht zu seinem »kalten« Kontakt
beim Abstellen des Brenners durch den Thermostaten 7 zurück. Ein Wiederlaufen des
Brenners ist nicht möglich, da das Heizelement 4 für das Bimetall 3 nicht erregt,wird.
In Fig. 4 ist die auf die Flamme ansprechende Bimetalleinrichtung durch eine einfache
Photozelle 15 ersetzt, wie sie durch eine Cadmium-Schwefel-Verbindung oder eine
Cadmium-Selen-Zelle geschaffen ist, deren Widerstand eine starke Wertverminderung
erhält, wenn sie dem Licht ausgesetzt wird. Ein Transformator 14, dessen Primärwindung
über den Abschalter 5 erregt wird, liefert sekundärseitig die notwendige Niederspannung
zum Arbeiten der elektromagnetischen Haltespule 13, welche den Motorschalter 1 bei
Vorhandensein einer Flamme in dem Ofen nach seinem anfänglichen Schließen durch
das Bimetall 3 geschlossen hält. Der Schalter 6, welcher die Stromzufuhr zum Bimetall-Heizelement
4 und zum Zündtransformator 8 ermöglicht, wird ebenfalls durch Erregen der Spule
13 geöffnet, wenn das Vorhandensein einer Flamme in dem Ofen bewirkt, daß die Photozelle
15 leitend wird.
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Gemäß der Ausführungsform der Fig. 5 und 6 ist entsprechend der Ausführungsform
der Fig.1 der Schalter 1 als federnder Kontakt 20 dargestellt, der mit einem festen
Kontakt 21 zusammenarbeitet. Der Bimetallstreifen 3 wird zu einer U-Form 22 gestaltet
und ist so angeordnet, daß eine Spindel 23 zwischen den Schenkeln des U hindurchgeht.
Dieses U-förmige Bimetall kann sich an jedem Ende frei bewegen und ist mit einem
Sockel durch einen federnden Streifen 24 verbunden, der an dem Bimetall etwa in
der Mitte seiner Länge und an dem Sockel bei 25 befestigt ist. Eine Wicklung des
Heizelements 4 ist auf ein Isolierrohr 36 gewickelt, und in dem U des Bimetallstreifens
angeordnet. Der Ausschalter 5 ist als ein fester Kontakt 26 und als beweglicher
Kontakt 27 dargestellt. Dieser letztgenannte Kontakt ist auf einem Anschlußarm 28
biegsam angeordnet und arbeitet mit einer Schnappeinrichtung 43 zusammen, welche
die Kontakte 26 und 27 in der Offenstellung hält, wenn sie durch den Bimetallarm
22 betätigt werden, was eine Wiedereinstellung von Hand erfordert.
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Der Schalter 6 ist als federnder Kontakt 29 dargestellt, welcher mit
einem Kontakt 30 zusammenarbeitet. Das auf die Flammenbildung ansprechende Betätigungselement
9 ist als Spirale dargestellt, welche hinter einem Schaltbrett 32 angeordnet und
so angeschlossen ist, daß es auf die Spindel 23 arbeitet. Eine Drehbewegung
dieser Spirale bei sich ändernder Temperatur betätigt die Schalter 1 und 6 durch
eine Gleitkupplungseinrichtung 33, welche auf der Spindel 23 getragen wird und welche
Arme 34 und 35 betätigt.
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In der Bereitschaftsstellung zum Anlaufen werden der Abschalter 5
(Kontakte 26, 27) geschlossen und ebenfalls der Schalter 6 (Kontakte 29, 30). Der
Schalter 1 (Kontakte 20, 21) ist offen. Beim Schließen des Steuerschalters 7 werden
das Heizelement 4 und ebenfalls der Zündtransformator 8 erregt. Die ansteigende
Temperatur aus dem Heizelement 4, welche auf das Bimetall 3 einwirkt, veranlaßt,
daß die offenen Enden des U das Bestreben haben, sich voneinander zu trennen. Ein
Ende drückt auf den von dem Arm 34 getragenen Zapfen 37, dieser Zapfen bewegt den
Kontakt 20, so daß er mit dem Kontakt 21 in Eingriff kommt, wodurch der Stromkreis
zu dem Ölbrennermotor 2 geschlossen wird. Falls die Flamme entsteht, hat die ansteigende
Temperatur rings um die Bimetallspirale 9, welche die Spindel 23 dreht, das Bestreben,
die Arme 34, 35 entgegen der Uhrzeigerrichtung zu bewegen. Dieses Bestreben zum
Bewegen des Armes 34 drückt den Zapfen 37 gegen das Schaltblatt des Kontaktes 20
und hält ihn in Berührung mit dem Kontakt 21 und hält daher den Ölbrennermotor in
Lauf.
Eine weitere Drehbewegung der Spirale bewirkt, daß der Zapfen 38 auf dem Arm 35
auf das abgeschrägte Ende des Schaltblattes 29 drückt und die Kontakte 29 und 30
unterbricht. Dadurch werden der Zündtransformator 8 und das Bimetallheizelement
4 abgeschaltet. Das nachfolgende Abkühlen des Bimetalls 22 bewirkt, daß ein Arbeitsende
sich außer Berührung mit dem Zapfen 37 zurückbewegt. Der Schalter 1 (Kontakte 20,
21) bleibt jedoch durch den Druck der Bimetallspirale 9 so lange geschlossen, solange
die Flamme in dem Ofen aufrechterhalten bleibt. Falls die Flamme nicht entstehen
sollte, gibt eine Gegendrehbewegung der Spirale 9 den Druck auf den Zapfen 37 frei,
und der Motorschalter 1 öffnet sich.
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Die Bewegung in Uhrzeigerrichtung des Armes 35 bei fallender Temperatur
in dem Ofen wird durch eine Leerlaufeinrichtung zwischen der Bimetallspirale 9 und
der Kupplungsscheibe bestimmt, so daß der Schalter 6 nach einer Verzögerung geschlossen
wird, um den Stromkreis des Bimetall-Heizelements 4 und der Zündeinrichtung 8 wieder
zu schließen. Die Auflauffolge gemäß vorstehender Beschreibung wird dann wiederholt.
Falls die Flamme nicht entstehen sollte, bewegt das Ende 22 des U-förmigen Bimetalls
sich auf den Abschalter 5 zu. Eine Einstellung der Zeitperiode vor dem Abschalten
wird vermittels einer Schraube 39 erhalten, die in dem Bimetallarm 22 drehbar durch
ein Gewinde befestigt ist.
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Falls die elektromagnetische Halteeinrichtung der Fig. 3 gewählt wird,
werden der Arm 34, welcher durch die Gleitkupplung 33 betätigt wird, und die Bimetallspirale
9 durch einen Elektromagneten ersetzt, dessen Polstück 40 bei Erregung den Schalter
1 durch Anziehen des Ankers 41 geschlossen hält, der auf einer Verlängerung des
Schaltarmes 20 getragen wird. Ein zweiter fester Kontakt 42 arbeitet mit dem Kontakt
29 zusammen, wenn der Schalter 6 durch Wirkung der entstehenden Flamme auf die Bimetallspirale
9 bewegt wird, um den Stromkreis des Elektromagneten 13 zu schließen.
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Der Schalter 10 der Fig. 2, 3 und 4 ist in den Fig. 5 und 6 nicht
dargestellt, könnte jedoch aus einem zweiten biegsamen Element mit zugeordneten
Kontakten bestehen, die unter Isolierung auf dem Blatt 29 des Schalters 6 getragen
werden und sich mit diesem Schalter bewegen. Die Heizwicklung 11 würde dann auf
das gleiche Rohr wie das Heizelement gewickelt werden und würde daher das Bimetall
3 beeinflussen, wie es durch das Heizelement 4 erfolgt.
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Bei der Ausführung des Stromkreises der Fig. 4 ist das auf- die Flamme
ansprechende Element 9, das als Bimetallspirale in Fig.6 dargestellt ist, durch
die lichtempfindliche Zelle 15 gemäß Fig. 4 ersetzt.
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Eine Ausführungsform einer solchen Anordnung ist in Fig.7 dargestellt.
Der Anlaufkreis dieser Ausführungsform ist der gleiche, wie die in den Fig. 5 und
6 dargestellte Ausführungsform, jedoch ist hier der auf die Flamme ansprechende
Bimetallstreifen 9 durch die lichtempfindliche Zelle der Fig.4 ersetzt. Bei Entstehen
der Flamme bewirkt Licht, das auf die Zelle 15 fällt, daß ein Strom in der Elektromagnetenspule
13 fließt. Die sich daraus ergebende Magnetisierung des Kernes 40 hält den Anker
41, welcher die Kontakte 20, 21 in dem Stromkreis des Brennstoffspeisemotors geschlossen
hält und öffnet durch das Anziehen des Ankers 44 den Schalter 6 (Kontakte 29, 30),
um den Zündstromkreis zu unterbrechen und das Erwärmen des Bimetallarmes 22 abzuschalten.
Ein Versagen des Auftretens der Flamme beim Anlauf beläßt die Energiezufuhr zum
Bimetall-Heizelement 4, woraus sich eine fortgesetzte Bewegung dieses Bimetalles
ergibt, um gegen den Abschalter 5 zu stoßen (Kontakte 25 bis 27).
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Ein Versagen der Flamme während eines Durchlaufens enterregt den Elektromagneten
13, wodurch beide Anker 41 und 44 freigegeben werden. Dadurch wird der Schalter
1 (Kontakte 20, 21) geöffnet, wodurch der Brennstoffspeisemotor abgestellt und ein
Wiederschließen des Schalters 6 (Kontakte 29, 30)
ermöglicht wird,
um den Stromkreis des Heizelements 4 und der Zündeinrichtung 8 wieder zu schließen.
Nach einer Zeitverzögerung schließt die Regelung wiederum den Schalter 1, wodurch
der Stromkreis der Brennstoffspeiseeinrichtung 2 wieder geschlossen wird und der
Anlaufkreislauf gemäß vorstehender Beschreibung vor sich geht.