DE2604176C2 - Schaltungsanordnung für einen Gasfeuerungsautomat - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung für einen mit einem Flammenwächter versehenen Gasfeuerungsautomat für gebläselose Gasbrenner, mit einem Sicherheitszeitglied, das bei fehlender Flamme nach Ablauf seiner Zeitkonstante die Stromversorgung für ein ein Brennstoffventil betätigendes Schaltglied unterbricht, und deren Flammenwächter bei vor Ablauf der Zeitkonstante des Zeitgliedes vorhandener Flamme das Brennstoffventil öffnet und geöffnet hält.

Derartige Gasfeuerungsautomaten für gebläselose Gasbrenner (sog. atmosphärische Gasbrenner) sind in den unterschiedlichsten Ausführungsformen bekannt, siehe z. B. AT-PS 3 26 256. Ebenso gilt es auch Schaltungsanordnungen für Gasfeuerungsautomaten, bei denen die Verbrennungsluft durch ein Gebläse zugeführt wird (DE-OS 24 25 320).

Bei Feuerungsstellen mit gebläselosen Gasbrennern ist gewöhnlich eine Ausgleichsöffnung vorgesehen, die im allgemeinen mit der Abgas-Übergangsleitung zwisehen Brennkammer und Schornstein verbunden ist. Unter ungünstigen Umständen kann es nämlich bei solchen Feuerungsstätten vorkommen, daß ein Abgasrückstrom durch diese Ausgleichsöffnung erfolgt. Ursachen hierfür sind vor allem atmosphärische Einflüsse, insbesondere auf den Schornstein wirkende Windböen. Soweit diese nur kurzzeitig einwirken, stören sie im allgemeinen nicht. Kommt es jedoch zu einem längeren Abgasrückstrom von beispielsweise mehr als etwa 10 Sekunden, so können erhebliche Abgasmengen in den Raum einströmen, in den die Ausgleichsöffnung mündet. Dies kann zu Gefahren führen, die vermieden werden müssen. Es ist zu diesem Zweck bekannt, mechanische Klappen im Bereich der Ausgleichsöffnung vorzusehen, die bei einem Abgasrückstrom einen Mikroschalter schließen, der ein Alarmsignal abgibt und/oder den Brenner abschaltet. Von Nachteil ist hierbei, daß die mechanischen Klappen anfällig sind, weil sie zum Gewährleisten einer sicheren Funktion stets leichtgängig gehalten werden müssen, was aber wegen der starken thermischen und korrosiven Beanspruchung im Bereich einer Feuerungsanlage schwierig zu verwirklichen ist. Es ist auch schon bekannt, einen Temperaturfühler im Bereich der Ausgleichsöffnung vorzusehen, der über ein

Steuergerät mit einer Zeitverzögerung auf den Gasfeuerungsautomat einwirkt und ihn abschaltet. Dabei ist die Anordnung so getroffen, daß nach einer Wartezeit von etwa drei Minuten die Sperrung des Gasfeuerungsautomaten durch die Abgasrückstromüberwachung aufgehoben wird, so daß der Gasfeuerungsautomat wieder anlaufen kann. Es ist jedoch hierbei ein getrenntes Steuergerät erforderlich, das gesondert angebracht werden muß und das mit dem Gasfeuerungsautomat zuverlässig und richtig verbunden sein muß.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß die durch einen Abgasrückstrom bedingten Gefahren vermieden werden, ohne daß hierzu ein zusätzliches Gerät benötigt wird.

Gelöst wird diese Aufgabe ausgehend von einer Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art dadurch, daß erfindungsgemäß in die Schaltungsanordnung eine Abgasrückstromüberwachung mit einem Temperaturfühler integriert ist, die zeitverzögert anspricht und nach dem Ansprechen die Stromversorgung für eine durch ein Zeitglied bestimmte Zeit abschaltet.

Durch die Integration der Abgasrückstromüberwachung in die Schaltungsanordnung des Gasfeuerungsautomaten werden einerseits Herstellungskosten und andererseits Montagekosten eingespart. Darüber hinaus wird der Platzbedarf der Gesamtanordnung vermindert und eine höhere Zuverlässigkeit erzielt. Die Schaltgruppe kann unterschiedlich ausgebildet sein. Es ist möglich, die Schaltgruppe so aufzubauen, daß sie nur mit einem einzigen aktiven Verstärkerelement auskommt. Bei bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung jedoch weist die Schaltgruppe zwei Transistoren auf, deren erster mit seinem Emitter an einem Abgriff des dem Temperaturfühler in Serie geschalteten Brückenwiderstand und mit seiner Basis an einem der Brücke parallelen Festspannungsteiler angeschlossen ist; dabei ist an seinem Kollektor die Basis des zweiten Transistors angeschlossen, dessen Emitter mit dem fühlerseitigen Brükkenende und dessen Kollektor mit dem Eingang des Operationsverstärkers verbunden ist, der außerdem mit dem Abgriff des Fühler brückenzweiges verbunden ist. Bei dieser Ausführungsform wirkt jede stärkere Verminderung des Stromes in dem Fühler-Brückenzweig so, daß der Spannungsabfall zwischen Basis und Emitter so weit vergrößert wird, daß der erste Transistor durchlässig wird. Dadurch wird auch der zweite Transistor aufgesteuert, da seine Basis den Kollektorstrom des ersten Transistors erhält. Bei aufgesteuertem zweiten Transistor, also bei durchlässiger Kollektor-Emitter-Strecke, wird das Potential des Kollektors dem Potential am fühlerseitigen Ende der Brücke so weit angenähert, wie wenn der Fühler seine Soll-Temperatur erreicht oder überschritten hätte, was zu einem Abschalten des Schaltgliedes durch den Operationsverstärker führt.

Insbesondere kann die Abgasrückstromüberwachung so aufgebaut werden, daß weder eine Unterbrechung noch ein Kurzschluß eines nicht kurzschlußsicheren Schaltelementes zu einer Fehlfunktion führen. Dadurch ist die Funktionssicherheit der Anordnung zusätzlich erhöht. Eine derartige fail-safe-Ausführung der Abgasrückstromüberwachung kann beispielsweise in der Art aufgebaut sein, daß keine Kondensatoren verwendet sind und eventuelle Halbleiter bei Unterbrechung oder Kurzschluß das Störungssignal auslösen. Als Widerstände sind dann Wendelschichtwiderstände einzusetzen, die als kurzschlußfest gelten, so daß nur die Folgen einer Unterbrechung, nicht aber eines Kurzschlusses zu berücksichtigen sind. So kann die Abgasrückstromüberwachung im Ausgang ein Schaltglied zur Störungsmeldung und zur Stromversorgungsabschaltung aufweisen, das beim Normalbetrieb, bei dem die Abgasrückstromüberwachung nicht angesprochen hat, eingeschaltet ist. Dies hat den Vorteil, daß das Schaltglied auch dann ein Störungssignal abgibt, wenn beispielsweise die Stromversorgung der Abgasrückstromüberwachung ausfällt, die wegen der zur Glättung erforderlichen Kondensatoren, die eine gegenüber anderen Bauelementen unvermeidbar höhere Ausfallrate haben, keine so hohe Zuverlässigkeit erreicht.
Als Temperaturfühler kann beispielsweise ein Bimetallkontakt, ggf. in Reihe zu einem Widerstand, vorgesehen sein, der bei der Temperatur, bei der die Anordnung ansprechen soll, öffnet oder schließt und dadurch ein entsprechendes Signal abgibt. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist dagegen der Temperaturfühler der Abgasrückstromüberwachung als Widerstand mit hohem Temperaturkoeffizient ausgebildet und in einem Zweig einer Brückenschaltung angeordnet, deren Diagonalspannung an die beiden Eingänge eines Operationsverstärkers angelegt ist, und es ist das Schaltglied, bei dem es sich vorzugsweise um ein Relais handelt, im Ausgang des Operationsverstärkers angeordnet. Der Operationsverstärker gewährleistet aufgrund seiner Bauweise als integrierte Schaltung eine besonders hohe Betriebszuverlässigkeit.

Bei bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung ist eine den Strom in dem den Temperaturfühler umfassenden Brückenzweig überwachende Schaltgruppe vorgesehen, die bei Unterschreiten eines vorgegebenen Mindeststromes in diesem Brückenzweig das Schaltglied abschaltet. Damit ist auch die Brückenschaltung fail safe, weil bei Zunahme des Stromes in diesem Brükkenzweig über einen bestimmten Wert hinaus ein Störungssigna] erzeugt wird (wenn entweder der den Fühler bildende Heißleiter die entsprechende Temperatur erreicht hat oder irgendein Kurzschluß in diesem Zweig auftritt), und bei Unterschreiten des vorgegebenen Mindeststromes, beispielsweise bei Unterbrechung im Fühlerzweig, die Schaltgruppe das Schaltglied abschaltet und damit das Störungssignal hervorruft. Dabei ist in bevorzugter weiterer Ausgestaltung der Ausgang der Schaltgruppe zum Abschalten des Schaltgliedes mit einem der Eingänge des Operationsverstärkers verbunden. Dies hat den Vorteil, daß die Schaltgruppe nur eine sehr geringe Leistung aufbringen muß, da sie die Ver-Stärkungswirkung des Operationsverstärkers ausnutzen kann.

Die erfindungsgemäße Abgasrückstromüberwachung ist nicht auf die Verwendung mit Widerstands-Temperaturfühlern beschränkt. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist als Temperaturfühler anstelle des Widerstandes mit hohem Wärmekoeffizient ein temperaturabhängiger Schaltkontakt mit einem Serienwiderstand vorgesehen. Solange dieser Kontakt geschlossen ist, ist der Serienwiderstand in der Brücke wirksam, der so bemessen ist, daß er dem Widerstand des Widerstandsthermometers bei Normalzustand etwa gleich ist. Öffnet der Schaltkontakt bei Erreichen der eingestellten Temperatur, so spricht die Schaltgruppe in der zuvor beschriebenen Weise an und löst über das Abfallen des Schaltgliedes das Störsignal aus. Anstelle des bei steigender Temperatur öffnenden Schaltkontaktes und des Serienwiderstandes kann auch ein bei ansteigender Temperatur schließender Schaltkontakt mit einem Pa-

rallelwiderstand verwendet werden. Schließt bei Erreichen der Schalttemperatur der Schaltkontakt den Parallelwiderstand kurz, so hat dies dieselbe Wirkung wie die Widerstandsverminderung eines Heißleiter-Temperaturfühlers: Der Operationsverstärker erhält eine entsprechende Diagonalspannung von der Brücke und bewirkt das Abfallen des ihm nachgeschalteten Schaltgliedes und damit die Auslösung eines Störsignales.

Ein ganz besonderer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß es durch die Integration der Abgasrückstromüberwachung in die Schaltungsanordnung des Gasfeuerungsautomaten möglich wird, eine Anordnung zur selbsttätigen Funktionsüberprüfung auch der Abgasrückstromüberwachung vorzusehen, die mit dem Funktionsablauf des Gasfeuerungsautomaten derart gekoppelt ist, daß sie vor oder spätestens bei jedem Anlaufvorgang wirksam ist. Dadurch wird mit wenig Aufwand die Zuverlässigkeit und Betriebssicherheit der Feuerungsanlage erheblich erhöht.

Die Abgasrückstromüberwachung ist so ausgebildet, daß sie nach ihrem Ansprechen den Brenner für eine Zeit von zumindest drei Minuten abschaltet, worunter auch ggf. das Zurückschalten auf eine kleinere Leistung, z. B. durch Einschalten einer Drossel, verstanden werden soll. Dies bedeutet, da der Anlaufvorgang nur einige Sekunden dauert, daß die Funktionsüberprüfung, die ja zu einem Ansprechen der Abgasrückstromüberwachung führen muß, zumindest drei Minuten vor jedem Anlauf durchgeführt werden muß bzw. der Anlaufvorgang etwa drei Minuten verzögert erfolgen muß. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung enthält daher die Anordnung zur selbsttätigen Funktionsüberprüfung eine die durch das Zeitglied bestimmte Abschaltzeit der Abgasrückstromüberwachung vermindernde Einrichtung. Beispielsweise ist diese Zeit von drei Minuten vermindert auf etwa drei Sekunden, nämlich eine Zeit, die kürzer ist als die für den Anlaufvorgang benötigte Zeit bzw. kürzer als die durch den Ablauf der Zeitkonstante des Sicherheitszeitgliedes vorgegebene Zeit. Dadurch ist es in vorteilhafter Weise möglich, die Funktionsüberprüfung während des Anlaufvorganges, insbesondere während des Ablaufes der Zeitkonstante des Sicherheitszeitgliedes, durchzuführen. Dadurch ist nicht nur der Aufbau der gesamten Anordnung vereinfacht, es ist auch das zumindest unerwünschte Verzögern des Anlaufvorganges vermieden.

Die vorgegebene Absehalt- oder Pausenzeit, während der die Abgasrückstromüberwachung den Gasbrenner abgeschaltet hält, kann konstruktiv unterschiedlich verwirklicht sein. Beispielsweise kann hierzu ein Nockenzeitschaltwerk vorgesehen sein, das einen mit konstanter Geschwindigkeit laufenden Motor und eine von dem Motor angetriebene Nockenscheibe umfaßt, die entsprechend angeordnete Schaltkontakte betätigt. Der Aufwand für ein derartiges Zeitschaltwerk ist jedoch relativ groß und es müßte auch eine spezielle Anordnung verwendet werden, um die verkürzte Abschaltzeit für die Funktionsüberprüfung zu verwirklichen. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist daher das Zeitglied ein RC-GWed, und es umfaßt die Einrichtung zur Verminderung der Abschaltzeit einen dem Widerstand des /?C-Gliedes parallel schaltbaren Widerstand. Zeitkonstanten von etwa drei Minuten lassen sich noch gut reproduzierbar mit RC-Gliedern darstellen und es ist durch die Parallelschaltung eines Widerstandes mit sehr geringem Aufwand möglich, diese Zeitkonstante um einen beliebigen Faktor zu vermindern, beispielsweise um den Faktor 60 von drei Minuten auf drei Sekunden oder auch noch kürzere Werte.

Die Funktionsüberprüfung der Abgasrückstromüberwachung kann während des Anlaufvorganges zu beliebigen Zeiten durchgeführt werden. Beispielsweise kann sie während der Zündzeit, während der das Zündgerät in Betrieb ist, erfolgen. Bevorzugt ist vorgesehen, daß die Funktionsüberprüfung während des Ablaufes der Zeitkonstante des Sicherheitszeitgliedes erfolgt. Diese

ίο Zeitspanne ist größer als die Zeit, während der das Zündgerät in Betrieb ist und reicht stets aus, um die Funktionsüberprüfung bequem durchführen zu können. Dabei ist zu beachten, daß die Zeit für die Funktionsüberprüfung wesentlich kürzer sein kann als die zuvor angegebenen drei Sekunden, weil die kürzeste Zeit hierfür nicht viel größer ist als die Summe von Abfallzeit und Ansprechzeit des elektrischen Teiles der Abgasrückstromüberwachung, die im wesentlichen durch die Schaltzeiten eines als Schaltglied eingesetzten Relais bestimmt ist. Es ist daher möglich, die Funktionsüberprüfung während einer Zeitspanne von weit weniger als einer Sekunde durchzuführen.

Weitere Einzelheiten und Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles. In der Zeichnung ist das Schaltbild einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung für einen Gasfeuerungsautomat mit Abgasrückstromüberwachung dargestellt.

Eine Klemme 1 ist mit dem Mittelpunkt oder dem Nulleiter und eine Klemme 2 über einen Hauptschalter 3 mit Phase eines nicht näher dargestellten Netzanschlusses verbunden, über den die gesamte Anordnung mit Strom versorgt wird. Von der Klemme 2 ist eine Brücke 4 zu einer Klemme 5 gelegt an die ein Kontakt 6 eines im übrigen nicht dargestellten Thermostaten oder Temperaturreglers angeschlossen ist, der andererseits mit einer Klemme 7 verbunden ist. An die Brücke 4 schließt eine Leitung 8 an, die über eine Schutzbeschaltung zu einer UV-Diode 9 führt, die zwischen zwei Klemmen 10 und 11 geschaltet ist. Dabei ist die Klemme 11 über einen Widerstand 12 mit einer Minusleitung 13 verbunden, die an den Minuspol eines Brückengleichrichters 18 angeschlossen ist. Mit der Klemme U ist ferner ein Netzwerk aus drei Widerständen, einem Kondensator und einer Diode verbunden, an das zwei Transistoren 14 und 15 angeschlossen sind, die ein Flammenwächterrelais 16 steuern, dessen Wicklung eine Schutzdiode 17 parallel geschaltet ist. Von dem Flammenwächterrelais 16 führt eine Speiseleitung 19 zum Pluspol des Brückengleichrichters 18, dessen Ausgangsspannung durch einen Kondensator 20 geglättet und durch eine Zener-Diode 21 stabilisiert ist. Der Brückengleichrichter ist über einen Vorschaltkondensator 22 und einen dazu in Serie liegenden Schutzwiderstand 23 sowie eine Sicherung 24 mit einem Störentriegelungsschalter 25 verbunden.

Zwischen die Klemme 7 und eine mit der Klemme 1 verbundene Masseleitung 26 ist die Primärwicklung eines Transformators 27 geschaltet, dessen Sekundärwicklung einen Brückengleichrichter 28 speist, dessen Minuspol mit einer Minusschiene 29 verbunden ist und an dessen Pluspol eine Siebkette 30 aus zwei Widerständen und zwei Kondensatoren angeschlossen ist, an deren Ausgang eine Plusleitung 31 angeschlossen ist. Zwischen Plusleitung 31 und Minusschiene 29 ist zur Spannungsstabilisierung eine Zener-Diode 32 geschaltet. Zwischen die Plusleitung 31 und die Minusschiene 29 ist

ferner ein Brückenzweig 33 aus zwei Widerständen geschaltet, deren Verbindungsstelle mit einem Eingang 34 eines Operationsverstärkers 35 verbunden ist, dessen Speiseanschlüsse mit der Plusleitung 31 bzw. der Minusschiene 29 verbunden sind. An die Plusleitung 31 ist. ferner ein Potentiometer 36 angeschlossen, an dessen anderes Ende ein Schutzwiderstand 37 angeschlossen ist, der seinerseits die Verbindung zo einem weiteren Eingang 38 des Operationsverstärkers 35 herstellt. Außerdem ist mit dem anderen Ende des Potentiometers 36 über einen Ruhekontakt 39 eines Zündrelais 40 eine Klemme 41 angeschlossen. Eine weitere Klemme 42 ist mit der Minusschiene 29 verbunden. Zwischen die Klemme 41 und 42 ist ein Heißleiterwiderstand 43 geschaltet, der als Temperaturfühler dient.

Der Abgriff des Potentiometers 36 ist über eine Diode 43 mit dem Emitter eines Transistors 44 verbunden, dessen Basis an den Abgriff eines Spannungsteilers aus zwei Widerständen 45 und 46 angeschlossen ist, die zwischen die Plusleitung 31 und die Minusschiene 29 gelegt sind. Der Kollektor des Transistors 44 ist mit der Basis eines weiteren Transistors 47 verbunden, dessen Emitter mit der Minusschiene 29 und dessen Kollektor mit dem Eingang 38 des Operationsverstärkers 35 verbunden ist. Ein Rückführwiderstand 49 verbindet einen Ausgang 48 des Operationsverstärkers 35 hochohmig mit dem Eingang 38. Von dem Ausgang 48 ist über die Serienschaltung eines Widerstandes 50 und einer Diode 51 ein Transistor 52 gesteuert, dessen Basis mit der Kathode der Diode 51 verbunden ist und dessen Emitter mit der Minusschiene 29 verbunden ist, von der ein Basiswiderstand 53 zur Basis des Transistors 52 geführt ist. An dem Kollektor des Transistors 52 ist ein Abgasrelais 54 angeschlossen, dem eine Schutzdiode parallel geschaltet ist und das andererseits mit der Plusleitung 31 verbunden ist. Die Transistoren 52 und 57 sind npn-Transistoren, wogegen der Transistor 44 ein pnp-Transistor ist. Auch die Transistoren 14 und 15 sind npn-Transistoren.

Von der Klemme 7 führt ferner eine Leitung 55 zu einem Ruhekontakt 56 des Störentnegelungsschalters 25, an dessen anderen Anschluß ein Widerstand 57 angeschlossen ist. Vom anderen Ende des Widerstandes 57 führt eine Verbindung über eine Diode 58 zur Wicklung eines Hauptrelais 59. Der Wicklung des Hauptrelais 59 und ebenso der Serienschaltung aus der Wicklung des Hauptrelais 59 und der Diode 58 ist jeweils ein Schutzkondensator parallel geschaltet. Der der Diode 58 abgewandte Anschluß der Spule des Hauptrelais 59 ist über einen Arbeitskontakt 60 des Hauptrelais 59 mit der Masseleitung 26 verbunden. Dem Arbeitskontakt 60 ist ein weiterer Arbeitskontakt 61 eines Steuerrelais 62 parallel geschaltet.

Während die Stromversorgung des Hauptrelais 59 und der Abgasrückstromüberwachung über den Transformator 27 unmittelbar an die Klemme 7 angeschlossen ist, erfolgt die Stromversorgung aller übrigen Teile (mit Ausnahme einer Störungsanzeigelampe 63) über den Störentriegelungsschalter 25. In der Arbeitslage ist ein Ruhekontakt 64 des Störentnegelungsschalters 25 geschlossen. Der Ruhekontakt 64 ist über eine Leitung 65 mit der Klemme 7 verbunden, in der die Parallelschaltung eines Arbeitskontaktes 66 des Zündrelais 40 und eines Umschaltkontaktes 67 des Abgasrelais 54 angeordnet sind. Dabei liegt der Arbeitskontaktteil des Umschaltkontaktes 67 im Zuge der Leitung 65, wogegen an den Ruhekontaktteil des Umschaltkontaktes 67 eine Abgasrückstromanzeigelampe 68 angeschlossen ist, die andererseits mit der Masseleitung 26 verbunden ist. Der Störentriegelungsschalter 25 weist ferner einen Arbeitskontakt 69 auf, der zwischen die Brücke 4 und die Störungsanzeigelampe 63 geschaltet ist, die andererseits mit der Masseleitung 26 verbunden ist. Von dem Ruhekontakt 64 führt eine leitende Verbindung zu einem Bimetallkontakt 70 des Störentriegelungsschalters 25, der bei steigender Temperatur öffnet und dabei gleichzeitig eine mechanische Verriegelung löst, wodurch der Störentriegelungsschalter in die Stör- oder

ίο Aus-Stellung geht, in der der Ruhekontakt 64 und der Ruhekontakt 56 geöffnet und der Arbeitskontakt 69 geschlossen sind. Mit dem Bimetallkontakt 70 ist eine Heizwicklung 71 verbunden, an deren anderes Ende ein Vorwiderstand 72 angeschlossen ist. An den Vorwiderstand 72 schließt sich die Reihenschaltung eines Ruhekontaktes 73 des Flammenwächterrelais 16 und eines Ruhekontaktes 74 des Zündrelais 40 sowie eines Arbeitskontaktes 75 des Steuerrelais 62 an, der andererseits mit der Masseleitung 26 verbunden ist. Parallel zum Ruhekontakt 74 des Zündrelais 40 liegt die Reihenschaltung aus einem Ruhekontakt 76 des Abgasrelais 54, einer Diode 77 und eines Kondensators 78. Parallel zum Arbeitskontakt 75 liegt ein Widerstand 79. An die Verbindung zwischen Diode 77 und Kondensator 78 ist ein Vorwiderstand 80 angeschlossen, an dessen anderem Ende ein Ruhekontakt 81 des Zündrelais 40 anschließt, das andererseits mit einem Ende der Wicklung des Steuerrelais 62 verbunden ist. Das andere Wicklungsende des Steuerrelais 62 ist mit der Verbindung zwischen den Kontakten 74 und 75 verbunden. Der Wicklung des Steuerrelais 62 ist ein Kondensator 82 parallel geschaltet. Das Steuerrelais 62 ist mit einem weiteren Arbeitskontakt 83 versehen der einerseits mit der Sicherung 24 verbunden ist und an den andererseits die Reihenschaltung eines Vorwiderstandes 84 und eines Schutzkondensators 85 angeschlossen ist, der an die Masseleitung 26 geführt ist. An die Verbindung zwischen Vorwiderstand 84 und Schutzkondensator 85 ist eine Diode 86 mit ihrer Anode angeschlossen, deren Kathode mit der Verbindung zwischen Ruhekontakt 81 und Wicklung des Steuerrelais 62 verbunden ist.

Über den Arbeitskontakt 83 werden auch die von der Schaltungsanordnung gesteuerten Geräte mit Strom versorgt. Diese Geräte, nämlich ein Zündtransformator 87, ein Zündgasventil 88, ein Hauptgasventil 89 und ein Sicherheitsventil 90 sind sämtlich einseitig mit der Masseleitung 26 verbunden. Zündtransformator 87 und Zündgasventil 88 sind parallel geschaltet und über einen Arbeitskontakt 91 des Zündrelais 40 sowie einen Arbeitskontakt 92 des Hauptrelais 59 mit dem Arbeitskontakt 83 an der Seite verbunden, an der auch der Vorwiderstand 84 angeschlossen ist. An den Arbeitskontakt 92 ist ferner ein Arbeitskontakt 93 des Flammenwächterrelais 16 angeschlossen, an dem andererseits das Hauptgasventil 89 angeschlossen ist. Dagegen ist das Sicherheitsventil 90 unmittelbar mit dem Arbeitskontakt 92 verbunden.

Die Schaltungsanordnung umfaßt ferner eine Steuergruppe, die während einer vorgegebenen Sicherheitszeit den Zündtransformator 87 und das Zündgasventil 88 mit Strom versorgt. Wird während dieser Zeit von dem Flammenwächter keine Flamme gemeldet, dann schaltet die Anordnung ab. Mit dieser Schaltgruppe verbunden ist ferner die Zeitschaltung, die festlegt, nach welcher Zeit die Abgasrückstromüberwachung nach ihrem Ansprechen einen erneuten Anlaufvorgang zuläßt. Diese Zeitschaltgruppe umfaßt ein Zeitglied aus einem Zeitkondensator 94, einem Festwiderstand 95 und ei-

nem Einstellwiderstand 96. Der Zeitkondensator 94 ist einerseits über einen Schutzwiderstand 97 mit der Minusleitung 13 und andererseits über einen Ruhekontakt 98 des Steuerrelais 62 mit der Speiseleitung 19 verbunden. Die Verbindung zwischen Zeitkondensator 94 und Ruhekontakt 98 ist ferner über eine Leitung 99 an den Arbeitskontaktanschluß eines Umschaltkontaktes 100 des Steuerrelais 62 angeschlossen, dessen Ruhekontaktanschluß mit der Speiseleitung 19 verbunden ist, wogegen an dem gemeinsamen Kontaktteil die Serienschaltung der Widerstände 95 und 96 angeschlossen ist. An das dem Umschaltkontakt 100 abgewandte Ende der Reihenschaltung aus den Widerständen 95 und 96 ist die Basis eines Transistors 101 angeschlossen, mit dessen Kollektor die Wicklung des Zündrelais 40 verbunden ist, das andererseits an die Speiseleitung 19 angeschlossen ist; der Wicklung des Zündrelais 40 ist eine Schutzdiode 102 parallel geschaltet. Der Emitter des Transistors 101 ist über die Serienschaltung zweier Dioden 103 sowie einen dazu in Serie liegenden Widerstand 104 mit der Minusleitung 13 verbunden. Dem Widerstand 104 ist ferner eine Zener-Diode 105 parallel geschaltet. Außerdem ist ein Widerstand 105 zwischen die Speiseleitung 19 und den Emitter des Transistors 101 geschaltet. Mit der Basis des Transistors 101 ist ferner über einen Ruhekontakt 106 des Steuerrelais 62 der Kollektor eines Transistors 107 verbunden, der ebenso wie der Transistor 101 ein npn-Typ ist. Zwischen den Kollektor des Transistors 107 und die Minusleitung 13 ist ein Kondensator 108 geschaltet. Ein Schutzkondensator 109 ist zwischen die Basis des Transistors 107 und die Minusleitung 13 geschaltet. An die Verbindung zwischen dem Festwiderstand 95 und dem Umschaltkontakt 100 ist die Reihenschaltung eines Festwiderstandes 110 und eines Einstellwiderstandes 111 geschaltet, von deren anderem Ende eine Diode 112 zur Basis des Transistors 107 führt, an die sie mit ihrer Kathode angeschlossen ist. Zwischen die Anode der Diode 12 und die Minusleitung 13 ist ein Zeitkondensator 113 geschaltet. Parallel zu der Reihenschaltung aus den Widerständen 110 und 111 ist eine Reihenschaltung aus einem Widerstand 114 und einem Ruhekontakt 115 des Hauptrelais 59 vorgesehen. Der Widerstandswert des Widerstandes 114 ist sehr viel kleiner als derjenige der Reihenschaltung der Widerstände 110 und 111; bei geschlossenem Kontakt 115 bildet daher der Widerstand 114 zusammen mit dem Zeitkondensator 113 ein Zeitglied, wogegen bei geöffnetem Kontakt 115 die Widerstände 110 und 111 zusammen mit dem Zeitkondensator 113 ein Zeitglied bilden. Im ersteren Fall ist die Zeit vorzugsweise mit etwa drei Sekunden, im zweiten Fall mit etwa drei Minuten gewählt.

Nachfolgend wird der Funktionsablauf während eines Anlaufvorganges beschrieben. In der Zeichnung ist die Lage der Kontakte bei abgefallenen Relais und in Ruhestellung befindlichem Störentriegelungsschalter 25 dargestellt.

Bei geschlossenem Hauptschalter 3 erhält lediglich die UV-Diode 9 Spannung. Bei Schließen des Kontaktes 6 durch einen Temperaturregler erhält über den Transformator 27 die Abgasrückstromüberwachung Spannung und es zieht das Abgasrelais 54 an, weil der Widerstandswert des kalten Temperaturfühlers (Widerstand 43) relativ groß ist, so daß der Eingang 38 positiv ist gegenüber dem Eingang 34 des Operationsverstärkers 35. Die Transistoren 44 und 47 sind gesperrt, weil ein ausreichend großer Strom durch das Potentiometer 36 fließt. Das Abgasrelais 54 schaltet den Umschaltkontakt 67 um, wodurch über die Leitung 65, den Störentriegelungsschalter 25 und die Stromversorgung mit dem Brückengleichrichter 18 die Zeitschaltanordnung mit dem Zündrelais 40 und der Flammenwächterverstärker mit dem Flammenwächterrelais 16 Strom erhalten. Über den geschlossenen Ruhekontakt 98 des Steuerrelais 62 wird der Zeitkondensator 94 aufgeladen. Über den Kontakt 100 und die Widerstände 95 und 96 wird der Transistor 101 aufgesteuert, wodurch das Zündrelais 40 anzieht. Dadurch schließen die Kontakte 66 und 91 und es öffnen die Kontakte 39, 74 und 81. Durch das Schließen des Kontaktes 66 wird auch bei einem Abfallen des Abgasrelais 54 die Stromversorgung der an die Leitung 65 angeschlossenen Schaltungsteile aufrechterhalten. Durch das Öffnen des Kontaktes 39 wird der Störungsfall »Unterbrechung im Fühlerkreis« simuliert. Dadurch wird der Strom im Potentiometer 36 nahezu zu Null und es wird die Basis-Emitter-Spannung am Transistor 44 so groß, daß dieser aufsteuert und auch den Transistor 47 aufsteuert. Der Transistor 47 verschiebt dabei das Potential des Einganges 38 in Richtung auf die Minusschiene 29, so daß am Eingang 38 ein gegenüber dem Eingang 34 negatives Potential ansteht, wodurch der Operationsverstärker 35 den Transistor 52 sperrt und daraufhin das Abgasrelais 54 abfällt. Bei dadurch geschlossenem Kontakt 76 und gleichzeitig geöffnetem Kontakt 74 wird der Kondensator 78 entsprechend der Zeitkonstante aufgeladen, die durch seine Kapazität und den Widerstandswert des Widerstandes 79 vorgegeben ist; diese Zeitkonstante beträgt etwa eine Sekunde. Nach etwa zwei weiteren Sekunden ist der Zeitkondensator 113 über den Widerstand 114 so weit aufgeladen, daß er über die Diode 112 den Transistor 107 aufsteuert. Dadurch wird das Potential an der Basis des Transistors 101 so weit abgesenkt, daß der Transistor 101 sperrt und dadurch das Zündrelais 40 abfällt. Dadurch werden die Kontakte 39, 74 und 81 geschlossen und die Kontakte 91 und 66 geöffnet. Durch das Schließen des Kontaktes 39 werden die Transistoren 44 und 47 wieder gesperrt und durch den Operationsverstärker 35 der Transistor 52 aufgesteuert, wodurch das Abgasrelais 54 wieder anzieht. Die Überprüfung der Abgasrückstromüberwachung ist damit beendet. Durch Anziehen des Abgasrelais 54 wird die zuvor eingeschaltete Störungsanzeigelampe 68 ausgeschaltet und die Stromversorgung der Leitung 65 weiterhin aufrechterhalten. Durch das Schließen des Kontaktes 81 kann sich der aufgeladene Kondensator 78 über den Widerstand 80 und die Wicklung 62 entladen, wodurch das Steuerrelais 62 anzieht. Es schließt die Kontakte 61, 75 und 83 wodurch sich das Steuerrelais 62 selbst hält. Andererseits bewirkt es ein Anziehen des Hauptrelais 59, das sich außerdem über den Kontakt 60 selbst hält und das ferner noch den Kontakt 92 schließt und den Kontakt 115 öffnet. Das Steuerrelais 62 hat außerdem die Kontakte 98 und 106 geöffnet und den Kontakt 100 umgeschaltet. Durch das Schalten dieser drei Kontakte kann sich der Zeitkondensator 94 über die Widerstände 95 und 96 zur Basis des Transistors 101 hin entladen, der dadurch aufgesteuert wird, worauf das Zündrelais 40 wieder anzieht. Der Zeitkondensator 94 ist in der Lage, während einer Sicherheitszeit von fünf Sekunden das Zündrelais 40 in der angezogenen Lage zu halten. Durch das Anziehen des Zündrelais 40 wird der Kontakt 91 geschlossen und es erhalten, da inzwischen auch die Kontakte 83 und 92 geschlossen wurden, der Zündtransformator 87 und das Zündgasventil 88 Spannung, wodurch Zündgas zum Brenner strömt und von dem Zündtransformator gezündet wird. Bildet sich während der Sicherheitszeit, wäh-

rend der der Kondensator 94 den Transistor 101 geöffnet hält, keine Flamme aus, dann fällt das Zündrelais 40 wieder ab und öffnet den Kontakt 66. Die Stromversorgung des an die Leitung 65 angeschlossenen Schaltungsteiles bleibt jedoch aufrechterhalten, da durch Schließen des Kontaktes 39 das Abgasrelais 54 wieder anzieht und der Kontakt 67 umschaltet. In diesem Schaltzustand sind die Kontakte 73, 74 und 75 sämtlich geschlossen und es wird, begrenzt durch den Widerstand 72, die Heizwicklung 71 beheizt, worauf der Bimetallschalter 70 auslöst und die Ruhekontakte 64 und 56 öffnen, wodurch die Stromversorgung zu dem an den Störentriegelungsschalter 25 angeschlossenen Schaltungsteil unterbrochen wird. Gleichzeitig wird der Kontakt 69 geschlossen und damit die Störungsanzeigelampe 63 eingeschaltet. Nur durch manuelle Entriegelung und Rückführung des Störentriegelungsschalters in die dargestellte Position kann die Anlage erneut angefahren werden.

Bildet sich jedoch während der durch den Zeitkondensator 94 vorgegebenen Sicherheitszeit eine Flamme aus, dann werden die Transistoren 14 und 15 aufgesteuert und es zieht das Flammenwächterrelais 16 an. Dadurch schließt es den Kontakt 93, worauf das Hauptgasventil 89 öffnet. (Das dem Hauptgasventil 89 und dem Zündgasventil 88 vorgeschaltete Sicherheitsventil 90 hatte bereits nach dem ersten Anziehen des Hauptrelais 59 geöffnet.)

Tritt nun ein Abgasrückstrom auf, der den Widerstand 43 über die vorgegebene Temperatur hinaus erwärmt, so vermindert sich dessen Widerstand so weit, daß das Potential am Eingang 38 negativer wird als das am Eingang 34 des Operationsverstärkers 35. Dadurch fällt das Abgasrelais 54 ab und schaltet den Kontakt 67 in die dargestellte Stellung, in der die Abgasrückströmungsanzeigelampe 68 aufleuchtet. Dadurch wird die Stromversorgung für das Steuerrelais 62 unterbrochen, worauf dieses und ebenso das Flammenwächterrelais 16 abfällt. Lediglich das Hauptrelais 59 bleibt angezogen. Das Hauptgasventil 89 und das Sicherheitsventil 90 schließen, wodurch die Flamme erlischt. Hat sich der Widerstand 43 des Temperaturfühlers wieder bis unter die Ansprechtemperatur abgekühlt so zieht das Relais 54 wieder an und es wird über die Leitung 65 die nachgeschaltete Schaltungsanordnung wieder mit Strom versorgt. Der Zeitkondensator 94 wird aufgeladen und das Zündrelais 40 zieht an. Zündtransformator 87 und Zündgasventil 88 erhalten jedoch keinen Strom, weil das Steuerrelais 62 abgefallen und deshalb der Kontakt 83 geöffnet ist. Durch das Anziehen des Zündrelais wird zwar das Abgasrelais 54 abgeschaltet, doch wird durch den Kontakt 66 die Stromversorgung aufrechterhalten. Da der Kontakt 115 geöffnet ist, wird nunmehr erst nach der durch die Widerstände 110 und 111 sowie den Zeitkondensator 113 vorgegebenen Zeitspanne der Transistör 107 geöffnet, der das Abfallen des Zündrelais 40 bewirkt. Dies ist nach etwa drei Minuten der Fall. Der weitere Anlaufvorgang erfolgt wie zuvor beschrieben, wobei lediglich gegenüber zuvor die Zeitkonstante bis zum Abfallen des Zündrelais 40 nicht drei Sekunden (Widerstand 114), sondern etwa drei Minuten (Widerstände UO und 111) betrug. Es folgt anschließend das Wiederanziehen des Abgasrelais 54, das Einschalten des Steuerrelais 62, der Zündvorgang während der Sicherheitszeit (Kondensator 94) und schließlich der Normalbetrieb.

Eine erfindungsgemäß aufgebaute Schaltung kann zur Abgasrückstromüberwachung einschließlich der selbsttätigen Selbstüberwachung auch im Zusammenhang mit anders aufgebauten Gasfeuerungsautomaten Verwendung finden. Beispielsweise kann bei geringfügiger Schaltungsabänderung als Temperaturfühler auch ein Thermoelement verwendet werden, das sich ebenfalls auf Kurzschluß und Unterbrechung überwachen läßt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (11)

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung für einen mit einem Flammenwächter versehenen Gasfeuerungsautomat für gebläselose Gasbrenner, mit einem Sicherheitszeitglied, das bei fehlender Flamme nach Ablauf seiner Zeitkonstante die Stromversorgung für ein ein Brennstoffventil betätigendes Schaltglied unterbricht, und deren Flammenwächter bei vor Ablauf der Zeitkonstante des Zeitgliedes vorhandener Flamme das Brennstoffventil geöffnet hält, dadurch gekennzeichnet, daß in die Schaltungsanordnung eine Abgasrückstromüberwachung (33 bis 54) mit einem Temperaturfühler (43) integriert ist, die zeitverzögert anspricht und nach dem Ansprechen die Stromversorgung (65) für eine durch ein Zeitglied (110,11t, 113) bestimmte Zeit abschaltet.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abgasrückstromüberwachung (33 bis 54) im Ausgang ein Schaltglied (54) zur Störungsmeldung und zur Stromversorgungsabschaltung aufweist, das bei Normalbetrieb, bei dem die Abgasrückstromüberwachung nicht angesprochen hat, eingeschaltet ist.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Temperaturfühler (43) der Abgasrückstromüberwachung als Widerstand mit hohem Temperaturkoeffizient ausgebildet und in einem Zweig (36,43) einer Brückenschaltung (33,36,43) angeordnet ist, deren Diagonalspannung an die beiden Eingänge (34,38) eines Operationsverstärkers (35) angelegt ist, und das Schaltglied (54) im Ausgang (48) des Operationsverstärkers (35) angeordnet ist.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine den Strom in dem den Temperaturfühler (43) umfassenden Brückenzweig (36, 43) überwachende Schaltgruppe (44 bis 47) vorgesehen ist, die bei Unterschreiten eines vorgegebenen Mindeststromes in diesem Brückenzweig das Schaltglied (54) abschaltet.

5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang der Schaltgruppe zum Abschalten des Schaltgliedes mit einem der Eingänge (38) des Operationsverstärkers (35) verbunden ist.

6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltgruppe zwei Transistoren (44 und 47) aufweist, deren erster mit seinem Emitter an einem Abgriff des dem Temperaturfühler (43) in Serie geschalteten Brückenwiderstandes (36) und mit seiner Basis an einem der Brükke parallelen Festspannungsteiler (45, 46) angeschlossen ist, daß an seinem Kollektor die Basis des zweiten Transistors (47) angeschlossen ist, dessen Emitter mit dem fühlerseitigen Brückenende und dessen Kollektor mit dem Eingang (38) des Opterationsverstärkers (35) verbunden ist, der außerdem mil dem Abgriff des Fühlerbrückenzweiges verbunden ist. *

7. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Temperaturfühler anstelle des Widerstands mit hohem Temperaturkoeffizient ein temperaturabhängiger Schaltkontakt mit einem Serienwiderstand vorgesehen ist.

8. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Anordnung zur selbsttätigen Funktionsüberprüfung der Abgasrückstromüberwachung vorgesehen ist, die vor oder spätestens bei jedem Anlaufvorgang wirksam ist.

9. Schaltungsanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung zur selbsttätigen Funktionsüberprüfung eine die durch das Zeitglied (110,111,113) bestimmte Abschaltzeit vermindernde Einrichtung enthält.

10. Schaltungsanordnung nach Anspruch 9. dadurch gekennzeichnet, daß das Zeitglied (110, 111, 113) ein RC-Glied ist und die Einrichtung zur Verminderung der Abschaltzeit einen dem Widerstand (110, 111) des KC-Gliedes parallel schaltbaren Widerstand (114) umfaßt.

11. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Funktionsprüfung während des Ablaufes der Zeitkonstante des Sicherheitszeitgliedes (94,95,96) erfolgt.