DE2444455A1

DE2444455A1 - Steuersystem fuer einen brenner

Info

Publication number: DE2444455A1
Application number: DE19742444455
Authority: DE
Inventors: Jack Albert Bryant
Original assignee: Electronics Corp
Current assignee: Electronics Corp
Priority date: 1973-09-17
Filing date: 1974-09-17
Publication date: 1975-04-03
Also published as: GB1456466A; DE2444455B2; DE2444455C3; NL7412077A; NL186194C; FR2244136B1; FR2244136A1; NL186194B; CA1013451A; IT1024568B; BE819968A; US3954383A

Description

/ Dr.G/kr

Electronics Corporation of America, Cambridge,Mass,

V.St.A.

Steuersystem für einen Brenner

Die Erfindung bezieht sich auf ein Steuersystem für einen Brenner und insbesondere auf Einrichtungen, um die Arbeitsweise der Schaltungsbauteile in einer Steuerschaltung für das System zu überwachen.

Um sicherzustellen, daß ein Brenner nur unter sicheren Voraussetzungen arbeitet, sind Brennersysteme normalerweise mit Einrichtungen versehen, um den Zustand des Brenners an verschiedenen Stellen abzufühlen und um eine Gruppe von Zustands-Abfühlsignalen einer Steuer- bzw. Kontrollschaltung zuzuführen. Das Brennstoff-Einlaßventil des Brenners wird geöffnet, um Brennstoff nur dann in die Brennkammer einzulassen, wenn die Zustande -

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Abfühlsignale anzeigen, daß ein sicherer Betrieb gewährleistet ist.

Eine gefährliche Situation kann auftreten, wenn das Steuerbzw. Kontrollsystem nicht fehlerfrei arbeitet, wob\d. insbesondere dann ein Sicherheitsrisiko vorliegt, wenn das Steuersystem bei ausgehender Flamme des Brenners ausfällt und nicht wirksam wird. In diesem Falle sammelt sich Brennstoff in der Brennkammer an, wodurch die Möglichkeit einer Explosion geschaffen wird, wenn der Brenner von neuem gezündet wird. Die Überwachung und Überprüfung der richtigen Arbeitsweise der Steuerschaltung ist daher besonders wichtig, insbesondere für den Teil der Steuer- bzw. Kontrollschaltung, der ein Flammen-Uberwachungssignal verarbeitet. Auch dadurch, daß das Brennstoff-Einlaßventil nicht richtig auf die Signale von der Steuerschaltung anspricht, oder die Steuerung des

es Brennstoffeinlaßventxles ausfällt * kann/zu den gleichen Schwierigkeiten und Risiken kommen, die bei einem Ausfall der Steuerschaltung selbst auftreten. Wenn entweder die Steuerschaltung oder die Schaltung, die das Brennstoffeinlaßventil betätigt, ausfällt, so möchte man sicherstellen, daß dies in der Weise geschieht,daß sich dadurch in der Breiaikammer kein Brennstoff ansammelt.

In den vergangenen Jahren wurden für die Kontrolle und für die Steuerung des Brenners Festkörper-Verknüpfungsschaltungeii oder Rechner als wesentliche Teile der Steuerschaltung im Gegensatz zu den üblichexi Relais mit großer Kapazität verwendet. Obgleich die neuen Schaltungen kleiner ausgeführt und kostengünstiger hergestellt: werden können, weisen die Relais jedoch den Vorteil auf, daß die Art und Weise des Ausfalls oder des FehlVerhaltens vorhergesagt werden kanu, d.h. es ist vorhersagbar, ob bei Auftreten eines Ausfalles

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die Kontakte geschlossen oder offen sind. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn weitere Sicherheitsfaktoren vorgesehen bzw. eingebaut sind. Bei Festkorper-Schalt.ung.s-

festzustellen

einrichtungen ist es normalerweise jedoch unmöglich/, in welchem Zustand sich die Schaltungsanordnung beim Ausfall befindet, und ein zufriedenstellendes, sich selbst überprüfendes und überwach«-endes System muß daher bei jedem Schaltungszustand eines Schaltungsbauteils ansprechen, wenn ein Ausfall oder ein Fehlverhalten aaftritt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Steuersystem bzw. ein Kontrollsystem für einen Brenner zu schaffen, das die Nachteile bekaxinter Einrichtungen nicht aufweist und die Erfordernisse, die an eine derartige Schaltung gestellt werden, erfüllt.

Diese Aufgabe wird bei einem Steuersystem für einen Brenner mit einer steuerbaren Einrichtung erfindungsgemäß gelöst durch eine Abfühleinrichtung zum Abfühlen eines Zustandes in dem Brennersystem und zur Bereitstellung eines diesen Zustand anzeigendes Signales, wobei ein ausfallsicher.es, sich selbst überwachendes System zur Steuerung der steuerbaren Einrichtung vorgesehen ist,

durch eine Steuerschaltung mit einer Eingangsklemme für die Zustand-Signalverarbeitungsschaltung zur Verarbeitung des Zustand-Signales, eine Ausgangsklemme und einem zwischen der Eingangs- und Ausgangsklemme liegenden Festkörper-Verknüpfungsglied, wobei die Steuerschaltung in Abhängigkeit vom Zustandsignal an der Eingangsklemme ein Steuersignal an der Ausgangsklemme erzeugt, durch Einrichtungen zur wechselnden Umschaltung des Schaltzustandes des Verknüpfungsgliedes und zur Bereitstellung

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eines wechselnden Pegels des Steuersignals an der Ausgangsklemme in Abhängigkeit von einem bestimmten Zustand-Ahfühlsignal,

durch eine zwischen der Ausgangsklemme und dem Stellglied dser steuerbaren Einrichtung liegende Betätigungsschaltung, die nur bei Vorliegen eines wechselnden Steuersignalpegels an der Ausgangsklemme ein Betätigungssignal für die steuerbare Einrichtung liefert,

durch eine Vergleichsschaltung, die das Ausgangssignal der Zustandssignal-Verarbeitungsschaltung mit einem Signal vergleicht, das den Zustand der steuerbaren Einrichtung angibt,und

durch eine Einrichtung, die von der Vergleichsschaltung ausgelöst wird, um das Betätigungssignal für die steuerbare Einrichtung vorrangig zu überlagern, wenn die verglichenen Signale nicht zusammenpassen.

Die Erfindung schafft also ein Steuer-bzw. Kontrollsystem für einen Brenner, der ein Brennstoff-Einlaßventil und mehrere Abfühleinrichtungan aufweist, um die Zustände an verschiedenen Stellen in dem System abzufühlen und diese Zustände wiedergebende Signale bereitzustellen. Eine Steuerschaltung liefert in Abhängigkeit der Zustand-Abfühlsignale, die an dessen Eingangsklemme anliegen, ein Steuer-Ausgangssignal. Zwischen der Eingangsklemme und einer Ausgangsklemme der Steuerschaltung sind Festkörper-Verknüpfungsglieder geschaltet, die eine wechselnde Umschaltung des Schaltzustandes der Verknüpfungsglieder bewirken und dadurch in Abhängigkeit eines bestimmten Zustand-Abfühlsignals /der Ausgangsklemme einen wechselnden Pegel des Steuersignals hervorrufen. Die Einrichtungen

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zur wechselnden Umschaltung können Schaltungsteile enthalten, um ein Zustand-Abfühlsignal, insbesondere das Signal, das den Zustand der Brennerflamme angibt, in ein Impulsfolgesignal umzuwandeln, bevor dieses Signal an der Eingangsklemme einer Steuerschaltung auftritt. Ein Betätigungssignal für das Brennstoff-Einlaßventil wird nur dann an dex" Ausgangsklemme der Steuerschaltung eizzeugt, wenn an dieser Ausgangsklemme ein Steuersignal anliegt, das einen wechselnden Pegel aufweist. Das Signal an der Ausgangsklemme wird in einer Vergleichsschaltung mit dem Signal verglichen, das den Zustand des Brennstoffeinlaß-Ventiles wiedergibt, wobei die Vergleichsschaltung eine Einrichtung betätigt, um ein Betätigungssignal für das Brennstoff-Ein&laßventil vorrangig zu überlagern, im Falle daß die verglichenen Signale nicht zusammenpassen.

Bei bestimmten Ausführungsbeispielen ist ein Steuerschalter mit normalerweise geschlossenen Kontakten in dem Ventil-Auslösestromkreis enthalten, um das Brennstoff-Einlaßventil unabhängig vom Steuersignal oder dem Ausgangssignal der Vergleichsschaltung schliessen zu können.

Bei einem Ausführungsbeispiel der Steuerschaltung sind die Festkörper-Schaltungsbauteile , die erste und zweite Eingangsklemme aufweisen, mit einer Klemme am Ausging einer logischen Signalschaltung verbunden, wobei an den Festkörper-Bauteilen ein Impulsfolge-Ausgangssignal auftritt, wenn ein Impulsfolge-Signal an eine:* der Eingangsklemmen und ein Dauer-Gleichstromsignal an der anderen Klemme abliegt. Es sind Schaltungseinrichtungen vorgesehen, um ein Zustand-Abfühlsignal in ein Impulsfolgesignal umzusetzen, und das Impulsfolge-Signal an die zweite Eingangsklemme

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des Pestkörper-Schaltungsbauteils zu legen. Eine Betätigungsschaltung erzeugt ein Betätigungssignal nur dann, wenn ein Impulsfolge-Signal am Ausgang des Festkörper-Schaltüngsteils auftritt.

Bei dieser Ausführungsform wird das Brennstoff-Einlaßventil nur dann betätigt, wenn dem Postkörper-Schaltungsbauteil ein Signal sowohl von der Signal-Umsetzereinrichtung, als auch von der logischen Schaltung zugeführt wird. Dabei wird die Betätigung des Brennstoff-Einlaßventiles ausgeschlossen, wenn das Ausgangssignal der logischen Schaltung nicht mit dem Zustand-Abfühlsignal zusammenpasst, wobei die Impulsfolge von diesem Zustand-Abfühlsignal erhalten wird.

Bei einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden bestimmte Zustande -Abfühlsignale in. Impulsfolgeei^gnale umgesetzt und einer logischen Schaltung direkt zugefihrt, um den Schaltungszustand der darin enthaltenen Pestkörper-Schaltungsbauteile wechselnd umzuschalten. Wenn die wechselnd umgeschalteten Schaltungsbauteile richtig und fehlerfrei arbeiten, wird am Ausgang der logischen Schaltung ein Impulsfolgesignal zur Betätigung des Brennstoff-Einlaßventils erzeugt. Bei dieser Ausführungsform sind einige logische Schaltungsbauteile , die in den bekannten Steuer- und Kontroll-Einrichtungen verwendet werden, abgeändert, um in dem System, das mit Impulsfolgen arbeitet, verwendet werden zu können. Die logischen Inverterbauteile sind mit Ausgangs-Verzögerungsschaliungen versehen, damit während des Zeitraumes zwischen den aufeinanderfolgenden Impulsen die Erzeugung einer binären " Eins " verhindert wird. Schaltungsbauteile , beispiels-

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weise Flipflops mir Gleichstrom-Dauerausgangssignalen , die auch ein Impulsfolge-Eingangssignal aufweisen, sind insoweit abgeändert, daß durch Verwendung eines Ausgangsgliedes , das von dem Gleichstromsignal gestellt wird, ein Impulsfolge-Ausgangs signal bereitgestellt wird. Eine Impulsfolge-Signalquelle ist an den zweiten Eingang des Verknüpfungsgliedes angeschlossen, wobei das Ausgangssignal dieses Verknüpfungsgliedes ebenfalls eine Impulsfolge ist, wenn das Schaltungsbattteil gesetzt wird. Wenn ein Schaltungsbauteil in Abhängigkeit eines Gleichstrom-Dauereingangssignales arbeitet, ist eine Schaltung vorgesehen, die aus einem abgeänderten Inverter und einem zweiten Inverter besteht, um ein Impulsfolge-Eingangssignal in ein Gleichstromsignal umzusetzen.

Für die Vergleichsschaltung sind verschiedene Anordnungen möglich. Bei einer Schaltungsanordnung werden die Signale an der Ausgangsklemme der Steuerschaltung und an dem Brennstoff-Einlaßventil vor dem Vergleich in Dauer- Gleichstrom signale umgesetzt. Bei einer andere η Schaltungsanordnung wird nur das Signal, das den Zustand des Brennstoff-Einlaßventiles wiedergibt, in dieser Weise umgesetzt, wobei unter den normalen Betriebsbedingungen von der Vergleichsschaltung ein Impulsfolge-Ausgangssignal bereitgestellt wird. Die Vergleichsschaltung kann dadurch überwacht werden, daß eine zusätzliche Schaltung am Ausgang der Vergleichsschaltung vorgesehen ist, die nur dann das Betätigungssignal für das Brennstoff-Einlaßventil vorrangig überlagert, wenn am Ausgang der Vergleichsschaltung kein Impulsfolgesignal anliegt. Für die gesamte Steuerung bzw. Kontrolle mehrerer Ventile ist für jedes Ventil eine Vergleichsschaltung vorgesehen und die Ausgangssignale werden an ein Verknüpfungsglied geleitet. Die Einrichtung zur vorrangigen Überlagerung wird dtnn ausge-

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löst, wenn am Ausgang einer der hierfür vorgeadienen Betätigungsschaltungen ein Betätigungssignal auftritt. Das Verknüpfungsglied wird seinerseits hinsichtlich eines Ausfalls oder eines Fehlverhaliens überwacht, indem ein Impulsfolge-Eingangssignal erzeugt wird, und indem eine Schaltung vorgesehen ist, um die Einrichtung zur vorrangigen überlagerung nur dann auszulösen, wenn am Ausgang des Verknüpfungsgliedes nicht ein entsprechendes Impulsfolgesignal auftritt.

Bei der vorliegendem. Erfindung ist es auch möglich, bei der Umsetzung der verschiedenen Signale in Impulsfolgesignale einen Netzanschluß zu verwenden und zu diesem Zwecke ist eine Schaltung vorgesehen, die eine lichtemittierende Diode und Einrichtungen aufweist, die in Abhängigkeit vom Vorliegen des nicht umgesetzten Signals die Wechselstrom-Versorgungsquelle mit der lichtemittierenden Diode verbindet, um die lichtemittierende Diode periodisch anzuregen, Mit der lichtemittierenden Diode steht ein Fototransistor in optischer Verbindung,und ein monostabiler Multivibrator , der vom Ausgangssignal des Fototransistors ausgelöst wird, erzeugt einen Impuls, dessen Impulsdauer kürzer ist, als die Periode des Wechselstromsignals.

Durch die vorliegende Erfindung wird also ein neues und verbessertes Steuer-bzw. Kontrollsystem für einen Brenner geschalten, das sich selbst prüft und überwacht, und das bei Auftreten eines Fehlverhaltens oder eines Ausfalles einen sicheren Zustand der Brenneranordnung gewährleistet.

Die vorliegende Erfindung schafft insbesondere ein neues und verbessertes Steuer- bzw. Kontrollsystem für einen

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Brenner, das den Schaltungszustand der Pestkörper-Bauteile in dem System regelmässig umschaltet, um sicherzustellen, daß die ständig umgeschalteten Bauelemente nicht ausgefallen sind.

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen, neuen, und verbesserten Steuer- bzw. Kontrollsystems für einen Brenner besteht darin, daß die Steuerausgangssignale gegenüber bestimmten Zustand-Abfühl- Eingangssignalen in sicherer Weise überprüft werden können, um die Verträglichkeit dieser Signale zueinander sicherzustellen.

Die vorliegende Erfindung schafft weiterhin eine neue und verbesserte Einrichtung, um das Ansprechen eines Bronnstoff-Einlaßsignals auf ein angelegtes Steuersignal zu überprüfen und zu überwachen.

Durch die vorliegende Erfindung wird demnach ein Steuer- bzw. Kontrollsystem für einen oder mehrere Brenner geschaffen, bei dem die Signale, die die Zustände an verschiedenen Stelleu innerhalb des Systems angeben, in Form von Impulsfolgen an die Steuerschaltung gelangen, wodurch der Schaltungszustand der in dieser Schaltung enthaltenen Festkörper-Verknüpfungsglieder ständig umgeschaltet wird. Das System betätigt einen Schalter zum Öffnen eines Brennstoff-Einlaßventils nur dann, wenn der Signalpegel des Ausgangssignals der Steuerschaltung ständig wechselt, womit angezeigt wird, daß die Verknüpfungsglieder nicht ausgefallen sind. Die Vergleichsschaltung vergleicht das Ausgangssignal der Steuerschaltung mit einem Signal, das den Zustand des Brennstoff-Einlaßventi-ls angibt, um eine sichere, fehlerlose Betriebsweise des Brennstoff-Ventil schalters sicherzustellen.

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Die Erfindung, sowie weitere Merkmale , Vorteile und Ausgestaltungen werden anhand der Zeichnungen beispielsweise näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1 einen schematischen Schaltungsaufbau eines Steuer- bzw. Kontrollsystems für einen Brenner gemäß der vorliegenden Erfindung;

Figur 2 einen schematischen Schaltungsaufbau einer Impulsfolge -Gleichetrom-Signalumsetzerschaltung;

Figur 3 einen schematischeu Schaltungsaufbau der in Zusammenhang mit dieser Erfindung zur

Umsetzung eines Signals in ein Impulsfolgesignal verwendet wird;

Figur k eine schematische Gesamtdarstellung einer weiteren Ausführungsform eines Teiles der Erfindung;

Figur 5 einen schematischen Schaltungsaufbau einer weiteren Ausführungsform der Steuerschaltung für einen Brenner;

Figuren 6 und 7 schematische Schaltungsdarstellungen von Anordnungen, die bei der Ausführungsform gemäß Fig. k verwendet werden; und

Figur 8 ein Blockschaltbild eines Teils des Steuer- bzw. Kontrollsystem-s für einen Brenner, bei dem mehrere Brennstoff-Einlaßventile verwendet werden.

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In Fig. 1 ist eine Ausführungsform einer ausfallsicheren, betriebssicheren und selbstprüfenden Schaltung zur Steuerung der Arbeitsweise eines Brennstoff-Einlaß-Ventils 2 in einer Brenneranordnung dargestellt. Die Schaltung gemäß Fig. 1 weist drei wesentliche Teilschaltungen auf, die strichliniert umrandet sind, und zwar eine Steuerschaltung^, eine Betätigungsschaltung 6 für das Brennstoff-Einlaßventil, die in Abhängigkeit vom Ausgangssignal der Steuerschaltung k. arbeitet und eine Vergleichsschaltung 8 zur Überwachung der Betätigungsschaltung 6.

In bekannter Weise sind mehrere Zustands-Abfühleinrichtungen 10 über die gesamte Brenneranordnung hinweg verteilt angeordnet, um den Zustand veschiedener Anordiiungs-Teile , beispielsweise den Zustand der Brennstoff-Einlaßventile, des zu erhitzenden Stoffes oder der zu erhitzenden Umgebung und der Flamme in der Brennkammer abzufühlen. Von denAbfühleinrichtungen 10 werden entsprechende Signale , die den Zustand dieser Anordnungsteile wiedergeben, erzeugt und über mehrere Leitungen hinweg an die Eingangsklemmen ik gelegt, die mit der logischen Schaltung für den Brenner 12 in der Steuerschaltung k in Verbindung stehen. Der Einfachheit halber sind die verschiedenen Leitungen in der Zeichnung durch eine Leitung 13 verbunden und die den Leitungen jeweils zugeordneten Eingangsklemmen der logischen Schaltung sind in der Zeichnung durch die Klemme lk dargestellt. Die logische Schaltung 12 verarbeitet die Zustaiids-Abfühlsignale in üblicher Weise und erzeugt an der Ausgangsklemme 15 ein Steuersignal, das das Brennstoff-Einlaßventil 2 über die Schaltung .6 in Abhängigkeit davon betätigt, ob Wärme erzeugt werden soll, wenn die Zustands-Feststell-Signale anzeigen, daß die

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Betätigung des Brennstoff-Einlaßventiles 2 sicher durchgeführt werden kann.

Um sicherzustellen, daß die logische Schaltung 12 kein falsches Betätigungssignal erzeugt, wird das Ausgangssignal der logischen Schaltung 12 auf eine Vereinbarkeit mit einem Zustand Abfühl-Eingangssignal überprüft. Obgleich der Vergleich mit jeder Zusammensetzung von einem oder mehreren der Zustand-Abfühlsignale durchgeführt werden kann, wird bei der Einrichtung gemäß Fig. 1 nur eine Überprüfung mit dem Signal durchgeführt, das den Flammen-Zustand wiedergibt. Eine Gruppe normalerweise offener Flammen-Relaiskontakte l6, die von einem ( nicht dargestellten ) Flammen-Sensor gesteuert werden, werden geschlossen, wenn eine Flamme in der Brennkammer vorhanden ist. Die daxin geschlossenen Kontakte l6 legen dann eine Wechselstromquelle l8 ( vorzugsweise eine normale Netζspannungs-Leitung ) an die Eingangsklemme 19 eines Wechselstrom-Gleichstrom-Umsetzers 20, beispielsweise an eine Glühlampe und einen Fotowiderstand. Das Wechselspannungs-Signal wird darüberhinaus an die Eingangsklemme 21 einer Einrichtung 22 gelegt, die im weiteren noch im einzelnen beschrieben werden wird, um das Wechselspannungs-Signal in ein Impulsfolge-Signal umzusetzen. Das vom Umsetzer 20 erhaltene Gleichspannungs- Ausgangssignal wird der logischen Schaltung 12 über eine weitere Eii^ngsklemme 23 zugeführt , wobei das Ausgangssignal der logischen Schaltung an das Halbleiter-UND-Glied 2k gelangt. Das Ausgangssignal des Umsetzers 22 wird als zweites Eingangssignal dem UND-Glied 2k zugeführt.

Obgleich eine Gleichstrom-Quelle dazu verwendet wird, den Umsetzer 22 von einer Wechselstrom-Netzleitung her zubetreibeii, kommt es jedoch nicht darauf an, welche Versorgungs-

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quelle man benutzt, wenn nur das erhaltene Gleichstromsignal an die logische Schaltung 12 gelangt und dem UND-Glied 24 ein Impulsfolge-Signal zugeführt wird. Es liegt im Rahmen der Erfindung, auch andere Versorgungsquellen zu verwenden und dafür geeignete Umsetzereinrichtungen in der Steuerschaltung 4 vorzusehen.

Die Betätigungsschal'cung 6 für das Brennst off-Einlaßventil weist einen Impulsfolge-Gleichstrom-Signalumsetzer 26 , dessen Eingang mit dem UND-Glied 22 verbunden ist, und einen Schaltex', beispielsweise Zwi-eirichtungs-Thyristordiode (Triac) in der Stromzuführungs-Leitung für das Brennstoff-Einlaßventil 2 auf. Der Signalumsetzer 26, der im weiteren noch im einzelnen beschrieben werden wird, stellt in Abhängigkeit von einem Impulsfolge-Signal am Ausgang, des UND-Gliedes 24 ein Steuersignal für den Triac 28 an der Zuführung 29 bereit, um einen Erregerstromkreis zwischen dem Bi~ennstoff-Einlaßventil 2 und einer geeigneten Versorgungsquelle 30 über die Stromkreis-Unterbrecherkontakte 46 und einen normalerweise geschlossenen Brenner-Abschalter 32 zu schliesscu.

Die Vergleichsschaltung 8 weist bei dieser Ausführungsform eine Wechselstrom-Gleichstrom-Umsetzereinrichtung 34 auf,die mit dem Begrenzerschalter 36 verbunden ist, der seinerseits mit dem Brennstoff-Einlaßventil 2 in Verbindung steht, um ein am Begrenzerschalter 36 anliegendes Wechselstromsignal, das anzeigt, daß das Brennstoff-Einlaßventil 2 geöffnet ist, in ein Gleichstrom-Sigual umzusetzen. Das Ausgangssignal vom Wechselstrom-Gleichstrom-Umsetzer 34 und das Ausgangssignal von der logischen Schaltung für den Brenuer wird an die exklusive ODER-Schaltung 38 angelegt. Das exklusive ODER-Glied 38 ist über einen Inverter 40 mit einer Zeitverzögerungs-Einrichtung 42 vexfcunden und stellt an der Leitung 43 bei

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einem positiven Vergleich ein Vergleichssignal bereit, um den Stromkreis-unterbrecher 44 zu erregen und die Kontakte 46 im Erreger-Stromkreis für das Brennstoff-Einlaßventil 2 zu schließen. Der Zustand des Brennstoff-Einlaßventils wird dabei ständig überwacht und mit dem Signal verglichen, das von der Steuerschaltung 4 an die Betätigungsschaltung 6 für das Brennstoff-Einlaßventil gelangt. Der Brennstoff-Einlaß Ventil-Erregerstromkreis wird durch Öffnen der Stromkreis-Unterbrecherkontakte 46 unterbrochexi, wenn ein Vergleichs-Eingangssignal anzeigt, daß sich das Brennstoff-Einlaßventil 2 in einem geschlossenen Zustand befindet, und das andere Vergleichs-Eingangssignal einen offenen Zustand wiedergibt. Die Zeitverzögerung 42 ist dafür vorgesehen, die unterschiedliche Ansprechzeit des Brennstoff-Einlaßventils 2 und des Begrenzerschalters 36 auszugleichen.

Das UND-Glied 24 wird durch ein Betätigungs-Ausgangssignal von der logischen Schaltung 12 gesetzt, um ein Impulsfolge-Signal vom Signalunisetzer 22 zum Öffnen des Brennstoff-Einlaßventils 2 nur dann durchzulassen, wenn am Wechselstrom-Impuls-Folge-Signalumsetzers 22 ein Signal auftritt. Sollte die logische Schaltung 12 nicht darauf ansprechen, daß die Flamme ausgegangen ist, wird die Übertragung eines Betätigungssignals an das Brennstoff-Einlaßventil dadurch verhindert, daß die Flammexi-Relais-Kontakte l6 offen sind und daher kein Signal an den Signalumsetzer 22 gelangt, der seinerseits kein Impulcfolge-Signal mehr an das UND-Glied 24 gelangen läßt. Der Impulsfolge-Gleichstrom-Signalumsetzer 26 wird dadurch unwirksam, so daß der Triac 28 in den nichtleitenden Zustand übergeht und das Brennstoff-Einlaßventil 2 dadurch ' geschlossen wird. Ein Fehlverhalten oder ein Ausfall der logischen Schaltung 12 bei der Bereitstellung eines angeforderten Betätigungssignales sperrt in entsprechender Weise

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das UND-Glied 24 , so daß das Brennstoff-Einlaßventil 2 sicher geschlossen bleibt. Sollte das UND-Glied 24 seinerseits ausfallen, wodurch statt eines Impulsfolge-Signales entweder ein Glexchstromsignal oder überhaupt kein Signal bereitgestellt wird, wird der Impulsfolge-Gleichstrom-Umsetzer 26 nicht wirksam, so daß auch in diesem Falle der Triac 28 nichtleitend wird. Das Halbleiter-UND-Glied 2k kann über einen langen Zeitraum hinv/eg ohne Störungen und Ausfälle von einem Impulsfolge-Signal schnell umgepolt werden, so daß die Einrichtung einen sicheren Betriebszustand sicherstellt, wobei bei Auftreten eines Steuerschaltungs-Ausfalles das Brennstoff-Einlaßventil 2 geschlossen ist. Darüjerhinaus wird durch Anlegen einer Impulsfolge an das UND-Glied 2k der Zustand dieses Gliedes fortlaufend gewechselt, wenn am Signalumsetzer 22 ein Zustands-Abfühlsignal auftritt, so daß bei dieser Anordnung eine SeIbstüberprüfung hinzukommt. Sollte das Vergleichssignal an der Leitung 43 nicht auftreten, so werden die Kontakte 46 durch den Stromkreis -Unterbrecher kk geöffnet und auf diese Weise das Brennstoff-Einlaßventil 2 geschlossen. Darüberhinaus kann durch Betätigung des Brenner-Abschalters 32 ebenfalls das Brennstoff-Einlaßventil 2 geschlossen werden.

Eine Schaltung, die die Impulsfolge-Gleichstrom-Umsetzung des Signalumsetzers 26 durchführt, ist in Fig. 2 dargestellt und enthält einen Schalttransistor 48, dessen Basis mit dem Ausgang des UND-Gliedes 2k verbunden ist, ein Diodeupaar 50 und 52, das antiparallel mit dem Kollektor des Transistors 48 verbunden ist, sowie ein Energiespeichereinrichtungs-Paar, beispielsweise die Kondensatoren $k und 56, die zum wechselweisen Aufladen mit einer Spannungsquelle 58 verbunden sind,und über eine Last 60 entladen werden, da der Kollektor-Emifcterstromkreis des Transistors 48 in Abhängig-

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keit eines vom UND-Glied 24 gelieferten Impulsfolgesignales wechselseitig geschlossen und geöffnet wird. Die Last 60 besteht bei diesem besonderen Ausführungsbeispiel aus der Spule eines Relais , das die normalerweise offenen Kontakte 62 steuert. Die Kontakte liegen in der Leitung, über die ein Steuersignal an den Triac 28 gelangt. Die Relaisspule 60 wird nur dann erregt, wenn an der Basis des Transistors 48 ein Impulssignal auftritt, und der Transistor ständig abwechselnd leitend und nichtleitend ist; ändert sich das Signal an der Basis des Transistors nicht, so laden sich die Kondensatoren 54 und 56 stetig auf und es fließt kein Strom durch die Relaisspule 60.

In Fig. 3 ist eine geeignete Schaltungsanordnung für den Wechselstrom-Impulsfolge-Signalumsetzer 22 dargestellt, die vorteilhafterweise mit einer I2o-Volt-Netzspannung mit einer Frequenz von 60 Hz ( für die europäische Netzversorgung mit 50 Hz ) betrieben^ wird. Eine lichtemittierende Diode 64 steht in optischer Wechselwirkung mic einem Fototransistor 66 um eine elektrische Trennung und eine Spannungsumsetzung von der Wechselstromquelle 68 zu schaffen. Eine Diode 70 liegt der üchtemittierenden Diode 64 antiparallel und schützt die lichtemittierende Diode 64 während des entgegengesetzten Teils des Wechselstrom-Zyklus. Ein Widerstand 72 und eine Diode 74 liegen mit der lichtemittierenden Diode in Reihe und begrenzen deren Strom, und verringern die Belastung der Stromquelle dadurch, daß kein Strom durch die Diode 70 fließt. Die Schaltung mit der lichtemittierenden Diode enthält weiterhin eine Einrichtung, beispielsweise, ein Relais 76, das bei Vorliegen eines gegebenen Zustand-Abfühlsignals erregt wird und eine Gruppe normalerweise offener Kontakte 78 steuert, die zwischen der Wechselstromquelle 68 und der lichtemittierenden Diode 64 liegen.

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Ein monostabiler Multivibrator 80 ist mit dem Emitter-Kollektor-Ausgangskreis des Fototransistors 66 verbunden, um getriggert zu werden, wenn sich der Fototransistor im leitenden Zustand befindet. Die Dauer des Impulses, der an der Ausgangsklemme 82 des Multivibrators auftritt, ist durch die Dimensionierung einer RC-Schaltung festgelegt, die aus dein Widerstand 84 und dem Kondensator 86 besteht, und mit dem monostabilen Multivibrator 80 in Verbindung steht. Die Werte der RC-Bauteile sind so gewählt, daß der Multivibrator-Impuls kürzer ist als der Zeitraum, an dem an der Schaltung mit der lichtemittierenden Diode ein Wechselstromsignal anliegt, d.h., die Impulsdauer des Multivibrators ist kleiner als l6,7 Millisekunden für eine 60 Hz -Versorgungsquelle. Der Widerstandswert des Widerstandes 72 wird so festgelegt, daß der Fototransistor 66 bei einer Spannung zu leiten beginnt, die ausreichend unterhalb der nominellen 120 Volt-Spitze der Versorgungsquelle liegt, damit Netz-Spannungsschwankungeju. keine Auswirkungen zeigen. Diese Toleranz ist insbesondere bei Anwendungen, beispielsweise bei Stromerzeugungsbetrieben wichtig, bei denen große Spannungsschwankungen zu erwarten sind.

Wenn Relaiskontakte 78 bei Auftreten eines entsprechenden Zustand-Abfühlsignales geschlossen werxteni bei der Schaltung gemäß Fig. 1 wird ein Signal verwendet, das das Vorhandensein einer Flamme wiedergibt ), wird die lichtemittierende Diode 64 an die Versorgungsquelle 68 gelegt und erzeugt eine optische Strahlung, die den Fototransistor 66 in deji leitenden Zustand bringt und den monostabilen Multivibrator 80 triggert. Der an der Ausgangskiemme 82 des monostabilen Multivibrators auftretende Impuls iöt beendet, bevor der monostabile Multivibrator 80 während des nächstens Zyklus der Wechselstrom-Versorgungsquelle -68 wieder getriggert wird. An der Klemme 82 tritt daher ein periodisches Impulsfolge-Signal auf, dessen Periode gleich der Periode der Wechsel-

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stromquelle 68 ist. Die Impulsdauer kann durch entsprechende Auswahl des Widerstandes und des Kondensators 8b eingestellt werden, um während jeder Periode ein gewünschtes Tastverhältnis zu erzeugen.

In Fig. 4 ist eine weitere Ausführungsform der Betätigungsund Vergleichsschaltung für das Brennstoff-Einlaßventil dargestellt. Dieses Schaltungsbeispiel zeigt den weiteren Vorteil -einer Selbst-Überprüfmöglichkeit xn der Vergleichsschaltung, die mit dem Bezugszeichen 8¹ gekennzeichnet ist. Viele der Schaltungs-Bauteile entsprechen den Bauteilen gemäß Fig. 1 und diese Bauteile wurden mit den gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 1 versehen. Der Hauptunterschied zur Schaltung gemäß Fig. 1 besteht in dem zusätzlich verwendeten Impulsfolge-Gleichstrom-Signalumsetzer 88 zwischen der Verzögerungsschaltung 42 und den Stromkreis-Unterbrecher 44. Der Sigaalumsetzer 88 kann in der in Fig. 2 dargestellten Weise aufgebaut sein. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird ein Impulsfolgesignal vom Ausgang der Brennstoff-Einlaßventil-Schaltung 4 direkt an das exklusive ODER-Glied 38 gelegt, wenn das Brennstoff-Einlaßventil 2 betätigt werden soll, wobei das andere Eingangssignal für das exklusive ODER-Glied 38 ein ständig anliegendes Gleichstromsignal vom Wachselstrom-Gleichstrom-Signalumsetzer 34 ist, wexm das Brennstoff-Einlaßventil 2 betätigt wird. Unter diesen Voraussetzungen wird ein Impulsfolge-Signal an den Impulsfolge-Gleichstromsignal-Umsetzer 88 übertragen, der ein ständig anliegendes Gleichstrotasignal zur Erregung des Stromkreis-Unterbrechers 44 bereitstellt, wodurch die Unterbrecherkontakte 46 geschlossen gehalten werden, und dadurch der Erregerstromkreis für das Brennstoff-Einlaßventil 2 geschlossen ist. Der Stromkreisunterbrecher 44 öffnet die Kontakte 46 und setzt das Brennstoff-Einlaß-

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ventil 2 außer Strom, wenn der Umsetzer 88 kein Impulsfolge-Signal zugeführt bekommt. Dies kann entweder infolge einer NichtVereinbarkeit zwischen den beiden, der exklusiven ODER-Schaltung 38 zugeführten Signale, oder infolge eines Ausfalles der Vergleichsschaltung voi'liegen.

Bei einer weiteren Ausführungsform der in Fig. 5 gezeigten Steuerschaltung werden mehrere Zustand-Abfühlsignale in Impulsfolgesignale umgesetzt und der logischen Schaltung direkt zugeführt, um den Schaltzustand der in der Schaltung enthaltenen Halbleiter-Schaltbauteile durch ständiges An- und Abschalten wechselweise zu ändern. Eine Fehlfunktion der Schaltbauteile zeigt sich daran, daß die Steuerschaltung kein oder ein fehlerhaftes Impulsfolge-Ausgangssignal erzeugt. Die Steuerschaltung ist dem Prinzip nach in üblicher Weise aufgebaut, um mehrere Zustand-Abfühlsignale zu verarbeiten und entsprechende Ausgangssignale zu erzeugen, die so abgeändert sind, daß sie mit den Impulsfolge-Eingangssignalen kompatibel sind.

Die Zustand-Feststell-Eingangssignale sind in Fig. 5 wie folgt gekennzeichnet ι

90 FERTIG ZUM ZÜNDEN

92 FLAMME AN

9k ANFÄNGLICHER BRENNER-LUFTSTROM

96 ANFÄNGLICHER BRENNSTOFFDRUCK

98 BRENNSTOFFDRUCK -UNTERE GRENZE

100 BRENNSTOFFDRUCK -OBERE GRENZE

102 KESSEL BEREIT

104 KESSEL BRENNSTOFF AUSLÖSUNG

110 KLEINSTER LUFTSTROM

112 BRENNSTOFF EINLASSVENTIL GESCHLOSSEN

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ll'i BRENNSTOFFHAHN GESCHLOSSEN
116 STEUERHAHN GESCHLOSSEN
118 AUSLASS-LUFTSTROM

Von diesen Eingangssignalen treten jedoch nur die Signale 92 und 104 in Form von Impulsfolge-Signalen an der Steuerschaltung auf. Ein Einschalt-Druckknopf 120 ist dafür vorgesehen, die Steuerfolge auszulösen und liefert ein Steuersignal direkt an ein UND-Glied 122, das den Brenner-Zündübertrager steuert. Der Einschaltdruckknopf 120 liefert weiterhin ein Steuersignal über den Inverter 124 an das UND-Glied 126, dessen Ausgangssignal das Brenner-Brennstoff-Einlaßventil steuert. Der Einschalt-Druckknopf 120 steht weiterhin mit einem Eingan g des UND-Gliedes 128 in Verbindung, das ein Einschaltsignal durchläßt, wenn am anderen Eingang des UND-Gliedes 128 ein Signal auftritt, das anzeigt, daß das Brennersystem bereit zur Zündung ist. Das am Ausgang des UND-Gliedes 128 auftretende Signal wird über das ODER-Glied 130, das auch ein Signal 92 , welches das Vorhandensein einer Flamme in der Brennkammer kennzeichnet, an ein weiteres UND-Glied 132 legt. Das UND-Glied 132 läßt das Auslösesignal hindurch, wenn die Zustand-Abfühlsignale 9^, 96 , 98, 100 bzw. 102 anzeigen, daß sichere, betriebsbereite Zustände des anfänglichen Luftstromes im Brenner, des anfänglichen Brennstoffdruckes, der oberen und unteren Grenze für den Brennstoffdruck vorliegen und der Heizkessel bereit ist ( die Anzeigen für den anfänglichen Luftstrom und denBrennstoffdruck sind nicht mehr notwendig, nachdem der Brenner gezündet ist ). Von den Signalen 9k bis 102 ist nur das Signal 102 ( Kessel bereit zur Aufheizung ) eine Impulsfolge. Das Signal 108 tritt auf, wenn das Kesselbrennstoff-Auslösesignal 104 ( Kessel-Dampfdruck-Wasserpegel

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und Wasserbegrenzerschalter ), sowie das Signal 110 für den geringsten Luftstrom für den Brennerbetrieb sicher sind.

Ein weiteres UND-Glied 13^ erhält ein erstes Eingangssignal vom UND-Glied 132 und ein zweites Eingangssignal von der Leitung 92, an der das Flammen-Signal anliegt, das von dem Binär-Inverter 136 invertiert wird, zugeführt. Um vom Inverter 136 ein Null-Ausgangssignal zu bekommen, wenn am Eingang des Inverters 136 ein Impuls-Plarnmensignal anliegt, ist der Inverter 136 gemäß der in Fig. 6 dargestellten Schaltung aufgebaut, bei der ein Widerstand 138 und ein Kondensator l40 mit dem Ausgang einesv einfachen Inverters 1^2 verbunden sind,« um zu verhindern, daß während des Zeitraumes zwischen den Impulsen eines Eingangs-Impulsfolgesignales eine binäre " Eins " erzeugt wird. Entsprechende Inverterschaltungen treten auch an anderen Stellen der Schaltung gemäß Fig. 5 auf und sind durch einen Stern gekennzeichnet. Das Ausgangssignal des UND-Gliedes 13^ gelangt an die Flipflop-Schaltung 137 und setzt diese, wenn das Brennersystem bereit zum Zünden ist, jedoch noch keine Flamme in der Brennkammer vorhanden ist. Das UND-Glied 138 bekommt Eingangssignale vom Flipflop 137 und vom UND-Glied 132 zugeführt und setzt einen zweiten Flipflop l40 und liefert ein Steuersignal an das UND-Glied 1^2. Das Ausgangssignal des Flipflop l40 wird über das ODER-Glied lkk an den. anderen Eingang des UND-Gliedes l42 gelegt, das dadurch ein am Ausgang des UND-Gliedes 138 auftretenden Impulsfolge-Signal an die UND-Glieder 122, 126 und 126 durchläßt, die mit den Brennerventilen und den Einschaltwandlern in Verbindung stehen.

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Das Ausgangssignal des UND-Gliedes 132 gelangt über den Inverter l48 an den Flipflop 137 und setzt diesen zurück, wenn entweder der Einschaltdruckknopf 120 vor dem Auftreten der Flamme losgelassen wird, oder wenn die Flamme ausgeht. Ein weiterer Inverter 150 liegt zwischen dem Ausgang des UND-Gliedes 13β und dem Eingang des UND-Gliedes 132 , wobei der Ausgang des Flipflop l40 mit einem zweiten Eingang des UND-Gliedes 152 verbunden ist. Am Ausgang des UND-Gliedes 152 wird bei Ausgehen der Flamme ein Signal bereit gestellt, um einen Alarm , beispielsweise einen akustischen Schallgeber 15^ auszulösen. Der Flipflop ΐ4θ wird durch den Druckknopf 156 , der zum Auslösen eines Reinigungs-Zyklus dient, rückgesetzt, wobei der invertierte Ausgang des Flipflop l40 ebenfalls mit dem Eingang des ODER-Gliedes 15^ verbunden ist.

Dor untere Eingang des UND-Gliedes 126 ist mit dem Ausgang des ODER-Gliedes 158 verbunden, das als erstes Eingangssignal ein Signal ( 112 ), das einen geschlossenen Zustand des Haupt-Brennstoffeinlaß-Ventiles kennzeichnet und das von einem, Inverter 160 invertiert wird, und als ein zweites Eingangssignal ein Signal ( Il4 ) aufweist, das den geschlossenen Zustand eines von Hand zu bedienenden Brennstoffhähnes anzeigt. Das mit dem Steuerventil in Verbindung stehende UND-Glied l46 weist ein zweites Eingangssignal auf, das ein Zahn-Sekunden-Intervall schafft, nachdem das Haupt- Brennstoff-Einlaßventil geöffnet wurde, bevor das UND-Glied l46 gesperrt und dadurch das Steuerventil geschlossen wird. Diese Schaltung weist ein UND-Glied 162 auf, an dessen Eingängen das Signal ( 112 ) , welches den geschlossenen' Zustand des Brennstoff-Einlaßventiles wiedergibt, und ein Signal anliegt, das über die Leitung 102 von der Abfuhleinrxchtung 9^ zugeführt wird. Die Schaltung mit dem UND-Glied 162 weist

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weiterhin einen Flipflop l64, ein UND-Glied l66, dessen erster Eingang mit dem Ausgang des UND-Gliedes l62 und dessen zweiter Eingang mit dem invertierten Ausgang des Flipflop l40 verbunden ist, in einen Inverter l68, eine Zeitgeberschaltung 170 und einen Inverter 172 auf, der zwischen dem Flipflop l64 und das UND-Glied 1Λ6 in Reihe geschaltet ist. Der Eingang eines Inverters 17^ steht mit dem Ausgang des UND-Gliedes 172 in Verbindung und ist weiterhin mit dem Flipflop l64 verbunden, um diesen rückzusetzen und dadurch den Zeitzyklus der Zeitgeberschaltung 17O auszulösen, wenn das Haupt-Brennstoff-Einlaßventil geöffnet ist. Am Ende dieses Zeitzyklusses schließt sich das Steuerventil.

Mit Ausnahme der beiden Impulsfolge-Filter 176 und 178 ist die übrige Binär-Steuerschaltung in üblicher Weise aufgebaut und weist Eingänge für die Signale auf, die den Zustand des Steuerhah»nes ( II6 ) und des Luftstromes während der Säuberungs- bzw. Entlüftungsperiode ( II8 ) wiedergeben. Die beiden Impulsfolge-Filter 176 und 178 setzen die an den Ausgängen der UND-Glieder 180 bzw. 182 auftretenden Impulsfolgesignale in Gleichstrom-Signale um, die einen Zeitgeber-Schaltungspaar l84 und 186, das für den Säuberungszyklus verwendet wird, zugeführt werden. Eine geeignete Schaltung für die Impulsfolgefilter ist in Fig. 7 dargestellt, die einen Inverter 188, eine Ausgangs-RC-Schaltung zur Aufrechterhaltung einer binären ¹WuIl" , wenn ein Impulsfolgesignal an den inverter 188 gelangt ( dieser Schaltungsteil ist mit dem in Fig. 6 dargestellten Binär-Inverter identisch),

™- ■ ~~ aufweist- . _.,.,, sowie einen zweiten Inverter 19O / der ^ein Gleichstrom-» Ausgangssignal aufweist, wenn am Eingang des Inverters 188 ein Impulsfolge-Signal anliegt.

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- 2k -

Bei der ^usführungsform gemäß Fig. 5 wird jedes Halbleiter-Verknüpfungs-Bauteil , denen ein Impulsfolge-Signal zugeführt wird, ständig in seinem Schaltzustand umgeschaltet, indem es während jedes Zyklusses des Impulssignales an und abgeschaltet wird. Durch alle diese in geeigneter Weise wirkenden Bauteile werden den Impulsfolge-Gleichstrom-Signalumsetzern 192, 193 und 19^ Impulsfolgesignale zugeführt, wobei als Signalumsetzer 192, 193 und 19^ die zuvor in Zusammenhang mit Fig. 3 beschriebene Schaltung verwendet wird, um Steuersignale an den entsprechenden Ausgangsleitungen 1951 196 und 197 für die verschiedenen Brenner-Einrichtungen, beispielsweise für einen Zündtransformator, ein Steuer-Brennstoffventil und für das zuvor angedeutete Haupt-Brennstoff-Einlaßventil bereitzustellen. Wenn ein Schaltelement ausfällt oder nicht richtig arbeitet, wird an die Signalumsetzer 192, 193 und 15^ entweder ein ständiges Gleichstrom-Signal oder ein Null-Signal geleitet. In jedem Falle erzeugen diese Signalumsetzer kein Steuer-Ausgangssignal und der Brenner wird sicher außer Betrieb gesetzt.

Obgleich nur bestimmte, festgelegte Zustand-Abfühlsignale bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel in Form einer Impulsfolge vorliegen, können jedoch auch andere Gruppen von Zugtand-Äbfühlsignalen in dieser Form vorliegen und zwar in Abhängigkeit davon, ob für die Schaltungselemente der Steuerschaltung eine Selbstüberprüfung gswunscht wird. Obgleich es vorteilhaft ist, nur ein Eingangssignal für ein Schaltungselement in Impulsform bereitzustellen, kann auch mehr als ein Eingangssignal in der Impulsfolgeform

* vorliegen, wenn dies aus Wirtschaftlichkeitsgründen oder

beim Aufbau der Schaltung vorteilhaft ist. Dies kann durch-

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geführt werden, ohne daß dadurch die Vorteile der Selbstüberprüfung gemäß der vorliegenden Erfindung verloren gehen, solange nur die gepulsten Eingangssignale nicht so phasenverschoben sind, daß dadurch ein wirkungsvolles Impulsfolge-Ausgangssignal vom Schaltungselement nicht mehr vorliegt.

In Fig. 8 ist eine Vergleichsschaltung dargestellt, die so aufgebaut ist, daß sie zusammen mix einer Steuerschaltung , beispielsweise der anhand von Fig. 1 dargestellten Steuerschaltung verwendet werden kann, bei der die Impulsfolgesignale zur Steuerung mehrerer Brennereinrichtungen verwendet werden. Die exklusiven ODER-Glieder 198, 200 und 202 weisen erste Eingangsleitungexi 2o4, 2o6 und 2o8, a^i denen Steuersignale für Steuer-Gas-bzw. Ölventile anliegen, sowie zweite Eingangssignale 210, 212 und 2l4 auf, au denen Signale anliegen, die den Zustand der gesteuerten Brennereinrichtungen ^kennzeichnen. Zwei Eingangssignale werden von jeder exklusiven ODER-Inverterschaltung verglichen, die Signale bereitstellt, um eine Einrichtung auszulösen, um ein Steuersignal für eine Brennereinrichtung zu übersteuern, wenn die verglichenen Signale nicht übereinstimmen. Unter diesem Gesichtspunkt führt jedes exklusive ODER-Glied die gleiche Funktion aus,wie wenn nur ein Brennstoff-Einlaßventil gesteuert werden soll.

Die Ausgangssignale der exklusiven ODER-Glieder werden an das UND-Glied 2l6 gelegt. Im UND-Glied 2l6 sind auf-einanderfolgend eine Zeic-Verzögerungsschaltung 2l8, ein Impulsfolge-Gleichstrom-Signalumsetzer 220, und ein Stromkreisunterbrecher 222 mit normalerweise offenen Kontakten 224 nachgeschaltet, wobei die Kontakte 224 das Schließen eines Stromkreises zwischen den Brennereinrichtungen und einer Versorgungsquelle 226 zur Betätigung der Einrichtungen steuern. Die

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Impulsfolge-Signalquelle 128 liegt an einem -weiteren Eingang des UND-Gliedes 2l6. Das letztgenannte Signal ist dafür notwendig, daß am Ausgang des UND-Gliedes 216 ein Impulsfolge-Aus gangs signal auftritt. Durch diese Schaltung wird die Betätigung aller gesteuerten Brennereinrichtungen bei Vorliegen einer NichtVerträglichkeit zwischen den Befehlsund den Zustandssignalen ausgesetzt.

Obgleich eine bestimmte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt und beschrieben wurde, sind dem Fachmann Abänderungsmöglichkeiten und Modifikationen möglich. Die vorliegende Erfindung ist daher nicht auf das beschriebene Ausführungsbeispiel oder auf Teile dieses Ausführungsbeispiels beschränkt und es können Abänderungen und Weiterbildungen vorgenommen werden, ohne daß dadurch der Rahmen und der Gedanke der Erfindung überschritten werden würde.

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Claims

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Patentansprüche

Steuersystem für einen Brenner mit einer steuerbaren Einrichtung ( z.B. mit einem Brennstoff-Einlaßventil) , gekennzeichnet durch eine Abfühleinrichtung ( 10 ) zum Abühlen eines Zustandes in dem Brennersystem und zur Bereitstellung eines diesen Zustand anziegendes Signales, wobei ein ausfallsicheres , sich selbst überwachendes System zur Steuerung der steuerbaren Einrichtung ( 2 ) vorgesehen ist,

durch eine Steuerschaltung ( 4 ) mit einer Eingangsklemme für die Zustand-Signalverarbeitungsschaltung zur Verarbeitung des Zustand-Signales, einer Ausgangsklemme und einem zwischen der Eingangs- und Ausgangsklemme liegenden Festkörper-Verknüpfungsglied ( 2k ), wobei die Steuerschaltung ( k ) in Abhängigkeit vom Zustandsignal an der Eingangsklemme ein Steuersignal an der Ausgangsklemme erzeugt, durch Einrichtungen ( l6, 22 ) zur wechselnden Umschaltung des Schaltzustandes des Verknüpfungsgliedes ( 2k ) und zur Bereitstellung eines wechselnden Pegels des Steuersignale an der Ausgangsklemme in Abhängigkeit von einem bestimmten Zustand-Abfühlsignal,

durch eine zwischen der Ausgangsklemme und dem Stellglied der steuerbaren Einrichtung (2 ) liegende Betätigungsschaltung ( 6 ) , die nur bei Vorliegen eines wechselnden Steuersignalpegels an der Ausgangsklemme ein Betätigungssignal für die steuerbare Einrichtung ( 2 ) liefert, durch eine Vergleichsschaltung ( 8 )_t die das Ausgangssignal der Zustandssignal-Verarbeitungsschaltung'mit einem Signal vergleicht, das den Zustand der steuerbaren Einrichtung ( 2 ) angibt, und

durch eine Einrichtung ( kk ), die von der Vergleichsschaltung ( 8 ) ausgelöst wird, um das Betätigungssignal für die steuerbare Einrichtung ( 2 ) vorrangig zu über -

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lagern, wenn die verglichenen Signale nicht zusammenpassen.

2. Steuersystem für einen Brenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein direkt zu betätigender Schalter ( 32 ) mix normalerweise geschlossenen Kontakten in Reihe mit dem Stellglied für die steuerbare Einrichtung ( .2 ) geschaltet ist, um die steuerbare Einrichtung ( 2 ) zu schliessen, wenn die Kontakte geöffnet sind.

3. Steuersystem für einen Brenner nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen ( l6, 22 ) zur wechselnden Umschaltung des Verknüpfungs-Glied-Schaltzustandes Einrichtungen ( 22 ) aufweist, um ein Zustand-Abfühlsignal in ein Impulsfdgesignal umzusetzen, bevor es an eine Eingangsklemme der Steuerschaltung ("4 ) gelangt.

4. Steuersystem für einen Brenner nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Signalumsetzereinrichtung ( 22 ) ein Signal umsetzt, das den Zustand der Brennerflamme wiedergibt.

5. Steuersystem für einen Brenner nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Umsetzereinrichtung ( 22 ) eine Gleichstrom-Signalquelle ( 68 ), eine lichtemittierende Diode ( 64 ) , eine Einrichtung ( 78 ) , die bei Vorliegen des Zustand-Abfühlsignales die lichtemittierende Diode ( 64 ) zur periodischen Erregung mit der Wechselstromsignalquelle ( 68 ) verbindet, einen mit der lichtemittierenden Diode (64 ) optisch zusammenwirkenden Fototransistor ( 66 ), sowie einen monostabilen Multivibrator ( 80 ) aufweist, der

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vom Ausgangssignal des Fototransistors ( 66 ) periodisch ausgelöst wird, um ein Impulsfolgesignal zu erzeugen.

Steuersystem für einen Brenner nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5j dadurch gekennzeichnet, daß die Vergleichsschaltung ( 8 ) eine Einrichtung ( 34 ) aufweist, um ein Signal, das den Zustand der steuerbaren Einrichtung ( 2 ) wiedergibt, in ein Dauer-Gleichslibmsignal umzusetzen, und um dieses umgesetzte Signal mit dem Signal, das an der Ausgangsklemme ( 15 ) ^sr Steuerschaltung ( 4 ) auftritt , zu vergleichen, um die Übereinstimmung dieser Signale festzustellen.

7· Steuersystem für einen Brenner nach wenigstens einem Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Vergleichsschaltung ( 8 ) ein Impulsfolge-Ausgangssignal bereitstellt, wexin die verglichenen Signale mit einem Betätigungszustand für die steuerbare Einrichtung ( 2 ) zusammenpassen, wobei die Vergleichsschaltung ( 8 ) eine auf das Impulsfolge-Signal ansprechende Einrichtung ( 88 ) aufweist, dessen Eingang mit dem Ausgang der Vergleichsschaltung ( 8 ) und dessen¹ Ausgang mit der Ein richtung ( 24 ) zur vorrangigen überlagerung verbunden ist, und die letztgenannte Einrichtung ( 44 ) während der Zeit, an der kein Impulsfolgesignal am Eingang anliegt, von der Einrichtung ( 88 ) , die auf die Impulsfolge anspricht, ausgelöst wird.

8. Steuersystem für einen Brenner nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7» dadurch gekennzeichnet, daß weiterhin ein direkt zu betätigender Schalter ( 32 ) mit normalerweise geschlossenen Kontakten in Reihe mit dem Stellglied für die steuerbare Einrichtung ( 2) verbunden ist,

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um die steuerbare Einrichtung ( 2 ) zu schließen, wenn die Kontakte offen sind.

Steuersystem für einen Brenner mit einer steuerbaren Einrichtung ( 2 ) , gekennzeichnet durch mehrere Abfühleinrichtungen ( 10 ) zum Abfühlen des Zustandes an verschiedenen Stellen des Systems und zum Auslösen der Signale, die diese Zustände angeben, wobei ein ausfallsicheres, sich selbst überwachendes System zur Steuerung der steuerbaren Einrichtung ( 2 ) vorgesehen ist, durch eine logische Steuerschaltung ( 12 ), die Zustandabfühlsignale zugeführt erhält und in Abhängigkeit der Zustand - Abfühlsignale ein Steuer-Ausgangssignal bereitstellt ,

durch ein Festkörper-Verknüpfungsglied ( 24 ) mit einer Ausgangsklemme und einer ersten und zweiten Eingangsklemme , wobei die erste Eingangsklemme mit dem Ausgang ( 15 ) der logischen Steuerschaltung ( 12 ) verbunden, ist, und wobei am Ausgang des Festkörper-Verknüpfungsgliedes ( 24 ) ein Impulsfolgesignal auftritt, wenn an der einen Eingangskletnme des Festkörper-Verknüpfungsgliedes ( 24 ) ein Impulsfolgesignal und an der anderen Eingangsklemme des Verknüpfungsgliedes ( 24 ) ein Dauer-Gleichstromsignal anliegt,

durch eine Einrichtung ( 22 ) zum Umsetzen eines Zustand-Abfühlsignales in ein Impulsfolgesignal, wobei diese Umsetzereinrichtung ( 22 ) das Impulsfolgesignal an die zweite Eingangsklemme des Festkörper - Verknüpfungsgliedes ( 24 ) legt, und

durch eine Sehaltungseinrichtung ( 6 ), die zwischen der Ausgangsklemme des Festkörper-Verknüpfungsgliedes ( 24 ) und der steuerbaren Einrichtung ( 2 ) liegt und die nur dann ein Betätigungssignal für die steuerbare Einrichtung ( 2 ) bereitstellt, wenn an der Ausgangsklemme des Fest- ,

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körper-Veknüpfungsgliedes ( 24 ) ein Impulsfolge-Signal auftritt.

10. Steuersystem für einen Brenner nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß die Signalumsetzereinrichtung ( 22) ein Signal umsetzt, das den Zustand der Brennerflamme angibt.

11. Steuersystem für einen Brenner mit einer steuerbaren Einrichtung, gekennzeichnet durch mehrere Abfühleinrichtungen ( 10 ) zum Ab-fühlen des Zustandes an verschiedenen Stellen des Systems und zur Bereitstellung von Signalen, die diese Zustände angeben, wobei ein ausfallsicheres, sich selbst Überwacheendes System zur Steuerung der.steuerbaren Einrichtung ( 2 ) vorgesehen ist«

durch eine Steuerschaltung mit mehreren miteinander in Verbindung stehenden Pestkörper-Verknüpfungsgliedern, wobei bestimmte Verknüpfungsglieder Zustandabfühlsignale zugeführt erhalten, und die logische Steuerschaltung ein Impulsfolge-Steuerausgangssignal in Abhängigkeit einer bestimmten Gruppe von Zustandssignalen , die an den bestimmten Verknüpfungsgliedern anliegen, er>zeugt , wenn die bestimmten Zustandesignale in Form von Impulsfolgen vorliegen,

durch Einrichtungen, die mit den Abfühleinrichtungen in Verbindung stehen, um die bestimmten Zustandssignale in Impulsfolgesignale umzusetzen, und durch eine Schaltungseinrichtung ( 6 ), die zwischen dem Ausgang der logischen Steuerschaltung und dem Stellglied für die steuerbare Einrichtung ( 2 ) liegt, und die ein Auslösesignal für die steuerbare Einrichtung ( 2 ) nur dann bereitstellt, trenn am Ausgang der logischen Schaltung ein Impulsfolgesignal auftritt.

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12. Steuersystem für einen Brenner nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Festkörper-Verknüpfungsgliedex" miteinander in Verbindung stehen, um die Impulsfolgesignale an die Verknüpfungsglieder weiterzuleiten, die den bestimmten Verknüpfungsgliedern in der logischen Folge der logischen Steuerschaltung nachgeschaltet sind, wenn die bestimmten Impulsfolge-Zustandabfühlsignale an den bestimmten Verknüpfungsgliedern anliegen, wodurch von der logischen Steuerschaltung ein Impulsfolge-Ausgangssignal bereitgestellt wird, um die steuerbare Einrichtung ( 2 ) nur dann zu betätigen, wenn die Verknüpfungsglieder , an die die Impulsfolgesignale angelegt werden, in Betrieb sind.

13· Brennersystem nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die logische Steuerschaltung im Signalweg der Impulsfolgesignale logisch© Umsetzerglieder ( 136, 138 , 150, 17^t ) aufweist, die jeweils eine Ausgangs-Verzögerung s schaltung enthalten, um während des Zeitraums zwischen den aufeinanderfolgenden Impulsen eines Impulsfolgesignales die Erzeugung einer binären " Eins " zu verhindern.

1^. Brenner sy st engt nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekenn zeichnet, daß die logische Steuerschaltung wenigstens ein bistabiles Schaltungsglied ( l40 ) aufweist, um bei einem der Schaltungszustände des bistabilen Schaltungsgliedes ( ikO ) ein Dauer-Gleichstrom-Ausgangssignal zu erzeugen, das den Festkörper-Verknüpfungsgliedern ( 122 ,126, l46, ) zugeführt wird, und daß die logische Steuerschaltung weiterhin ein Verknüpfungsglied ( l42 ) mit einem mit dem bistabilen Schaltungsglied ( l4o ) in Verbindung stehenden Stelleingang,

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und eine Impulsfolge-Signalquelle ( 138 ), die an das Verknüpfungsglied ( l42 ) ein zweites Eingangssignal liegt, aufweist, wobei der Ausgang des Verknüpfungsgliedes ( l42 ) für die Steuerung mit den Festkörper-Verknüpfungsgliedern ( 122 , 126, l46 ) in Verbindung steht.

15. Brennersystem nach wenigstens einem der Ansprüche

12 bis Ik, dadurch gekennzeichnet, daß das bistabile Schaltungselement ( l4o ) in Abhängigkeit von einem Dauer-Gleichstromeingangssignal arbeitet und sich innerhalb der logischen Steuerschaltung in einem Impulsfolge-Signalweg befindet, und dass weiterhin eine Schaltung ( 136 ) in dem Impulsfolge-Signalweg enthalten ist, um ein Impulsfolge-Signal in ein Dauer-Gleichstromsignal umzusetzen, bevor das Signal an den Eingang des bistabilen Schaltungselementes ( l40 ) gelangt.

16. Brennersystem nach wenigstens einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalumsetzerschaltung ( 136 ) aus einer Reihenschaltung einer ersten Inverterschaltung, einer Verzögerungsschaltung, die während des Zeitraumes zwischen den an der ersten Inverterschaltung auftretenden aufeinanderfolgenden Impulsen eines Imp-^ulsfolgesignales die Erzeugung einer binären " Eins " verhindert, so wie aus einerzweiten Umsetzerschaltung besteht, deren Ausgang mit dem Eingang der bistabilen Schaltung ( l40 ) verbunden ist.

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17· Brennersystem nach wenigstens einem der Ansprüche 11 bis l6, dadurch gekennzeichnet, daß ein direkt betätigbärer Schalter ( 32 ) mit normalerweise geschlossenen Kontakten vorgesehen ist, die mit dem Stellglied für die steuerbare Einrichtung ( 2 ) in Reihe geschaltet sind, um die steuerbare Einrichtung ( 2 ) abzuschalten, wenn die Kontakte geöffnet sind.

l8. Brennersystem nach wenigstens einem der Ansprüche 11 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die bestimmten Zustandabfühlsignale den Zustand der Brennerflamme bzw. den Zustand des Mediums wiedergeben, auf das die Flamme angewandt wird.

19« Steuersystem für einen Brenner , gekennzeichnet durch ein Brennstoff-Einlaßventil ( 2 ), ein Stellglied für das Brennstoff- Einlaßventil ( 2 ) , eine Schaltereinrichtung ( 28 ) , die einen Stromweg vom Betätigungsglied zum Brennstoff-Einlaßventil ( 2 ) schließt,durch eine Steuerschaltung, die ein Impulsfolgesignal bereitstellt, um die Schaltereinrichtung ( 28 ) in Abhängigkeit mit der Zuständen an den verschiedenen Stellen des Systems bestätigt,

durch Einrichtungen ( 44 ), um ein Betatigungssignal für das Brennstoff- Einlaßventil ( 2 ) vorrangig zu überlagern,

durch eine Betätigungsschaltung ( 8 ) für die Einrichtung ( 44 ) zur vorrangigen Überlagerung, wobei die Betätigungsschaltung ( 8 ) Einrichtungen ( 38 ) aufweist, um ein Impulsfolgesignal abzufühlen, das von der Steuerschaltung bereitgestellt wird, und durch ein das Brennstoff-Einlaßventil ( 2 ) betätigendes Signal, wobei die Betätigungsschaltung ein Betätigungs-

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signal für die Einrichtung ( kk ) zur vorrangigen Überlagerung nur dann bereitstellt, -wenn eines der abgefühlten Signale vorhanden ist.

20. Steuersystem für einen Brenner nach Anspruch 19*i dadurch gekennzeichnet, daß weiterhin ein direkt zu betätigender Schalter ( 32 ) mit normalerweise geschlossenen Kontakten in Reihe mit dem Stellglied für das Brennstoff-Einlaßventil ( 2 ) liegt, um das Brennstoff-Einlaßventil ( 2 ) zu schliessen, wenn die Kontakte offen sind.

21. Steuersystem für einen Brenner nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, daß dieses Steuersystem für mehrere Ventile verwendet wird, wobei jedes der Ventile eine zugeordnete Steuerschaltung und eine die Schaltung beiätigende Einrichtung für die vorrangige überlagerung aufweist ., und die Einrichtungen zur vorrahgigeu Überlagerung das Betätigungssignal für jedes Ventil vorrangig überlagert, wenn an den Einrichtungen für die vorrangige überlagerung kein Impulsfolgesignal auftritt, und daß weiterhin ein zwischen die Einrichtungen für die vorrangige Überlagerung und die Betätigungsschaltungen geschaltetes Verknüpfungsglied , sowie eine Einrichtung 'vorgesehen ist, um ein Impulsfolgesignal an einem Eingang des Verknüpfungsgliedes zu legen, wobei das Verknüpfungsglied so angesteuert wird, daß nur dann ein Impulsfolge-Eingangssignal durchgelassen wird, wenn an den Ausgän-gen jeder der Betätigungsschaltungen für die Einrichtung zur vorrangigen Überlagerung kein Betätigungssignal auftritt.

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