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Elektrische Hochspannungszündeinrichtung für Gasbrenner mit Zündsicherungsvorrichtung Das Hauptpatent betrifft eine elektrische Hochspan- nungs-Zündeinrichtung für Gasbrenner, bei welcher ein Hochfrequenz-Transformator primärseitig über einen Kontakt mit einem Funktionskondensator verbunden ist, dem mindestens ein Vorwiderstand vorgeschaltet ist, während an der Sekundärseite des Hochfrequenz-Trans- formators zwei Elektroden angeschlossen sind, zwischen welchen Zündfunken überspringen, wenn der Primärstromkreis durch einen Schalter geschlossen ist,
wobei der dem Funktionskondensator vorgeschaltete Kontakt eine einseitig eingespannte, federnde Kontaktzunge mit einer Resonanzfrequenz von dem zweifachen Wert der Wechselstrom-Netzfrequenz hat, welche durch eine zum Kondensator parallelgeschaltete Magnetspule zum Schwingen angeregt wird.
Es wurde nun gefunden, dass die gemäss Hauptpatent vorgeschlagene elektrische Hochspannungs-Zündeinrich- tung in einfacher Weise mit einer Zündsicherungsvor- richtung versehen werden kann. Zu diesem Zweck ist an einer gemäss Hauptpatent ausgebildeten elektrischen Hochspannungs-Zündeinrichtung erfindungsgemäss vorgesehen, dass der Kontaktfederzunge an der der Magnetspule zur Schwingungsanregung der Kontaktfederzunge gegenüberliegenden Seite ein Haltemagnet zugeordnet ist,
dessen Wicklung mit einem im Bereich der Brennerflammen des Gasbrenners angeordneten Thermoelement verbunden ist, und dass in die Gaszufuhrleitung zum Gasbrenner ein Magnetventil eingefügt ist, welches beim Einschalten des in den Stromkreislauf zur Zündeinrich- tung eingesetzten Schalters die Gaszufuhr zum Gasbrenner freigibt. Die Magnetspule und die Wicklung des Haltemagnets sind zweckmässigerweise derart aufeinander abgestimmt ausgebildet, dass der Haltemagnet nach seiner Erregung durch den Strom des Thermoele- mentes ein grösseres Kraftfeld als das der Magnetspule aufweist.
Durch die erfindungsgemässe Ausbildung einer gemäss Hauptpatent vorgeschlagenen elektrischen Hoch- spannungs-Zündeinrichtung für Gasbrenner ist eine Zündsicherungsvorrichtung geschaffen, welche zur elek- trischen Fernbetätigung oder zur Steuerung z. B. durch einen Thermostatschalter geeignet ist. Durch die elektrische Hochspannungs-Zündeinrichtung wird ein sicheres Anzünden des Brennstoffes und durch die thermo- elektrische Sicherung eine zuverlässige Überwachung des Gasbrenners erreicht.
Das ergibt sich dadurch, dass die einseitig eingespannte Kontaktfederzunge frei zwischen den Polflächen des Haltemagnets und den Polflächen der Magnetspule schwingen und von deren beiden Kraftfeldern gemäss dem Funktionsablauf beeinflusst werden kann. Der durch das Kraftfeld der als Erregermagnet dienenden Magnetspule herbeigeführte Kontaktschluss und damit die Funkenauslösung erfolgt in dem Augenblick, in welchem die Ladung des Funktionskondensators den optimalen Wert erreicht. Da die Magnetspule vorzugsweise einen hohen Widerstand aufweist und mit einem geringen elektromagnetischen Energieaufwand arbeitet, verbraucht sie nur einen unwesentlichen Teil der Ladung des Funktionskondensators.
Die Unterbrechung des Kontaktes tritt dann ein, wenn die Spannung am Funktionskondensator auf einen Bruchteil des optimalen Wertes abgesunken ist. Anderseits wird das Kraftfeld des Haltemagnets durch die thermoelektromagne- tische Kraft des Thermoelementes erzeugt, welches durch die Flammen des entzündeten Brennstoffes beheizt wird. Der nach der erfolgten Entzündung des Brennstoffes vom Thermoelement an den Haltemagneten abgegebene elektrische Strom erzeugt ein grösseres Kraftfeld als das an der Magnetspule, so dass der Haltemagnet nach seiner Erregung durch den Strom des Thermoelementes die Kontaktfederzunge festhält, d. h.
die Offenstellung des Kontaktes herbeiführt und aufrechterhält, wodurch während der Beheizung des Thermoelementes an den Elektroden keine Zündfunken überspringen. Wenn aus irgendeinem Grund die das Thermoelement beheizenden Flammen des Brenners zum Erlöschen kommen, d. h. die Beheizung des Thermoelementes aufhört, verliert der Haltemagnet seine Kraft und gibt die Kontaktfederzunge frei, so dass im gleichen Augenblick die Funkenauslösung von
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selbst wieder beginnt und der am Brenner austretende Brennstoff wieder zum Entzünden gebracht wird.
Der Zusammenbau der Vorrichtung ergibt geringe und daher vorteilhafte Abmessungen, trotzdem wird eine verhältnismässig grosse Funkenleistung mit starken Zündfunken erreicht, ausserdem ist auch eine grösstmögliche Sicherheit gegen Ausströmen von unverbranntem Brennstoff gewährleistet. Ferner ist vorteilhaft, dass der Aufbau der Vorrichtung weitgehend mit handelsüblichen Bauelementen durchgeführt werden kann.
Der Gegenstand der Erfindung wird in einem Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung erläutert, welche eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäss ausgebildeten Zündsicherungsvorrichtung für Gasbrenner zeigt.
Die bei der Zündsicherungsvorrichtung zur Verwendung kommende Zündeinrichtung weist den gleichen Aufbau wie gemäss Hauptpatent auf. Sie erhält ihre Spannung von einer nicht dargestellten Stromquelle aus über die Stromleiter 10 und 11, denen ein Erdleiter 12 zugeordnet ist. An einer beliebigen Stelle kann beispielsweise im Stromleiter 10 ein Schalter 13 eingesetzt sein, durch dessen Einschalten die Zündeinrich- tung in Betrieb gesetzt werden kann. Der Schalter 13 kann zur Fernbetätigung von Hand von einer beliebigen Stelle aus dienen, er kann aber auch z. B. durch einen Thermostat, ein Zeitrelais, eine Schaltuhr, einen Mem- branschalter oder dergleichen beeinflusst werden.
Zwischen den Stromleitern 10 und 11 ist in an sich bekannter Weise ein Funkentstörglied 14 angeschlossen, welches eine Ableitung zum Erdleiter 12 aufweist. Wie beim Hauptpatent ist der Vorwiderstand symmetrisch auf beide Stromleiter 10 und 11 des Stromkreislaufes verteilt, so dass die Vorwiderstände 15 und 16 vorhanden sind. Die Stromleiter 10 und 11 sind dann durch abgeschirmte Durchführungen 17 hindurchgeführt und anschliessend an den Funktionskondensator 18 angeschlossen, welcher über einen Kontakt mit der Primärseite 19' eines Hochfrequenz-Transformators 19 in Verbindung steht, dessen Sekundärseite 19" mit zwei Elektroden 20 und 21 verbunden ist, zwischen welchen Zündfunken überspringen, wenn der Stromkreislauf durch den Schalter 13 geschlossen ist.
Der die Verbindung zwischen dem Funktionskondensator 18 und der Primärseite 19' des Hochfrequenz-Transformators 19 herstellende Kontakt besteht aus einem feststehenden Kontakt 22 und einem beweglichen Kontakt 23, welcher an einer einseitig eingespannten Kontaktfederzunge 24 angebracht ist. Diese Einspannung der Kontaktfederzunge 24 ist durch die zu beiden Seiten der Kontaktfederzunge 24 angedeuteten Halteteile 25 gebildet. Parallel zum Funktionskondensator 18 ist schliesslich zwischen die Stromleiter 10 und 11 eine Magnetspule 26 eingefügt, welche zur Schwingungsanregung der Kon- taktfederzunge 24 dient. Die Magnetspule 26 ist so ausgelegt, dass sie einen hohen Widerstand aufweist und mit einem geringen elektromagnetischen Energieaufwand arbeitet.
Der Kontaktfederzunge 24 ist an der der Magnetspule 26 zur Schwingungsanregung der Kontaktfederzunge 24 gegenüberliegenden Seite ein Haltemagnet 30 zugeordnet, dessen Wicklung 30' mit einem Thermo- element 31 verbunden ist, welches im Bereich der Brennerflammen des Gasbrenners 32 angeordnet ist.
Ferner ist, gemäss Erfindung in an sich bekannter Weise in die Gaszufuhrleitung 33 zum Gasbrenner 32 ein Magnetventil 34 eingefügt, dessen Wicklung mit den Stromleitern 10 und 11 in Verbindung steht, so dass beim Einschalten den in den Stromkreislauf zur Zünd- einrichtung eingesetzten Schalters 13 die Gaszufuhr zum Gasbrenner 32 freigegeben wird. Ferner ist die Magnetspule 26 und die Wicklung 30' des Haltemagnets 30 derart aufeinander abgestimmt ausgebildet, dass der Haltemagnet 30 nach seiner Erregung durch den Strom des Thermoelements 31 ein grösseres Kraftfeld als das der Magnetspule 26 aufweist.
Die Wirkungsweise ist folgende: Durch Einschalten des Schalters 13 wird das Magnetventil 34 geöffnet, so dass Brennstoff aus dem Gasbrenner 32 austreten kann. Da beim Einschalten des Schalters 13 gleichzeitig die Zündeinrichtung in Betrieb gesetzt wird, wird der Funktionskondensator 18 aufgeladen und im Augenblick der optimalen Aufladung desselben bewirkt die zum Funktionskondensator 18 parallelgeschaltete Magnetspule 26 den Kontaktschluss zwischen den Kontakten 22 und 23, so dass die Ladung des Funktionskondensators 18 impulsartig von der Primärseite 19' auf die Sekundärwicklung 19" des Hochfrequenz-Transformators 19 übertragen und als hoch- frequente Zündfunken an den Elektroden 20 und 21 abgegeben wird.
Sobald die Spannung am Funktionskondensator 18 auf einen Bruchteil des Optimalwertes gesunken ist, gelangen durch Abfallen der Kontaktfederzunge 24 von der Magnetspule 26 die Kontakte 22 und 23 in Offenstellung und das Spiel zwischen Aufladung und Entladung kann im festgelegten Rhythmus von neuem beginnen. Nach erfolgtem Entzünden des Brennstoffes am Gasbrenner 32 durch die zwischen den Elektroden 20 und 21 überspringenden Funken beheizen die Flammen das Thermoelement 31, so dass der erzeugte Thermostrom den Haltemagnet 30 erregt, wodurch die Kontaktfederzunge 24 in Offenstellung der Kontakte 22 und 23 festgehalten wird.
Die Funkenauslösung hört damit augenblicklich auf und der Gasbrenner 32 befindet sich in Betriebsstellung, während die Zündeinrichtung ausser Betrieb ist, jedoch durch das Thermoelement 31 in dauernder überwachung und in Zündbereitschaft bleibt, d. h. die Zündung jederzeit thermoelektrisch gesichert ist.
Sobald der Schalter 12 im Stromkreislauf zur Zünd- einrichtung in die Ausschaltstellung gebracht wird, wird einerseits die Hochspannungs-Zündeinrichtung stromlos und anderseits das Magnetventil 34 in der Gaszufuhrleitung 33 in die Schliessstellung gebracht, so dass die Flammen am Gasbrenner 32 erlöschen. Wenn die Flammen am Gasbrenner 32 während dessen Betriebes aus irgendeinem Grunde erlöschen, so dass am Gasbrenner 32 unverbrannter Brennstoff ausstrmt, so hört im gleichen Augenblick auch die Beheizung des Thermoele- mentes 31 auf. Die Erregung des Haltemagnets 30 wird dadurch schwächer und gibt die Kontaktfederzunge 24 frei.
Dadurch kann diese von der Magnetspule 26 beeinflusst werden und die Kontakte 22 und 23 in ihre Schliessstellung bringen, so dass die Funkenauslösung von der Zündeinrichtung her von neuem beginnt und der am Gasbrenner 32 ausströmende Brennstoff wieder zum Zünden gebracht wird. Durch die dann wieder erfolgende Beheizung des Thermoelementes 31 wird die Erregung des Haltemagnets 30 wieder stärker, bis dieser die Kontaktfederzunge 24 wiederum festhält, so dass in diesem Zeitpunkt der Betriebszustand wieder hergestellt ist.
Bei Stromausfall wird ebenfalls das Magnetventil 34 in die Schliessstellung gebracht, so dass die Flammen
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am Gasbrenner 32 erlöschen. Sobald die Stromzufuhr wieder einsetzt, erfolgt die Inbetriebnahme der Zündein- richtung und des Gasbrenners 32 in der gleichen vorher beschriebenen Weise.
Eine Anpassung einer erfindungsgemäss ausgebildeten Zündsicherungsvorrichtung an verschiedenartige Gasbrenner ist in äquivalenter Weise möglich. So könnte beispielsweise anstelle des Gasbrenners 32 lediglich ein Zündbrenner zum Beheizen des Thermoelementes 31 vorgesehen sein.
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Electrical high-voltage ignition device for gas burners with ignition safety device The main patent relates to an electrical high-voltage ignition device for gas burners, in which a high-frequency transformer is connected on the primary side via a contact to a functional capacitor, which is preceded by at least one series resistor, while on the secondary side the high-frequency trans - formators two electrodes are connected, between which ignition sparks jump when the primary circuit is closed by a switch,
The contact connected upstream of the functional capacitor has a spring-loaded contact tongue clamped on one side with a resonance frequency twice the value of the AC mains frequency, which is excited to oscillate by a magnetic coil connected in parallel to the capacitor.
It has now been found that the electrical high-voltage ignition device proposed according to the main patent can be provided in a simple manner with an ignition safety device. For this purpose, it is provided according to the invention on an electrical high-voltage ignition device designed according to the main patent that a holding magnet is assigned to the contact spring tongue on the side opposite the magnetic coil for excitation of vibrations of the contact spring tongue,
the winding of which is connected to a thermocouple arranged in the area of the burner flames of the gas burner, and that a solenoid valve is inserted into the gas supply line to the gas burner, which opens the gas supply to the gas burner when the switch inserted in the electrical circuit to the ignition device is switched on. The magnetic coil and the winding of the holding magnet are expediently designed to be coordinated with one another in such a way that the holding magnet, after being excited by the current of the thermocouple, has a greater force field than that of the magnetic coil.
The design according to the invention of an electrical high-voltage ignition device for gas burners proposed according to the main patent creates an ignition safety device which can be used for electrical remote control or for controlling e.g. B. is suitable by a thermostat switch. The electrical high-voltage ignition device ensures reliable ignition of the fuel and the thermo-electrical fuse ensures reliable monitoring of the gas burner.
This results from the fact that the contact spring tongue clamped in on one side oscillates freely between the pole faces of the holding magnet and the pole faces of the magnet coil and can be influenced by their two force fields according to the functional sequence. The contact closure brought about by the force field of the magnetic coil serving as the exciter magnet and thus the spark release takes place at the moment when the charge of the functional capacitor reaches the optimum value. Since the magnetic coil preferably has a high resistance and works with a low expenditure of electromagnetic energy, it only consumes an insignificant part of the charge on the functional capacitor.
The contact is interrupted when the voltage on the functional capacitor has dropped to a fraction of the optimum value. On the other hand, the force field of the holding magnet is generated by the thermoelectromagnetic force of the thermocouple, which is heated by the flames of the ignited fuel. The electric current delivered by the thermocouple to the holding magnet after the fuel has been ignited generates a larger force field than that on the magnetic coil, so that the holding magnet holds the contact spring tongue after it has been excited by the current of the thermocouple, i.e. H.
brings about and maintains the open position of the contact, whereby no ignition sparks jump over during the heating of the thermocouple at the electrodes. If, for any reason, the burner flames heating the thermocouple are extinguished, e.g. H. The heating of the thermocouple stops, the holding magnet loses its power and releases the contact spring tongue, so that at the same time the spark is triggered by
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itself starts again and the fuel emerging from the burner is reignited.
The assembly of the device results in small and therefore advantageous dimensions; nevertheless, a relatively large spark power with strong ignition sparks is achieved, and the greatest possible security against the outflow of unburned fuel is also ensured. It is also advantageous that the device can largely be constructed using commercially available components.
The subject of the invention is explained in an exemplary embodiment with reference to the drawing, which shows a schematic representation of an ignition safety device for gas burners designed according to the invention.
The ignition device used in the ignition safety device has the same structure as according to the main patent. It receives its voltage from a current source, not shown, via the current conductors 10 and 11, to which a ground conductor 12 is assigned. At any point in the conductor 10, for example, a switch 13 can be used, which can be switched on to put the ignition device into operation. The switch 13 can be used for remote actuation by hand from any point, but it can also, for. B. can be influenced by a thermostat, a time relay, a timer, a membrane switch or the like.
A radio interference suppression element 14 is connected between the conductors 10 and 11 in a manner known per se and has a discharge line to the earth conductor 12. As in the main patent, the series resistor is symmetrically distributed over both current conductors 10 and 11 of the circuit, so that the series resistors 15 and 16 are present. The conductors 10 and 11 are then passed through shielded bushings 17 and then connected to the functional capacitor 18, which is connected via a contact to the primary side 19 'of a high-frequency transformer 19, the secondary side 19 "of which is connected to two electrodes 20 and 21 , between which ignition sparks skip when the circuit is closed by switch 13.
The contact that establishes the connection between the functional capacitor 18 and the primary side 19 ′ of the high-frequency transformer 19 consists of a stationary contact 22 and a movable contact 23 which is attached to a contact spring tongue 24 clamped on one side. This clamping of the contact spring tongue 24 is formed by the holding parts 25 indicated on both sides of the contact spring tongue 24. Finally, parallel to the functional capacitor 18, a magnetic coil 26 is inserted between the current conductors 10 and 11, which is used to excite the contact spring tongue 24 to vibrate. The magnetic coil 26 is designed in such a way that it has a high resistance and operates with a low expenditure of electromagnetic energy.
A holding magnet 30 is assigned to the contact spring tongue 24 on the side opposite the magnetic coil 26 to excite the vibration of the contact spring tongue 24, the winding 30 'of which is connected to a thermocouple 31 which is arranged in the area of the burner flames of the gas burner 32.
Furthermore, according to the invention, in a manner known per se, a solenoid valve 34 is inserted into the gas supply line 33 to the gas burner 32, the winding of which is connected to the conductors 10 and 11, so that when the switch 13 inserted into the circuit to the ignition device is switched on, the Gas supply to the gas burner 32 is released. Furthermore, the magnetic coil 26 and the winding 30 'of the holding magnet 30 are designed to be coordinated with one another in such a way that the holding magnet 30 has a greater force field than that of the magnetic coil 26 after it has been excited by the current of the thermocouple 31.
The mode of operation is as follows: By switching on the switch 13, the solenoid valve 34 is opened so that fuel can escape from the gas burner 32. Since the ignition device is switched on at the same time when the switch 13 is switched on, the functional capacitor 18 is charged and when it is optimally charged, the magnetic coil 26 connected in parallel to the functional capacitor 18 causes the contact between the contacts 22 and 23, so that the functional capacitor 18 is charged is transmitted in pulses from the primary side 19 ′ to the secondary winding 19 ″ of the high-frequency transformer 19 and emitted as high-frequency ignition sparks to the electrodes 20 and 21.
As soon as the voltage on the functional capacitor 18 has dropped to a fraction of the optimum value, the contacts 22 and 23 move into the open position when the contact spring tongue 24 falls off the magnet coil 26 and the game between charging and discharging can begin again in the specified rhythm. After the fuel on the gas burner 32 has been ignited by the sparks jumping between the electrodes 20 and 21, the flames heat the thermocouple 31 so that the thermal current generated excites the holding magnet 30, whereby the contact spring tongue 24 is held in the open position of the contacts 22 and 23.
The spark release ceases immediately and the gas burner 32 is in the operating position, while the ignition device is out of operation, but remains in constant monitoring and readiness for ignition by the thermocouple 31, ie. H. the ignition is thermoelectrically secured at all times.
As soon as the switch 12 in the circuit to the ignition device is switched off, on the one hand the high-voltage ignition device is de-energized and on the other hand the solenoid valve 34 in the gas supply line 33 is brought into the closed position so that the flames on the gas burner 32 go out. If the flames on the gas burner 32 go out for any reason during its operation, so that unburned fuel flows out of the gas burner 32, the heating of the thermocouple 31 also stops at the same moment. The excitation of the holding magnet 30 thereby becomes weaker and releases the contact spring tongue 24.
This can be influenced by the magnetic coil 26 and bring the contacts 22 and 23 into their closed position so that the spark triggering from the ignition device starts again and the fuel flowing out of the gas burner 32 is ignited again. As the thermocouple 31 is then heated again, the excitation of the holding magnet 30 becomes stronger again until it again holds the contact spring tongue 24, so that the operating state is restored at this point in time.
In the event of a power failure, the solenoid valve 34 is also brought into the closed position so that the flames
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on gas burner 32 go out. As soon as the power supply starts again, the ignition device and the gas burner 32 are started up in the same manner previously described.
An adaptation of an ignition safety device designed according to the invention to different types of gas burners is possible in an equivalent manner. For example, instead of the gas burner 32, only one pilot burner could be provided for heating the thermocouple 31.