DD137003B1 - Zilnd- und überwachungsgerät für Gasbrenner - Google Patents

Description

Titel der Erfindung

Zünd- und Überwachungsgerät für Gasbrenner

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Gerät, das Gasbrenner zündet und eigensicher überwacht. Es ist für Durchlaufwassererhitzer, Umlaufwasserbeizer, Gaskessel und dgl. geeignet..

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Zum Zünden von Gasbrennern sind Kondensator-Zündeinrichtungen bekannt, bei denen die in einem Kondensator gespeicherte Ladung mit einem Hochstrom-Schaltelement über die Primärwicklung eines Zündübertragers entladen wird, an dessen Sekundärseite ein Hochspannungsimpuls entsteht, der eine Funkenstrecke speist, die das Gas zündet.

Zum Überwachen der Flammen werden Flammendetektoren verwendet, die mit Hilfe von Elektroden die Gleichrichterwirkung der ionisierten Gase der Flammen nachweisen. Dazu wird eine Wechselspannung angelegt, wobei der entstehende Gleichstromanteil einen Kondensator auflädt.

Nach DD-WP 97 943 wird die entstehende Gleichspannung mit einem Feldeffektransistor nachgewiesen, der über einen geeigneten Schaltverstärker und ein Magnetventil die Brennstoffzufuhr steuert.

Der Nachteil besteht in der mangelhaften Sicherheit. Bei Durchschlag des Feldeffekttransistors bleibt das Magnetventil offen«

Bei einer Anordnung entsprechend DT-OS 2518596 wird die im Kondensator gespeicherte Ladung periodisch über einen Schwellwertschalter entladen und mit Hilfe der Impulse ein Thyristor

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gezündet, der aus dem Netz einen Kondensator nachlädt, zu dem parallel ein Relais geschaltet ist. Der daraus resultierende effektive Strom wird mit einer Schmelzsicherung überwacht. Bei einem Defekt bleibt der Strom entweder aus, dann fällt der Eelais ab, oder er steigt an, wobei die Schmelzsicherung den Strom unterbricht. Diese Schaltung ist eigensicher. Nachteilig ist, daß sich die Schaltung schwer realisieren läßt, da an die Bauelemente zum Teil hohe Anforderungen gestellt werden. Der Kippstrom des Schwellwertschalters muß äußerst niedrig sein.

Die bekannten Schaltungen arbeiten aber nur als Überwachungsgerät. Ein Zündgerät ist zusätzlich erforderlich, wobei beide in einem Gehäuse vereinigt sein können. Es sind auch kombinierte Zünd- und Überwachungsgeräte bekannt, die mit Hochspannung und Wechselstrom arbeiten. Diese sind aber nicht eigensicher.

Ziel der Erfindung

Die Erfindung hat das Ziel, ein Gerät zu schaffen, das mit möglichst geringem Aufwand und höchster Sicherheit für den Benutzer unter Vermeidung der Nachteile der oben angeführten bekannten Lösungen die Zündung und Überwachung eines Gasbrenners automatisch, ausgelöst durch einen elektrischen Kontakt, ausführt

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Darlegung des Wesens der Erfindung

- Die technische Aufgabe, die durch die Erfindung gelöst wird

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, durch Entwicklung einer neuen Steuerschaltung die Nachteile der Einrichtung nach DT-OS 2518596 zu beseitigen, wobei anstatt des Flammenrelais auch direkt ein Magnetventil geschaltet werden soll. Dabei ist es erforderlich, zum automatischen Zünden unmittelbar nach dem Einschalten die Gaszufuhr unabhängig vom Vorhandensein der Flamme kurzzeitig zu öffnen.

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Durch Doppelausnutzung von Bauelementen ist eine kostengünstige Lösung anzustreben.

Merkmale der Erfindung

Erfindungsgemäß wird ein Thyristor verwendet, der eine Doppelfunktion erfüllt· Er steuert den Strom des Magnetventils und entlädt bei jedem Phasenanschnitt über die Primärwicklung eines Zündübertragers einen Zündkondensator, der durch die vor dem Einschalten des Thyristors an diesem anliegende Spannung geladen wurde.

Ein weiteres Merkmal ist, daß die Zündimpulse für den Thyristor aus dem Ladestrom eines schwachbelasteten Kondensators gewonnen werden, wodurch die Zündung in der Nähe des positiven. Maximalwertes der Netzwechselspannung erfolgt. Durch den vom Thyristor freigegebenen Strom wird der zum Magnetventil bzw· Relais parallel liegende Kondensator schnell auf eine relativ hohe Spannung geladen. Die Zeitbegrenzung dieses Effekts wird durch die kapazitive Auskopplung der Impulse über eine Reihenschaltung einer Diode, eines Kondensators und eines Widerstandes erreicht.

Weiterhin ist die Steuerschaltung der Flammenüberwachung ein Merkmal der Erfindung. Der durch die Gleichrichterwirkung der Flamme aus der Netzwechselspannung gewonnene Gleichstromanteil speist einen Überwachungskondensator, zu dem parallel die Gate-Source-Strecke eines Feldeffekttransistors des Anreicherungstyps liegt. Bei Erreichen der Schwellspannung wird der Transistor leitend und entnimmt direkt oder über einen weiteren Transistor als Verstärker aus einem vom Netz ständig nachgeladenen Kondensator einen Steuerstrom für den Thyristor. Der dann fließende gesteuerte Strom durchfließt einen Widerstand, dessen Spannungsabfall über eine Diode dem Überwachungskondensator, entgegengesetzt der in ihm gespeicherten Ladung, zugeführt wird und damit diese Ladung zumindest teilweise löscht, worauf sich der Vorgang über eine Dauer von mehreren Perioden der Netzwechselspannung wiederholt.

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Ausführungsbeispiel

Anhand des zugehörigen Stromlaufplanes läßt sich die Wirkungsweise wie folgt erläutern:

Nach Einschalten der Netzspannung über den Kontakt S wird C 1 bei der nächsten an N positiven Halbwelle über R 1 und D 1 geladen, der dabei an R 2 entstehende Spannungsimpuls wird über D 2 und D 3 auf C 2 übertragen. Über D 4 wird eine Spannungsbegrenzung erreicht. Bei jeder weiteren positiven Halbwelle wird im Maximalwert C 1 nachgeladen. Der an R 2 entstehende Impuls wird kapazitiv ausgekoppelt und T 2 zugeführt, wodurch dieser aufsteuert und den Thyristor zündet. Das geschieht bei mehreren positiven Halbwellen hintereinander bis der Koppelkondensator C 3 geladen ist und die Impulse nicht mehr zur Aussteuerung von T 2 ausreichen. Während dieser Zeit hat sich C 4 soweit aufgeladen, daß das Magnetventil mit Sicherheit anzieht. Gleichzeitig wird bei jedem Phasenanschnitt der durch die vor dem Einschalten des Thyristors an diesem abfallende Spannung geladene Kondensator C 5 über die Primärwicklung des Zündübertragers L 1 entladen. Dabei entsteht auf Grund des Übersetzungsverhältnisses an L 2 ein Hochspannungsimpuls, der zur Speisung der Zündfunkenstrecken benutzt wird.

Bei vorhandener Plamme wird durch den Gleichrichtereffekt der Flamme aus der Netzwechselspannung ein Gleichstromanteil gewonnen, der C 6 über R 11 negativ auflädt. Wenn die Schwell-

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ЗО Überwachungskondensator C 6. Eine erneute Ladung bis zur Zündung des Thyristors dauert einige Perioden. Der Ladekondensator C 4 muß so groß bemessen sein, daß die Spannung nicht unter die Haltespannung des Magnetventil absinkt.

Bei Durchschlag oder Unterbrechung eines Bauelements bleibt entweder die Zündung des Thyristors aus, wobei das Magnetventil abfällt und den Gasweg schließt, oder die Zündung

erfolgt bei jeder positiven Halbwelle, wodurch sich der Stromfluß beträchtlich erhöht. Das bewirkt eine stärkere Aufheizung des Widerstandes R, wodurch die Schmelzsicherung e 2 ausschaltet. Dadurch wird die Eigensicherheit der Baugruppe erreicht.

Claims (3)

Erfindungsansprüche

1, Zünd- und Überwachungsgerät für einen Gasbrenner, das ein Magnetventil direkt oder über ein Relais steuert, wobei zu der gesteuerten Erregerwicklung ein Kondensator parallel sowie ein Widerstand und ein elektronischer Schalter in Reihe geschaltet ist, der durch eine Steuerschaltung, die aus der periodischen Entladung eines Überwachungskondensators, der durch den mit Hilfe der Gleichrichterwirkung der Flamme aus der Netzwechselspannung gewonnenen Gleichstrom geladen wird und dessen Ladezustand durch einen Feldeffekttransistor überwacht wird, Impulse erzeugt, so gesteuert wird, daß die Auftastzeit klein gegenüber der Sperrzeit ist, wobei ein Unterbrechungselement bei Vergrößerung des Verhältnisses von Auftastdauer zur Sperrdauer mit einer bestimmten Verzögerung anspricht, dadurch gekennzeichnet, daß zu dem elektronischen Schalter (Th) eine Reihenschaltung eines Kondensators (C 5) mit der Primärwicklung (L 1) eines Zündübertragers parallel geschaltet ist,

2* Zünd- und Überwachungsgerät nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß der elektronische Schalter (Th) direkt oder Über einen Verstärker (T 2) weitere Steuerimpulse erhält, die über eine Reihenschaltung einer Diode (D 2), eines Widerstandes (R 4) und eines Kondensators (C 3) aus dem Ladestrom eines Kondensators (C 1) abgeleitet werden, der über eine Diode (D 1) aus dem Netz gespeist wird und über einen Widerstand (R 3) belastet ist.

3. Zünd- und Überwachungsgerät nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Feldeffekttransistor (T 1) bei Überschreitung einer bestimmten Spannung direkt oder über einen Verstärker (T 2) einen Steuerstrom für den elektronischen Schalter (Th), der mit einer solchen Polarität arbeitet, daß er im darauffolgenden Nulldurchgang einschaltet, aus einem vom Netz gespeisten Kondensator (C 2) entnimmt, wobei der dann fließende gesteuerte Strom einen Widerstand (R 12) durchfließt, dessen Spannungsabfall über eine Diode (D 5) dem Überwachungskondensator (C 6) in entgegengesetzter Polarität, der dort gespeicherten Ladung aufgeprägt wird, wodurch der Steuerstrom beendet ist.

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