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Ölbrennerschutzschaltung Die Erfindung bezieht sich auf eine Schutzschaltung
für Ölbrenner, bei denen ein Photowiderstand dazu benutzt wird, das Vorhandensein
der Flamme festzustellen, wobei der Photowiderstand mit einem den Brennstoff regelnden
Relais über einen Diskriminatorkreis verbunden ist, welcher ein Arbeiten des Brennstoffrelais
nur unter solchen Bedingungen gestattet, welche einem sicheren Betrieb des Ofens
und der das Vorhandensein der Flamme feststellenden Vorrichtung entsprechen.
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Es sind solche Schutzschaltungen bekannt, in denen ein Brennstoffregelrelais
durch den Anodenstrom einer Radioröhre betätigt wird, deren Gitterstromkreis durch
eine Flammenabfühlvorrichtung, z. B. eine Vakuumphotozelle, gesteuert wird.
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Zweck der Erfindung ist die Schaffung einer solchen Schutzschaltung,
die einfach ist und geringen Kostenaufwand erfordert, besondere Sicherheitsmerkmale
besitzt und sofort in Tätigkeit tritt, und zwar ohne die Verzögerung, wie sie bei
Verwendung von Elektronenröhren mit heißer Kathode auftritt.
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Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher erläutert.
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Fig. 1 zeigt eine Schaltung mit dem Photowiderstand und dem Brennstoffregelrelais;
Fig. 2 ist eine graphische Darstellung der Spannungsbedingungen der Schaltung.
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Die Schaltung enthält als Hauptelemente ein elektromagnetisches Brennstoffregelrelais,
eine Schalt- oder Auslöseröhre mit kalter Kathode und einen kleinen Photowiderstand.
Es ist ein wesentliches Merkmal der Schaltung, daß die Speisespannungen der Hauptelektrode
und der Steuerelektrode (Starter) Wechselstromspannungen sind, wobei diejenige der
Steuerelektrode eine Phasendifferenz von 90° gegenüber der Spannung der Hauptelektrode
besitzt, und daß die Speisespannung des Starters durch einen in Reihe mit einem
Photowiderstand liegenden Kondensator zugeführt wird und daß das elektromagnetische
Brennstoffregelrelais in den Kreis der Hauptstrecke (Anode -Kathode) der Röhre eingeschlossen
ist.
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Gemäß Fig. 1 hat eine Röhre T mit kalter Kathode drei Elektroden,
nämlich eine Kathode K, eine Anode A
und eine Steuerelektrode S, die
bei dieser Schaltung als Starteranode mit einer Zündspannung V,, benutzt wird. Die
Netzspannung V, wird zwischen die Anode A und die Kathode K der Röhre
T gelegt, aber die Hauptentladung zwischen A und K tritt nur ein, wenn die
Netzspannung V1 einen Wert Va überschreitet und wenn gleichzeitig ein Strom in der
Steuerstrecke S-K vorhanden ist. Ein Kondensator C, und ein Widerstand R1 erzeugen
eine Wechselspannung V mit einem viel kleineren Spitzenwert und einer Phasenvoreilung
von etwa 90° mit Bezug auf die Netzspannung V1. Die Wechselspannung V@, wird der
Steuerelektrode S über eine Reihenschaltung aus einem Kondensator C2, einem Photowiderstand
PR und einem Widerstand R2 zugeführt, welcher als Schutz für den Photowiderstand
PR und die Röhre T mit kalter Kathode dient. Eine Diode D stellt den ursprünglichen
Zustand nach jedem Arbeitskreislauf, d. h. während des negativen Teiles der Wechselspannung
V@, wieder her. Zur Erläuterung der Widerstands-Diskriminatorwirkung der Schaltung
und der damit verbundenen Sicherheitsmerkmale werden nachstehend drei verschiedene
Arbeitsbedingungen I, Il und 111 betrachtet.
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I. Wenn der Widerstand des Photowiderstandes PR hoch ist, d. h. wenn
keine Belichtung vorhanden oder der Kreis des Photowiderstandes PR offen
ist, findet keine Entladung in der Steuerstrecke S-K statt; infolgedessen tritt
keine Entladung in der Hauptstrecke A-K und kein Strom in dem elektromagnetischen
Brennstoffregelrelais R auf. Ein Schutz gegen einen Ausfall des Photowiderstandes
oder seines dazugehörigen Kreises ist daher insofern gegeben, als eine Erregung
des Brennstoffregelrelais R erforderlich ist, um die Brennstoffzufuhr zum Ölbrenner
aufrechtzuerhalten.
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II. Wenn im Gegensatz dazu der Widerstandswert des Photowiderstandes
PR niedrig ist, d. h. wenn eine sehr starke Belichtung oder ein Kurzschluß
der Zelle
vorhanden ist, dann tritt eine Entladung in der Steuerstrecke
S-K ein. Diese Entladung hört sofort auf, sobald die Wechselspannung VZ sinkt, nachdem
sie ihren positiven Spitzenwert erreicht hat. Wenn dies eintritt, bevor die Netzspannung
V1 den kritischen Wert V", erreicht hat, ist keine Entladung in der Hauptstrecke
A-Kvorhanden. Ein Schutz wird wieder unter falschen Bedingungen durch die Nichterregung
des Brennstoff regelrelais R erzielt.
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III. Wenn der Widerstand des Photowiderstandes PR einen Zwischenwert
hat, wobei die Grenzen durch die Werte des Widerstandes R3 und die anderen Parameter
der Schaltung bestimmt werden, die einer richtigen Belichtung des Photowiderstandes
PR entsprechen, dann dauert die in der Steuerstrecke S-K auftretende Entladung an,
bis die Netzspannung V1 den Wert Va erreicht und die Hauptstrecke A-K in Betrieb
ist, wodurch bewirkt wird, daß das elektromagnetische Brennstoffregelrelais R anzieht
und die Brennstoffzufuhr aufrechterhalten ist.
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Das Verhalten der Spannung V3 in Verbindung mit der Wiederherstellungswirkung
der Diode D ist in Fig. 2, veranschaulicht und für die Arbeitsbedingungen I, 1I
bzw. III angezeigt.
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Das elektromagnetische Brennstoffregelrelais Rist mit einer Kurzschlußwicklung
aus Kupfer versehen, um eine elektrische Auslöseverzögerung zu schaffen und dadurch
ein Flattern oder Klappern seines Ankers zu verhindern. Es ist in die Kathodenleitung
der Röhre mit kalter Kathode so geschaltet, daß es eine positive Rückkopplung (Rückstrom)
erzeugt.
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Wenn ein Stromimpuls durch das Brennstoffregelrelais gegangen ist,
wird eine kleine Spannung von entgegengesetztem Vorzeichen (im Vergleich mit der
Spannung während des Stromimpulses) während eines bestimmten Augenblicks an der
Wicklung aufrechterhalten. Auf solche Weise hat während der nächsten Periode die
Kathode K eine kleine negative Vorspannung, welche für eine neue Entladung der Hauptstrecke
A -K verantwortlich ist. Die positive Rückkopplung verhindert ein Flattern oder
Klappern des Brennstoff regelrelais in der Nähe der unteren Belichtungsgrenze der
Vorrichtung.
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Ein Beispiel für die Werte der Komponenten der Schaltung ist nachstehend
angegeben: C, = 30000 pF R1 = 100 kÜ, 1 W C2 = 3 000 pF R2 = 100 kQ, 1/s
W R3 = 5 MÜ, 1/2 W V1 = 230 V, 50 Hz Durch dieses Beispiel soll jedoch die Erfindung
keineswegs beschränkt werden.
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Es sind z. B. Abänderungen der Schaltung möglich, ohne den Rahmen
der Erfindung zu verlassen.
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Die Steuerelektrode der Schalt- oder Auslöseröhre mit kalter Kathode
kann auch eine Starterkathode statt eine Starteranode bilden, d. h., zur Erzielung
einer Entladung zwischen Starterelektrode und Kathode muß an den Starter eine negative
Spannung angelegt werden, die eine bestimmte Zündspannung überschreitet. Um ein
Arbeiten der Schaltung zu erzielen, muß infolgedessen die Wechselspannung, welche
die Starterelektrode speist, eine Phasennacheilung (an Stelle einer Voreilung) von
etwa 90° mit Bezug auf die Netz" spannungen haben, und die Polarität der Wiederherstellungsdiode
muß geändert werden. In diesem Falle besteht keine Möglichkeit der Einführung einer
positiven Rückkopplung in einer so einfachen Weise wie oben beschrieben.
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Es sind auch andere Mittel zur Erzeugung der Phasenverschiebung in
der dem Starterelektrodenkreis speisenden Spannung unter Verwendung von Kondensatoren,
Induktanzen und Widerständen oder sogar Transformatoren möglich.
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Um den Einfluß von Netzspannungsänderungen auf die Empfindlichkeit
herabzusetzen, kann die Schaltung gemäß Fig. 1 dadurch abgeändert werden, daß man
den Widerstand R1 durch einen spannungsabhängigen Widerstand ersetzt. Der Verlauf
der Spannung V$ wird dann rechteckig anstatt sinusförmig, und der Verlauf der Spannung
V3 ändert ebenfalls ihre Form, jedoch wird dadurch in keiner Weise die Wirkungsweise
der Schaltung verändert.