-
Zündeinrichtung für Gas- und Ölfeuerungen Für die Zündung von Brennstoffgemischen
in Heizungsanlagen werden vorwiegend Funkenstrecken zwischen zwei Elektroden verwendet,
die von einem Hochspannungstransformator gespeist werden. Dieser Zündtransformator
ist als Streufeldtransformator mit großem innerem Widerstand ausgelegt. Die Leerlaufspannung
liegt in der Größenordnung von 10 000 V, und der Kurzschlußstrom auf der Sekundärseite
beträgt wenige Miliiampere. Bei Belastung durch den Zündlichtbogen bricht die Spannung
infolge des hohen inneren Widerstandes auf etwa 10°/o zusammen, und der Strom nähert
sich dem Kurzschlußstrom. Im allgemeinen wird durch das Steuergerät der Feuerungsanlage
der Zündfunken nur während der Anlaufzeit der Heizung eingeschaltet. Dieser Kurzzeitbetrieb
ermöglicht hochbelastete Zündtransformatoren zu verwenden, bei denen mit hohen Eisensättigungen
gearbeitet wird. Die vorteilhafte kleine Bauart dieses Zündtransformators und die
hohe Sättigung im Eisen bewirken allerdings andererseits, daß die Kurvenform der
Leerlaufspannung des Zündtransformators nicht mehr sipusförmig, sondern durch einen
hohen Anteil der 3. Harmonischen spitz verzerrt ist und annähernd Dreieckform erreicht.
In einigen Vorschriften und Empfehlungen wird festgehalten, daß die Leerlaufspannung
möglichst sinusförmig sein soll und den aus der Sinuskurve sich ergebenden Scheitelwert
der Leerlauspannung um nicht mehr als 101/o überschreitet. Die Kurvenform der Leerlaufspannung
hat aber keinen nennenswertcn Eipiluß auf die Kurvenform der Spannung bei gezündetem
Betrieb, so daß sich auch kein nachteiliger Einiiuß auf die Zündfähigkeit der Brennstoffe
ergibt.
-
Um den wirtschaftliche und technische Vorteile aufweisenden kleinen
h ochgesänigten Zündtrap_sformator ausnutzen zu können, K--sieht die Aufgabe, die
im Leerlauf an der Zündspule auftretenden Spannungsspitzen abzunachen bzw. zu unterdrücken.
-
Der Lösung dieser Aufgabe dient die Erfindung. Sie bezieht sich auf
eine Zündeinrichtung für Gas-und ölfeuerung, deren Leerlaufspannung insbIlsondere
infolge hoher Eisensättigung des Zündtransformators Spannungsspitzen aufweist. Erfindungsgemäß
arbeitet der Zündtransformator auf einen Spannungsabschneider, der einen Spannungsanstieg
durch einsetzende Belastung über eine eingestellte Grenzspanp_ung verhindert. Aus
der Impulstechnik sind an sieh Spannungsabschneider bekannt, doch ist deren Aufgabe,
eine Spannungsspitze so abzuschneiden, daß sich ein Rechteckimpuls ergibt. Diese
bekannten Spannungsabschneider bestehen beispielsweise aus spannungsabhängigen Widerständen
oder Dioden. Zur Belastung des Zündtransformators durch den Spannungsabschneider
kann dieser an die Zündspule direkt angeschlossen sein. Vorteilhafterweise erhält
der Zündtransformator eine Zusatzwicklung niederer Spannung für den Anschluß des
Spannungsabschneiders, so daß dieser von der Hochspannung frei bleibt und damit
der Einsatz normaler spannungsabhängiger Widerstände oder Zenerdioden möglich ist.
Um eine Überlastung des Spapnungsabschneiders im Störungsfall zu vermeiden, kann
eine mit der Erwärmung zunehmende Dauerlast durch einen temperaturabhängigen Widerstand
eingeschaltet sein. Durch die zunehmende Belastung wird ein A bsinken der Leerlaufspannung
und damit eine Entlastung des Spannungsabschneiders erreicht. Demselben Zweck kann
auch ein Thermoschalter dienen, der bei überlastungsgefahr die Zündeinrichtung abschaltet.
-
In der Zeichnung in den Abb. 1 bis 6 sind Ausführungsbeispille der
Erfindung und deren Auswirkungen auf die Le--rlaufspannungskurve der Zündspannung
dargestellt. In Abb. 1 und 2 ist der Spannungsabschneider parallel_ zur Zündspannungsspule
und der Zündelektrode geschaltet; Abb.2 zeigt insbesondere die Symmetrie der Erdung
der Zündspule und des Spannungsabschneiders.
-
Abb. 3 zeigt einen Zündtransformator mit Zusatzwicklung für Spannungsabschneider;
in Abb. 4 und 5 sind die Mittel für einen überlastungsschutz angegeben.
-
Die Wirkung des Spannungsabschneiders auf die Spannungskurve ist in
dem Diagramm Abb. 6 dargestellt.
-
In dem Spannungsverlaufdiagramm Abb. 6 ist u 1 die Spannungskurve
eines leer laufenden Zündtransformators mit hoher Eisensättigung. Im Vergleich zu
der
Sinus-Grundkurve u 2 treten erhebliche überspannungen infolge einer ausgeprägten
dritten Oberwelle auf. Wenn auch im Betrieb bei gezündetem Lichtbogen die Spannung
auf etwa 10% absinkt, so kann doch infolge einer Störung der Leerlaufbetrieb mit
dieser hohen Spitzenspannung U1 sich einstellen. In diesem Fall kann die hohe Spannungsbeanspruchung
zu Isolationsdurchschlägen führen. Um die Isolation nicht verstärken zu müssen,
wird erfindungsgemäß der Zündtransformator 1 durch einen Spannungsabschneider 2
belastet. Diesem fällt die Aufgabe zu, den Zündtransformator 1 erst in dem Augenblick
zu belasten, in dem die Spannung u 1 den Grenzwert U3 = U2 + 10% übersteigt, so
daß infolge des Spannungszusammenbruchs der vorgegebene Grenzwert U3 nur unwesentlich
überschritten wird.
-
Ein derartiger Spannungsabschneider 2 kann aus einem spannungsabhängigen
Widerstand, z. B. einem VDR-Widerstand (voltage dependant resistor) bestehen. Dieser
wird, wie in der Abb. 1, parallel zur Zündspule 3 a, 3 b und der Zündstrecke 4 geschaltet.
Bei Verwendung von mindestens zwei in Reihe liegenden spannungsabhängigen Widerständen
2a. 2b als Spannungsabschneider, wie in der Abb. 2 gezeigt, ist eine symmetrische
Erdung der Zündspulen 3 a, 3 b
und des Spannungsabschneiders möglich.
-
Vorteilhaft ist die Schaltung nach der Abb. 3, bei der am Zündtransformator
1 eine weitere Wicklung 5 für die Belastung durch den Spannungsabschneider 2 angeordnet
ist. Bei dieser Schaltung kommt der spannungsabhängige Widerstand bei entsprechender
Auslegung der Wicklung 5 nicht an Hochspannung zu liegen. Somit ist auch die Möglichkeit
gegeben, Zenerdioden als Spannungsabschneider 2 einzusetzen.
-
Die beiden Lösungen nach den Abb. 4 und 5 sehen vor, daß dem Spannungsabschneider
2 ein weiterer Schutz beigegeben ist, damit im Störungsfall, d. h., wenn die volle
Leerlaufspannung längere Zeit anstehen sollte, dieser durch einen temperaturabhängigen
Widerstand 6 oder durch einen Thermoschalter7 geschützt wird. In der Schaltung nach
Abb. 4 liegt parallel zu dem Spannungsabschneider 2 als temperaturabhängiger Widerstand
6 ein Heißleiter, der räumlich bei dem Spannungsabschneider 2 angeordnet ist. Wenn
die Zündstrecke 4 durch eine Störung außer Betrieb gesetzt worden ist, z. B. infolge
Leitungsbruch oder Elektrodenabbrand, so bleibt längere Zeit die Leerlaufspannung
u 1 an dem Spannungsabschneider 2 stehen, dieser erwärmt sich, ebenso der temperaturabhängige
Widerstand 6, der jedoch dabei kleinere Widerstandswerte annimmt. Durch diese Widerstandsabnahme
tritt eine erhöhte Dauerbelastung auf mit der Folge, daß die Spannung des Zündtransformators
1 auf einen Wert zusammenbricht, der unterhalb des Ansprechwertes des Spannungsabschneiders
liegen kann, wodurch sich eine völlige Entlastung für diesen ergibt.
-
In der Schaltung nach Abb.5 wird der überlastungsschutz durch einen
Thermoschalter 7 erreicht, der räumlich in der Nähe des Spannungsabschneiders 2
angeordnet ist und bei zu hohen Temperaturen infolge einer längeren Zeit anstehende
Leerlaufspannung die Primärzuleitung zum Zündtransformator 1 auftrennt. Durch den
Überlastungsschutz (Abb.5) ergibt sich noch der Vorteil, daß alle Glieder der Schaltung
während des Betriebes stark überlastet werden können, wenn durch den Thermoauslöser
7 eine Wiedereinschaltpause eingeschaltet wird. Selbstverständlich können die in
den Abb. 4 und 5 dargestellten Sicherheitsmaßnahmen auch bei der Schaltung nach
der Abb. 3 angewendet werden.