Fernbetätigbare elektrische Hochspannungs-Zündsicherungsvorrichtung
für Gasbrenner Die Erfindung bezieht sich auf eine fernbetätigbare elektrische Hochspannungs-Zündsicherungsvorrichtung
unter Verwendung einer elektrischen Hochspannungs-Zündeinrichtung für Gasbrenner
nach Patent 1.231.188 (füher Patentanmeldung J 23 217 x/4d), 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-Transformators zwei Elektroden angeschlossen sind, zwischen welchen
Zündfunken überspringen, wenn der Stromkreislauf durch einen Schalter geschlossen
ist, wobei der die Verbindung zwischen der Primärseite des Hochfrequenz-Transformators
und dem Fünktionskondensator herstellende Kontakt mit einer einseitig eingespannten
Kontaktfederzunge versehen ist, welche durch eine zum Funktionskondensator parallel
geschaltete Magnetspule zum Schwingen angeregt wird. Nach dem Hauptpatent ist eine
elektrische Hochspannungs-
Zündeinrichtung für Gasbrenner vorgeschlagen
worden, bei welcher ein Hochfrequenz-Transformator primärseitig über einen Kontakt
mit einem Funktionskondensator verbunden ist, dem mindestens ein Vorwideratand vorgeschaltet
ist, während an die Sekundärseite des Hochfrequenz-Transformators zwei Elektroden
angeschlossen sind, zwischen welchen Zündfunken überspringen, wenn der Stromkreislauf
durch einen Schalter geschlossen ist. Dabei ist der Kontakt mit einer einseitig
eingespannten Kontaktfederzunge versehen, welche als Schwingfeder und mit einer
Eigenschwingungszahl ausgebildet ist, welche vorzugsweise etwa dem zweifachen Wert
der Wechselstrom-Netzfrequenz entspricht. Die Kontaktfederzunge wird durch eine
Magnetspule zum Schwingen angeregt, welche zum Funktionskondensator parallel geschaltet
ist. Vorzugsweise ist dabei die Magnetspule derart ausgebildet, dass sie einen hohen
Widerstand aufweist und mit einem geringen elektromagnetischen Energieaufwand arbeitet.
Es wurde nun gefunden, dass die gemäss Hauptpatent vorgeschlagene elektrische Hochspannungs-Zündeinrichtung
zu einer fernbetätigbaren elektrischen Hochspannungs-Zündsicherungsvorrichtung für
Gasbrenner weitergebildet werden kann. Zu diesem Zweck ist an einer gemäss Hauptpatent
ausgebildeten elektrischen Hochapannungs-Zündeinrichtung erfindungsgemäss vorgesehen,
dass der Kontaktfederzunge an der der Magnetspule zur Schwingungsanregung der Kontaktfederzunge
gegenübarliegenden Seite ein Haltemagnet zugeordnet ist, dessen Wicklung mit einem
im Bereich der Brennerflammen des Gasbrenners angeordneten Thermoelement verbunden
ist, und dass in an sich bekannter Weise in die Gaszufuhrleitung zum Gasbrenner
ein Magnetventil eingefügt ist, welches beim Einschalten des in den Stromkreislauf
zur Zündeinrichtung eingesetzten Schalters die Gaazufuhr zum Gasbrenne,r freigibt.
Ferner besteht die Erfindung noch darin, dass die Magnetspule
und
.die Wicklung des Haltemagnets derart aufeinander abgestimmt ausgebildet sind, dass
der Haltemagnet nach seiner Erregung durch den Strom des Thermoelementes ein grösseres
Kraftfeld als das der Magnetspule-aüfweist. Durch die erfindungsgemässe Ausbildung
einer gemäss Hauptpatent vorgeschlagenen elektrischen Hochspannung-Zündeinrichtung
für Gasbrenner ist eine Zündsicherungsvorrichtung geschaffen, welche zur elektrischen
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 thermoelektrische 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 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. Andererseits wird das Kraftfeld des Haltemagnets durch die
thermoelektromagnetische Kraft des Thermoelements 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 deri 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 selbst wieder beginnt und der am Brenner austretende
Brennstoff wieder zum Entzünden gebracht wird. Der Zusammenbau der Vorrichtung ergibt
geringe und daher vorteilhafte Ab-
messungen, trotzdem wird eine verhälnismässig
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 Zündeinrichtung 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 Membranschalter oder dergl.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"1 mit zwei Elektroden 20 und 21
verbunden ist, zwischen welchen Zündfunken überspringen, wenn der Stromkreislauf
durch den Schalter 13 geschlossen ist.Remote-controlled electrical high-voltage ignition safety device for gas burners The invention relates to a remote-controlled electrical high-voltage ignition safety device using an electrical high-voltage ignition device for gas burners according to patent 1,231,188 (previously patent application J 23 217 x / 4d), in which a high-frequency transformer on the primary side is connected via a contact to a functional capacitor, which is preceded by at least one series resistor, while two electrodes are connected to the secondary side of the high-frequency transformer, between which ignition sparks jump when the circuit is closed by a switch, the connection between the primary side of the high-frequency transformer and the functional capacitor is provided with a contact spring tongue clamped on one side, which is excited to oscillate by a magnetic coil connected in parallel to the functional capacitor will. According to the main patent, an electrical high-voltage ignition device for gas burners has been proposed, 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 two electrodes are connected to the secondary side of the high-frequency transformer, between which ignition sparks skip when the circuit is closed by a switch. The contact is provided with a contact spring tongue clamped on one side, which is designed as an oscillating spring and with a natural frequency of oscillation which preferably corresponds to approximately twice the value of the AC mains frequency. The contact spring tongue is excited to vibrate by a magnetic coil which is connected in parallel to the functional capacitor. In this case, the magnetic coil is preferably designed in such a way that it has a high resistance and operates with a low expenditure of electromagnetic energy. It has now been found that the electrical high-voltage ignition device proposed according to the main patent can be developed into a remotely operated electrical high-voltage ignition safety device for gas burners. For this purpose, it is provided according to the invention on an electrical high-voltage ignition device designed according to the main patent that the contact spring tongue is assigned a holding magnet on the side opposite the magnet coil for vibrating 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 in a manner known per se, a solenoid valve is inserted into the gas supply line to the gas burner, which opens the gas supply to the gas burner, r, when the switch inserted in the circuit to the ignition device is switched on. The invention also consists in that the magnetic coil and the winding of the holding magnet are designed to be coordinated with one another in such a way that the holding magnet has a greater force field than that of the magnetic coil after it has been excited by the current of the thermocouple. The inventive design of an electrical high-voltage ignition device for gas burners proposed according to the main patent creates an ignition safety device which is suitable for electrical remote control or for control, for example, by a thermostat switch. The electrical high-voltage ignition device ensures reliable ignition of the fuel and the thermoelectric 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 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 thermo-electromagnetic 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 greater force field than that on the magnet coil, so that the holding magnet holds the contact spring tongue after it has been excited by the current of the thermocouple, i.e. brings about and maintains the open position of the contact, so that no ignition sparks jump over while the thermocouple is being heated on the electrodes. If, for whatever reason, the flames of the burner that are heating the thermocouple are extinguished, i.e. the heating of the thermocouple ceases, the holding magnet loses its force and releases the contact spring tongue, so that at the same moment the spark release starts again by itself and the fuel escaping from the burner is made to ignite again. Assembly of the device results in low and hence advantageous waste measurements, although a verhälnismässig large transmission power is achieved with strong ignition spark, also is the greatest possible security against leakage of unburned fuel gewährleistet.Ferner is advantageous that the construction of the apparatus largely with standard components can be carried out. The subject matter 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 operation by hand from any point, but it can also be influenced, for example, by a thermostat, a time relay, a timer, a membrane switch or the like. Between the conductors 10 and 11, a radio interference suppression element 14 is connected in a manner known per se, which 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 "1 of which is connected to two electrodes 20 and 21 is between which ignition sparks jump when the circuit is closed by the switch 13.
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 eingespamaten
Kontaktfederzunge 24 angebracht ist. D_eae 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 Kontaktfeder$unge 24 dient. DieMagnetspule 26 ist so ausgelegt, dass sie einen
hohen Widerstand aufweist und mit geringem elektromagnetischem Energieaufwand arbeitet.
Um die erfindungsgemässe Zündsicherungsvorrichtung zu erhalten, ist der Kontaktfederzunge
24 an der der Magnetspule 26 zur Schwingungsanregung der Kontaktfederzunge 24 gegenüberliegenden
Seite ein Haltemagnet 30 zugeordnet, dessen Wicklung 30' mit einem Thermoelement
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'Mag-'netventil 34 eingefügt, dessen Wicklung
mit den Stromleitern 10 und 11 in Verbindung steht, so dass beim Einschalten des
in den Stromkreislauf zur Zündeinrichtung eingesetzten Schalters 13 die Gaszufuhr
zum Gasbrenner 32 freigegeben wird. Ferner esst gemäss Erfindung 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 1-3 gleichzeitig die Zündeinrichtung in Betrieb gesetzt wird, wird der
Funktionskondensator 18 aufgeladen und im Augenblick der optimalen Auiladung desselben
bewirkt die zum Funktionskondensator 18 parallel geschaltete 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 19'1 des Hochfrequenz-Transformato--s
19 übertragen und als hochfrequente 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, wo dass der erzeugte
Thermostrom den Haltemagnet 30 errege:." wodurch die... Kontaktfederzunge 24 in
Offenatellung der Kontakte 22 und 23 festgehalten wird. Die Funkenausl-öa$.uzg 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 13 im Stromkreislauf
zur Zündeinrichtung in die Ausschaltstellung gebracht wird, wird einerseits die
Hochspannungs-Zündeinrichtung stromlos und andererseits 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 urverbrannter Brennstoff ausströmt, so
hört im gleichen Augenblick auch die Beheizung des Thermoelementes 31 auf. Die Erregung
des Haltemagneten 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 Schliesstellung 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 Haltemagneten 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 Schliesstellung
gebracht, so dass die Flammen am Gasbrenner 32 erlöschen. Sobald die Stromzufuhr
wieder einsetzt, erfolgt die Inbetriebnahme der Zündeinrichtung und des Gasbrenners
32 in der gleichen vorher beschriebenen Weise. Eine Anpassung einer erfindungsgemäss
ausgebildeten Hochspannungs
-Zündsicherungsvorrichtung an verschiedenartige
Gasbrenner ist in äquivalenter Weise möglich. So*könntebeispielsweise anstelle des
Gasbrenners 32 lediglich ein Zündbrenner zum Beheizen des Thermoelementes 31 vorgesehen
sein. Im übrigen kann eine weitere Anpassung von Einzelteilen an beszndere Verhältnisse
vorgenommen werden, ohne von dem Grundgedanken des Aufbaues einer erfindungsgemäss
ausgebildeten Zündsicherungsvorrichtung abzuweichen.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 spun in on one side. The 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 magnet coil 26 is inserted between the conductors 10 and 11, which is used to excite the contact spring 24. The solenoid 26 is designed to have a high resistance and operate with little electromagnetic energy. In order to obtain the ignition safety device according to the invention, a holding magnet 30 is assigned to the contact spring tongue 24 on the side opposite the magnetic coil 26 to excite vibrations 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 magnet 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 in the circuit to the ignition device is switched on the gas supply to the gas burner 32 is released. Furthermore, according to the invention, 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 put into operation at the same time when the switch 1-3 is switched on, the functional capacitor 18 is charged and, at the moment when it is optimally charged, the magnetic coil connected in parallel with the functional capacitor 18 causes the same. 26 the contact closure between the contacts 22 and 23, so that the charge of the functional capacitor 18 is transferred in pulses from the primary side 19 'to the secondary winding 19'1 of the high-frequency transformer 19 and delivered as high-frequency ignition sparks to the electrodes 20 and 21 will. As soon as the voltage on the functional capacitor 18 has dropped to a fraction of the optimum value, the contacts 22 and 'arrive when the contact spring tongue 24 falls off the magnet coil 26. 23 in the open position and the game between charging and discharging can begin again in the set rhythm. After the fuel has been ignited on the gas burner -32- by the sparks jumping between the electrodes 20 and 21, the flames heat the thermocouple 31, where the generated Thermostatic current excite the holding magnet 30: "by which the ... contact spring tongue 24 is held in the open position of the contacts 22 and 23. The spark triggering ceases immediately and the gas burner 32 is in the operating position while the ignition device is out of operation is, however, by the thermocouple 31 in constant monitoring and in readiness for ignition, ie the ignition is thermoelectrically secured at all times the gas supply line 33 in the closed position ge 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 originally burned fuel flows out of the gas burner 32, the heating of the thermocouple 31 also stops at the same instant. The excitation of the holding magnet 30 becomes weaker as a result 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 on the 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 a high-voltage ignition safety device designed according to the invention to various types of gas burners is possible in an equivalent manner. For example, instead of the gas burner 32, only a pilot burner could be provided for heating the thermocouple 31. In addition, a further adaptation of individual parts to specific conditions can be carried out without deviating from the basic concept of the structure of an ignition safety device designed according to the invention.