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Das Hauptpatent 1230 165 bezieht sich auf einen wechselstromgespeisten
Flammenwächter mit einem als Flammenelektrode (Ionengleichrichter) ausgebildeten
Fühler, in dessen Zuleitung ein vom Ionenstrom aufzuladender Kondensator liegt,
mit einem Auslösekreis, der außer dem Ionenstromkondensator in Reihe einen zweiten,
den Änderungen der Wechselspannung folgenden Kondensator aufweist, und mit einem
Schaltkreis, der ein Relais und einen vom Auslösekreis gesteuerten Verstärker aufweist.
Es stellt unter Schutz, daß der zweite Kondensator in einem zum ersten Kondensator
und der Flammenelektrode parallelen Zweig angeordnet ist, beide Zweige hinter den
Kondensatoren über ein Ansprechglied miteinander verbunden sind und sich im Auslösekreis
ein Widerstand befindet, an dem die Steuerspannung für den Verstärker abgegriffen
wird. In weiterer Ausgestaltung kann als Verstärker eine gesteuerte Diode verwendet
werden, die ebenfalls an der Betriebsspannung liegt, und diese Betriebsspannung
kann über nur zwei Zuleitungen, von denen eine die an sich bekannte Parallelschaltung
eines Gleichstromrelais und eines Kondensators aufweist, zugeführt werden.
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Ein solcher Flammenwächter ist auch ohne Netztransformator mit einem
einfachen Schaltungsaufbau in der Lage, vom Ionenstrom ausreichend starke Signale
abzuleiten, die auch zum Steuern eines robusten Verstärkers geeignet sind. Als Verbindungsleitung
zwischen Relaisanordnung und der als Verstärker dienenden Diode genügt eine einfache
Doppelleitung. Die Spannungsimpulse an der Steuerelektrode treten ohne besondere
Zusatzmaßnahme jeweils innerhalb der Durchlaßperiode der gesteuerten Diode auf,
was in Verbindung mit dem Gleichstromrelais zu einer Kurzschlußsicherheit führt.
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Die vorliegende Erfindung befaßt sich mit einer Rationalisierungsfrage.
Bisher erforderte ein Flammenwächter mit Flammenelektroden grundsätzlich ein anderes
Schaltgerät als ein Flammenwächter mit einer strahlungsempfindlichen Entladungsröhre,
z. B. einer UV-Röhre. Dies bedeutete -eine zweigleisige Fertigung und eine entsprechend
große Lagerhaltung verschiedener Schaltgerätetypen.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Flammenwächter
anzugeben, der wahlweise mit Flammenelektroden oder mit einer strahlungsempfindlichen
Entladungsröhre betrieben werden kann.
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Zur Lösung dieser Aufgabe wird von einem wechselstromgespeisten Flammenwächter
mit einem Ausgang für einen als Flamnienelektrode (Ionengleichrichter) ausgebildeten
Fühler, in dessen Zuleitung ein vom Ionenstrom aufzuladender Kondensator liegt,
mit einem Auslösekreis, der außer dem lonenstromkondensator in Reihe einen zweiten,
den Änderungen der Wechselspannung folgenden Kondensator aufweist, und mit einem
Schaltkreis, der ein Relais und einen vom Auslösekreis gesteuerten Verstärker aufweist,
ausgegangen, wobei der zweite Kondensator in einem zum ersten Kondensator und der
Flammenelektrode parallelen Zweig angeordnet ist, beide Zweige hinter den Kondensatoren
über ein Ansprechglied miteinander verbunden sind und sich im Auslösekreis ein Widerstand
befindet, an dem die Steuerspannung für den Verstärker abgegriffen wird, wobei ferner
als Verstärker eine gesteuerte Diode verwendet wird, die ebenfalls an der Betriebsspannung
liegt, und wobei diese, )3etriebsspannung über nur zwei Zuleitungen, von
denen eine die an sich bekannte Parallelsrhaltung eines Gleichstromrelais und eines
Kondensators aufweist, zugeführt wird, und dieser erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet,
daß ein zweiter Ausgang für einen als Entladungsröhre, z. B. UV-empfindliche Röhre,
ausgebildeten Fühler vorgesehen und dessen Kreis ebenfalls mit der Steuerelektrode
der Diode gekoppelt ist, wobei die Entladungsröhre nur in der Durchlaßperiode der
Diode leitend ist.
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Hierbei wfr&a also wesentliche Teile, insbesondere der Verstärker
des Flammenwächters des Hauptpatents für den Betrieb mit jedem der beiden Fühler
benutzt. Es brauchen lediglich einige zusätzliche feste Bauteile in den Flammenwächter
des Hauptpatents eingebaut zu werden. Auch beim Anschluß einer Entladungsröhre ist
sichergestellt, daß die gesteuerte Diode in der jeweils richtigen Halbperiode anspricht
und dementsprechend das Gleichstromrelais ordnungsgemäß erregt.
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Der Bedingung, daß die Entladungsröhre nur in der Durchlaßperiode
der Diode leitend ist, kann beispielsweise dadurch Rechnung getragen werden, daß
eine Entladungsröhre mit Gleichrichterfunktion benutzt wird. Wesentlich größere
Vorteile ergeben sich, wenn die Entladungsröhre durch einen Gleichrichter überbrückt
ist, der zusammen mit einem im Röhrenstromkreis liegenden Kondensator eine Spannungsverdoppelungsschaltung
bildet. Der Gleichrichter stellt sicher, daß die Entladungsröhre grundsätzlich nur
in einer Halbwelle zünden kann. Gleichzeitig ermöglicht er aber eine Spannungsverdoppelung,
die es erlaubt, Entladungsröhren mit relativ hoher, also über der Netzspannung liegender
Zündspannung zu verwenden. Der dann jeweils erfolgende Zündstromstoß ist durch die
Ladung des Kondensators weitgehend begrenzt, so daß auch keine Schäden an der gesteuerten
Diode auftreten können.
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Eine weitere Vereinfachung des Flamm-enwächters ergibt sich dadurch,
daß der Ansprechwiderstand wenigstens von einem Teil des Röhrenstromes durchflossen
wird. In diesem Fall ist nicht nur die Diode mit ihrer Steuerelektrode, sondern
auch der die Steuerspannung liefernde Ansprechwiderstand für beide Betriebsarten
gemeinsam.
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Während man die Auswirkungen eines Kurzschlusses am Flammenelektrodenausgang
wegen des relativ kleinen Ionenstroms durch einen sehr großen Schutzwiderstand unmittelbar
vor dem Ausgang unterbinden kann, ist ein so großer Schutzwiderstand vor dem Entladungsröhrenausgang
nicht möglich, weil sonst der Entladungsröhrenbetrieb gestört werden würde. In diesem
Fall empfiehlt es sich jedoch, daß der Entladungsröhrenausgang über eine Impedanz
solcher Größe an die Steuerelektrode der Diode angeschlossen ist, daß in Verbindung
mit dem Ansprechwiderstand ein Spannungsteiler entsteht, der beim Betrieb mit der
Spannungsverdoppelung eine ausreichende, beün Kurzschluß am Röhrenausgang jedoch
eine unzureichende Steuerspannung am Ansprechwiderstand auftreten läßt. Insbesondere
kann die Impedanz durch einen Kondensator und einen Vorwiderstand gebildet sein,
wobei ein weiterer Widerstand den Kondensator und den Ansprechwiderstand überbrückt,
um ein günstiges Betriebsverhalten zu erzielen.
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Die Erfindung wird nachstehend an Hand eines in
der
Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Das Ausführungsbeispiel
ist im Schaltbild dargestellt.
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An die Wechselstromklemmen 1 ist über eine Spannungs-Stabilisierungsanordnung,
die aus einem Widerstand 2 und einer Doppel-Zener-Diode 3 besteht, ein Gleichstromrelais
4 und ein parallelgeschalteter Kondensator 5 gelegt. Diese Teile bilden zusammen
ein Schaltgerät 6, das -über eine Doppelleitung 7 mit dem eigentlichen
Flammenwächtergerät 8 verbunden ist. An die Eingangsklemmen 9
dieses
Gerätes 8 ist eine gesteuerte Diode 10 mit Steuerelektrode
11 geschaltet, die von einem Widerstand 12 überbrückt ist und mit zwei Dioden
13 in Reihe liegt. Parallel dazu ist ein Spannungsteiler vorgesehen, der
aus zwei Widerständen 14, 15 besteht. Der Widerstand 14 ist durch einen Kondensator
16
überbrückt. Dieser gehört zu dem Entladekreiseiner Glimmröhre
17, der außerdem zinen Ansprechwiderstand 18 und einen Kondensator
19 im Weg des zum Ausgang 20 für die Flammenelektrode 21 vorgesehenen
Ionenstromes aufweist. Dieser Strompfad ist ferner durch Vorwiderstände 22 und
23 sowie eine überspannungssicherung 24 in Form einer Durchschlagstrecke
abgesichert. Die Steuerelektrode 11 wird an einem Punkt 25 zwischen
dem Ansprechwiderstand 18 und dem Kondensator 19 angeschlossen, so
daß sie im wesentlichen von dem Spannungsabfall am Ansprechwiderstand
18 beeinflußt wird.
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Die Arbeitsweise dieser im wesentlichen dem Hauptpatent entsprechenden
Schaltung ist derart, daß bei fehlender Flamme die am Widerstand 14 bzw. am Kondensator
16 auftretende Wechselspannung nicht ausreicht, um die Glimmröhre
17 zu zünden. Wenn jedoch eine Flamme vorhanden ist, wirkt die Flammenelektrode
21 als lonengleichrichter, wobei der Ionengleichstrom den Kondensator
19 auflädt. In der einen Halbwelle der Wechselspannung subtrahiert sich dann
im Glimmröhren-Entladekreis die Spannung des Kondensators 16 von derjenigen
des Kondensator 19, was keinerlei Effekt zufolge hat. In der folgenden Halbwelle
jedoch addiert sich die Spannung des Kondensators 16 zu derjenigen des Kondensators
19. Die relativ hohe Spannung führt zu einer Zündung der Ghnunröhre
17 und einem entsprechenden Entladestrom in diesem Entladegtromkreis. lEerdurch
wird ein großer Spannungsabfall am Ansprechwiderstand 18 hervorgerufen, der
zur Zündung der Diode 10 führt, die in dieser Halbwelle gerade in Durchlaßrichtung
polarisiert ist. Somit entsteht in jeder zweiten Halbwelle ein durch die Diode
10 verstärkter Impuls, der das Gleichstromrelais 4 zum Ansprechen bringt.
Bei einem Kurzschluß am Ausgang 20, z. B. wenn sich die Elektroden 21 berühren,
fließt ein durch die Vorwiderstände 22, 23 begrenzter Kurzschlußstrom, dessen
Spannungsabfall am Ansprechwiderstand 18 nicht ausreicht, um die Diode
10 zum Ansprechen zu bringen.
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Zusätzlich ist im Flammenwächtergerät 8 ein zweiter Ausgang
26 vorgesehen, an den eine strahlungsempfindliche Entladungsröhre
27, z. B. eine UV-empfindliche Röhre, die von einem Gleichrichter
28 überbrückt ist, geschaltet ist. Der eine Augang 26
liegt unmittelbar
an der Eingangsklemme 9. Der andere Ausgang ist über einen Kondensator
29 und zwei Widerstände 30, 31 an den anderen Eingang 9
gelegt.
Zwischen den Widerständen 30 und 31 zweigt ein Kopplungskondensator
32 ab, dessen anderer Pol an den Punkt 25 bzw. die Steuerelektrode
11 gelegt ist.
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Wenn statt des Ausgangs 20 der Ausgang 26 belegt ist, ist in
der einen Halbwelle die Entladungsröhre 27 durch den Gleichrichter
28 überbrückt, so daß sie nicht zünden kann. Der Strom dieser Halbwelle lädt
jedoch den Kondensator 29 auf. In der folgenden Halbwelle liegt die Speisespannung
zuzüglich der Spannung des aufgeladenen Kondensators 29 an der Röhre
27, so daß diese mit etwa der doppelten Speisespannung belastet ist und,
wenn eine Flammenstrahlung vorhanden ist, zündet. Der dann fließende Strom erzeugt
wegen der Kopplung über den Kondensator 32 einen Spannungsabfall am Ansprechwiderstand
18, wodurch wiederum ein Steuerimpuls an die Elektrode 11 der Diode
10 gelegt wird, gerade wenn diese in Durchlaßrichtung polarisiert ist. Auch
die Entladungsröhre 27 erzeugt daher beim Vorhandensein einer Flamme einen
pulsierenden verstärkten Gleichstrom, der das Gleichstromrelais 4 zum Ansprechen
bringt. Bei einem Kurzschluß an den Klemmen 26 fließt ein Wechselstrom über
die Kombination der Impedanzen 18, 29 bis 32, der durch eine entsprechende
Wahl der Widerstandsgrößen und durch die Spannungsteilereigenschaft der Reihenschaltung
des Ansprechwiderstandes 18 und des Kopplungskondensators 32 am Widerstand
18
einen so kleinen Spanungsabfall hervorruft, daß dieser nicht zum Zünden
der steuerbaren Diode 10
ausreicht.
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In einem Ausführungsbeispiel sind für die Widerstandsgrößen die folgenden
Werte gewählt worden: Widerstand 14 .............. 56 kg
Widerstand
15 .............. 56 kg
Kondensator 16 ............. 10 nF Widerstand
18 .............. 6,8 kg
Kondensator 19 ............. 1 nF Widerstand
22 .............. 820 kQ Widerstand 23 .............. 470
kg
Kondensator 29 ............. 10 nF Widerstand 30 ..............
6,8 kg
Widerstand 31 .............. 15 kg
Kondensator 32 .............
1 nF