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Kombinierte Zünd® und Flaaamiexiwäohtervorriclitung .Die Erfindung
bezieht sich sui' eine kombinierte Zünd. und Flammenwäehtervorrichtung mit einer
Über einen Transformator mit Zündspannung versorgten Zündfunkenstreoke, die gleichzeitig
als Flammenfühler (Ionen-Gleichrichter) einer wechselstrombetriebenen Überwachungsschaltung
dient.
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Es ist eine Vorrichtung dieser Art bekannt, bei der in die normalen
Zuleitungen zur Zünaünkenstrecke auf' der'frimärseite oder der Sekundärseite des
Transformators eine Überwachungsschaltung eingesetzt ist, die aus einem von einem
Kondensator überbrückten Gleichstromrelais besteht. Ein Umschalter erlaubt es, dbr
Funkenstrecke zum künden eine höhere Wechselspannung zuzuführen als wEhrend des
normalen tTberwachungsbetriebes. Hierbei hat es sich jedoch herausgestellt, daß
die Plammenwächterfunktion durch den Zündbetrieb beeinträchtigt wird. Dies ist nachteilig
insofern als es oftmals erwünscht ist, die Zündperiode in Abhängigkeit vom Ansprechen
der Überwachungsschaltung zu beenden.
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Diese Schwierigkeit tritt nicht auf, wenn Zündvorrichtung und Flammenwächtervorrichtung
vollständig voneinander getrennt sind. Dann benötigt man Bier für die Flammenwächteriturrichtung
einen eigenen Flammenfühler..
Bekannt ist beispielsweise eine Zündvorrichtung,
bei der ein Kondensator auf der Primärseite des Zündtransformators über einen Gleichrichter
aufgeladen wird und sich bei Erreichen einer vorgegebenen Spannung über eine Glimmlampe
entlädt, so daß nicht bei jeder Halbwelle der Wechselspannung sondern in Größeren
Abständen, z.B. jede Oekunde, ein Zündimpuls auftritt. ferner sind flammenwächGervorrichtungen
bekannt, uei denen der Ionenstrom des als Ionengleichrichter arbeitenden Flammenfühlers
einen j(ondensatc-ir einsinni,; auflädt und hieraus die entsprechenden Schaltbefehle
abgeleitet werden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine kombinierte Zünd- und
Flammenwächtervorrichtung der eingangs beschriebenen Art anzugeben, bei der trotz
gemeinsamer Elektrode für die Zündfunkenstrecke und den Flammenfühler der Zündbetrieb
keinen nachteiligen Einflug auf die Flammenüberwachung hat.
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Diese Aufgabe
wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß an der
Reihenschaltung von Funkenstrecke und Sekundärwicklung außer der zeitweilig auftretenden
Zündspannung dauernn ein eil der wesentlich geringeren Arbeitsspannung der Überwachungsschaltung
liegt, daß diese Reihenschaltung durch ein Element überbrückt ist, das beim Überschreiten
einer Spannung leitend
wird, die unter der Zündspannung aber über dem an
ihm liegenden Teil der Arbeitsspannung liegt, und daß die Zündspannung in der Form
von Impulsen erzeugt wird, deren auf die Zeiteinheit bezogene Dauer klein ist im
Verhältnis zur auf die Zeiteinheit bezogenen Dauer der gleichna:#migen Arbeitsspannungs-Halbwellen.
| Bei dieser Anordnung wird der sekundärseitige Zändkreis von
dem s3annungs- |
| abhängigen Element kurzgeschlossen, sobald ein Zündspannungsimpuls
auf- |
| tritt. Infolgedessen kann sich in der LFberwachungsschaituriä
diese hohe |
| Spannung nicht auswirken. Zwar ist während dieses Kurzqcnlusses
die ÜbE:,- |
| wachungsschaltung unwirksam. Diese Zeizepanne .st aber
eo kure.:.; ''dL-ß i# e |
| für den praktischen Betrieblsine Bedeutung hat |
Insbesondere sollen die ZUndspannungeimpulse
einen Abstand
von mehreren,
z.B.
ca. 50 Perioden der Arbeitsspannung
haben. Der Ausfall
der Über-
wachungsvorrichtung während jeder 50sten
Periode ist bedeutungslos. -
Des weiteren genügt es, wenn die Zündspannungeimpulee
eine Dauer von einem-
kleinen Bruchteil, z.B.
10- 3-i4
2; der Dauer einer Arbeitespannungs-Halbwelle
haben. Infolgedessen kann
über den Rest dieser Halbwelle oder
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wenn das spannungsabhängige
Element nicht sofort beim Unterschreiten .
der Umschaltspannung wieder
aurücksohaltet -
wenigstens über einen er-
heblichen Teil der Halbwelle
die Überwachungsschaltung
voll wirksam sein.
Ale spannungsabhängiges
Element eignet sich insbesondere dne Glimmröhre.
Diese hat eine Aneprechspannungg-
die ohne Schwierigkeiten
in dem hier
benötigten Bereich liegen
kann. :Außerdem
besitzt sie nach ihrer Ionisation
einen
sehr kleinen
Innenwiderstand`
Das gleiche gilt, wenn
das spannungsabhängige
Element ein zweipoliges elektronisches Halbleiterschaltelement istt
das beim Überschreiten eines
Schwellenwerts der angelegten Spannung
von einem hochohmi;;en
in einen niederohmigen
Zustand und
beim @aterschreiten
eines Haltewerts des hindurchfließenden Stromes wieder
zurückschaltet,
In beiden Fällen kann
das Rückschalten
mit einer gewissen Verzögerung
nach
Beendigung
des Zündimpulses
erfolgen, wenn aus anderen Schaltungsteilen
noch Ströme über den niederohmigen
Pfad fließen .Diese Verzögerung
kann
man aber durch entsprechende
Auslegung
der Schaltung kleinhaften.
Besonders geeignet
für die
erfindungsgemäße Vorrichtung
ist eine an sich
bekannte Zündschaltung,
bei der die Zündimpulse durch Entladung
eines Kondensators
über eine Glimmröhre
und die Primärseite des Transformators.erzeugt
werden, wobei der Kondensator von der Netzspannung
über einen Gleichrictiter.aufgeladen
wird. Mit
dieser Schaltung lassen sich in gewünschter
Weise kurze
Zündimpulse
mit größerem Abstand erzeugen.
| sehr geeignete |
| Al iV Überwachungsschaltung hat sich eine an sich bekannte
Schaltung er- |
wieeeng
die einen vom Zonengleichstrom aufgeladenen Kondensator
aufweist.
Obwohl eine solche Schaltung
eine verhältnismäßig
große Empfindlichkeit
besitzen muß,
wird sie infolge der erfindungsgemäßen
Kombination
nicht
durch den Zündvorgang gestörtt -
Bei
einer bevorzugten Ausführungsform
ist dafür gesorgt, daß die Reihen-
.
Schaltung von Funkenstrecke und Sekundärwicklung
in der Übereaohungssohal-_
tung
der Reihensohaltung'eines
Kondensators und einde Widerstandes
parallel
liegt, deren Werte im Rahmen ihrer
Funktionsfähigkeit für
die Überwaohungs#-schaltung
so bemessen sind, daß deren Zeitkonstante bei
Entladung
über
das spannungsabhängige
Element klein ist, im Vergleich
zur Dauer einer
Halbwelle der Arbeitsspannung. Beispielsweise läßt sich ohne
Schwierigkeiten
eine Zeitkonstante von 1 ms erzielen, so daß noch 900 der Halb-
welle
der Arbeitsspannung
für den normalen Überwachungsbetrieb
zur Verfügung
stehen.
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i Die Erfindung wird nachstehend -.i, Zusammenhang
mit der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:' Tig. 1 die erfindungsgemäße
Vorrichtung in schematischer Das-, ' Stellung und
Tig. 2- ein praktisches
Ausführungsbeispiel.
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In Fig. 1 ist eine Zündvorrichtung 1 und eiw
Überwachungsschaltung 2 dar-
gestellt, die an denselben Zuleitungen 3 und
4 liegen und mittels eines
Schalters 5 an die Netzwechselspannung ü
gelegt werden können.-Den Ausgang
der Zündvorrichtung
1 bildet der Transformator 6 mit Priaärwioklung 7 und
Sekundärwicklung
B. An die Sekundärwicklung ist eine Zündfunkenstrecke
9 angeschlossen, die aus einer Stabelektrode 10 und einer geerdeten
Plattenelektrode 11 besteht. Infolge der ungleichmäßigen Elektroden arbeitet
diese
Funkenstrecke beim Auftreten einer Flamme als Ionengleichrichter.
Die
Funkenstrecke 9 ist gleichzeitig der Flammenfühler für die
Überwachungs-# echaltung 2 und bildet mit ihr zusammen eine Plammenwäohterschaltung.
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Den Ausgang der Plammenwächterechaltung bildet das
Signal "Flamme brennt"; ' das unter anderem einen Schalter 12 in der Zuleitung
zur Zündvorrichtung
öffnet.
Die Reihenschaltung der Sekundärwicklung
8 und der Funkenstrecke 9 wird durch ein spapnungsabhängiges Element 13 überbrückt,
das normalerweise sehr hochohmig ist, aber niederohmig wird, wenn die an ihm liegende
Spannung einen vorgegebenen Grenzwert übersteigt. Der Grenzwert ist so gewählt,
daß das Element niederohmig wird, sobald der an ihm liegende Teil der Arbeitsspannung
U um ein bestimmtes Maß, das für die Überwqohungs# schaltunj2 noch nicht sohäalioh
ist, überschritten wird. Ferner ist dafür gesorgt, daß die Zündschaltung nur in
Abständen von 1s Zündimpulse mit einer Zeitdauer von einigen lus erzeugt. Beim Auftreten
dieser Impulse wird das spannungsabhängige Element 13, z.B. eine Glimmrfihre, leitend,
so daß der Hochspannungsimpuls nicht in die Überwac-hungsachaltung 2 eintreten kann.
Während dieser Zeit ist die 4eaohungssohaltung unwirksam. s Da der Zündimpuls aber
nur sehr kurzzeitig/und nur in großen Abständen auftritt, wird hierdurch die Überwachungsfunktion
praktisch überhaupt nicht beeinträchtigt., Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig.
? we`-den fÜr die bereits in F; g. 1 dargestellten Elemente die gleichen Bezugszeichen
verwendet® Es sei angenommen, daß es sich um eine Schaltung für die Gasfeuerung
einer Raumheizungsanlage handelt, bei der der Schalter 5 der Raumthermostat ist.
Die Anlage-besitzt ein elektromagnetisches Ventil 14iUr die Zündflamme und ein elektromagnetisches
Ventil 15 für die Hauptflamme.
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Die Zündvorrichtung weist einen'Kondensator 16 auf, der von der Wechselspannung
U über einen Gleichrichter 17 und einen Vorwideratand aufgeladen wird.
Der Kondensator 16 überbrückt die Reihenschaltung eines spannungsabhängigen
Elements 19, das von der gleichen Art wie das spannungsabhängige Element 13 sein
kann, und der Primärwicklung 7 des Transformators 6. Sobald der Kondensator 16 auf
einei, Spannung aufgeladen ist, bei der das Element 19 leitend wird, entlädt sich
der Kondensator 16@über die Primärwiöklung 7, eodaß ein Hoohepannungs-Zündimpule
erzeugt wird. .
Die Überwachungsschaltung hat im vorliegenden
Ausführungsbeispiel einen
Aufbau, der in der älteren Anmeldung D 49 100 Ia/24m
näher beschrieben ist. Ein Ionenstrom-Kondensator 20 kann sich in einer @ialbwelle
der Netzspannung U durch den lonengleichstrom des Flammenfühlers aufladen,
wenn
die Flamme im Bereich der Funkenstrecke 9 brennt. Mit dem Kondensator
20 liegen ein Widerstand 21 und ein weiterer Kondensator 22 in Reihe. Eine
Glimmröhre 23 ist unter Zwischenschaltung eines Widerstandes 24 parallel
zum
Kondensator 22 gelegt. Am Punkt 25 zweigt ein Differenzier-Kondensator 26 ab, der
zu einer Steuerelektrode 27 einer gesteuerten Diode 28 führt. Ein Widerstand
29 verbindet die Steuerelektrode 27 mit der Leitung 4. Der
gesteuerten
Diode ist je ein Gleichrichter 30 und 31 vor bzw. nachgeschal-
tet; sie wird
außerdem von einem Widerstand 32 überbrückt. Die gesteuerte
Diode
28 liegt in Reihe mit einem Gleichstromrelais 33, das durch einen
Kondensator
34 überbrückt ist. Die Spannung für die Elemente 28, 30,31,33, 34 wird an einem
Punkt 35 abgegriffen, der zwischen einem Widerstand 36
und einem
Spannungsabhängigen Widerstand (YDR-Widerstand) 37 liegt, welche
einen
Spannungsteiler bilden, der den Punkt 35 auf- annähernd konstantem
Potential festhält.
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Ein Widerstand 38 zwischen Erde und Leitung 4 soll dem
Berührungeschutz dienen, falle sich die Leitung 4 nicht auf Null-Pdtential
befindet.
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Im normalen Betrieb, wenn die Flamme brennt, wird der Kondensator
20 in
jeder ersten, dritten uaw. Halbwelle vom Ionenstrom
aufgeladen. Es ist
dafür gesorgt, daß er den Kondensator 22 mit einer
solchen Zeitkonstante auflädt, dab die Zündspannung der in seinem ßntladestromkreis
liegenden Glimmröhre 23 erst zu Beginn der dritten Halbwelle erreicht
wird. Mit dem Entladeimpule wird über den Differenzier-Konaensator
26 ein Steuerim= puls erzeugt, der die gesteuerte Diode 28 leitend werden
lUt. Infolge-
dessen fließt in jeder ungeraden Halbwelle ein Strom
durch diese Diode 28.
Der so entstehende pulsierende Gleichstrom wird durch
den Kondensator 34
geglättet und erregt das Relais 33t das als
Plammenrelais unter anderem den Schalter 12 betätigt.
Tritt
nun während der Zündperiode ein Zündimpuls auf, so spricht das
spanriungsabh8.ngigeSlement
13 an, so daß der Zündimpuls über die Sekundärwioklung 8, die
Funkenstrecke 9 und das Element 13 laufen kann. Gleich-
zeitig wird
ein Entladestromkreis für den Kondensator 22 gebildet, der sich
demnaoh'über
den Widerstand 21, das Element 13 und den Widerstand 38 ent-
laden
kann. Infolgedessen kann die Glimmröhre 23 nicht zünden
und die
Uberwachungeschaltung ist unwirksam. Diese Periode
ist jedoch sehr kurz,
da das glement 13 - wenn da spannungsabhängig
zurückschaltet - sofort nach
Beendigung des kurzen Zündimpulses
wieder sperrt, oder - wenn es stromabhängig nach ünterschreiten.eines
Haltestrome wieder zurückschaltet -in Abhängigkeit von der Entladung
des Koaidensatora 22 zurückschaltet. Hier
kann man die
Zeitkonstante des Kohdensatorn 22 und der Widerstände 21,38
so
wählen, daß das spannungsabhängige'Element nach einem Bruchteil einer
Halbwelle
der Arbeitswechselspannung wieder snrückschaltet.
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Bei einem Ausführungsbeispiel erzeugte die Zündschaltung
einen Impuls pro
Sekunde mit einer Dauer von etwa 3@us. Die
Entladung den Kondensators 22 I erfolgte so rasch, daß das Element 13
nach 1'ms wieder in den hochohmigen ' Zustand zurückschaltet.
Vergleicht man dies mit der Dauer von 10 ms für.
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z eine Halbwelle der Arbeiteepannung, dann erkennt man4
daß hierdurch die
Betriebsweine der überwaohungsschaltung
nicht beeinträchtigt werden kann. Das Element 13 kann als Glimmröhre
oder als elektronisches Festkörpersohaltelement ausgebildet sein. Im
letztgenannten Fall eignen sich bei-
spielsweise Fünf-Schicht-Moden
oder auch sperrschichtfreie Halbleitersohaltelemente mit der gleichen
Sohalteigensohaft. Dasselbe gilt auch
für die Elemente-13
und 23. - `