DE1551949B2

DE1551949B2 - Kombinierte zuend und flammenwaechtervorrichtung

Info

Publication number: DE1551949B2
Application number: DE19671551949
Authority: DE
Inventors: Jens Öle Sandoe Dipl Ing Augustenborg Pedersen (Danemark)
Original assignee: Danfoss AS
Current assignee: Danfoss AS
Priority date: 1967-12-05
Filing date: 1967-12-05
Publication date: 1971-04-08
Also published as: DE1551949A1

Description

1 .2

Die Erfindung betrifft eine kombinierte Zünd- und spanne ist aber so kurz, daß sie für den praktischen

Flammenwächtervorrichtung mit einer über einen Betrieb keine Bedeutung hat.

Transformator mit Zündspannung versorgten Zünd- Insbesondere sollen die Zündspannungsimpulse

funkenstrecke, die gleichzeitig als Flammenfühler einen Abstand von mehreren, z. B. etwa 50 Perioden

(Ionen-Gleichrichter) einer wechselstrombetriebenen 5 der Arbeitsspannung haben. Der Ausfall der Uber-

Überwachungsschaltung dient. wachungsvorrichtung während jeder 50. Periode ist

Es ist eine Vorrichtung dieser Art bekannt, bei der bedeutungslos.

in die normalen Zuleitungen zur Zündfunkenstrecke Des weiteren genügt es, wenn die Zündspannungsauf der Primärseite oder der Sekundärseite des impulse eine Dauer von einem kleinen Bruchteil, Transformators eine Überwachungsschaltung einge- io z.B. 10~³—10~², der Dauer einer Arbeitsspannungssetzt ist, die aus einem von einem Kondensator über- Halbwelle haben. Infolgedessen kann über den Rest brückten Gleichstromrelais besteht. Ein Umschalter dieser Halbwelle oder — wenn das spannungserlaubt es, der Funkenstrecke zum Zünden eine abhängige Element nicht sofort beim Unterschreiten höhere Wechselspannung zuzuführen als während des der Umschaltspannung wieder zurückschaltet — normalen Überwachungsbetriebes. Hierbei hat es sich 15 wenigstens über einen erheblichen Teil der HaIbjedoch herausgestellt, daß die Flammenwächter- welle die Überwachungsschaltung voll wirksam funktion durch den Zündbetrieb beeinträchtigt wird. sein.

Dies ist nachteilig insofern, als es oftmals erwünscht Als spannungsabhängiges Element eignet sich insist, die Zündperiode in Abhängigkeit vom An- besondere eine Glimmröhre. Diese hat eine Ansprechen der Überwachungsschaltung zu beenden. 20 Sprechspannung, die ohne Schwierigkeiten in dem

Diese Schwierigkeit tritt nicht auf, wenn Zünd- hier benötigten Bereich liegen kann. Außerdem bevorrichtung und Flammenwächtervorrichtung voll- sitzt sie nach .ihrer Ionisation einen sehr kleinen ständig voneinander getrennt sind. Dann benötigt Ionenwiderstand. Das gleiche gilt, wenn das spanman aber für die Flammenwächtervorrichtung einen nungsabhängige Element ein zweipoliges elektroeigenen Flammenfühler. Bekannt ist beispielsweise 25 nisches Halbleiterschaltelement ist, das beim Ubereine Zündvorrichtung, bei der ein Kondensator auf schreiten eines Schwellenwerts der angelegten Spander Primärseite des Zündtransformators über einen nung von einem hochohmigen in einen nieder-Gleichrichter aufgeladen wird und sich bei Erreichen ohmigen Zustand und beim Unterschreiten eines einer vorgegebenen Spannung über eine Glimmlampe Haltewerts des hindurchfließenden Stromes wieder entlädt, so daß nicht bei jeder Halbwelle der Wechsel- 30 zurückschaltet. In beiden Fällen kann das Rückspannung, sondern in größeren Abständen, z. B. jede schalten mit einer gewissen Verzögerung nach BeSekunde, ein Zündimpuls auftritt. endigung des Zündimpulses erfolgen, wenn aus an-

Ferner sind Flammenwächtervorrichtungen be- deren Schaltungsteilen noch Ströme über den nieder-

kannt, bei denen der Ionenstrom des als Ionengleich- ohmigen Pfad fließen. Diese Verzögerung kann man

richter arbeitenden Flammenfühlers einen Konden- 35 aber durch entsprechende Auslegung der Schaltung

sator einsinnig auflädt und hieraus die entsprechen- klein halten

den Schaltbefehle abgeleitet werden. Besonders geeignet für die erfindungsgemäße Vor-

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine richtung ist eine an sich bekannte Zündschaltung, bei

kombinierte Zünd- und Flammenwächtervorrichtung der die Zündimpulse durch Entladung eines Konden-

der eingangs beschriebenen Art anzugeben, bei der 40 sators über eine Glimmröhre und die Primärseite des

trotz gemeinsamer Elektrode für die Zündfunken- Transformators erzeugt werden, wobei der Konden-

strecke und den Flammenfühler der Zündbetrieb sator von der Netzspannung über einen Gleichrichter

keinen nachteiligen Einfluß auf die Flammenüber- aufgeladen wird. Mit dieser Schaltung lassen sich in

wachung hat. . . gewünschter Weise kurze Zündimpulse mit größerem

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch ge- 45 Abstand erzeugen.

löst, daß die Reihenschaltung von Funkenstrecke Als sehr geeignete Überwachungsschaltung hat sich und Sekundärwicklung zwischen die Eingangs- eine an sich bekannte Schaltung erwiesen, die einen anschlüsse der Überwachungsschaltung geschaltet vom Ionengleichstrom aufgeladenen Kondensator und daher außer der zeitweilig auftretenden Zünd- aufweist. Obwohl eine solche Schaltung eine verspannung dauernd mit einem Teil der wesentlich 50 hältnismäßig große Empfindlichkeit besitzen muß, geringeren Arbeitsspannung der Überwachungsschal- wird sie infolge der erfindungsgemäßen Kombination j tung versorgt ist, daß zwischen die Eingangs- nicht durch den Zündvorgang gestört. I anschlüsse der Überwachungsschaltung ferner ein Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist dafür ! Element geschaltet ist, das beim Überschreiten einer gesorgt, daß die Reihenschaltung von Funkenstrecke Spannung leitend wird, die unter der Zündspannung 55 und Sekundärwicklung in der Überwachungsschalaber über dem an ihm liegenden Teil der Arbeits- tung der Reihenschaltung eines Kondensators und Spannung liegt, und daß die Zündspannung in der eines Widerstandes parallel liegt, deren Werte im Form von Impulsen erzeugt wird, deren auf die Zeit- Rahmen ihrer Funktionsfähigkeit für die Ubereinheit bezogene Dauer klein ist im Verhältnis ^ur wachungsschaltung so bemessen sind, daß deren Zeitauf die Zeiteinheit bezogenen Dauer der gleich- 60 konstante bei Entladung über das spannungsabhännamigen Arbeitsspannungs-Halbwellen. gige Element klein ist im Vergleich zur Dauer einer

Bei dieser Anordnung wird der sekundärseitige Halbwelle der Arbeitsspannung. Beispielsweise läßt

Zündkreis von dem spannungsabhängigen Element sich ohne Schwierigkeiten eine Zeitkonstante von

kurzgeschlossen, sobald ein Zündspannungsimpuls 1 ms erzielen, so daß noch 90°/o der Halbwelle der

auftritt. Infolgedessen kann sich in der Über- 65 Arbeitsspannung für den normalen Überwachungs-

wachungsschaltung diese hohe Spannung nicht aus- betrieb zur Verfügung stehen.

wirken. Zwar ist während dieses Kurzschlusses die Die Erfindung wird nachstehend im Zusammen-

Überwachungsschaltung unwirksam. Diese Zeit- hang mit der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

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Fig. 1 die erfindungsgemäße Vorrichtung in Halbwelle der Netzspannung U durch den Ionen-

schematischer Darstellung und gleichstrom des Flammenfühlers aufladen, wenn die

F i g. 2 ein praktisches Ausführungsbeispiel. Flamme im Bereich der Funkenstrecke 9 brennt. Mit

In Fig. 1 ist eine Zündvorrichtung 1 und eine dem Kondensator20 liegen ein Widerstand21 und Überwachungsschaltung 2 dargestellt, die an den- 5 ein weiterer Kondensator 22 in Reihe. Eine Glimmseiben Zuleitungen 3 und 4 liegen und mittels eines röhre 23 ist unter Zwischenschaltung eines WiderSchalters 5 an die Netzwechselspannung U gelegt Standes 24 parallel zum Kondensator 22 gelegt. Am werden können. Den Ausgang der Zündvorrichtung 1 Punkt 25 zweigt ein Differenzier-Kondensator 26 ab, bildet der Transformator 6 mit Primärwicklung 7 und der zu einer Steuerelektrode 27 einer gesteuerten Sekundärwicklung 8. An die Sekundärwicklung ist io Diode 28 führt. Ein Widerstand 29 verbindet die eine Zündfunkenstrecke 9 angeschlossen, die aus Steuerelektrode 27 mit der Leitung 4. Der gesteuerten einer Stabelektrode 10 und einer geerdeten Platten- Diode ist je ein Gleichrichter 30 und 31 vor- bzw. elektrode 11 besteht. Infolge der ungleichmäßigen nachgeschaltet; sie wird außerdem von einem WiderElektroden arbeitet diese Funkenstrecke beim Auf- stand 32 überbrückt. Die gesteuerte Diode 28 liegt treten einer Flamme als Ionengleichrichter. Die 15 in Reihe mit einem Gleichstromrelais 33, das durch Funkenstrecke 9 ist gleichzeitig der Flammenfühler einen Kondensator 34 überbrückt ist. Die Spannung für die Überwachungsschaltung 2 und bildet mit ihr für die Elemente 28, 30, 31, 33, 34 wird an einem zusammen eine Flammenwächterschaltung. Den Aus- Punkt 35 abgegriffen, der zwischen einem Widerstand gang der Flammenwächterschaltung bildet das Signal 36 und einem spannungsabhängigen Widerstand »Flamme brennt«, das unter anderem einen Schalter 20 (VDR-Widerstand) 37 liegt, weiche einen Spannungs-12 in der Zuleitung zur Zündvorrichtung öffnet. teiler bilden, der den Punkt 55 auf annähernd kon-

Die Reihenschaltung der Sekundärwicklung 8 und stantem Potential festhält.

der Funkenstrecke 9 wird durch ein spannungs- Ein Widerstand 38 zwischen Erde und Leitung 4 abhängiges Element 13 überbrückt, das normaler- soll dem Berührungsschutz dienen, falls sich die weise sehr hochohmig ist, aber niederohmig wird, 25 Leitung 4 nicht auf Null-Potential befindet,
wenn die an ihm liegende Spannung einen vor- Im normalen Betrieb, wenn die Flamme brennt, gegebenen Grenzwert übersteigt. Der Grenzwert ist wird der Kondensator 20 in jeder ersten, dritten usw. so gewählt, daß das Element niederohmig wird, so- Halbwelle vom Ionenstrom aufgeladen. Es ist dafür bald der an ihm liegende Teil der Arbeitsspannung U gesorgt, daß er den Kondensator 22 mit einer solchen um ein bestimmtes Maß, das für die Überwachungs- 30 Zeitkonstante auflädt, daß die Zündspannung der in schaltung 2 noch nicht schädlich ist, überschritten seinem Entladestromkreis liegenden Glimmröhre 23 wird. Ferner ist dafür gesorgt, daß die Zündschaltung erst zu Beginn der dritten Halbwelle erreicht wird, nur in Abständen von 1 s Zündimpulse mit einer Mit dem Entladeimpuls wird über den Differenzier-Zeitdauer von einigen μ8 erzeugt. Beim Auftreten Kondensator 26 ein Steuerimpuls erzeugt, der die dieser Impulse wird das spannungsabhängige Element 35 gesteuerte Diode 28 leitend werden läßt. Infolge-13, z. B. eine Glimmröhre, leitend, so daß der Hoch- dessen fließt in jeder ungeraden Halbwelle ein Strom spannungsimpuls nicht in die Überwachungsschal- durch diese Diode 28. Der so entstehende pulsierende tung 2 eintreten kann. Während dieser Zeit ist die Gleichstrom wird durch den Kondensator 34 ge~ Überwachungsschaltung unwirksam. Da der Zünd- glättet und erregt das Relais 33, das als Flammenimpuls aber nur sehr kurzzeitig ist und nur in großen 40 relais unter anderem den Schalter 12 betätigt.
Abständen auftritt, wird hierdurch die Über- Tritt nun während der Zündperiode ein Zündwachungsfunktion praktisch überhaupt nicht beein- impuls auf, so spricht das spannungsabhängige trächtigt. ■■"- Element 13 an, so daß der Zündimpuls über die

Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 2 werden Sekundärwicklung 8, die Funkenstrecke 9 und das für die bereits in F i g. 1 dargestellten Elemente die 45 Element 13 laufen kann. Gleichzeitig wird ein Entgleichen Bezugszeichen verwendet. Es sei ange- ladestromkreis für den Kondensator 22 gebildet, der nommen, daß es sich um eine Schaltung für die Gas- sich demnach über den Widerstand 21, das Element feuerung einer Raumheizungsanlage handelt, bei der 13 und den Widerstand 38 entladen kann. Infolgeder Schalter 5 der Raumthermostat ist. Die Anlage dessen kann die Glimmröhre 23 nicht zünden und besitzt ein elektromagnetisches Ventil 14 für die 50 die Überwachungsschaltung ist unwirksam. Diese Zündflamme und ein elektromagnetisches Ventil 15 Periode ist jedoch sehr kurz, da das Element 13 — für die Hauptflamme. wenn es spannungsabhängig zurückschaltet — sofort

Die Zündvorrichtung weist einen Kondensator 16 nach Beendigung des kurzen Zündimpulses wieder auf, der von der Wechselspannung U über einen sperrt, oder — wenn es stromabhängig nach UnterGleichrichter 17 und einen Vorwiderstand 18 auf- 55 schreiten eines Haltestroms wieder zurückschaltet — geladen wird. Der Kondensator 16 überbrückt die in Abhängigkeit von der Entladung des Konden-Reihenschaltung eines spannungsabhängigen EIe- sators 22 zurückschaltet. Hier kann man die Zeitments 19, das von der gleichen Art wie das span- konstante des Kondensators 22 und der Widerstände nungsabhängige Element 13 sein kann, und der 21, 38 so wählen, daß das spannungsabhängige EIe-Primärwicklung 7 des Transformators 6. Sobald der 60 ment nach einem Bruchteil einer Halbwelle der Kondensator 16 auf eine Spannung aufgeladen ist, Arbeitswechselspannung wieder zurückschaltet,
bei der das Element 19 leitend wird, entlädt sich der Bei einem Ausführungsbeispiel erzeugte die Zünd-Kondensator 16 über die Primärwicklung 7, so daß schaltung einen Impuls pro Sekunde mit einer Dauer ein Hochspannungs-Zündimpuls erzeugt wird. von etwa 3 u.s. Die Entladung des Kondensators 22 Die Überwachungsschaltung hat im vorliegenden 65 erfolgte so rasch, daß das Element 13 nach 1 ms Ausführungsbeispiel einen Aufbau, der in der älteren wieder in den hochohmigen Zustand zurückschaltet. Anmeldung D 49 100 I a/24 m näher beschrieben ist. Vergleicht man dies mit der Dauer von 10 ms für Ein Ionenstrom-Kondensator 20 kann sich in einer eine Halbwelle der Arbeitsspannung, dann erkennt

man, daß hierdurch die Betriebsweise der Überwachungsschaltung nicht beeinträchtigt werden kann. Das Element 13 kann als Glimmröhre oder als elektronisches Festkörperschaltelement ausgebildet sein. Im letztgenannten Fall eignen sich beispielsweise Fünf-Schicht-Dioden oder auch sperrschichtfreie Halbleiterschaltelemente mit der gleichen Schalteigenschaft. Dasselbe gilt auch für die Elemente und 23.

Claims

Patentansprüche: IO

1. Kombinierte Zünd- und Flammenwächtervorrichtung mit einer über einen Transformator mit Zündspannung versorgten Zündfunkenstrecke, die gleichzeitig als Flammenfühler (Ionengleichrichter) einer wechselstrombetriebenen Überwachungsschaltung dient, dadurch gekennzeichnet, daß die Reihenschaltung von Funkenstrecke (9) und Sekundärwicklung (8) zwischen die Eingangsanschlüsse der Überwachungsschaltung (2) geschaltet und daher außer der zeitweilig auftretenden Zündspannung dauernd mit einem Teil der wesentlich geringeren Arbeitsspannung (U) der Überwachungsschaltung versorgt ist, daß zwischen der Eingangsanschlüsse der Überwachungsschaltung ferner ein Element (13) geschaltet 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 gleichnamigen Arbeitsspannungs-Halbwellen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zündspannungsimpulse einen Abstand von mehreren, z. B. etwa 50 Perioden der Arbeitsspannung haben.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zündspannungsimpulse eine Dauer von einem kleinen Bruchteil, z.B. ΙΟ"³—ΙΟ"², der Dauer einer Arbeitsspannungs-Halbwelle haben.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das spannungsabhängige Element (13) eine Glimmröhre ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das spannungsabhängige Element ein zweipoliges elektronisches Halbleiterschaltelement ist, das beim Überschreiten eines Schwellenwertes der angelegten Spannung von einem hochohmigen in einen niederohmigen Zustand und beim Unterschreiten eines Haltewerts des hindurchfließenden Stromes wieder zurückschaltet.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zündimpulse in bekannter Weise durch Entladung eines Kondensators (16) über eine Glimmröhre

(19) und die Primärseite (7) des Transformators (6) erzeugt werden, wobei der Kondensator von der Netzspannung (U) über einen Gleichrichter (17) aufgeladen wird.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Überwachungsschaltung (2) in bekannter Weise einen vom Ionengleichstrom aufgeladenen Kondensator

(20) aufweist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Reihenschaltung von Funkenstrecke (9) und Sekundärwicklung (8) in der Überwachungsschaltung (2) die Reihenschaltung eines Kondensators (22) und eines Widerstandes (21) parallel liegt, deren Werte im Rahmen ihrer Funktionsfähigkeit für die Überwachungsschaltung so bemessen sind, daß deren Zeitkonstante bei Entladung über das spannungsabhängige Element (13) klein ist im Vergleich zur Dauer einer Halbwelle der Arbeitsspannung (U).

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen