DE1551949C - Kombinierte Zünd- und Flammenwächtervorrichtung - Google Patents

Description

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 Über-

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—Ί0~², 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. ao 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 Übereine 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 Zündbe.trieb 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 Zündr 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 tung versorgt ist, daß zwischen die Eingangs- nicht durch den Zündvorgang gestört,
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 Uberwachungsschalaber 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 Übereinheit bezogene Dauer klein ist im Verhältnis zur 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 %> der Halbwelle der auftritt. Infolgedessen kann sich in der Über- 65 Arbeitsspannung für den normalen Überwachungswachungsschaltung 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

Fig. ί . die erfindungsgemäße Vorrichtung in schematischer Darstellung und

Fig. 2 ein praktisches Ausführungsbeispiel.

In Fig. 1 ist eine Zündvorrichtung 1 und eine Überwachungsschaltung 2 dargestellt, die an den-.selben Zuleitungen 3 und 4 liegen und mittels eines Schalters 5 an die Netzwechselsparinung LJ gelegt werden können. Den Ausgang der Zündvorrichtung 1 bildet der Transformator 6 mit Primärwicklung? und Sekundärwicklung 8. 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 Überwachungsschaltung 2 und bildet mit ihr zusammen eine Flammenwächterschaltung. Den Ausgang der Flammenwächterschaltung 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 spannungsabhängiges 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 Überwachungsschaltung 2 noch nicht schädlich ist, überschritten wird. Ferner ist dafür gesorgt, daß die Zündschaltung nur in Abständen von 1 s Zündimpulse mit einer Zeitdauer von einigen ns erzeugt. Beim Auftreten dieser Impulse wird das spannungsabhängige Element 13, z. B. eine Glimmröhre, leitend, so daß der Hochspannungsimpuls nicht in die Überwachungsschaltung 2 eintreten kann. Während dieser Zeit ist die Überwachungsschaltung unwirksam.. Da der Zündimpuls aber nur sehr kurzzeitig ist und nur in großen Abständen auftritt, wird hierdurch die Überwachungsfunktion praktisch überhaupt nicht beeinträchtigt. ■

Bei dem Ausführungsbeispiel der F i g. 2 werden für die bereits in F i 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 Schalters der Raumthermostat ist. Die Anlage besitzt ein elektromagnetisches Ventil 14 für die Zündflamme und ein elektromagnetisches Ventil 15 für die Hauptflamme.

Die Zündvorrichtung weist einen Kondensator 16 auf, der von der Wechselspannung U über einen Gleichrichter 17 und einen Vorwiderstand 18 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 eine Spannung aufgeladen ist, bei der das Element 19 leitend wird, entlädt sich der Kondensator 16 über die Primärwicklung 7, so daß ein Hochspannungs-Zündimpuls erzeugt wird.

Die Überwachungsschaltung hat im vorliegenden Ausführungsbeispiel einen Aufbau, der in der älteren Anmeldung D 49 100 I a/24 m näher beschrieben ist. Ein Ionenstrom-Kondensator 20 kann sich in einer Halbwelle der Netzspannung U durch den Ionen-Gleichstrom 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 ίο Diode 28 führt. Ein Widerstand:29 verbindet die Steuerelektrode27 mit der Leitung 4..Der gesteuerten .Diode ist je ein Gleichrichter 30 und 31 vor- bzw. nachgeschaltet; sie wird außerdem von einem Widerstand 32 überbrückt. Die gesteuerte Diode 28 liegt in Reihe mit einem Gleichströmrelais 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 (VDR-Widerstand) 37 liegt, welche einen Spannungsteiler bilden, der den Punkt 55 auf annähernd konstantem Potential festhält.

Ein Widerstand 38 zwischen Erde und Leitung 4 soll dem Berührungsschutz dienen, falls sich die Leitung 4 nicht auf Null-Potential befindet.

Im normalen Betrieb, wenn die Flamme brennt, wird der Kondensator 20 in jeder ersten, dritten usw. Halbwelle vom Ionenstrom aufgeladen. Es ist dafür gesorgt, daß er den Kondensator 22 mit einer solchen Zeitkonstante auflädt, daß die Zündspannung der in seinem Entladestromkreis liegenden Glimmröhre 23 erst zu Beginn der dritten Halbwelle erreicht wird. Mit dem Entladeimpuls wird über den Differenzier-Kondensator 26 ein Steuerimpuls erzeugt, der die gesteuerte Diode 28 leitend werden läßt. . Infolgedessen 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 33, das als Flammenrelais unter anderem den Schalter 12 betätigt.

Tritt nun während der Zündperiode ein Zündimpuls auf, so spricht das spannungsabhängige Element 13 an, so daß der Zündimpuls über die Sekundärwicklung 8, die Funkenstrecke 9 und das Element 13 laufen kann. Gleichzeitig wird ein Entladestromkreis für den Kondensator 22 gebildet, der sich demnach über den Widerstand 21, das Element 13 und den Widerstand 38 entladen kann. Infolgedessen kann die Glimmröhre 23 nicht zünden und die Überwachungsschaltung ist unwirksam. Diese Periode ist jedoch sehr kurz, da das Element 13 — wenn es spannungsabhängig zurückschaltet — sofort nach Beendigung des kurzen Zündimpulses wieder , sperrt, oder — wenn es stromabhängig nach Unterschreiten eines Haltestroms wieder zurückschaltet — in Abhängigkeit von der Entladung des Kondensators 22 zurückschaltet. Hier kann man die Zeitkonstante des Kondensators 22 und der Widerstände 21, 38 so wählen, daß das spannungsabhängige EIement nach einem Bruchteil einer Halbwelle der Arbeitswechselspannung wieder zurückschaltet.

Bei einem Ausführungsbeispiel erzeugte die Zündschaltung einen Impuls pro Sekunde mit einer Dauer von etwa 3 μβ. Die Entladung des Kondensators 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 eine Halbwelle der Arbeitsspannung, dann erkennt

man. daß hierdurch die Betriebsweise der Überwachungsschaltung nicht beeinträchtigt werden kann. Das iziemcnt 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 Schaltcigenschaft. Dasselbe gilt auch für die Elemente und 23.

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Claims (8)

Patentansprüche:

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 Funktiönsfähigkeit 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