DE1563326A1 - Temperature control for electrically heated glow burners from oil burners and the like. - Google Patents
Temperature control for electrically heated glow burners from oil burners and the like.Info
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Description
RICARDO & CO Engineers (1927) Limited
27a Ashley Place, Westminster,
London S.W.1, EnglandRICARDO & CO Engineers (1927) Limited
27a Ashley Place, Westminster,
London SW1, England
Temperatur-Regelung für elektrisch beheizte Glühzünder
von Ölbrennern u. dgl«Temperature control for electrically heated glow igniters
of oil burners and the like «
Die Erfindung betrifft eine stabilisierte Spannungsquelle,
die so ausgebildet ist, daß sie eine ausreichend konstante Sekundärspannung abgibt, auch wenn die Primärspannung
schwankt, wie dies in der Praxis bei Starkstromnetzen vorkommt OThe invention relates to a stabilized voltage source which is designed so that it emits a sufficiently constant secondary voltage, even if the primary voltage
fluctuates, as happens in practice with power networks O
Ein Anwendungsbeispiel für eine solche stabilisierte Spannungsquelle
bestellt in der Erhitzung eines elektrischen
Heizelementes, das eine gewisse Temperatur erreichen soll, diese Temperatur aber nicht wesentlich überschreiten darf,
da es andernfalls zerstört wird. Beispielsweise kann dieAn application example for such a stabilized voltage source ordered in the heating of an electrical
Heating element that should reach a certain temperature, but must not exceed this temperature significantly, otherwise it will be destroyed. For example, the
009J321/CU96009J321 / CU96
Spannungsquelle zum Betriebe eines elektrischen Heizwiderstandes dienen, der als Zünder für den Ölbrenner einer Zentralheizung verwendet wird, wo eine Temperatur von annähernd 1000° C erforderlich ist, um die Zündung zu bewirken, wobei aber eine wesentlich darüber hinausgehende Temperatur das Heizelement zerstören könnte.Voltage source to operate an electrical heating resistor, which acts as an igniter for the oil burner Central heating is used where a temperature of approximately 1000 ° C is required to cause ignition however, a temperature significantly higher than this could destroy the heating element.
Gemäß der Erfindung enthält die Spannungsquelle einen Trans formator, der so ausgebildet ist, daß er beim Anschluß an eine Starkstromleitung auf einem Teil seiner Charakteristik arbeitet, bei der eine Erhöhung der Primärspannung innerhalb eines gewissen Bereiches eine Sekundärspannung ergibt, die sich nur verhältnismäßig wenig ändert. Der Transformator kann so ausgebildet sein, daß er in einem Arbeitspunkt betrieben wird, bei dem der Kern nahezu gesättigt ist, weirrf'der Transformator an die übliche 240 YoIt Wechselstrom-Leitung angeschlossen wird.According to the invention, the voltage source includes a transformer which is designed so that it is connected to a power line works on part of its characteristic, in which there is an increase in the primary voltage within a certain range results in a secondary voltage that changes only relatively little. The transformer can be designed so that it is operated at an operating point at which the core is almost saturated, weirrf'der transformer to the usual 240 YoIt AC line is connected.
Wird unter diesen Betriebsbedingungen gearbeitet, so nähert sich die Flußdichte stark der Sättigung; der Magnetisierungsstrom ist unter diesen Umständen ebenfalls sehr groß.If you work under these operating conditions, the flux density approaches saturation; the magnetizing current is also very large under these circumstances.
Um den Magnetisierungsstrom bis auf einen Wert zu beschränken, bei dem keine übergroßen Verluste auftreten, sollte ein strombegrenzender Widerstand in den Primärkreis eingeschaltet werden.To limit the magnetizing current to a value in which no excessive losses occur, a current-limiting resistor should be switched into the primary circuit will.
009821 /0496 - 3 -009821/0496 - 3 -
Die Sekundärwicklung des Transformators kann an eine elektrisch beheizte Zündvorrichtung für flüssigen Brennstoff -angeschlossen sein, die so ausgebildet ist, daß sie eine Temperatur von etwa 1000° C aufweist, wenn die Primärwicklung an der Starkstromleitung liegt.The secondary winding of the transformer can be connected to an electrically heated ignition device for liquid fuel, which is designed so that it is a Has a temperature of about 1000 ° C when the primary winding is on the power line.
Als Transformator kann eine stabile, billige Bauart verwendet werden; eine Spezialkonstruktion ist nicht erforderlich, da er nur intermittierend betrieben wird, und zwar immer nur jeweils für eine kurze Zeitspanne.A stable, inexpensive type of construction can be used as the transformer; a special construction is not required, since it is only operated intermittently, and only for a short period of time.
Die Erfindung kann daher angewendet werden, wenn eine stabilisierte Spannung gebraucht wird, die intermittierend und für kurze Zeitspannen einer Wechselstromquelle entnommen werden soll, wobei die Kosten einer speziellen Stabilisierungsschaltung sich nicht bezahlt machen, und wo ein verhältnismäßig niedriger Wirkungsgrad in Anbetracht der kurzen Zeitspannen zulässig erscheint. The invention can therefore be applied when a stabilized voltage is needed which is to be drawn intermittently and for short periods of time from an AC power source, where the costs of a special stabilization circuit are not worthwhile, and where a relatively low efficiency appears permissible in view of the short periods of time .
Die Erfindung kann auf mancherlei Art und Weise verwirk licht werden; eine typische Verkörperung derselben wird nachstehend an Hand eines Ausführungsbeispiels beschrieben, das in den beigefügten Zeichnungen aargestellt ist. In diesen zeigt:The invention can be realized in many ways ; a typical embodiment thereof is described below with reference to an embodiment which is aargestellt in the accompanying drawings. In this shows:
Fig. 1 ein Schaltschema der stabilisierten Spannungsquelle gemäß der Erfindung;
0 0982 1/0A961 shows a circuit diagram of the stabilized voltage source according to the invention;
0 0982 1 / 0A96
Pig. 2 ein Diagramm, das den Zusammenhang zwischen der Primärspannung und der Sekundärspannung bei einem üblichen Transformator zeigt;Pig. 2 is a diagram showing the relationship between the Shows the primary voltage and the secondary voltage in a conventional transformer;
Pig. 3 ein Diagramm, das den Magnetisierungsstrom eines Transformators üblicher Bauart in Abhängigkeit von der Primärspannung und auch die Wirkung erkennen läßt, die sich für den Magnetisierungsstrom ergibt, wenn die Primärseite gemäß der Erfindung abgewandelt wird; undPig. 3 is a diagram showing the magnetizing current of a Transformer of the usual design depending on the primary voltage and also recognize the effect can, which results for the magnetizing current when the primary side is modified according to the invention will; and
Pig. «4- eine schematische Wiedergabe des Querschnitts eines Teils eines ölbrenners, aus der hervorgeht, wie der Zünder, der die Belastung der Schaltung nach Figur 1 darstellt, zur Zündung des Brennstoffs angeordnet ist.Pig. «4- a schematic representation of the cross-section of a Part of an oil burner, from which it can be seen how the igniter, which the load of the circuit after Figure 1 represents, is arranged for igniting the fuel.
Wie aus Figur 1 hervorgeht, ist ein Transformator 11 an die Netzklemmen 12 über einen Widerstand 13 angeschlossen. Die Werte der Einzelteile sind so gewählt, daß am Widerstand 13 ein Spannungsabfall von etwa 0,8 U auftritt, während die restliche Spannung von 0,2 U an der Primärwicklung des Transformators 11 liegt; hierbei ist unter U die Speisespannung zu verstehen. Dieser Wert von 0,2 IT reicht aus, um den Transformator während der Scheitelwerte der Primärepannung mit gesättigtem Kern arbeiten zu lassen, wie diesAs can be seen from Figure 1, a transformer 11 is on the mains terminals 12 are connected via a resistor 13. The values of the individual parts are chosen so that the resistor 13 a voltage drop of about 0.8 U occurs, while the remaining voltage of 0.2 U occurs on the primary winding the transformer 11 is located; here U is the supply voltage to understand. This value of 0.2 IT is sufficient to power the transformer during the peak values of the primary voltage to work with saturated core like this
0 0 9 8 2 1 / 'U 9 60 0 9 8 2 1 / 'U 9 6
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nachstenend noch näher "beschrieben ist. Die Sekundärwicklung des Transformators 11 ist an einen Belastungswiderstand 14 angeschlossen, der das Heizelement eines üblichen elektrischen Glühzünders für das Entflammen des Brennstoffs darstellt, der in dem in Figur 4 gezeigten Brenner verbrannt wird ·is described in more detail below ". The secondary winding of the transformer 11 is connected to a load resistor 14, which is the heating element of a conventional electrical A glow igniter for igniting the fuel that burns in the burner shown in FIG will ·
Das Heizelement kann aus einer legierung von 80 $> Nickel und 20 io Chrom bestehen und stellt eine ausreichend kon- ■ stante Belastung dar, weil der Temperaturkoeffizient des Widerstandes niedrig genug ist. Es ist sehr wichtig, daß die Zündung des Öls sehr schnell erfolgt, sobald dem Brenner Öl zugeführt wird, um zu vermeiden, daß eine Geruchsbelästigung und ein Überfluten der Brennkammer erfolgen, und hierfür hat es sich als wichtig erwiesen, den Zünder auf einer Temperatur von wenigstens 900 0 zu halten, vorzugsweise jedoch auf 1000 bis 1050° G. Die Temperatur ist ziemlieh kritisch, weil das Heizelement bei 1200° C zerstört werden würde, und die meisten anderen bekannten Baustoffe für Heizelemente, die befriedigend arbeiten, werden ebenfalls zerstört, wenn die Temperatur etwa 1200° 0 erreicht. The heating element can be made of an alloy of 80 $> nickel and chromium are 20 io and constitutes a sufficiently con- stant ■ load because the temperature coefficient of resistance is low enough. It is very important that the ignition of the oil takes place very quickly as soon as oil is supplied to the burner in order to avoid unpleasant odors and flooding of the combustion chamber, and for this it has been found important to keep the igniter at a temperature of to maintain at least 900 0, but preferably to 1000 to 1050 ° G. The temperature is somewhat critical because the heating element would be destroyed at 1200 ° C, and most other known building materials for heating elements that work satisfactorily are also destroyed if the temperature reaches about 1200 ° 0.
Es würde nicht schwierig sein, für eine Bolche Zündung das Heizelement auf eine Temperatur von 1000 bis 1050° 0 zu bringen, ohne dabei 1200° G zu überschreiten, wenn dieIt wouldn't be difficult for a Bolche ignition Bring the heating element to a temperature of 1000 to 1050 ° 0 without exceeding 1200 ° G when the
00982 1/0496 ■- 6 -00982 1/0496 ■ - 6 -
Netzspannung konstant bleiben würde. Leider aber ist dies keineswegs der Fall, und die Netzspannung schwankt überlicher weise während eines Tages und von einer Jahreszeit zur anderen} in der Praxis ändert sich die Spannung eines Netzes, die nominell 240 Volt betragen soll, zwischen 190 und 245 Volte Es dürfte klar sein, daß am unteren Ende dieses Spannungsbereiches das Heizelement 14 nicht heiß genug wird, um den Brennstoff zu zünden, während am anderen Ende dieses Spannungsbereiches das Heizelement eine Temperatur annimmt, bei der es zerstört wird.Mains voltage would remain constant. Unfortunately this is the case by no means the case, and the mains voltage generally fluctuates during one day and from one season to another} In practice, the voltage of a network, which should be nominally 240 volts, changes between 190 and 245 Volte It should be clear that at the lower end of this voltage range the heating element 14 does not get hot enough, to ignite the fuel, while at the other end of this voltage range the heating element has a temperature assumes in which it is destroyed.
Bei der in Figur 2 gezeigten Charakteristik stellt der Punkt 15 den normalen Arbeitspunkt eines üblichen Transformators dar. Er befindet sich nahe bei dem oberen Ende des linearen Oharakteristikteils, so daß sich die Arbeitsspannungen linear miteinander änderne Gemäß der Erfindung Jedoch wird der Transformator so ausgelegt, daß sein Arbeitspunkt innerhalb des Bereiches 16 liegt, so daß bei niedriger Netzspannung der Betrieb am linken Ende dieses Bereiches 16 der Charakteristik erfolgt, während bei hoher Netzspannung der Betrieb am rechten Ende des Bereiches vor sich geht· Aus Figur 2 ist zu erkennen, daß über diesen weiten Inderungsbereich der Netzspannung - und infolgedessen auch der Primärspannung - der Änderungöbereich der SekundärSpannung nur gering ist; sie beträgt etwa 1/5 oder 1/4 der primären Spannungsänderung. Auf diese WeiseIn the embodiment shown in Figure 2 characteristic, the point 15 to the normal operating point of a conventional transformer. It is located near the upper end of the linear Oharakteristikteils, so that the operating voltages vary linearly with each other e According to the invention, however, the transformer is designed to that its operating point lies within the range 16, so that when the mains voltage is low, operation takes place at the left end of this range 16 of the characteristic, while when the mains voltage is high, operation takes place at the right end of the range this wide range of changes in the mains voltage - and consequently also in the primary voltage - the range of changes in the secondary voltage is only small; it is about 1/5 or 1/4 of the primary voltage change. In this way
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wird eine ziemlich konstante Sekundärspannung auch bei Änderungen der Netzspannung erzielt, und damit ist sichergestellt, daß das Heizelement eine zum Zünden des Brennstoffs ausreichende Temperatur mit Sicherheit erreicht, ohne eine Temperatur annehmen zu können, bei der es zerstört werden würde·a fairly constant secondary voltage is achieved even with changes in the mains voltage, and this ensures that that the heating element reaches a temperature sufficient to ignite the fuel with certainty, without being able to assume a temperature at which it destroys would be
In Figur 3 ist ein Punkt 17 eingetragen, der den Magnetisierungsstrom eines üblichen Transformators bei seinem normalen Arbeitspunkt entsprechend Punkt 15 in Figur 2 angibt. Figur 3 zeigt aber auch, daß bei einem Betrieb innerhalb des Bereiches 16, der dem Bereich in Figur 2 entspricht, der Magnetisierungsstrom außerordentlich groß wird, und daß eine geringe v/eitere Zunahme der Primärspannung eine enorme Zunahme des Magnetisierungsetroms zur Folge hat, die den Transformator sogar zerstören kann.A point 17 is entered in FIG. 3, which represents the magnetizing current of a conventional transformer at its normal operating point in accordance with point 15 in FIG. 2 indicates. However, FIG. 3 also shows that when operating within the area 16, which corresponds to the area in FIG. the magnetizing current becomes extremely large, and that a slight further increase in the primary voltage results in an enormous increase in the magnetization current, which can even destroy the transformer.
Deshalb ist der Widerstand 13 in die Schaltung eingefügt, um den Magnetisierungsstrom herabzudrUcken; seine Wirkung besteht in einer Änderung der Magnetisierungsstrom-Charakteristik entsprechend der Kurre 18 in Figur 3. Über den Betriebsbereich 16 ist der Magnetisierungsstrom zwar noch größer als im Punkt 17» aber er ist nicht groß genug, um den Transformator zerstören zu können. Der Betrieb erfolgt zwar mit schlechtem Wirkungsgrad, und der Transformator wird warm werden, aber das kann man in Kauf nehmen, WeilThe resistor 13 is therefore inserted in the circuit in order to reduce the magnetizing current; its effect consists in a change in the magnetizing current characteristic corresponding to the curve 18 in FIG. 3. Over the operating range 16 the magnetizing current is even greater than in point 17, but it is not large enough to be able to destroy the transformer. While it is operating with poor efficiency, and the transformer will be warm, but you can take i n purchase, because
0 0 9 8 2 1 ■■ 'U 9 60 0 9 8 2 1 ■■ 'U 9 6
eine Zündung nur in gewissen Zeitabständen erforderlich
ist und jede Inbetriebnahme das Heizelement nur für eine
Zeitspanne von weniger als beispielsweise einer Minute unter Strom setzt.ignition only required at certain time intervals
is and each commissioning the heating element only for one
Period of time less than, for example, a minute electrified.
Als Transformator kann deshalb eine billige Formalausführung
verwendet werden, die für die hier in Betracht kommende Leistung ziemlich klein gewählt werden kann, da der
Transformator bei hoher Flußdichte arbeitet» Ein derartiger Transformator weist eine derbe Bauart auf und enthält
keine empfindlichen Teile; er ist außerordentlich gut geeignet für den ölbrenner einer häuslichen Zentralheizung,A cheap formal design can therefore be used as the transformer, which can be chosen to be quite small for the power under consideration here, since the
Transformer works at high flux density »A transformer of this type is of a robust design and contains no sensitive parts; it is extremely well suited for the oil burner of a domestic central heating system,
Als Transformator kann eine übliche Bauart verwendet werden, die im Verhältnis 5s1 herabtransformiert und eine Sekundärwicklung
für 6 Amperes besitzt. Es kann sich um einen Transformator handeln, der normalerweise dafür berechnet
ist, mit einer Primärspannung zu arbeiten, die merklich
kleiner ist als die Spannung, die an ihm in der Schaltung Figur 1 auftritt, so daß er auf jenem Teil seiner Charakteristik
arbeitet, die in den Figuren 2 und 3 mit 16 bezeichnet ist.A common type of transformer can be used as the transformer, which transforms down in the ratio 5s1 and has a secondary winding for 6 amperes. It can be a transformer that usually charges for it
is to work with a primary voltage that is noticeable
is smaller than the voltage which occurs across it in the circuit of FIG. 1, so that it operates on that part of its characteristic which is denoted by 16 in FIGS.
Dieser Betriebszustand läßt sich ziemlich leicht erreichen, weil der Widerstand 13 den Primärkreis hauptsächlich als
Wirkwiderstand erscheinen läßt, und bei einer bevorzugtenThis operating state can be achieved fairly easily because the resistor 13 mainly acts as the primary circuit
Can appear effective resistance, and with a preferred
009821 ' ° Λ 9 6009821 '° Λ 9 6
Ausführungsform der Erfindung "besteht der Widerstand 13 aus einem Material mit hohem Temperaturkoeffizienten des Widerstandes; beispielsweise kann er aus einer Legierung mit 70 io Nickel und 30 $ Eisen "bestehen. Die Widerstandszunähme des Widerstandes 13, die sich bei einer Erhöhung seiner Temperatur ergibt, begrenzt den Strom noch weiterhin und hilft auf diese Weise, den Magnetisierungsstrom niedrig zu halten.Embodiment of the invention "the resistor 13 consists of a material with a high temperature coefficient of resistance; for example it can consist of an alloy with 70 10 nickel and 30 $ iron". The increase in resistance of the resistor 13, which results from an increase in its temperature, still further limits the current and in this way helps to keep the magnetizing current low.
Theoretisch wäre es denkbar, den Widerstand 13 in den Transformator hinein zu verlegen, indem die Primärwicklung aus Widerstandsmaterial gewickelt wird, und man könnte auch den Transformator so konstruieren, daß er mit hohem Magne_ tisierungsstrom arbeitet, sofern entsprechende Maßnahmen zu seiner Kühlung getroffen werden. Diese Möglichkeiten erscheinen aber nicht sehr zweckmäßig, insbesondere wegen der hohen Kosten eines Transformators von spezieller Bauart. Daher wird die Erfindung vorzugsweise in der Weise verwirklicht, daß man den Reihenwiderstand 13 vorsieht, doch soll damit nicht ausgeschlossen werden, daß auch solche Bauarten unter die Erfindung fallen, bei denen der Reihenwiderstand anderweitig im Primärkreis untergebracht ist.Theoretically, it would be conceivable to set the resistor 13 in the Laying transformer inside by wrapping the primary winding of resistive material, and you could too Construct the transformer in such a way that it works with a high magnetization current, provided that appropriate measures are taken to be taken for its cooling. However, these possibilities do not seem very useful, especially because of the high cost of a transformer of special design. The invention is therefore preferably implemented in such a way that that the series resistor 13 is provided, but this is not intended to exclude that such Types fall under the invention in which the series resistor is otherwise housed in the primary circuit.
Figur 4 zeigt die Anbringung des Heizelementes 14 bei dem ölbrenner einer Haus-Zentralheizung· Eine eingehende Beschreibung wird nicht erforderlich sein, da die Zündein-FIG. 4 shows the installation of the heating element 14 in the oil burner of a house central heating system. A detailed description will not be necessary because the ignition
009821/0496009821/0496
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richtung bei allen Arten von ölbrennern anwendbar ist, und es wird genügen zu sagen, daß der Brennstoff von einem Verteiler 21 in der Gegend des Pfeils A abgegeben und mittels eines umlaufenden Lüfters 22 über eine Fläche verteilt wird, die allgemein mit 23 bezeichnet ist, und wo seine Zündung erfolgt. Normalerweise unterhält sich die Verbrennung selbst, aber beim Anheizen wird das Element 14 auf eine Temperatur von z.B. 1000 C gebracht, wobei es den in der Nähe befindlichen Brennstoff leicht zündet. Die Flamme breitet sich dann über einen Ring 24 aus, der die Brennfläche 23 umgibt, so daß die Verbrennung weiterhin erfolgen kann, worauf man das Heizelement 14 abschaltet.direction is applicable to all types of oil burners, and it will suffice to say that the fuel is dispensed from a distributor 21 in the area of arrow A and by means of a rotating fan 22 is distributed over an area, which is generally designated 23, and where its Ignition takes place. Normally the combustion is self-sustaining, but when it is fired up, the element 14 opens brought a temperature of e.g. 1000 C, which easily ignites the nearby fuel. the Flame then spreads over a ring 24 which surrounds the burning surface 23 so that the combustion continues can take place, whereupon the heating element 14 is switched off.
Eine mehr ins einzelne gehende Beschreibung eines Brenners dieser Art ist in der britischen Patentschrift 910 505 enthalten.A more detailed description of a burner of this type is in British Patent Specification 910,505 contain.
Patentansprüche ι Claims ι
009821/ IU 96009821 / IU 96
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Claims (5)
übliche Bauart aufweist und mit nur 2 Wicklungen versehen ist.5. Power source according to one of the preceding claims, characterized in that the transformer has a
has the usual design and is provided with only 2 windings.
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