DE19606255A1

DE19606255A1 - Automatic gas ignition system

Info

Publication number: DE19606255A1
Application number: DE19606255A
Authority: DE
Inventors: Michael Dorra
Original assignee: Joh Vaillant GmbH and Co
Current assignee: Vaillant GmbH
Priority date: 1995-02-06
Filing date: 1996-02-06
Publication date: 1996-08-08
Also published as: ATA19995A

Abstract

The automatic ignition unit contains a magnetic circuit consisting of hard and soft magnetic material in a loop with an air-gap in which is positioned a Hall generator, connected to an analysing circuit. A wire coil surrounds the hard magnetic portion and is connected to a control circuit. The gas control valve and spark igniter are controlled electronically. The main switch unit (16) of the automatic ignition system (23) contains a switch (21) which is controlled by the output signal from the Hall generator analysis unit (20). The sensor (6) is positioned in the air-gap (5) in the soft-iron loop (3), of which one side (2) is of highly conductive magnetic material, surrounded by a coil (4), connected to a control circuit (19). A high voltage spark igniter (11) enables the gas burner (8) to be ignited and flame protection is provided by electrode (12) and control (18).

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Feuerungsautomaten gemäß dem Oberbegriff des An spruches 1.The invention relates to a burner control according to the preamble of the An saying 1.

Bei Feuerungsautomaten muß sichergestellt sein, daß die Information über den grundlegenden Betriebszustand des Feuerungsautomaten, nämlich "Störstellung" oder "Betriebsstellung", auch dann erhalten bleibt, wenn zwischenzeitlich eine Unterbrechung der Spannungsversorgung eintritt. Wesentlich ist dabei, daß es nicht möglich sein darf, den Störstellungszustand durch eine Unterbrechung der Versorgungsspannung zu verlassen, das heißt, hierdurch einen Übergang in die "Betriebsstellung" zu vollführen.With automatic burner controls, it must be ensured that the information on the basic operating state of the burner control, namely "malfunction" or "Operating position" is retained even if there is an interruption in the meantime the power supply occurs. It is essential that it must not be possible to To leave fault status by an interruption of the supply voltage, that is, to thereby make a transition to the "operating position".

Übliche elektronische Informationsspeicher, wie zum Beispiel Flip-Flops, verlieren die in ihnen gespeicherte Information beim Abschalten der Versorgungsspannung und können daher nicht zur Speicherung des Betriebszustandes bei Feuerungsautomaten verwendet werden. Bei Feuerungsautomaten werden daher meist elektromechanische Speicher, wie bistabile Relais oder verriegelnd abschaltende Bimetallschalter oder auch besondere nichtflüchtige elektronische Speicher (EEPROMS), eingesetzt.Conventional electronic information stores, such as flip-flops, lose the in information stored in them when the supply voltage is switched off and can therefore not used to save the operating status of automatic burner controls will. In the case of burner controls, electromechanical memories are usually used, such as bistable relays or interlocking bimetallic switches or special ones non-volatile electronic memory (EEPROMS).

Dabei ergibt sich jedoch der Nachteil, daß solche Bauteile einen komplexen inneren Aufbau mit mechanisch bewegten Teilen haben und entsprechend teuer sind.However, there is the disadvantage that such components have a complex internal structure with mechanically moving parts and are accordingly expensive.

Ziel der Erfindung ist es, diesen Nachteil zu vermeiden und einen Feuerungsautomaten der eingangs erwähnten Art vorzuschlagen, der ein einfaches nichtflüchtiges Speicherelement verwendet.The aim of the invention is to avoid this disadvantage and a burner control Propose the type mentioned above, which is a simple non-volatile memory element used.

Erfindungsgemäß wird dies durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 er reicht.According to the invention, this is achieved by the characterizing features of claim 1 enough.

Die vorgeschlagenen Maßnahmen bieten den Vorteil eines einfachen Aufbaus ohne me chanisch bewegte Teile. Aufgrund der Remanenz bewirkt der hartmagnetische Werkstoff bei stromloser Spule einen magnetischen Fluß sowohl im magnetischen Leiter als auch im Luftspalt. Der hartmagnetische Werkstoff befindet sich dabei in einem Zustand, der einem bestimmten Arbeitspunkt auf seiner magnetischen Kennlinie entspricht. Dieser stellt einen ersten Arbeitspunkt dar.The proposed measures offer the advantage of a simple structure without me parts moving mechanically. Due to the remanence, the hard magnetic material causes with de-energized coil, a magnetic flux in both the magnetic conductor and Air gap. The hard magnetic material is in a state that one corresponds to a certain working point on its magnetic characteristic. This represents one first working point.

Ein Teil des magnetischen Flusses im Luftspalt durchdringt den Magnetfeldsensor, zum Beispiel einen Hallgenerator. An dessen Anschlüssen ist ein Signal abgreifbar, welches die Stärke und Richtung des Magnetfeldes im Luftspalt und damit auch den Arbeitspunkt des hartmagnetischen Werkstoffes repräsentiert. Dieses Ausgangssignal des Magnetfeldsensors, zum Beispiel eines Hallgenerators, beziehungsweise des durch diesen und einer Hallgenerator-Auswerteschaltung gebildeten Hallsensors stellt ein erstes Ausgangssignal desselben dar.Part of the magnetic flux in the air gap penetrates the magnetic field sensor to Example of a Hall generator. At its connections, a signal can be tapped, which the Strength and direction of the magnetic field in the air gap and thus also the working point of the represents hard magnetic material. This output signal of the Magnetic field sensor, for example a Hall generator, or the one through it and a Hall generator evaluation circuit formed Hall sensor provides a first Output signal of the same.

Bei einem Stromfluß durch die Spule mit einer geeigneten Stromstärke und -richtung wird dem magnetischen Kreis beziehungsweise dem Magnetsystem ein zusätzliches Magnetfeld aufgeprägt, so daß sich nach dem Abschalten des Spulenstromes beim hartmagnetischen Werkstoff ein anderer Arbeitspunkt einstellt, der den zweiten Arbeitspunkt darstellt. Dabei ist an den Anschlüssen des Hallsensors ein entsprechendes zweites Ausgangssignal abgreifbar. When a current flows through the coil with a suitable current strength and direction an additional magnetic field to the magnetic circuit or the magnet system imprinted so that after switching off the coil current at the hard magnetic Material sets a different working point that represents the second working point. Here is a corresponding second output signal at the connections of the Hall sensor tapped.

Durch einen Stromfluß durch die Spule in umgekehrter Richtung läßt sich der erste Ar beitspunkt und damit das erste Ausgangssignal am Hallsensor wieder herstellen. Folglich ist es möglich, durch entsprechende Durchströmung der Spule den Ausgang des Hallsensors zwischen zwei Schaltzuständen zu variieren, wobei das jeweilige Ausgangssignal durch den jeweiligen Arbeitspunkt des hartmagnetischen Werkstoffs festgelegt ist, wobei der Ar beitspunkt des hartmagnetischen Werkstoffs auch bei einer Unterbrechung der Versor gungsspannung erhalten bleibt.By flowing current through the coil in the opposite direction, the first Ar and then restore the first output signal at the Hall sensor. Hence is it is possible to flow through the coil through the output of the Hall sensor to vary between two switching states, the respective output signal by the the respective working point of the hard magnetic material is determined, the Ar point of the hard magnetic material even if the supply is interrupted voltage remains unchanged.

Durch die Merkmale des Anspruches 2 ergibt sich der Vorteil einer sehr einfachen Gestal tung des Betriebes des Feuerungsautomaten. Dabei braucht die Spule immer nur kurzzeitig vom Strom durchflossen zu werden, um zwischen den beiden Betriebszuständen zu wech seln.The features of claim 2 give the advantage of a very simple shape operation of the burner control. The coil only needs a short time to be flowed through by the current in order to switch between the two operating states selen.

Durch die Merkmale des Anspruches 3 ergibt sich der Vorteil, daß Fehler in der Spulenan steuerschaltung, im magnetischen System, im Hallgenerator, dessen Auswerteschaltung und Störabschaltorganen und seiner Ansteuereinrichtung erkannt werden. Ist ein Glied in dieser Kette nicht schaltfähig, so wird eine Gasfreigabe von vornherein verhindert.The features of claim 3 have the advantage that errors in the coils control circuit, in the magnetic system, in the Hall generator, its evaluation circuit and lockout devices and its control device can be recognized. Is a link in This chain is not switchable, so gas release is prevented from the outset.

Die Merkmale des Anspruches 4 ermöglichen es, die Anzahl der für den Feuerungsautoma ten benötigten elektronischen Bauelemente zu verringern.The features of claim 4 allow the number of for the burner control to reduce the number of required electronic components.

Durch die Merkmale des Anspruches 5 ergibt sich der Vorteil, daß eine einfachere Steuer schaltung zur Ansteuerung der Spulen verwendet werden kann, da zur Umschaltung des Arbeitspunktes des hartmagnetischen Teiles des Magnetsystems nur jeweils eine der beiden Spulen angesteuert zu werden braucht und keine Umpolung der Stromrichtung notwendig ist, wie dies bei lediglich einer Spule der Fall wäre. The features of claim 5 have the advantage that a simpler tax circuit to control the coils can be used because to switch the Working point of the hard magnetic part of the magnet system only one of each both coils need to be controlled and no polarity reversal of the current direction is necessary, as would be the case with only one coil.

Die Realisierung der Merkmale des Anspruches 6 bietet die Möglichkeit, den Ausfall eines der Magnetfeldsensoren, zum Beispiel der Hallgeneratoren, zu erkennen und beziehungs weise oder zwei galvanisch getrennte Stromkreise durch das Magnetsystem anzusteuern.The realization of the features of claim 6 offers the possibility of a failure the magnetic field sensors, for example the Hall generators, to recognize and relate to control wise or two electrically isolated circuits through the magnet system.

Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnung näher erläutert.The invention will now be explained in more detail with reference to the drawing.

Dabei zeigen:Show:

Fig. 1 schematisch einen Feuerungsautomaten mit einem nichtflüchtigen Informationsspei cher, wobei n₁. . .n₄ ein- oder mehrpolige elektrische Verbindungen symbolisieren und Fig. 1 shows schematically a burner control with a non-volatile Informationsspei cher, where n₁. . .n₄ symbolize single or multi-pole electrical connections and

Fig. 2 einen nichtflüchtigen Informationsspeicher. Fig. 2 shows a non-volatile information store.

Gleiche Bezugszeichen bedeuten in beiden Fig. gleiche Einzelheiten.The same reference numerals mean the same details in both figures.

Ein Feuerungsautomat 23 weist eine Feuerungsautomaten-Hauptschaltung 16 auf, die einen Schalter 21 aufweist, der über eine Wirkverbindung 22 mit einer Hallgenerator- Auswerteschaltung 20 verbunden ist. Abhängig vom Ausgangssignal der Hallgenerator- Auswerteschaltung 20 wird der Schalter 21 entweder geöffnet oder geschlossen.A burner control unit 23 has a main burner control circuit 16 which has a switch 21 which is connected via an active connection 22 to a Hall generator evaluation circuit 20 . Depending on the output signal of the Hall generator evaluation circuit 20 , the switch 21 is either opened or closed.

Die Hallgenerator-Auswerteschaltung 20 ist mit einem Hallgenerator 7 verbunden und bildet gemeinsam mit diesem einen Hallsensor 6.The Hall generator evaluation circuit 20 is connected to a Hall generator 7 and, together with this, forms a Hall sensor 6 .

Die Feuerungsautomaten-Hauptschaltung 16 ist weiter mit einer Wicklungsansteuerschal tung 19 verbunden, an der eine mit den Anschlüssen 25 und 26 sowie mit einem Mittelan schluß 24 versehene Spule 4 angeschlossen ist. Diese Spule 4 umschließt magnetisch leit fähige Teile eines Magnetsystems 1, welches aus einem hartmagnetischen Teil 2 und min destens einem vorzugsweise weichmagnetischen Joch 3 und einem Luftspalt 5 gebildet ist. The automatic burner control circuit 16 is further connected to a winding control circuit 19 , to which a connection with the connections 25 and 26 and with a central connection 24 provided coil 4 is connected. This coil 4 encloses magnetically conductive parts of a magnet system 1 , which is formed from a hard magnetic part 2 and at least one preferably soft magnetic yoke 3 and an air gap 5 .

Das Magnetsystem 1 samt der Spule, dem Luftspalt 5 und dem Hallgenerator 6 sowie die mit diesem verbundenen Hallgenerator-Auswerteschaltung 20 bilden zusammen einen nichtflüchtigen Informationsspeicher.The magnet system 1 together with the coil, the air gap 5 and the Hall generator 6 and the Hall generator evaluation circuit 20 connected to it together form a non-volatile information memory.

Die Feuerungsautomaten-Hauptschaltung 16 ist weiter mit einem Entstörtaster 14 verbun den, der zur Rückstellung der Feuerungsautomaten-Hauptschaltung 16 in die Betriebsstel lung dient, wenn ein erfolgloser Zündversuch zuvor zu einer Störabschaltung geführt hat.The main burner control circuit 16 is further connected to an interference suppressor 14 which serves to reset the main burner control circuit 16 to the operating position if an unsuccessful ignition attempt has previously resulted in a lockout.

Weiter ist die Feuerungsautomaten-Hauptschaltung 16 mit einem Wärmebedarfsschalter 13 verbunden, über den der Start und die Stillsetzung eines Brenners 8 veranlaßt werden kön nen, solange sich der Feuerungsautomat nicht in Störstellung befindet.Furthermore, the automatic burner control circuit 16 is connected to a heat demand switch 13 , via which the start and the shutdown of a burner 8 can be caused as long as the automatic burner control is not in the fault position.

Der Brenner 8 ist über ein Gasrohr 10 mit Gas versorgbar, wobei im Gasrohr 10 ein Gas ventil 9 angeordnet ist, das mit einem Ausgang der Feuerungsautomaten-Hauptschaltung 16 verbunden ist. Der oben erwähnte Schalter 21 ist innerhalb der Feuerungsautomaten- Hauptschaltung 16 in Reihe mit dem Gasventilausgang geschaltet.The burner 8 is supplied via a gas pipe 10 with gas, wherein a gas is disposed valve 9 in the gas pipe 10 coupled to an output of the automatic firing main circuit 16 is connected. The above-mentioned switch 21 is connected in series with the gas valve output within the automatic burner control circuit 16 .

Im Flammenbereich des Brenners 8 ist eine Zündelektrodenanordnung 11 vorgesehen, die mit einer Hochspannungszündeinrichtung 17 verbunden ist, die an der Feuerungsautoma ten-Hauptschaltung 16 angeschlossen ist.In the flame area of the burner 8 , an ignition electrode arrangement 11 is provided which is connected to a high-voltage ignition device 17 which is connected to the main automatic circuit 16 of the furnace.

Weiter ist im Flammenbereich des Brenners 8 eine Ionisationselektrode 12 angeordnet, die mit einem Flammenwächter 18 verbunden ist, der ebenfalls mit der Feuerungsautomaten- Hauptschaltung 16 verbunden ist.Furthermore, an ionization electrode 12 is arranged in the flame area of the burner 8 , which is connected to a flame monitor 18, which is also connected to the main burner control circuit 16 .

Ferner ist an die Feuerungsautomaten-Hauptschaltung 16 eine Störanzeigelampe 15 ange schlossen. Furthermore, a fault indicator lamp 15 is connected to the burner control unit main circuit 16 .

Bei der Ausführungsform nach der Fig. 2 besteht die Spule 4 nur aus einer einzigen Wick lung mit zwei Anschlußenden.In the embodiment according to FIG. 2, the coil 4 consists only of a single winding with two connection ends.

Da der Arbeitspunkt des hartmagnetischen Teiles auch nach einer allfälligen Unterbrechung der Spannungsversorgung erhalten bleibt, kann der Feuerungsautomat 23 durch eine Un terbrechung der Spannungsversorgung nicht aus der Störstellung in die Betriebsstellung wechseln und umgekehrt.Since the working point of the hard magnetic part is retained even after a possible interruption of the voltage supply, the automatic burner control 23 cannot change from the fault position into the operating position and vice versa by interrupting the voltage supply.

Claims

1. Automatic burner control ( 23 ) for controlling a gas valve ( 9 ) of a burner ( 8 ), which automatic burner control ( 23 ) has a non-volatile information store, characterized in that the information store is of a known type, a magnet system ( 1 ) being provided, which consists of a hard magnetic part ( 2 ) and usually at least one preferably soft magnetic yoke ( 3 ), which together with an air gap ( 5 ) form a magnetic circuit, a magnetic field sensor, in particular a Hall generator ( 7 ) in the air gap ( 5 ) , is arranged, a coil ( 4 ) encloses part of the magnetic circuit of the magnet system ( 1 ) and the Hall generator ( 7 ) is connected to a Hall generator evaluation circuit ( 20 ) which controls a switch ( 21 ) via an active connection ( 22 ) , which is arranged in the power supply of the electrically operated gas valve ( 9 ), the operating position of the automatic burner control ( 23 ) being a the first magnetic field direction in the air gap ( 5 ) is assigned, the presence of which by means of the Hall generator ( 7 ), the Hall generator evaluation circuit ( 20 ) and the active connection ( 22 ) leads to the closing of the switch ( 21 ), the fault position of the burner control ( 23 ) a second Magnetic field direction in the air gap ( 5 ) is assigned, the presence of which by means of the Hall generator ( 7 ), the Hall generator evaluation circuit ( 20 ) and the active connection ( 22 ) leads to the opening of the switch ( 21 ) and the magnetic field direction in the air gap ( 5 ) by a winding control circuit ( 19 ) can be reversed to a current pulse that can be delivered to the coil ( 4 ) connected to it, and the magnetic field direction is retained even after the current pulse causing it has decayed.

2. Automatic burner control according to claim 1, characterized in that a switch ( 21 ) comprising the automatic burner control circuit ( 16 ) is provided, which controls the winding control circuit ( 19 ) connected to it and implements a burner start program in which a gas valve actuation occurs first the switch ( 21 ) by means of the winding control circuit ( 19 ), the coil ( 4 ) of the magnet system ( 1 ), the Hall generator ( 7 ), the Hall generator evaluation circuit ( 20 ) and the active connection ( 22 ) can be brought into the open state and the gas valve ( 9 ), if necessary by reclosing the switch ( 21 ) by means of the specified link chain ( 19 , 4 , 1 , 7 , 20 , 22 ), can only be activated if the switch ( 21 ) previously opened has reached.

3. Automatic burner control according to one of the preceding claims, characterized in that the Hall generator evaluation circuit ( 20 ) is designed as a switching amplifier and or or as a threshold switch and is integrated with the Hall generator ( 7 ) as a complete Hall sensor ( 6 ) in a common housing.

4. Automatic burner control according to one of the preceding claims, characterized in that the magnet system ( 1 ) is provided with two partial coils ( 4 ), of which, if necessary, one connection end is connected to a common connection ( 24 ).

5. Automatic burner control according to one of the preceding claims, characterized in that in the air gap ( 5 ) two Hall generators ( 6 ) are optionally arranged with different orientations.