DE1962708C3 - Zünd- und Sicherheitsvorrichtung für Gasbrenner - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Zünd- und Sicherheitsvorrichtung für Gasbrenner zur Zündung und Überwachung der Flamme, mit einem Vorrichtungsteil zur Auslösung wiederholter Zündversuche bei erlöschender Flamme und zum Schließen der Gaszufuhr bei wiederholten erfolglosen Zündversuchen, mit einer einzigem Elektrode zur Zündung und Flammenüberwachung, wobei diese Elektrode an eine Wicklung eines Zündtransformators angeschlossen ist und der Zündtransformator eine dritte Wicklung aufweist.

Es sind bereits ähnliche Vorrichtungen bekanntgeworden,, bei denen der Zündtransformator ebenfalls eine dritte Wicklung aufweist. Sie sind jedoch insbesondere mit dem Nachteil behaftet, daß sie mit einer hohen Frequenz arbeiten, wodurch eine besondere, sehr aufwendige und in ihrer Wirkung begrenzte Entstörung erforderlich ist.

Der !Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Zünd- und Sicherheitsvorrichtung für Gasbrenner zu schaffen, die das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein einer Flamme in der unmittelbaren Umgebung eines Entladers oder einer Funkenstrecke festzustellen vermag, so daß beispielsweise das Zünden eines Brenners gesteuert oder überwacht werden kann, wobei diese Vorrichtung so einfach und räumlich begrenzt sein soll, daß sie in geeigneter Weise für Haushaltsgeräte wie Gasöfen, Badeöfen und Wassererhitzer Verwendung finden kann. Außerdem soll durch die Vorrichtung keine Störung des Empfangs von Rundfunk- und Fernsehsendungen erfolgen.

Diese gestellte Avfgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die dritte Wicklung des Zündtransformators eine gegenüber den anderen beiden Wicklungen sehr geringe Wicklungszahl aufweist und mit einem Kondensator einen Parallelschwingkreis bildet,

ίο wobei dieser Schwingkreis bei jedem mit einer sehr niedrigen Frequenz niedriger als IHz während des gesamten Betriebes emittierten Zündfunken auf seiner Eigenfrequenz von etwa 200 kHz angeregt ist, sowie einen mit diesem Schwingkreis und der Basis eines Transistors in Verbindung stehenden Kondensator aufweist, wobei dem Kollektor des Transistors ein Zeitglied nachgeschaltet ist, das mit dem Emitter eines Unijunktions-Transistors verbunden ist und das Zeitglied so ausgelegt ist, daß dessen Zeitkonstante größer

als die gedämpfte Schwingungsdauer des Schwingungskreises bei Anwesenheit, jedoch kleiner als die Schwingungsdauer bei Abwesenheit der Flamme ist. In vorteilhafter Ausgestaltung kann diese dritte Wicklung eine einzige Windung aufweisen.

»5 Die erfindungsgemäße Vorrichtung hat den Vorteil, daß mit sehr niedrigen Frequenzen gearbeitet werden kann. Somit genügt zur Vermeidung der Störung von Rundfunk- und Fernsehgeräten bereits eine Impulsfolge von zwei Sekunden. Das Arbeiten mit

niedrigen Frequenzen hat weiterhin den Vorteil, daß durch die nicht ständige Entladung des Zündkondensators eine besondere Sicherheit der Anordnung erreicht wird. Darüber hinaus ist die Vorrichtung von derart zweckmäßiger Gestalt, daß sie in einfachster We^;.se in entsprechenden Haushaltsgeräten Verwendung finden kann.

Weitere Ausgestaltungsmerkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung eines in den schematischen Zeichnungen dargestellten Ausfuhrungsbeispieles. Es zeigt

Fig. 1 ein allgemeines Schaltbild der elektronischen Vorrichtung,

F i g. 2 perspektivisch einen Brenner mit der Vorrichtung nach der Erfindung mit deren Zündspule und Detektorelement,

F i g. 3 bis 7 die Signale, die auf einem Oszilloskop registriert sind, wobei die verschiedenen Funktionsphasen des Detektors dargestellt werden und die Zeit (f) in der Abszisse und die Spannung (U) in der Ordinate aufgetragen ist,

Fig. 8, 9 und 10 in der gleichen Art und Weise den Unterschied der erzielten Signale bei Vorhandensein und NichtVorhandensein einer Flamme.

Die Vorrichtung zum Erzeugen der zum Zünden bestimmten Funken, die in ihrer Gesamtheit mit G bezeichnet ist, arbeitet mit Netzstrom, beispielsweise mit 220 V, 50 Hz. Die Vorrichtung ist so ausgebildet, wie in Fig. 1 dargestellt.

Ein Kondensator C₀ wird durch eine Diode D₀ über einen Widerstand R₀ geladen. Dieser Kondensator entlädt sich in die Primärspule N₁ des Transformators E über einen Thyristor Th₀ und stellt so eine schwingende Entladung in bekannter Art und Weise sicher. Die Wiedereinschaltfrequenz wird mit Hilfe eines verzögerten Auslösestromkreises erreicht, der ebenfalls an sich bekannt ist. Ein Synchronisationssignal wird an den Anschlußklemmen der Zener-Diode Z erhalten. Der Kondensator C₁ lädt sich über

den Widerstand R₄ auf; wenn die Auslöseschwelle des Unijunktions-Transistors UJT, erreicht ist, zündet dieser und liefert an den Anschlußklemmen des Widerstandes A₁ einen synchronisierten Impuls, der den Thyristor'Th₀ zum Auslösen bringt.

Die Detektorvorrichtung, die in ihrer Gesamtheit mit f> bezeichnet wird, ist wie folgt aufgebaut:

Die gedämpfte Schwingungsentladung des durch den Kondensator C₀ und die Primärspule JV, gebildeten Haüptentladungsstromkreises versorgt die Zündung und den Detektor über die Anschlußklemmen der Sekundärspule N₁ mit den nötigen Funken. Bei jedem Testfunken wird der Schwingkreis N₁, C₁ in seiner Resonanzfrequenz erregt und eine gedämpfte Schwingung von etwa 200 kHz gebildet. Der negative Teil dieser Schwingung wird durch den Kondensator C_d und die Basis des Transistors T₁ festgestellt. Eine negative Spannung liegt also während der ganzen Schwingungszeit an der Basis des Transistors T\ an, um diesen zu blockieren und an seinem Kollektor ein rechteckiges Signal zu erhalten, dessen Dauer proportional der Zeitkonstante t, ist (Fig. 5). Dieses Signal erlaubt es, über den Widerstand R₆ gemäß dem Zeitglied (K₈, C₁) den Kondensator C₃ aufzuladen. Sofern wie in F i g. 6 11 größer als die gesagte Zeitkonstante f, ist (Fall der Abwesenheit einer Flamn.e), erreicht die Spannung an den Klemmen des Kondensators C₃ die Auslöseschwelle des Unijunktions-Transistors UJT₂, der dann zündet und an den Anschlußklemmen des Widerstandes R₁₁ einen positiven Impuls bewirkt.

Im Gegensatz dazu ist bei Anwesenheit einer Flamme die Dämpfung so schwach, daß das festgestellte Signal ebenfalls schwach ist und folglich auch das rechteckige Signal, dessen Dauer t₂ kleiner als I₁ wird (Fig. 7). Daher wird die Auslöseschwelle des Unijunktions-Transistors UJT₂ nicht erreicht und es wird an den Klemmen des Widerstandes A₁₁ kein Impuls bewirkt.

Wenn mehrere Detektoren verwendet werden müssen, wird selbstverständlich der Detektor, wie er bei D gezeigt ist, vervielfacht und in diesem Falle wird eine »ODER«-Funktion erreicht, indem die Dioden wie etwa D₄ verwendet werden.

Die erste Sicherheitsvorrichtung, die in ihrer Gesamtheit durch 5, bezeichnet wird, arbeitet in folgender Art und Weise:

Im Falle des NichtVorhandenseins einer Flamme werden die vom Unijunktions-Transistor UJT, abgegebenen Impulse vom Kondensator C₄ über die Diode D₄ integriert. Die Schwelle eines programmierbaren

Unijunktions-Transistors T₁ mit sehr schwachem Streuverluststrom kann mit Hilfe des Potentiometers P₁ justiert werden. Man kann demgemäß die Auslösezeit vom ersten Impuls aus regeln. Wenn die Spannung an den Klemmen von C₄ den Schwellenwert erreicht,

zündet der Transistor T₁ und liefert einen Impuls an den Anschlußklemmen des Widerstandes R_n. Dieser Impuls zündet den Thyristor TH₁, der wiederum das Relais RL kurzschließt und endgültig den Stromkreis des Eiektrogasschieberventils EV unterbricht.

•5 Wenn die Funktion normal ist (Spule E in gutem Zustand) und der erste Funke das Nichtvorhandensein der Flamme feststellt, liefert der Detektor D an den Klemmen von R₁₁ einen Impuls, der durch den Thyristor TH₃ die zweite Sicherheitsvorrichtung S₁ verriegelt.

Die zweite Sicherheitsvorrichtung S₂ wirkt im Falle einer Panne bei offener Spule E. Nachdem die Funken also nicht erzeugt werden, lädt sich der Kondensator Cj bis zur Schwelle des Unijunktions-Transistors UJT₃ über R₁₄ auf und der an den Anschlußklemmen des Widerstandes R₁₅ aufgenommene Impuls zündet nach einer Zeit, die dem Zeitglied (R₁₄, C₅) entspricht, den Thyristor TW₂, wodurch der Gasschieber EKüber das Relais RL geschlossen wird.

Die Niederspannungsversorgung, die in ihrer Gesamtheit· mit A bezeichnet ist, wird in bekannter Art und Weise mit Hilfe eines Serienkondensators, einer Diodenbrücke P und einer Zener-Diode Z₁ sichergestellt. Zum Inbetriebsetzen genügt es, den Kontakt M zu schließen.

In den Fig. 3 bis 10 ist jeweils die Zeit t auf der Abszisse in ms angegeben, während die Spannung U auf der Ordinate in Volt aufgetragen ist. Im einzelnen zeigen die Fig. 3 bis 6 die Abbildung der Signale, wie sie den Punkten a, b, c, und d¥'\g. 1 bei Nichtvorhandensein einer Flamme entnommen werden können. Die Fig. 7 zeigt das Signal am Punkt d in Fig. 1 bei Vorhandensein einer Flamme. Die Fig. 8, 9 und 10 zeigen hierzu in Übereinstimmung das an den Punkten b, c und d erhaltene Signal bei Vorhandensein einer Flamme.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Zünd- und Sicherheitsvorrichtung für Gasbrenner zur Zündung und Überwachung der Flamme, mit einem Vorrichtungsteil zur Auslösung wiederholter Zündversuche bei Erlöschen der Flamme und zum Schließen der Gaszufuhr bei wiederholten erfolglosen Zündversuchen, mit einer einzigen Elektrode zur Zündung und Flammenüberwachung, wobei diese Elektrode an eine Wicklung eines Zündtransformators angeschlossen ist und der Zündtransformator eine dritte Wicklung aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte Wicklung (N₃) eine gegenüber den anderen beiden Wicklungen (N₁, N₂) sehr geringe Wicklungszahl aufweist und mit einem Kondensator (C₂) einen Parallelschwingkreis (N₃, C₂) bildet, wobei dieser Schwingkreis bei jedem mit einer sehr niedrigen Frequenz, niedriger als 1 Hz, während des gesamten Betriebes emittierten Zündfunken auf seine Eigenfrequenz von etwa 20OkHz angeregt ist, sowie einen mit diesem Schwingkreis und der Basis eines Transistors (T₁) in Verbindung stehenden Kondensator (Cd) aufweist, wobei dem Kollektor des Transistors (T₁) ein Zeitglied (R₈, C₃) nachgeschaltet ist, das mit dem Emitter eines Unijunktions-Transistors (UJR2) verbunden ist und das Zeitglied (J?_g, C₃) so ausgelegt ist, daß dessen Zeitkonstante (r,) größer als die gedämpfte Schwingungsdauer des Schwingungskreises bei Anwesenheit, jedoch kleiner als die Schwingungsdauer bei Abwesenheit der Ramme ist.

2. Zünd- und Sicherheitsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte Wicklung (N₃) eine einzige Windung aufweist.