DE2003592C - Vorrichtung zum Anzünden von Brennern für strömende Brennstoffe - Google Patents

Description

Die Hrlindung holrilTl eine Anzündvorrichlung für alle Arten strömender gasförmiger, vergaster oder vernebelter Brennstoffe. Sie belrilTt insbesondere eine Λη/ündvorrichtung mil elektrischen und elektronischen Teilen, die einen eigentlichen Zündkreis, einen Zeitkreis und einen Sicherheitskreis aufweist, der durch die von der Brenncrflamine erzeugte Ionisation geschlossen wird, wobei diese Kreise derart miteinander verbunden sind, daß die Spule des die BrennstofTströmung steuernden F.leklroventils wahrend der :u Anzündphase vom Zeitkreis und während der Heizphase vom Siehe heitskreis mit Strom gespeist wird.

Bei derartigen Vorrichtungen ist es wichtig, daß die Anzündphase, d. h. diejenige Zeitspanne, in der am Austritt des Brenners Funken springen, zeitlich begrenzt ist: Wenn der Brennstoff nicht entzündet wird, muß das Elektroventil sich schließen, damit sich iu der Nähe des Bremers keine BrennstofTansammlung bildet. Diese Funktion erfüllt der Zeitkieis, den man auch als Verzögerungskreis bezeichnen kann und der wie eine Uhr wirkt. Die Dauer dieser begrenzten Zeitspanne hängt von der Art des verwendeten Brennstoffes ab; sie ist beispielsweise bei einem verdampfenden Brennstoff langer als bei einem gasförmigen Brennstoff.

Es liegt auf der Hand, daß die Speisung des Elek-Iroventils mil Strom durch den Sicherheitskreis, der in dieser Funktion dn Zeitkreis ablöst, vom Augenblick der Entzündung des Brennstoffes an erfolgen muß, bevor die Speisung des Llektroventils mit Strom vom Zeitkreis aufhört. Mit anderen Worten, der Sicherheitskreis muß eine extrem kurze Ansprechzeit haben.

Um diese Ansprechzeit zu verkürzen und die verschiedenen Kreise der Vorrichtung zu vereinfachen, betrifft die Erfindung eine Anzündvorrichtung der oben beschriebenen Art, bei der der Sicherheitskreis einen Thyristor aufweist, der durch die Erregung einer von der Flamme des Brenners geschlossenen Brücke ausgelöst wird und in Reihe zwischen zwei Dioden mit dem die Speisung des Elektroventils steuernden Relais montiert und im Nebenschluß von einem Widerstand überbrückt ist.

Bei einer derartigen Ausbildung fließt vom Augenblick der Einschaltung der Vorrichtung an ebenso wie während der Anziindphase durch den Hauptzweig des Sicherheitskreises ein schwacher Gleichstrom, der im folgenden als »Wächterstrom« bezeichnet wird, der die Ansprechzeit des Sicherheitskreises sowohl zu Beginn als auch am Ende der Speisung der Hlcktrovcntilspulc verkürzt und es ermöglicht, den Schwellwert des Thyristors abzusenken.

In der Zeichnung ist ein Ausfiihrungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 eine schemalische Darstellung eines Ausführungsbeispicls der Vorrichtung gemäß der Erfindung während der Vorbercitungsphase,

Fig. 2 eine der Fig. 1 entsprechende Darstellung der Vorrichtung während der Anzündphase,

Fig. 3 eine den Fig. 1 und 2 entsprechende Darstellung der Vorrichtung während der Reizphase und

Fig. 4 in einem schematischen Schnitt eine bevorzugic Ausführungsform der Erfindung.

In den F i g. I bis 3 sind die drei wesentlichen Teile der Vorrichtung jeweils in einem strichpunktiert gezeichneten Rahmen dargestellt, nämlich der Zeitoder Verzögerungskreis bzw. die Uhr M, der An ziindfc.'p.is A und der Sicherheitskreis S. Die verschiedenen Teile dieser Kreise (Widerstünde, Relais, Hn, ristoren, Kondensatoren, Dioden usw.) sind mit dun üblichen Symbolen dargestellt.

Die Vorrichtung wird über zwei Leiter Λ I und Ll eines elektrischen' Netzes mil Strom gespeist, wenn ein Hauptschalter /1 geschlossen ist.

Ein Unterbrecher/2 und ein Umkehrschalter /M werden auf bekannte Weise durch ein MitL.1, da*, einen Teil des betrelfendi-n Gerätes bildet, gleich zeitig umgeschaltet. Dieses Mittel ist beispielsweise ein Thermostat für einen Heißwasserspeicher, eine Pro^rammschaltung oder eine Uhr bei einer Wasch marr.'hine, ein dem Wasserdruck ausgesetztes Organ bei einem Heißwasserbereiter usw.

Während der Vorbereitungsphase (Fig. 1) ist der Unterbrecher^ offen, und der Umkehrschalter INV befindet sich in der Stellung R. In dieser Stellung lädt der Strom einen elektrochemischen Kondensator Cl über eine Diode D 4, die eine Periode gleichrichtet, und über einen Widerstand R 14 auf, während ein schwacher Gleichstrom, der sogenannte Wächterstrom, durch die Ringleitung des Sicherheitskreises .5 und damit durch den Widerstand Rl, das Relais B 1, die Diode Dl und den Widerstand Ii 6 sowie die Diode D 2 fließt.

Wenn der Funktionszyklus des gesteuerten Gerätes die Umschaltung des Unterbrechers/2 und des Umschalters INV erfordert, geht dieser Umschalter in die Stellung T, und es beginnt die Anzündphase (F i g. 2).

Während dieser Phase entlädt sich der elektrochemische Kondensator C7 in der Spule des Relais Bl über einen Widerstand R 13, der die Entladungszeii des Kondensators begrenzt. Das in der Spule des Relais B 2 erzeugte Magnetfeld schließt zwei Unterbrecher/3 und IA, bei denen es sich um zwei im Ruhezustand offene Feder!amellen-.:n!erbrecher handelt. Während der Wächterstrom weiter durch die Ringleitung des Sicherheitskreises Hießt, speisen die beiden Unterbrecher/3 und /4 zwei Hilfskreise. Der vom Unterbrecher/4 gespeiste Hilfskreis speist un mittelbar die Spule des F.lektroventils EV, das sich öffnet und Brennstoff /.um Brenner Br hindurchtreten läßt. Der andere von Unterbrecher /3 gespeiste Hilfskreis speist den Anzündkreis A.

Der Strom fließt durch den Widerstand R9 und wird von der Diode D 3 auf eine Halbwelle gleichgerichtet, wobei sich am Ausgang dieser Diode der Schaltkreis in zwei Teile teilt, von denen der eine über einen Widerstand R 12 die Ladung eines Kondensators C 5 regelt, während der Abkitungswiderstand R U diese begrenzt; der andere Teil geht durcli den W.derstand R 10 hindurch und regelt die Ladung eines Kondensators C 6.

Die Spannung an den Klemmen des Kondensator« C'6 steigt und, wenn sie die Zündspannung der Neonröhre Nl erreicht, läßt diese Strom zur Steuerelektrode des Thyristors B hindurch, der leitend wirki und den Kondensator C 5 über einen Hochspannungs transformator TR entlädt. Wenn die Spannung de; Kondensators C6 unter die Zündspannung der Neonröhre absinkt, erlischt diese und beseitigt die Polari sationsspannung an der Steuerelektrode des Thy ristors, so daß dieser wieder nichtleitend wird. Die« hat zur Folge, daß die Kondensatoren CS und Ct sich wieder aufladen; diese abwechselnden und sehi schnellen Aufladungen und Entladungen der Kon densatoren CS und C β erzeugen die Niederspan nungsimpulse in der Primärwicklung des Transfor

mainrs TAi. Die /wei Aiisgiingsklcrnniu-n der Sekundärwicklung dieses Transformators sind einerseits mit lter Mass-j des Brenners und andererseits nut der hlektiode einer Züiulker/.e verbunden, so daß hei judciii Impuls ein Zündfunke /wischen der Kerze und der Masse des Hrenners überspringt, wobei diese Zündfunken d.i/u bestinii.il sind, den BrennstolT zu entzünden.

Die Speisung des /Vnzündkreises A und folglich das Überspringen von Zündfunken werden unterbrochen, wenn die Spannung an den Ausgangsklemmen des Kondensators C 7 des Zeilkreises Λ·/ /u schwach wird, um ein ausreichend starkes Magnetfeld im Relais IiI zu erzeugen. In diesem Augenblick öffnen sich die beiden Federlamellen-Umevbrecher/3 und /4.

Die Dauer der Zündphase kann man daher leicht durch entsprechende Wahl der Kapazität des Kondensators C7 und der Charakterisiika des Widerstandes R 13 regeln. Diese Dauer der Züm'phase wird insbesondere in Abhängigkeit von der Eigenart des benutzten Brennstoffes vorher festgelegt.

Um einen neuen Zündzyklus zu beginnen, muß man zunächst durch das entsprechende Mittel des gesteuerten Gerätes in die erste Phase zurückkehren, indem der Unterbrecher/2 und der Umschalter INV widder umgeschaltet werden.

Am Einde der Ziipdphase können zwei Fälle auftreten: Der Brennstolf ist entweder entzündet oc!>;r nicht. Da im zweiten Falle der Unterbrecher /4 otTen ist, wird d'c Spule des Elcktroventils nicht mehr mit Strom gespeist, r>o daß das FJektroventil EV geschlossen ist und kein Brennstolf im Brenner austritt. Man muß also, wie oben festgestellt wurde, in die erste Phase zurückkehren, so daß die erstrebte Sicherheit erreicht ist. Im visten der beiden Fällt geht man in die dritte Phase, die sogenannte Heizphase, über.

Vom Beginn dieser Heizphase an (Fig. 3), in der der Brennstoff brennt, hüllt die aus dem Brenner Dr austretende Flamme fine Metallsonde So ein. Infolge einer Ionisationsersor.einung schließt man so eine von einem Widerstand R 1, der Flamme, einem Widerstand A? 2 und einem Kondensator C1 gebildete Brücke. Zar Vermeidung jeglicher Gefahr hat der die Massj des Brenners mit der Netzleitung L2 verbindende Widerstand R 1 einen erhöhten Widerstands-W'jrt. Die sich aus der Schließung der brücke ergebende Spannung lädt den Kondensator C 2 über den Widerstand R 3 auf. Wenn die Zündspannung einer Neonröhre N I erreicht wird, leietet diese die Spannung über einen Widerstand Λ 4 an einen Kondensator C'4, so daß eine steile Wellenfront er'.cugt wird, die die Steuerelektrode eines Thyristors A polarisiert. Dieser wird leitend und bleibt so lange leitend, wie die Brücke gespeist wird, wobei der Widerstand R 5 zui Aufrechtcrhaltung der Polarisation der Steuerelektrode beiträgt.

Sobald der Thyristor A leitend geworden ist, fließt durch die Ringlcitung des Sicherheitskreises S ein normaler Strom, der den Wächterstrom ersetzt. Die Spule des Relais Zi 1 wird von einem Strom erregt, der von de;i zwei Dioden D 1 und D 2 sowie dem Thyristor A auf eine Halbwelle gleichgerichtet ist, so daß ein Magnetfeld rrzeugt wird, das den Federlamellenunterbrecher /5 schließt, so daß die Spule des Elektrovent'ls EV erregt wird. Ein Kondensator Γ3. der im Nebenschluß zur Cpule des Relais BI liegi, ist dazu bestimmt, den Vibraiionselleki des gleichgerichteten Stromes zu unterdrücken.

M.u; sieht ohne weiteres ;uis den schematichen DaiStellungen, dall im Falle eines zufälligen, unei-S wünschten Erlöschens der Flamme die loiusationserscheinung aufholt und die Brücke unleibroehen wird, so daß die Polarisationsspannuiig der Sicm.·! elektrode des Thyristors nicht mehr vorhanden isi und des Thyristor .-I nichtleitend wird. Das Relais /( 1

ίο ist dann nicht mehr erregt, und tier I edeilamellenunterbrecher/5 ölfnet sich, so daß das F.leklroventil EV sich schließt und der Breniistolfai.stritt aus dein Bi eimer folglich aufhört.

Es liegt auf der Hand, daß die Ansprei.li/eil des

Sieherheitskieises /um Schließen des Fleklmvenlils El·' in diesem letztgenannten Falle so kurz wie möglich sein muß. Aber auch die Ansprechzeit zum Ötfnen de·:, Elcktroventils zu Beginn dieser dritten Phase muß sehr kurz sein, da de Unterbrecher /5 geschlossen sein muß, bevor die Uh oder der Zeitkreis den Unterbrecher /4 öffnet.

Dies ist das Ziel der beschriebenen Anordnung, die insbesondere das Vorhandensein eines Wäehteislromes, die Veiringerung der Ansprechzeit und die Erzielung einer absoluten Sicherheit ermöglicht.

Diese Anordnung hat noch den weiteren, beachtlichen Vorteil, daß sie leicht mit gedruckten Schaltungen ausgeführt werden kann. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform (Fig. 4) ordnet man den

Sichel heitskreis auf einer Platte /' I und den Zeitkreis sowie den Zündkreis auf einer zweiten Platte Pl an. die zwei Platten P1 und Pl sind in einem Isoliergehäuse K angeordnet, das aus zwei 1 eilen K\ und Kl besteht, welc'he auf einem der Befestigung dienenden Sockel E befestigt sind, wobei die Anordnung derart ist, da3 die Netze der verkupferte.! Leiter einander gegenüberliegen. Man kann so auf sehr einfache Weise Verbindungen zwischen den Kreisen herstellen.

Die zwei Platten /' 1 und /'2 sind in der Aufnahme der beiden Halbgcliäuse K1 und Kl in bekannte; Weise mit das Spiel begrenzenden und die Einführung nur in einer bestimmten Stellung ermöglichenden Fingern angeordnet; diese Platten sind durch einen elektrisch isolierenden Keil voneinander getrennt.

Die Verbindung zwischen den zwei aufgedruckten Kreisen geschieht mittels Federlamellen LS, die auf einer K.lemmenplattc PIi befestigt sind. Diese FederlanvMen stellen di-j Kontakte zwischen der Oberseite

5-1 und der Unterseite über Kupferbänder her. die zu diesem Zweck angeordnet sind. Ein Verbinder Cl verbindet alle »Buchsen«, die sich unmittelbar auf die »Stecker« der gedruckten Schaltungen aufsetzen, wobei jeder dieser Kontakte mit einem l.eiier verbunden ist und das .on allen Leitern gebildete Bündel die VeiHindung mit dem gc ,teuerten Gerät ermöglicht.

Wenn das gesteuerte Gerät von vornherein bereits ein Sicherheitssystem oder im Gegenteil eine eigentliche Zündvorrichtung aufweist, ist es leicht, nur jeweils einen rler zwei aufgedruckten Kreise zu benutzen, indem man zwischen den zwei Platten die erforderlichen Verbindungsbrücken anordnet.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Anzünden von Brennern für strömende Brennstoffe mit elektrischen und elektronischen Teilen, die einen eigentlichen Zündkreis, einen Zeilkreis und einen Sicherheits-

kreis aufweist, der durch die von der Brennerflanimc erzeugte Ionisation geschlossen wird, wobei diese Kreise derart miteinander verbunden sind, daß die Spule des die Brennstoffströmung steuernden Elektroventils während der Anzündphase vom Zeitkreis und während der Heizphase vom Sicherheitskreis mit Strom gespeist wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Sicherheitskreis (S) einen Thyristor (A) aufweist, dtr durch die Erregung einer von der Flamme des Brenners (Br) geschlossenen Brücke ausgelöst wird und in Reihe zwischen zwei Dioden (Dl, /)2) mit dem die Speisung des Elektroventils (EV) steuernden Relais (Sl) montiert und im Nebenschluß von einem Widerstand (R 6) überbrückt ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sicherheitskreis (5) einerseits und der Zeitkreis (M) und der Zündkreis (A) andererseits jeweils auf einer von zwei Platten (Pl, Pl) als gedruckte Schaltungen ausgebildet sind, wobei diese zwei Platten in einem isolierenden Gehäuse (K) derart angeordnet sind, daß die Netze der verkupferten Leitungen einander gegenüberliegen, um die Verbindung der Kreise miteinander zu erleichtern und gegebenenfalls Brücken einsetzen zu können, so daß man nur einen der zwei gedruckten Schaltkreise benutzen kann, während entweder die Sicherung oder der eigentliche Zünder einen Bestandteil des zu bedienenden Gerätes bildet.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen