DE2430328A1 - Vorrichtung zur erzeugung eines steuersignals zur speisung eines brenners mit brennstoff - Google Patents
Vorrichtung zur erzeugung eines steuersignals zur speisung eines brenners mit brennstoffInfo
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Description
PATENTANWALT
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Schneckenhotslr. 27 -161.017079
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24. Juni 1974 Gz//pn
GONSTRUCTIOITS ELEGTRIQUES R.V. ■ 0347 74 B
Vorrichtung zur Erzeugung eines Steuersignals zur Speisung
eines Brenners mit Brennstoff.
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erzeugung
eines Steuersignals zur Speisung eines Brenners mit Brennstoff. Sie betrifft im besonderen eine derartige Vorrichtung,
welche ein derartiges Steuersignal liefern kann, wenn ein
für das Vorhandensein der Flamme des Brenners kennzeichnendes Flammensignal an einen ihrer Eingänge angelegt wird, wobei die
Vorrichtung so ausgebildet ist, daß sie bei einer Störung eines
ihrer Bestandteile kein Steuersignal liefert.
Eine derartige Vorrichtung wird zweckmässig, jedoch nicht ausschliesslich, in Kombination mit einem Flammendetektor
benutzt, welcher ein sehr schwaches Flammensignal von der Größenordnung eines Mikroampere liefert. Ein derartiger
Flammendetektor arbeitet z.B. mit "Ionisation", d.h. er benutzt
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die Gleichrichtereigenschaften der Flamme zur Erzeugung des Flammensignals.
Die Erfindung betrifft ferner Verbesserungen eines Ionisationsflammendetektors.
Bekanntlich sollen derartige Steuersignalerzeuger ein Steuersignal nur liefern, wenn ein Flammensignal an
ihren Eingang angelegt wird. Anders ausgedrückt, derartige Vorrichtungen dürfen die Speisung eines Brenners mit Brennstoff
nicht erlauben, sobald das Flammensignal nicht mehr an ihren Eingang angelegt ist.
Es sind bereits derartige Vorrichtungen mit
einem Verstärker bekannt, die bekannten Schaltungen dieser Art sind jedoch verwickelt, kostspielig und/oder sperrig und ihr
Arbeiten weist nicht immer die erforderliche Sicherheit auf.
Die Erfindung bezweckt, den obigen Nachteilen abzuhelfen und insbesondere eine derartige Vorrichtung zu
liefern, welche einfach und wirtschaftlich herzustellen ist, und bei welcher jede Störung eines ihrer Bestandteile nur die Lieferung
eines Steuersignals verhindern kann.
Die Erfindung bezweckt ferner die Herstellung einer derartigen Steuervorrichtung, welche für Störungen
mit der Frequenz des elektrischen Speisenetzes unempfindlich ist.
Die Erfindung bezweckt ferner die Herstellung
einer derartigen Steuervorrichtung, welche mit einem Brenner benutzt
werden kann, bei welchem das Flammensignal in weiten Grenzen schwanken kann.
Schliesslich bezweckt die Erfindung die Herstellung eines Ionisationsflammendetektors, welcher mit elektrischer
Energie durch ein Netz beliebigen Typs gespeist werden kann.
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Erzeugung
eines Signals zur Steuerung der Brennstoffspeisung eines Brenners der genannten Art ist gekennzeichnet durch Oszillatormittel
mit einem Auslöseeingang, welcher ein schwaches Auslösesignal empfangen kann, und Mittel zur Anlegung des Flammensignals
an diesen Auslöseeingang, wobei die Oszillatormittel so
ausgebildet sind, daß sie ein periodisches Signal mit einer zwi-*
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sehen den Scheiteln praktisch konstanten Amplitude erzeugen,
dessen Wert erheblich grosser als der des Auslösesignals ist,
wenn ein Signal an dem Auslöseeingang auftritt, dessen Wert zwischen
vorbestimmten Grenzen liegt.
Die Oszillatormittel enthalten vorzugsweise einen Multivibrator mit einem Feldeffekttransistor und einem
zweipoligen Transistor, wobei der Auslöseeingang mit dem Tor des Feldeffekttransistors verbunden ist.
Der störungssichere Flammendetektor mit einer
ersten und einer zweiten Elektrode, zwischen welchen die Flamme auftreten kann, welche praktisch die Eigenschaften einer
Diode zwischen diesen Elektroden hat, und zwei Eingangsklemmen, welche mit einem Wechselstromnetz verbunden werden können, ist
erfindungsgemäß gekennzeichnet durch einen ersten, hochohmigen'
V/iderstand und einen ersten Verbindungskondensator, welche in
Reihe zwischen die erste Eingangsklemme und die durch einen
zweiten Widerstand und einen zweiten Kondensator, welche in Reihe geschaltet sind, gebildete Anordnung geschaltet sind, derart,
daß eine Belegung des zweiten Kondensators mit der zweiten Eingangsklemme verbunden ist, wobei die nicht mit dem zweiten
Kondensator verbundene Klemme des zweiten Widerstands mit der ersten Elektrode verbunden ist, während die zweite Elektrode
mit der zweiten Eingangsklemme über einen dritten, hochohmigen Widerstand verbunden ist.
Die Erfindung ist nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung beispielshalber erläutert.
Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Steuervorrichtung.
Fig. 2 zeigt eine Ausführungsabwandlung der
in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung, in Kombination mit einem erfindungsgemäßen Flammendetektor·
•Die in Fig. 1 dargestellte Ausführungsform
der Erfindung enthält einen Oszillator 1 mit einem Multivibrator,
welcher im wesentlichen aus einem Feldeffekttransistor 2 des Kanaltyps N und einem zweipoligen Transistor 3 des Leitfähigkeit
styps-KPN besteht. Ein Rückkopplungskreis mit einem
hochohmigen Widerstand 4 und einem Kondensator 5 ermöglicht das Arbeiten des- Multivibrators als Oszillator unter weiter unten
erläuterten Bedingungen.
- ■. . ■ ι
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- Ur - 034-7 74 B
Das durch den Oszillator 1 erzeugte Signal
wird durch Gleichrichtermittel 6 ausgenutzt, um ein Steuersignal an die Klemmen einer Spule 7a eines Elektroventils zur
Speisung des (nicht dargestellten) Brenners mit Brennstoff zu liefern. Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform enthalten
die Gleichrichtermittel einen weiter unten beschriebenen Spannungsverdoppler.
Eine (nicht dargestellte) Gleichstromquelle
liefert das für das Arbeiten der Steuervorrichtung erforderliche
Speisesignal. Bei dieser Ausführungsform erteilt die Stromquelle
einer Klemme 7 ein positives Potential (+) und einer Klemme 8 das Potential Bull (0).
Der Emitter des Transistors 3 ist mit der
Quelle 9 des Transistors 2 verbunden, während die Senke 10 des Transistors 2 mit der Basis des Transistors 3 über einen Widerstand
11 verbunden ist·
Das Tor 12 des Feldeffekttransistors 2 ist
mit der Klemme 7 (+). über den Widerstand 4 und einen mit diesem in Reihe geschalteten Widerstand 13 verbunden. Ferner ist die
den Widerständen 4 und 13 gemeinsame Klemme mit der Senke 10 verbunden.
Die Basis des Transistors 3 ist mit der
Klemme 8 über einen Widerstand 14 verbunden. Ein niedrigohmiger Widerstand 15 stellt eine Verbindung zwischen der Quelle 9 (und
somit dem Emitter des Transistors 3) und der Klemme 8 her.
Der Eingang 16 für den Empfang des Flammen-
signals ist mit dem Tor 12 des Transistors 2 über einen Widerstand
17 verbunden. Der Kondensator 5 ist zwischen das Tor 12 des Transistors 2 und die Klemme 8 geschaltet. Schliesslich verbindet
ein Widerstand 18 den Transistor 3 mit der Klemme 7·
Die mit Spannungsverdopplung arbeitenden
Gleichrichtermittel 6 enthalten einen mit dem Kollektor des Transistors 3 verbundenen Kondensator 20 und eine erste Diode
21, deren Kathode mit einer Belegung des Kondensators 20 und deren Anode mit der Klemme 7 verbunden ist. Dieser Spannungs-,
verdoppler enthält ausserdem eine zweite Diode 22, deren Anode mit der Kathode der Diode 21 und deren Kathode mit der Klemme 7
über einen Kondensator 23 verbunden ist. Der Kondensator 23 liegt parallel zu der Spule 7a.
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Hinsichtlich der Arbeitsweise des Generators
der Fig. 1 sei angegeben, daß das Arbeiten dieser Schaltung als
Oszillator insbesondere durch das Vorhandensein des aus dem Widerstand 4 und dem Kondensator 5 bestehenden Rückkopplungskreises ermöglicht wird. Ausserdem ist, wie v/eiter unten ausge-•
führt, dieses Arbeiten als Oszillator nur möglich, wenn die von dem Widerstand 17 aufgenommene Stromstärke zwischen vorbestimmten
Grenzen liegt, d.h. wenn das an die Klemme 16 angelegte Potential zwischen ebenfalls bestimmten Grenzen liegt. Anders
ausgedrückt, wenn das an der Klemme 16 auftretende Signal einen zu kleinen oder einen zu großen Wert hat, liefert der Oszillator
1 kein Signal an seinem Ausgang, und die Spule 7a kann nicht gespeist werdenj so daß der Brennstoff dem Brenner nicht geliefert
werden kann.
Ferner ist wichtig, zu bemerken, daß das
Flammensignal so auftritt, daß das an die Klemme 16 angelegte Potential einen niedrigeren Pegel als das an die Klemme 8 angelegte
hat. Anders ausgedrückt, dieses Potential ist negativ.
Unter der Annahme, daß sich der Feldeffekttransistor 2 ursprünglich in leitendem Zustand befindet und ein
negatives Potential (Flammensignal) an die Klemme 16 angelegt ist, ermöglichen die über die Widerstände 4 und 17 fliessenden
Ströme die Anlegung eines negativen Potentials an das Tor 12.
Der Transistor 2 wird hierdurch gesperrt. Wenn der Transistor 2
gesperrt ist, steigt das Potential der Senke 10 auf einen positiven
Wert, und der über die Widerstände 4- und 17 fliessende
Strom ermöglicht die Anlegung eines positiven Potentials an das Tor 12. Der Transistor 2 kann dann in den leitenden Zustand zurückkehren,
so daß die Schaltung tatsächlich als Oszillator arbeiten kann. Es ist jedoch zu bemerken, daß die Schwingungsfrequenz
des Oszillators 1 von der Kapazität des Kondensators 5 abhängt.
Oben war angegeben, daß das Arbeitendes Oszillators
nur möglich ist, wenn das Potential der Klemme 16 zwischen vorbestimmten Grenzen liegt. Wenn nämlich das Potential
dieser Klemme 16 zu negativ ist, kann der Transistor 2 ständig gesperrt bleiben, während umgekehrt, wenn der Absolutwert des
an die Klemme 16 angelegten Potentials zu klein ist, das Potential
des Tors 12 des Transistors 2 ständig positiv bleiben
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kann, so daß der Transistor 2 ständig leitend bleibt. In beiden Fällen kann die Schaltung nicht als Oszillator arbeiten.
Es ist zu bemerken, daß für den Widerstand
4 vorzugsweise ein hoher Wert von grössenordnungsmäßig mehreren
Megohm gewählt wird, damit der über den Widerstand 17 fliessende elektrische Strom einen geringen Wert von vorzugsweise grössenordnungsmäßig
einigen Mikroampere hat, um einen Flammendetektor benutzen zu können, welcher die Gleichrichtereigenschaft
der Flamme ausnutzt und unter Bezugnahme auf Fig. 2 beschrieben ist.
Ferner ist zu bemerken, daß die Schwingungsfrequenz des Oszillators 1 bei der dargestellten bevorzugten
Ausführungsform der Erfindung einen hohen Wert hat· Die Kapazität des Kondensators 5 hat hierfür einen geringen Wert
von größenordnungsmäßig einigen zehn Picofarad. Bei dem behandelten
Beispiel liegt diese Frequenz zwischen 800 und 3.000 Hz. Dies ermöglicht die Benutzung von Kondensatoren 20 und 23 mit
Kapazitäten in der Größenordnung des Mikrofarad, welche gemäß
der sogenannten Technik des metallisierten Füms mit kleinen Abmessungen
hergestellt werden können. Für niedrigere Frequenzen (z.B. 50 Hz) müssten dagegen elektrochemische Kondensatoren benutzt
werden. Ferner macht die hohe Frequenz des von dem Oszillator 1 gelieferten Signals die Vorrichtung gegen Störungen
unempfindlich, welche von dem elektrischen 7/echselstromnetz
herrühren könnten, dessen Frequenz im allgemeinen 50 oder 60 Hz beträgt;.
Dieser Vorteil eines geringen Platzbedarfs wird noch dadurch verstärkt, daß die beschriebene Schaltung
keinen Transformator enthält.
Es ist zu bemerken, daß die Festlegung
des Potentials der Klemme 16 auf einen negativen Wert gegenüber dem der Klemme 8 ebenfalls eine Garantie für die Betriebssicherheit
der erfindungsgemässen Vorrichtung bietet, insbesondere bei etwaigen Isolationsfehlern.
Schliesslich ist zu bemerken, daß der
Oszillator 1 kein Signal an seinem Ausgang liefert, wenn einer seiner Bestandteile unterbrochen oder kurzgeschlossen ist. Ferner
kann eine.Änderung der Kenngrößen dieser Bestandteile nur
entweder die an den Klemmen der Spule 7a gelieferte Ausgangs-
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■leistung verringern oder den Oszillator 1 sperren (d.h. die
Lieferung eines Signals an die Klemmen der Spule 7a verhindern).
Sq tritt bei einer "bedeutenden Temperaturerhöhung
ein Fehlerstrom auf, welcher dem in dem Widerstand 17
fliessenden Strom entgegenwirkt, so daß dann das Potential des
'-_ Tors 12 positiv bleiben kann und das Arbeiten der die Transistoren
2 iind 3 enthaltenden Schaltung als Oszillator verhindert.
Ferner hat sich gezeigt, daß bei Isolationsfehlern der Torelektrode
12 gegenüber den anderen Elektroden des Feldeffekttransistors 2 keine Schwingungen an dem Oszillator 1 aufrechterhalten
werden können. .
Der Spannungsverdoppler ermöglicht die
Festlegung des Potentials der nicht mit der Klemme 7 verbundenen
Klemme der Spule 7,a auf ein über dem Potential der Klemme 7
liegendes Potential. Die'se Maßnahme bietet ebenfalls die erforderliche Sicherheit im Falle einer Störung.
■ .Nachstehend ist unter Bezugnahme auf Fig.
eine Ausführungsabwandlung der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung
beschrieben, welche einem erfindungsgemässen Flammendetektor
zugeordnet ist.
- Bei der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform der Vorrichtung zur Erzeugung eines Steuersignals ist wie
in Fig. 1 ein Oszillator la vorgesehen, welcher einen Feldeffekttransistor 2a und einen zweipoligen Transistor 3ϋ sowie einen
Spannungsverdoppler enthält, welcher zwei Kondensatoren 20a und 23a und zwei Dioden 21a und 22a aufweist, welche in der
gleichen Weise wie in Fig. 1 geschaltet sind.
' / Bei dieser Ausführungsform ist jedoch eine
Impedanzanpassungsschaltung zwischen dem Ausgang (Kollektor des Transistors 3a) des Oszillators 1a und dem Eingang des
ϊ Spannungsverdopplers vorgesehen. Diese Impedanzanpassungsschaltung
enthält einen zweipoligen Transistor 30 mit gleichem Leit-
£ähigkeitstyp, nämlich HPN, wie der Transistor 3a, und eine
. Diode 31·
Bei dem dargestellten Beispiel ist die
■ Basis des Transistors 30 mit dem Kollektor 30a und der Kollektor
des Transistors 30 mit der Klemme 7f (+) über einen niedrigohmigen
Widerstand 32 verbunden. Die Anode der Diode 31 ist mit dem Emitter des Transistors 30 und die Kathode dieser Diode :
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mit dem Kollektor des Transistors 3a verbunden.
Die Ausgangsimpedanz des Oszillators 1a ist dann kleiner als bei Fehlen einer derartigen Schaltung, und
die an den Eingang des Spannungsverdopplers gelieferte Leistung ist daher grosser. Ferner lässt sich nachweisen, daß diese Lmpedanzanpassungsschaltung
ebenfalls die Betriebssicherheit der erfindungsgemässen Vorrichtung garantiert, d.h. daß Jeder Fehler
eines ihrer Bestandteile nur die Lieferung eines Signals an die Klemmen der Spule 7a verhindern kann.
Die in Fig. 2 dargestellte Vorrichtung zur Erzeugung eines Steuersignals unterscheidet sich von der in
Fig. 1 dargestellten durch eine nachstehend beschriebene Maßnahme, welche gestattet, die Grenzen zu erweitern, zwischen welchen
das Flammensignal liegen muß.
Hierfür ist ein zusätzlicher Kondensator
vorgesehen, dessen erste Belegung 33a mit der Klemme 8a des niedrigeren Potentials der Energiequelle zur Speisung des Oszillators
1a und dessen andere Belegung mit der nicht mit dem Tor des Feldeffekttransistors 2a verbundenen Klemme 36 des Widerstands
4a verbunden ist. Ausserdem ist ein Widerstand 34 zwischen
der Klemme-36 und der Senke 10a des Transistors 2a angeordnet.
Schliesslich ist eine Diode 35 so zu dem Widerstand 34-parallel geschaltet, daß ihre Kathode mit der Klemme 36 verbunden
ist.
Bei dieser Anordnung erfolgt die Ladung des Kondensators 33 über die Diode 35 und die Entladung über den
Widerstand 34-. Die Entladung des Kondensators 33 ist daher langsamer
als seine Ladung. So kann die Entladung des Kondensators 33 unvollständig sein, wenn der Transistor aus dem leitenden
Zustand wieder in den Sperrzustand übergeht, so daß das Potential der Klemme 36 einen Wert hat, welcher höher als der ist,
welchen sie bei Fehlen des Kondensators 33 hätte. Hierdurch können also die Grenzen erweitert werden, zwischen welchen das
Potential der Klemme 16a liegen muss, damit der Oszillator 1a ein Steuersignal liefern kann. Anders ausgedrückt, der über
den Widerstand 17a fliessende Strom kann grössere Werte haben. Bei Fehlen des Kondensators 33» des Widerstands 34- und der
Diode 35 muß z.B. die die Auslösung des Oszillators 1a ermöglichende Stromstärke in dem Widerstand 17a zwischen 0,5 und
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. 1 Mikroampere liegen, während sie mit diesen Elementen zwischen
0,5 und 5 Mikroampere liegen kann,
ν Die Erhöhung der grössten zulässigen
ν Die Erhöhung der grössten zulässigen
• Stromstärke in dem Widerstand 17a durch den Kondensator 33 und
seinen Lade- und Entladekreis schadet nicht der Betriebssicherheit
der erfindungsgemässen Vorrichtung. Diese Ausbildung ist
im Gegenteil unter verschiedenen Umständen besonders zweckmässig. Insbesondere wenn sich die Kenngrößen der elektronischen Bauteile
der Vorrichtung zur Erzeugung des Steuersignals oder des nachstehend beschriebenen Flammendetektors nur wenig ändern,
kann die Vorrichtung zur Erzeugung des Steuersignals normal arbeiten.
Ausserdem, wenn, wie in Fig. 2 dargestellt, der Flammende tekt or mit Wechselstrom aus einem Wechselstromnetz gespeist
wird, kann er mit verschiedenen Arten derartiger Speiseströme
gespeist werden, ohne daß die Überspannungen oder die Unterspannungen
dieses Netzes das Arbeiten der Vorrichtung zur Erzeugung eines Steuersignals stören. Wenn schliesslich der Flammendetektor
die Gleichrichtereigenschaften der Flamme ausnutzt, stören die Widerstandsänderungen der Flammendiode ebenfalls nicht das
Arbeiten der Vorrichtung. Die Leitfähigkeit der Flamme hängt nämlich von ihren Abmessungen und ihrer oxydierenden oder reduzierenden
Art ab.
Nachstehend ist der Flammendetektor
beschrieben, welcher in Fig. 2 dargestellt ist und mit der erfindungsgemä
ssen Vorrichtung zur Erzeugung eines Steuersignals benutzt werden kann. Der Detektor kann jedoch auch für andere
Anwendungen benutzt werden.
Der Flammendetektor ist zwischen Klemmen 40 und 41 eines elektrischen Verteilungsnetzes geschaltet.
Der Flammendetektor nutzt die Gleichrichtereigenschaften der Flamme 42 aus. Bekanntlich besitzt eine Flamme etwa die Eigenschaften
einer Diode. Der Widerstand einer derartigen "Flammendiode"
in der Durchlaßrichtung ist jedoch verhältnismäßig hoch ,und kann 100 Megohm erreichen. Zur Darstellung der Eigenschaften
dieser Diode ist in Fig. 2 unter der Flamme 42 gestrichelt eine ,Diode 43 dargestellt. Bei dem dargestellten Beispiel bildet die
mit dem Körper des Brenners verbundene Elektrode 44 die Kathode der Flammendiode, während die Elektrode 45 die Anode der Diode
I bildet. .. . /.. _ ___
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Erfindungsgemäss enthält der Flammendetektor,
welcher ein Flammensignal erzeugen und dieses an den Eingang 16a der erfindungsgemässen Vorrichtung zur Erzeugung eines
Steuersignals anlegen kann, zunächst einen hochohmigen Widerstand 46, dessen eine Klemme mit der Klemme 40 verbunden ist,
und einen mit dem Widerstand 46 in Reihe geschalteten Kondensator 47.
Dieser Flammendetektor enthält ferner die
Flammendiode 42, welche auf einer Seite mit einer Belegung des Kondensators 47 und auf der anderen Seite mit einem mit der
Klemme 41 verbundenen hochohmigen Widerstand 48 verbunden ist. Die Teile 46, 47, 42 und 48 sind so zwischen die Klemmen 40
und 41 in Reihe geschaltet.
Ferner ist die dem Kondensator 47 und der Elektrode 45 gemeinsame Klemme 47a mit der Klemme 16a über
einen ebenfalls hochohmigen Widerstand 49 verbunden. Ferner verbindet ein Kondensator 50 die Klemme 16a mit der Klemme 41
(oder 8a) ·
Es ist zu bemerken, daß die Elektrode 44
mit dem Körper verbunden ist, und daß die Teile 46 und 47 vertauscht
werden können.
Die Flammendiode richtet das zwischen den
Klemmen 47a und 44 gelieferte Signal gleich, so daß das an die Klemme 16a, oder genauer zwischen die Belegungen des Kondensators
50 gelegte Flammensignal praktisch ein Gleichspannungssignal ist. Der Widerstand 49 und der Kondensator 50 dienen
übrigens zur Filterung dieses Signals.
Ferner istfzu bemerken, daß der hohe Wert
des den Körper des Brenners mit der Klemme 41 verbindenden Widerstands
48 etwaige Fehlerströme begrenzt, welche gefährlich sein könnten. Dieser hochohmige Widerstand 48 vermeidet daher
die Verwendung eines Isoliertransformators und begrenzt den Platzbedarf der Vorrichtung.
Die Werte der Widerstände 46 und 49 stehen
vorzugsweise in einem zwischen 0,25 und 4 liegenden Verhältnis, so daß der Flammendetektor ein Flammensignal bei beliebiger
Art des benutzten Wechselstromnetzes liefern kann. Bei dieser Anordnung ist es nämlich nicht erforderlich, den Nulleiter fest-
cnoom /
zustellen oder eine Unterscheidung zwischen den Phasen vorzunehmen.
.
Schliesslich ist zu bemerken, daß das Verhältnis
zwischen den Werten der Widerstände 46 und 49 zweckmässig gleich 0,5 oder 2 ist.
Es- lässt sich leicht nachweisen, daß dieser
Plammendetektor bei einem Versagen einer seiner Bestandteile
oder einer seiner Anschlußverb ladungen kein Flammensignal liefern
kann.
Bei der in Fig. 2 dargestellten bevorzugten
Ausführungsform der Erfindung sind ferner Gleichrichtermittel zur Speisung der Vorrichtung zur Erzeugung des Steuersignals
mit Gleichstrom (zwischen den Klemmen 71 und 8a) durch Gleichrichtung
des zwischen den Klemmen 40 und 41 gelieferten Wechselspannungssignals
vorgesehen.
Dieser Gleichrichter ist ein Spannungsverdoppler
mit einem Widerstand 51» dessen eine Klemme mit der Klemme 40 und dessen andere Klemme mit einer ersten Belegung
eines Kondensators 52 verbunden ist. Die zweite Belegung des
Kondensators 52 ist mit der Anode einer Diode 53 verbunden, deren Kathode unmittelbar mit der Klemme 7' verbunden ist. Ein
Filterkondensator 54 ist zwischen den Klemmen 7* und 8a (oder
41) angeordnet. Schliesslich ist die Kathode einer Ze.^nerdiode
55 mit der dem Kondensator 52 und der Diode 53 gemeinsamen Klemme
verbunden. Die Anode dieser Diode 55 ist mit der Klemme 41 verbunden.
Diese Anordnung, in welcher eine Zenerdiode benutzt wird, gestattet, eine praktisch konstante Gleichspannung
den Klemmen des Kondensators 54, d.h. zwischen den Klemmen 7f und 8a, zu liefern. Ausserdem kann bei einem Versagen
insbesondere der Zenerdiode 55 keine Überspannung auftreten. Schliesslich ist zu bemerken, daß sich der Kondensator 52
nicht erwärmen kann (da er ein Blindleistungselement ist). Auf diese Weise werden die Zuverlässigkeit und die Sicherheit der
in Fig. 2 dargestellten Schaltung noch verbessert. Anstelle dieses
Kondensators 52, welcher die Aufgabe hat, die zwischen die
Klemmen der Zenerdiode 55 gelegte Spannung zu verringern, wird nämlich gewöhnlich ein Widerstand benutzt, v/elcher Energie in
Form von Joule scher Wärme verbraucht'.
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Hinsichtlich der in Fig. 2 dargestellten
Schaltung ist noch zu bemerken, daß eine Schmelzsicherung 60
die Klemme 40 mit dem niedrigohmigen Widerstand 51 verbindet.
Bei einer besonderen Ausführungsform der
in Fig. 2 dargestellten Vorrichtung wurden folgende Werte für
gewisse Elemente dieser Schaltung gewählt:
Widerstand 4a 4,7 ΜΔ " 34- 100 kil
Kondensator 33 1 nF fl 50 10 nF
Widerstand 17a 22 MÄ
Widerstände 46
und 49 22 MjQ
Widerstand 48 2 ΜΛ
Kondensator 47 470 pF
Widerstand 51 470 Λ
Kondensator 52 1,5 ΑΊ1
Die unter Bezugnahme auf Fig. 1 und 2 beschriebene
Vorrichtung zur Erzeugung eines Steuersignals kann auf verschiedenste Weise abgewandelt werden.
So kann der Feldeffekttransistor einen Kanal
P haben. Der zweipolige Transistor hat dann den Leitfähigkeitstyp PNPo
Ferner ist zu bemerken, daß der Spannungs-
verdoppler, welcher das an dem Ausgang des Oszillators 1 (oder 1a) gelieferte Signal gleichrichtet und das gleichgerichtete
Signal an die Klemmen der Spule 7a anlegt, in gewissen Fällen nicht unerlässlich ist, da ein für Wechselstrom empfindliches
; Elektroventil benutzt werden kann.
; Bei der den Kondensator 33 "und seinen Lade-
und Entladekreis umfassenden Anordnung kann der Entladekreis' die Widerstände 4a und 17a enthalten, so daß dann der Widerstand
34 fortfallen kann.
Bei einer anderen ebenfalls den Oszillator 1a betreffenden Ausführungsabwandlung können die beiden (Transistoren
beide die zweipolige Bauart haben.
. Außer den bereits oben für die Vorrichtung
\ zur Erzeugung eines Steuersignals und für den Flamendetektor
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genannten Vorteilen " 15 " °54? 74 B 2430328
/kann noch erwähnt werden, daß diese in eine Anordnung zur Steuerung „der Zündung und zur Überwachung eines Brenners eingebaut
werden können, insbesondere einer automatischen Folgesteuerung. Schliesslich können die in Fig. 1 und 2 dargestellten Schaltungen
in Form von integrierten, hybriden oder monolithischen Schaltungen verwirklicht werden.
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Claims (5)
1.) Vorrichtung zur Erzeugung eines Steuersignals
zur Speisung einBs Brenners mit Brennstoff, mit einem Flammendetektor
und einer Schaltung zur Erzeugung eines derartigen Steuersignals, welche diese Signale liefert, wenn ein von dem
Flammendetektor erzeugtes Flsmmensignal an einen ihrer Eingänge angelegt wird, wobei diese Schaltung so ausgebildet ist, daß sie
beim Versagen eines ihrer Elemente kein Steuersignal liefern kann, selbst wenn ein Flammensignal an ihren Eingang angelegt
wird, dadurch gekennzeichnet, daß diese Schaltung Oszillator-(
mittel (1, 1a) mit einem Ausläseeingang (16), welcher ein schwa-'ches
Auslösesignal empfangen kann, und Mittel enthält, welche
; das Flammensignal an den Ausloseeingang anlegen, wobei die Oszillatormittel
(1, 1a) so ausgebildet sind, daß sie ein periodisches Signal mit einer praktisch konstanten Amplitude zwischen
den Scheiteln und einem Wert erzeugen, welcher erheblich höher als das Auslösesignal beim Auftreten eines Signals an dem Ausloseeingang
ist, dessen Wert zwischen vorbestimmten Grenzen liegt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Oszillatormittel einen Multivibrator mit einem
Feldeffekttransistor (2) und einem zweipoligen Transistor (3) enthalten, wobei der Ausloseeingang (16) mit dem Tor (12)
des Feldeffekttransistors verbunden ist,
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß der Ausgang der Oszillatormittel (1a, Fig. 2) mit dem Kollektor des zweipoligen Transistors (3a) verbunden ist,
und daß sie 3kpedanzanpassungsmittel aufweist, welche einen
zweiten zweipoligen Transistor (30) umfassen, welcher den gleichen Leitfähigkeitstyp wie der zweipolige Transistor (3a) der
; Oszillatormittel hat.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Anlegung des Flammensignals
! an den Ausloseeingang (16) der Oszillatormittel einen ersten
f Widerstand (17) umfassen, dessen eine Klemme mit dem Tor des : Feldeffekttransistors (2) verbunden ist, und dessen andere ·;
Klemme das Flammensignal empfängt. ·
; 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet
! durch eine Gleichstromquelle (4-8) zur Lieferung der für das j
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-15.- 0J47 74 B
Arbeiten-.der Oszillatormittel erforderlichen Energie, wobei der
niedrigere von dieser Stromquelle gelieferte Potentialpegel höher als das Potential des Plammensignals ist, wenn dieses an
die zweite Klemme des ersten Widerstands (17) angelegt wird.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch einen zweiten, zwischen das Tor und die Senke
des Feldeffekttransistors (3) geschalteten Widerstand (4) und einen zwischen das Tor des Feldeffekttransistors und die Klemme
(8) der Stromquelle mit dem niedrigen Potential geschalteten ersten Kondensator (5)·
7· Vorrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch einen parallel zu dem zweiten Widerstand (4a)
und dem ersten Kondensator, welche in Reihe geschaltet sind, geschalteten zusätzlichen Kondensator (33, Fig. 2) und einen
Stromkreis für die schnelle ladung (über 35) und die langsame
Entladung (über 3^)' des zusätzlichen Kondensators.
8· Vorrichtung nach einem der Ansprüche
5 "bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichstromquelle
erste Gleichrichtermittel (6) enthalt, deren Eingänge mit einem Wechselstromnetz bestimmter Frequenz verbunden werden können,
und deren Ausgangsklemmen die Ausgangsklemmen der Stromquelle bilden, wobei die Frequenz der Oszillatormittel (1, 1a) erheblich
über der Frequenz des Hetz Stroms liegt.
9· Vorrichtung nach einem der Ansprüche
1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenz des von den
Oszillatormitteln (1, 1a) gelieferten Signals zwischen 800 und
3.000 Hz liegt.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche
1 bis 9, gekennzeichnet durch zweite Gleichrichtermittel zur
Gleichrichtung des von den Oszillatormitteln gelieferten Signals, derart, daß das Steuersignal'an ihrem Ausgang in Form einer
GIeichsparLnung geliefert wird.
11· Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch
gekennzeichnet, daß die zweiten Gleichrichtermittel als Spannungsverdoppier
ausgebildet sind und zwei Kondensatoren und zwei Dioden (20 - 23) enthalten, welche so geschaltet sind, daß
sie ein Gleichspannungssignal mit einer Amplitude liefern, welche praktisch gleich der Amplitude zwischen den · Scheiteln des
von den Oszillatormitteln gelieferten periodischen Signals ist·
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12· Vorrichtung zur Erzeugung eines
Steuersignals zur Speisung eines Brenners mit Brennstoff mit einem Flammendetektor und einer Schaltung zur Erzeugung eines
derartigen Steuersignals, welche dieses Signal liefern kann, wenn ein von dem Flammendetektor erzeugtes Flammensignal an
' einen ihrer Eingänge angelegt wird, wobei diese Schaltung so ausgebildet ist, daß sie das Steuersignal beim Versagen eines
ihrer Bestandteile nicht liefern kann, selbst wenn ein Flammensignal an den Eingang angelegt wird, dadurch gekennzeichnet,
daß der Flammendetektor störungssicher ist und eine erste und
eine zweite Elektrode (45 bzw. 44) enthält, zwischen welchen die Flamme (42) auftreten kann, welche praktisch die Eigenschaften
einer Diode zwischen diesen Elektroden hat, wobei der Flammendetektor zwei Eingangsklemmen (40, 41) besitzt, welche mit
einem Wechselstromnetz verbunden werden können, wobei der Flammendetektor ausserdem einen ersten hochohmigeh Widerstand (46)
und einen ersten Kondensator (47) enthält, welche in Reihe zwischen die erste Eingangsklemme des Detektors und die Anordnung
geschaltet sind, welche durch einen zweiten Widerstand (49), dessen Wert 0,25 bis 4 mal so groß wie der Wert des ersten
hochohmigen Widerstands (46) ist, und einen zweiten Kondensator (50) gebildet wird, welcher mit dem zweiten Widerstand so in
Reihe geschaltet ist, daß eine seiner Belegungen mit der zweiten Eingangsklemme (41) verbunden ist, wobei die nicht mit dem
zweiten Kondensator verbundene Klemme des zweiten Widerstands (49) mit der ersten Elektrode (45) verbunden ist, während die
zweite Elektrode (44) mit der zweiten Eingangsklemme (41) über j einen dritten hochohmigen Widerstand (48) verbunden ist·
j 13· Vorrichtung nach Anspruch 12,
■ dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis zwischen den Werten
des ersten und des zweiten hochohmigen Widerstands (46 bzw, 49) 0,5 oder 2 beträgt.
14. Vorrichtung zur Erzeugung eines
Steuersignals zur Speisung eines Brenners mit Brennstoff mit einem Flammendetektor und einer Schaltung zur Erzeugung eines
derartigen Steuersignals, welche das Signal liefert, wenn ein
durch den Flammendetektor erzeugtes Flammensignal an einen
ihrer Eingänge angelegt wird, wobei diese Schaltung so ausgebildet ist, daß sie beim Versagen eines ihrer Elemente kein
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■.""-■■- . - 17 - 0347 74 B
Signal liefern kann, selbst wenn ein Flammensignal an ihren
Eingang angelegt wird, gekennzeichnet durch Gleichrichtermittel, welche das von einem Wechselstromnetz gelieferte Wechselspan-(
nungssignal in ein Gleichspannungssignal umv;andeln, wobei diese Gleichrichtermittel die für das Arbeiten der Schaltung zur Erzeugung
des Steuersignals und/oder des Arbeitens des Flämmendetektors
erforderliche Energie liefern, wobei die Gleichrichtermittel einen Ausgangskondensator(54), eine Diode (53) und eine
Zenerdiode (55) enthalten, welche parallel zu der Diode (53) und dem Ausgangskondensator (54-), welche in Reihe geschaltet
sind, geschaltet ist, wobei die Kathode der Zenerdiode mit der Anode der Diode verbunden ist, wobei eine Klemme des Netzes mit
der Anode der Zenerdiode und die andere Klemme des Netzes mit
der Kathode der Zenerdiode über Mittel zur Erzeugung eines Spannungsabfalls
verbunden ist.
15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch
gekennzeichnet, daß die Mittel zur Erzeugung eines Spannungsabfalls
einen Kondensator (52) umfassen, welcher in Reihe zwischen eine Netzklemme (40) und die Kathode der Zenerdiode (55)
geschaltet ist.
509807/0702
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| FR7326130A FR2238393A5 (de) | 1973-07-17 | 1973-07-17 |
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| IT1015629B (it) | 1977-05-20 |
| GB1466091A (en) | 1977-03-02 |
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