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Anordnung zur Zündung von Gas- und @lbrennern Die Erlindung betri@@t
eine Anordnung zur Zündung von Gas- und @lbrennern mit einer Zündlunkenstrecke und
einem dazu parallel geschalteten Hochspannungskondensator, der aus einem Wechselstromnetz
mittels eines geschalteten Netzteils aufgeladen und über eine Funkenstrecke entladen
wird.
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Es ist bekannt, in Zündgeraten zur Zündung von Gas- und 01-brennern
in Kraftwerken einen auf Hochspannung aulgeladenen und über eine Funkenstrecke entladenen
Kondensator zu verwenden.
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Dabei ist es üblich, die Aufladung des Kondensators über einen Übertrager
und einen Gleichrichter direkt vom Wechselstromnetz her vorzunehmen. Es ist auch
bekannt, sogenannte geschaltete Netzteil, die als Durchfluß- oder Sperrwandler arbeiten,
für die Aufladung des Hochspannungskondensators einzusetzen. Bei den geschalteten
Netzteilen wird als Singangsspannung in der Regel eine Gleichspannung verwendet,
die entweder einer Batterie oder über ein zusätzliches Netzgerät dem Wechselstromnetz
entnommen wird. Im Entladekreis des Kondensators ist zur )?estlegung eines definierten
Potentials, bei dem die Zündfunkenstrecke gezündet werden soll, eine Funkenstrecke
in einem gasgefüllten Überspannungsableiter vorgesehen.
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Zur Zündung von 01- und Gasbrennern steht nur eine begrenzte eit von
einigen Sekunden für den Zündvorgang zur Verfügung.
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innerhalb dieser begrenzten Zeit muß die Zündung des 01- und Gasbrenners
erfolgt sein. Der Grund für die begrenzte Zeit sind icherheitsvorschriften: Es müssen
in dem Gas- und Ölbrenner Ver-puffungen vermindert werden, d.1i. es muß gewährleistet
sein, daß innerhalb der Sicherheitszeit der Zündvorgang durchgeführt ist. während
der Zündphase ist daner eine möglichst hohe Zündimpulsfrequenz vorteilhaft. Die
obere Grenze für die Zündimpulsfrequenz ist durch die thermische Belastbarkeit der
die i'unkenstrecken enthaltenden Schaltelemente bestimmt, also einmal von der die
Zündfunkenstrecke enthaltenden Zündlanze/Zündkerze, zum anderen von der Bunkenstrecke
im flberspannungsableiter. Neben dem beschriebenen Zündvorgang beim Start eines
Brenners gibt es einen zweiten Zündvorgang, der eine längere Einschaltdauer des
Zündgeräts erforderlich macht. Bei diesem als Ausblasen bezeichneten Betriebszustand
des Brenners, der im allgemeifren bei dessen Ausschalten eintritt, werden Ö1-rückstände
aus der ölzuführenden Leistung mit fIeißdampf ausgeblasen. Diese ülrückstände sollen
verbrannt werden. Da die Zündbedingungen beim Ausblasen auf Grund der dann wesentlich
höheren Temperaturen des Kessels günstiger als beim Starten eines kalten Kessels
sind, genügt eine niedrigere Zündimpulsfrequenz. Bei den bekannten Zündgeräten wird
als Kompromiß eine mittlere ZündimpulsErequenz verwendet, Diese mittlere Zündimpulsfrequenz
führt aber beim Kaltstart eines Kessels zu ungünstigen Zündbedingungen mit der Folgte,
daß mehrere Zündversuche notwendig sind.
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Die Erfindung verfolgt den Zweck, das vorstehend genannte problem
ohne den Kompromiß der Verwendung einer mittleren Zündfreqnenz zu lösen. Ihr liegt
die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zu schaffen, die eine beim Kaltstart eines
Brenners erforderliche hohe Zündim-pulsSrequenz liefert und ebenso eine beim Ausblasen
des Brenners niedrige ZündimpulsSrequenz.
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Gemäß der Erfinaung wird diese Au@gabe bei einer Anordnung der eingangs
genannten Art dadurch gelöst, daß der Netzteil von einem Zeitglied geschaltet ist,
über das die Sinschaltuauer una/ouer die Periodendauer der Hochspannung steuerbar
und periodisch verandelbar ist. Bei der Erdindung wird eine automatische Herabsetzung
der Zündimpulsfrequenz nach einem einstellbaren Sei-uraum vorgenommen. Damit können
sowohl für den Kaltstart des Brenners als auch für das Ausblasen des Brenners optimale
Verhältnisse geschaffen werden. Beim Start kann eine sehr hone Zündfolge eingestellt
werden, ohne daß eine Überhitzung der Schaltmittel befürchtet werden muß. Beim Ausblasen
sorgt die herabgesetzte Zündfolge für. eine Schonung der dem Verschleiß unterliegenden
Bauelemente, das sind insbesondere der Uberspannungsableiter und die Zündlanze mit
ihren Bunkenstrecken. Die Umschaltung der Zündimpulsfrequenz erfolgt bei der Erfindung
über die Steuerung des Energieflusses zu dem auf Hochspannung aufzuladenden Kondensator.
Als Schalter kann sowohl ein mechanisch als auch ein elektrunisch arbeitender Schalter
vorgesehen sein.
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In Ausgestaltung der Erfindung ist in Reihe mit einem Schalter und
der Primärwicklung eines Übertragers ein Taktgenerator vorgesehen, an den das Zeitglied
mit fest einstellbarer Zeit angeschlossen ist, über das nach Ablauf der eingestellten
Zeit die Einschaltdauer und/oder die Frequenz der Einschaltung des Übertragers vermindert
ist. Geht man von der Konzeption der Hochspannungserzeugung mittels eines als Durchfluß-
oder Sperrwandler arbeitenden geschalteten Iietzteils aus, dann wird eine niedrigere
Spannung über den Schalter periodisch an den übertrager gelegt, der eine Transformation
auf den gewünschten llochspannungswert für den Kondensator vornimmt. Bei gegebenem
Übersetzungsverhältnis des Übertragers und gegebener Primäre spannung hängt die
Größe der Sekundärspannung sowohl von der Einschaltdauer als auch von der Periodendauer
der Primärspannung am Übertrager ab.
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Es können also wahlweise die Einschaltdauer und/oder die Frequenz
der Einschaltung des Ubertragers zur Steuerung benutzt werden.
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Nach Ablauf der am Zeitglied eingestellten Zeit wird das Tastverhältnis
zwischen eingeschaltetem und ausgeschaltetem Übertrager so umgeschaltet, daß eine
langsamere Aufladung des Kondensators erfolgt, was eine Verringerung der Zündimpulsfrequenz
zur Folge hat. Technisch gleichwertig ist die Lösung, bei der die Einschaltdauer
konstant und die Frequenz herabgesetzt ist.
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Auch Kombinationen beider Lösungen sind möglich.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Ubertrager
über eine Diode und den Schalter direkt an das Wechselstromnetz angeschlossen ist.
Bei den bekannten Anordnungen werden Brückengleichrichter und Siebmittel zur Erzeugung
der Gleichspannung verwendet. Diese können bei der Erfindung entfallen. Bei der
Erfindung wird eine Halbwellenspannung mit einer Steuerspannung höherer Frequenz
moduliert und auf die gewünschte Größe hochtransformiert.
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In Weiterbildung der Erfindung ist über das Zeitlied synchron mit
der Umschaltung des Übertragers ein mechanisches Stellglied für eine die Zündfunkenstrecke
enthaltende Zündelektrode gesteuert. Als mechanisches Stellglied kommen ein pneumatisch
oder hydraulisch arbeitender Stellzylinder in Betracht, der die Zündeinrichtung
nach jedem Zündvorgang aus dem Bereich des Flammenkegels im Brenner herauszieht.
Das Herausziehen der Zündeinrichtung aus dem Bereich des Flammenkegels mußte bisher
vom Bedienungspersonal durchgeführt werden. Mit der Erfindung ist ein halbautomatischer
Betrieb in kleineren Anlagen möglich.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt
und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen: Fig. 1 drei Impulsfolgen unterschiedlicher
Frequenz und unterschiedlicher Einschaltdauer;
Fig. 2 die Modulation
einer im Einwegverfahren gleichgerichteten Netzspannung; Fig. 3 das Schaltbild einer
Anordnung zur Zündung von Gas- und Olbrennern.
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Die als Ausführungsbeispiel gewählte bevorzugte Anordnung wird aus
einem Xechselstromnetz 1 gespeist. An das wJechselstromnetz 1 ist über einen Gleichrichter
2 ein Ende der Primärwicklung eines dbertragers 3 angeschlossen. Mit dem anderen
Ende der Primärwicklung des Ubertragers 3 ist ein als Schalter arbeitender Transistor
4 verbunden. Anstelle des Transistors 4 könnte ein mechanischer Schalter vorgesehen
sein. Der Transistor 4 wird über einen Taktgenerator 5 geschaltet. Der Taktgenerator
5 stellt zusammen mit dem Transistor 4 und dem Übertrager 3 den als Durchfluß- oder
Sperrwandler arbeitenden geschalteten Netzteil dar. Die Eingangsspannung für den
Taktgenerator 5 ist eine Gleichspannung, die über ein Netzgerät 6 dem Wechselstromnetz
1 entnommen wird. Von der Gleichstromseite des Netzgeräte 6 gespeist ist weiterhin
ein Zeitglied 7, über das der Taktgenerator 5 gesteuert ist.
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Parallel zu der Sekundärwicklung des Übertragers 3 sind ein auf Hochspannung
aufladbarer Kondensator 10, ein Widerstand 11 sowie eine Zündfunkenstrecke 12 in
einer Zündlanze 13 vorgesehen. Der Kondensator 10 wird über einen mit ihm und der
Sekundärwicklung des Ubertragers 3 verbundenen Gleichrichter 14 aufgeladen; er entlädt
sich über eine Zündstrecke in einem gasgefüllten Überspannungsableiter 15. Der überspannungsableiter
15 kann durch andere Schaltmittel, z.B. einen Thyristor, ersetzt werden. Beim Einschalten
der Anordnung liefert der Taktgenerator 5, gesteuert von dem Zeitglied 7, zunächst
eine Impulsfolge, die in Fig. 1a dargestellt ist: Bei einer Periodendauer T1 weist
jeder Impuls eine Einschaltdauer TEl auf. Nach Ablauf einer im Zeitglied 7 einatellbaren
Zeit, z.B. nach Ablauf von 10s, erfolgt eine Umschaltung des Taktgenerators 5.
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Entweder wird bei gleichbleibender Periodendauer T1 die Einschaltdauer
jedes
Impulses auf TE2 verringert - Fig. 1b -, oder es wird bei gleichbleibender Einschaltdauer
TEl die Periodendauer auf T2 verlängert - Fig. 1c -. Beide Maßnahmen können kombiniert
getroffen werden. Sie dienen dazu, den Energiefluß für den Kondensator 10 zu verringern.
Der Taktgenerator 5 schaltet den Transistor 4, der folglich in Abhängigkeit der
Einschaltdauer TEl und TE2 und der Periodendauer T1 und T die 2 über den Gleichrichter
2 im Einwegverfahren gleichgerichtete Netzspannung moduliert - 2'ig. 2 -, Die gleichgerichtete
modulierte Netzspannung wird dann im Ubertrager 3 transformiert; über den Gleichrichter
14 mit der transformierten, gleichgerichteten Wechseispannung der Hochspannungskondensator
10 aufgeladen. In Abhängigkeit von Einschaltdauer und Periodendauer der von dem
Taktgenerator 5 gelieferten Impulse wird so der Energiefluß zum Hochspannungskondensator
10 verändert, insbesondere nach Ablauf des Anfahrvorgangs für einen kalten Brenner
für ein späteres Ausblasen des Brenners vermindert. Das Zeitglied 7 wird bei jedem
Einschalten der Anordnung neu gestartet.