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Schaltungsanordnung zur Zündung von 01- oder Gasbrennern.
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Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Zündung von Ö1-
oder Gasbrennern mit einer Zündspule und einem dieser zugeordneten, sich über dieselbe
entladenden Kondensator sowie einem Oszillator, der ein in Serie zur Primärwicklung
der Zündspule angeordnetes Ventil und damit die Entladung des Kondensators steuert.
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In bekannten Zündanlagen ist zur Erzeugung der Funken für die Zündung
des Öles oder Gases ein herkömmlicher Zündtransformator vorgesehen. Sobald durch
die Zündstrecke des Zündtransformatcrs die Zündung des Öles oder Gases erfolgt ist,
spricht ein Flammenwächter an und unterbricht die Speisung des Zündtransformators.
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Diese bekannten Anlagen sind insoferne nachteilig, als der Zündtransformator
aufgrund der Vielzahl der Wicklungen in seiner im weiten Ausmaß manuell erfolgenden
Herstellung sehr aufwendig und teuer ist und als der Zündtransformator weiters sehr
voluminös ist, sodaß bisher das Steuergerät für die Schaltung einerseits und der
Zündtransformator andererseits als gesonderte Einheiten gebaut und als solche in
eine 01- oder Gasheizanlage eingebaut werden mußten.
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Der Erfindung liegt einerseits die Aufgabe zugrunde, eine elektronische
Schaltung zu schaffen, bei welcher auf einen Zündtransformator verzichtet werden
kann und die daher in ihrer Herstellung billiger und ihrem Umfang so wenig voluminös
ist, daß das Steuergerät und die Zündeinrichtung als Einheit hergestellt werden
können und als solche in einen Brenner eingebaut werden kann.
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Aus der britischen Patentschrift Nr.1 19k 881 ist eine Schaltung der
vorstehend angeführten Art bekanntgeworden. Bei dieser Schaltung entlädt sich jedoch
der Kondensator während einer Halbwelle nur ein einziges Mal und wird somit während
einer Halbwelle an die Funkenstrecke nur ein einziger Impuls geführt.
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ver Hrilndung liegt somityweiters clie AurgaDe zugrunae, eine Schaltung
zu schaffen, durch welche während einer Halbwelle an die Funkenstrecke eine Vielzahl
von Impulsen geführt und demnach die an der Funkenstrecke zur Verfügung stehende
Energie vervielfacht wird. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erzielt, daß ein zweiter
Oszillator vorgesehen ist, der das Wiederaufladen des Kondensators steuert.
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Vorzugsweise sind der Kondensator und die
Primärwicklung der Zündspule parallel geschaltet und ist in Serie zur Parallelschaltung
des Kondensators und der Primärwicklung der Zündspule ein zweites Ventil, das durch
den zweiten Oszillator gesteuert wird, vorgesehen.
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Dieses zweite Ventil kann als Einwegventil, vorzugsweise als Thyristor,
ausgebildet sein.
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DerfOszillator kann durch eine parallel zum Kondensator angeordnete
Serienschaltung eines Widerstandes und eines Kondensators gebildet sein, deren miteinander
verbundene Pos über ein drittes Ventil an die Steuerelektrode des zweiten Ventiles
gelegt sind.
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Weiters kann dem zweiten Oszillator zur Spannungsstabilisierung eine
Glimmlampe parallel geschaltet sein und kann dem Kondensator des zweiten Oszillators
die Kollektor-Emitterstrecke eines Transistors parallel geschaltet sein, dessen
Basis von einem Flammenwächter angesteuert ist.
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Die Schaltung nach der Erfindung ist nachstehend anhand eines in der
Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.
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Eine erfindungsgemäße Schaltung besteht aus einem Anschlußteil I,
einem Flammenwächter II und einem Zündteil III. Der Anschlußteil I und der Flammenwächter
II sind an sich bekannt und stellen keinen Gegenstand der Erfindung dar. Hingegen
ist der Aufbau des Zündteiles III neu und bildet den Gegenstand der Erfindung.
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An der linken Seite des Anschlußteiles I sind elf Buchsen 1 bis 11
dargestellt, deren Verwendung nachstehend erläutert ist.
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An die Buchsen 1 und 2 sind der Mittelpunktsleiter Mp und die Phase
Ph angelegt. Die Buchsen 3, 5, 6 und 9 sind unter bestimmten Voraussetzungen, die
nachstehend noch näher erläutert sind, mit der Buchse 2, also mit der Phase Ph verbunden.
Die Buchse 8 ist mit der Buchse 2, also direkt mit der Phase Ph, verbunden. Die
Buchse 4 ist mit der Buchse 1, also mit dem Mittelpunktsleiter Hp, verbunden. Zwischen
den Buchsen 3 und 4 ist eine Lampe L zur Störungsmeldung angeordnet. Weiters ist
zwischen den Buchsen 5 und 4 ein Motor M angeordnet, der zum Antrieb der Ölpumpe
sowie des Gebläses dient. Parallel zum Motor M ist ein Relais Rel zur Steuerung
eines Magnetventils V1 für die ölzufuhr geschaltet.
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Zwischen die Buchsen 6 und 7 ist ein Flammenwächter FW geschaltet.
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Weiters ist an die Buchsen 8 und 9 der Einschalter E angeschlossen.
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Schließlich kann an die Buchsen 10 und 11 ein weiteres Relais Re2
angeschlossen sein, das zur Steuerung eines Magnetventils V2 für die ölzufuhr dient.
Der Einschalter E ist in Serie zu einem Hauptschalter, zum Kesselthermostat und
zum Raumthermostat gelegt.
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Im Anschlußteil I ist die Buchse 9 an den Schalter S eines Bimetallzeitrelais
B gelegt. Weiters ist der Eingang des Bimetallrelais B über eine Leitung 21 an die
Buchse 5 gelegt. Soferne das Bimetallzeitrelais B länger als zehn Sekunden unter
Strom steht, spricht es an und legt den Schalter S von der gezeichneten Lage in
die nicht gezeichnete Lage um. Die Rückstellung des Schalters S in die gezeichnete
Lage kann mittels eines Knopfes K von Hand aus erfolgen.
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Weiters können im Anschlußteil I zur Speisung des Relais Re 2 zur
verzögerten Steuerung des Magnetventiles V2 für die Oltoder Gaszufuhr zwischen einem
Leiter 22, der zur Buchse 6 führt, und einem Leiter 28, der zur Buchse 1 führt,
in Serie ein Widerstand R8 und ein Kondensator C5 angeordnet sein.
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Schließlich gehöhren zu dieser Schaltung eine Diode D2, die in eine
von der Buchse 5 zur Buchse 10 führende Leitung 23 eingeschaltet ist, ein Kondensator
C6, der die Buchsen 10 und 11verbindet, und ein Thyristor Ty3, der in eine von der
Buchse 11 zur Buchse 1 führende Leitung 24 eingesetzt ist. Dabei sind die miteinander
verbundenen Pole des Widerstandes R8 und des Kondensators C5 über einen Diac Di3
an die Steuerelektrode des Thyristors Ty 3 geführt.
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Der Flammenwächter II enthält die Serienschaltung eines Widerstandes
R 5 mit einem Widerstand R6, die in eine Leitung 27, die von der Buchse 7 zur Leitung
28, also zur Buchse 1 mit dem Mittelpunktsleiter Mp führt, eingeschaltet ist. An
den Verbindungspunkt der Widerstände R5, R6 ist die Serienschaltung einer Glimmlampe
G12 mit einem Widerstand R7 angeschlossen, die zur Basis eines im Zündteil III angeordneten
Transistors T1 bzw. über einen Widerstand R1 zur Leitung 28 führt.
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Im Zündteil ILTist an die Ausgangsleitung 25 des Bimetallzeitrelais
B des Anschlußteiles I eine Diode Dl angeschlossen, an die in Serie eine Parallelschaltung
bestehend aus einem Glättungskondensator C1, einem ersten Oszillator, der nachstehend
noch näher erläutert ist, einem Kondensator C3, einem zweiten Oszillator, der nachstehend
noch näher erläutert ist, und der Primärwicklung einer Zündspule Z liegt.
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Der erste Oszillator besteht aus der Serienschaltung eines Widerstandes
R3 mit einem Kondensator C2 sowie einem Diac Dil, wobei das Diac Dii einerseits
an dem Verbindungspunkt des Widerstandes R3 und des Kondensators C2 und andererseits
an die Steuerelektrode eines Thyristors Tyl, der in der Leitung 28 angeordnet ist,
angelegt ist.
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Zwischen dem Ausgang der Diode D1, der durch eine Leitung 30 gebildet
ist, und dem Widerstand R3 ist weiters noch ein Widerstand R2 vorgesehena wobei
dem Widerstand R3 und dem Kondensator C2 eine Glimmlampe Gli parallel geschaltet
ist. Weiters ist der Kondensator C2 durch die Kollektor-Emitterstrecke des Transistors
T1 überbrückt, an dessen Basis der Ausgang des Widerstandes R7 des Flammenwächters
II geführt ist wobei weiters die Basis-Emitterstrecke des Transistors Ti durch jA
Widerstand R1 überbrückt ist.
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Der zweite Oszillator ist durch die Serienschaltung eines Widerstandes
R4 mit einem Kondensator ClI sowie ein Diac Di2 gebildet, wobei die Verbindung des
Widerstandes R4 mit dem Kondensator C4 über das Diac Di2 an die Steuerelektrode
eines Triacs Ty2 geführt ist, das in Serie zur Primärwicklung der Zündspule Z liegt.
Schließlich ist in der Leitung 28 zwischen dem Anschlußpunkt des Kondensators C3
und dem Eingang des Thyristors Tyl eine Drossel L vorgesehen.
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Zwischen den Ausgängen der Sekundärwicklung der Zündspule Z ist die
Funkenstrecke für die Zündung des Öles oder Gases gebildet.
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Die Wirkungsweise der beschriebenen Schaltung ist wie folgt: Anfänglich
befindet sich der Schalter S des Bimetallrelais B in der gezeichneten Stellung.
Sobald der Einschalter E, der in Serie zum Hauptschalter, zum Kesselthermostat und
zum Raumthermostat liegt, betätigt wird, wird die Phase Ph über den Schalter S an
das Bimetallzeitrelais B gelegt und wird über die Diode D1 die Leitung 30 gespeist.
Die Diode D1 dient der Gleichrichtung und der Kondensator C1 der Siebung. Weiters
wird über die Widerstände R2 und R3 der Kondensator C2 aufgeladen.
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Sobald der Kondensator C2 auf die Schwellspannung des Diacs Dil aufgeladen
wurde, beginnt dieses den Strom bei abnehmendemWiderstand zu leiten. Hierdurch gelangt
die am Kondensator C2 liegende Spannung an den Thyristor Tyl, wodurch dieser zündet
und daher leitend wird. Dadurch entlädt sich der Kondensator C2 über den Thyristor
Ty 1.
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Sobald der Thyristor Tyl leitend wurde1 wird der Kondensator C3 aufgeladen,
wobei während des Beginnes der Ladung die Drossel L der Strombegrenzung dient. Gleichzeitig
wird über den Widerstand R4 und damit langsamer als der Kondensator C3 auch der
Kondensator C4 aufgeladen. Da die Kapazität des Kondensators C4 zu klein ist, um
den Thyristor Tyl leitend zu halten, schließt dieser sobald der Kondensator C3 aufgeladen
ist. Da kurz nachher der Kondensator C4 die Schwellspannung des Diacs Di2 erreicht
hat, beginnt dieses zu leiten, wodurch die Ladespannung des Kondensators C4 an das
Triac Ty2 gelegt wird. Hierdurch zündet dieses und entlädt sich der Kondensator
C3 über die Primärwicklung der Zündspule Z und das Triac Ty2.
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Dabei bilden der Kondensator C3 und die Primärwicklung der Zündspule
Z einen Schwingkreis und treten an der Sekundärwicklung der Zündspule Z Schwingungen
mit einer Frequenz von 25 bis 50 kHz auf. Dadurch wird die im Kondensator gespeicherte
Energie in der Funkenstrecke verbraucht. Da die Folgefrequenz ca. 1000 Hz beträgt,
treten etwa 1000 Funken pro Sekunde auf.
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Durch die am Ausgang der Sekundärwicklung der Zündspule Z gebildeten
Funken wird das Öl oder Gas entzündet.
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Da hierdurch der an die Klemmen 6 und 7 angeschlossene, als Photowiderstand
ausgebildete Flammenwächter FW belichtet wird, wird dessen Widerstand herabgesetzt,
wodurch der Ausgang der Diode D1 über die Leitung 22, den Photowiderstand FW, die
Leitung 27 und den Widerstand R5 an den Widerstand R6 gelangt, an dem ein hinreichender
Spannungsabfall auftritt, um die Glimmlampe Gl2 zu zünden. Somit wird das Potential
der Basis des Transistors T1 angehoben, sodaß dieser leitend wird, wodurch der Kondensator
C2 nicht mehr aufgeladen werden kann. Da deshalb der Thyristor Tyl nicht mehr leitend
wird, wird auch der Kondensator C3 nicht mehr aufgeladen und treten am Ausgang der
Zündspule keine Funken mehr auf. Dieser Zustand wird beendet, sobald der Flammenwächter
FW nicht mehr belichtet wird5 da dann der Transistor Ti wieder sperrt und die vorstehend
erläuterte Wirkungsweise wieder einsetzen kann.
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Der Eingang des Bimetallzeitrelais B ist über die Leitung 21 an die
Buchse 5 geführt, von der der Motor M für die Pumpe und das
Gebläse
des Brenners gespeist wird. Dies bedeutet, daß bei ordnungsgemäßer Stellung des
Schalters S nach Betätigung des Einschalters E der Motor M eingeschaltet wird und
somit das Gebläse und die Pumpe betreibt. Ebenso wird das Relais Rel beaufschlagt,
welches das Ventil V1 für die Steuerung der blzufuhr betätigt.
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Soferne hingegen, beispielsweise da keine Zufuhr von Gas oder Öl erfolgt,
innerhalb von zehn Sekunden keine Zündung eintritt, zieht das Bimetallrelais B an
und öffnet den Schalter S, wodurch die Stromzufuhr zur Diode Dl und damit auch zur
Zündspule Z, zum Motor M und zum Relais Rel unterbrochen wird. Durch den Schalter
S wird über den Einschalter E an die Buchse 3 und damit an die Lampe L die Phase
Ph gelegt, wodurch eine Störungsmeldung erfolgt.
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Die im Anschlußteil I strichliert dargestellte Anordnung dient dazu,
eine verzögerte Freigabe des Magnetventils V2 für die blzufuhr zu bewirken. Sobald
nämlich am Ausgang der Diode D1 Spannung auftritt, wird diese über die Leitung 22
zum fakultativ vorgesehenen Widerstand R8 geführt, wodurch der Kondensator C5 aufgeladen
wird. Sobald der Kondensator C5 die Schwellspannung des Diacs Di3 erreicht hat,
wird dieses leitend, wodurch der Thyristor Ty3 mit der Spannung des Kondensators
C5 angesteuert wird. Dadurch wird dieser leitend, wodurch Strom von der Leitung
21 über die Diode D2 und die Buchse 10 über das Relais Re2 für das Ventil V2 für
die ölzufuhr und über den Thyristor Ty3 zur Leitung 28 fließt.
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Die Verzögerung der Öffnung des Magnetventils erfolgt dadurch, daß
die Stromleitung durch den Thyristor Ty3 erst dann erfolgen kann, wenn der Kondensator
C5 auf die Schwellspannung des Diacs Di3 aufgeladen wurde.
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Somit ist also eine elektronische Schaltung geschaffen, durch die
während einer Halbwelle an die Funkenstrecke eine Vielzahl von Impulsen geführt
und somit die an der Funkenstrecke zur Verfügung stehende Energie vervielfacht wird.
Weiters ist hierdurch eine elektronische Schaltung geschaffen, durch die die erforderliche
Funkenbildung zur Zündung des Öles oder Gases anstelle mittels eines ebenfalls herkömmlichen
Zündtransformators,mittels einer Zündspule erzielt wird. Da die Kosten für elektronische
Bauteile geringer werden, wogegen Transformatoren aufgrund der aufwendigen Fertigung
teurer werden, ist damit ein besonderer wirtschaftlicher Effekt gewährleistet. Unabhängig
davon beanspruchen die Bauelemente einer erfindungsgemäßen Zündschaltung weit weniger
Raum als ein herkömmlicher Zündtransformator.