DE2550125A1 - Schaltungsanordnung zum zuenden von funken - Google Patents

Description

PLESSEY HANDEL UND INVESTMENTS AG
6300 Zug, Schweiz
Gartenstr. 2

Schaltungsanordnung zum Zünden von Funken

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zum Zünden von Funken und insbesondere auf eine Schaltungsanordnung für die Verwendung beim Anzünden von Gas.

Bei bekannten Funkenzündschaltungen für die Verwendung beim Anzünden von Gas werden üblicherweise Hochspannungs-Impulstransformatoren verwendet, damit die zur Auslösung eines Funkens zwischen Funkenelektroden notwendige Hochspannung erzeugt und danach ein entsprechender Strom durch die Funkenstrecke für eine zum sicheren vollständigen Zünden des Gases ausreichende Zeitdauer geliefert werden. Die vom Transformator erzeugte Spannung kann beispielsweise zwischen 5000 und 15 000 Volt liegen, während der der Funkenstrecke zur Aufrechterhaltung des Funkens vom Transformator zugeführte Strom in der Größenordnung von 50 mA für eine Zeitdauer von 100 Mikrosekunden betragen kann.

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Die Erfindung geht davon aus, daß Hochspannungs-Impulstransformatoren in Funkenzündschaltungen der oben angegebenen Art von der Aufgabe befreit werden könnten, die gesamte Funkenenergie zu liefern, wodurch zu einer beträchtlichen Einsparung der Größe und/oder der Kosten des Impulstransformators beigetragen wird. Nach der Erfindung ist eine Schaltungsanordnung zum Zünden von Funken mit Funkenelektroden dadurch gekennzeichnet, daß an die Funkenelektroden eine Einrichtung zur Abgabe einer hohen Spannung mit niedriger Energie abhängig von der Betätigung einer Schaltvorrichtung anlegbar -ist, damit an einer Funkenstrekke ein Funken ausgelöst oder eine Gasionisation hervorgerufen wird, und daß eine Einrichtung zur Abgabe einer niedrigen Spannung mit relativ hoher Energie so angeschlossen ist, daß sie der Funkenstrecke nach der Zündung oder der Ionisation einen Haltestrom zuführt.

Eine Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Abgabe der hohen Spannung aus einem Hochspannungs-Impulstransformator und aus einem Kondensator besteht, der sich über den Hochspannungstransformator entlädt und zwischen den Elektroden zurErzielung eines anfänglichen Durchbruchs der Funkenstrecke abhängig von der Betätigung der Schaltvorrichtung einen Hochspannungsimpuls erzeugt, und daß die Einrichtung zur Abgabe der niedrigen Spannung einen weiteren Kondensator enthält, der sich zur Aufrechterhaltung des Funkens nach dem anfänglichen Durchbruch der Funkenstrecke über die Funkenstrecke entlädtt

,Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Abgabe der hohen Spannung aus einem Impulstransformator besteht, zu dem eine Impedanz in Serie geschaltet ist, die die dem Transformator

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zugeführte Energie begrenzt, wenn die Schaltvorrichtung zur Erzielung eines anfänglichen Durchbruchs der Funkenstrekke betätigt wird, und daß die Einrichtung zur Abgabe der niedrigen Spannung aus einem Kondensator besteht, der sich nach Auslösung des Durchbruchs der Funkenstrecke über die Funkenstrecke entlädt.

Wie aus den obigen Ausführungen zu erkennen ist, enthält die Einrichtung zur Abgabe einer hohen Spannung mit niedriger Energie in beiden Ausführungsbeispielen der Erfindung einen Impulstransformator, der wesentlich kleinere Abmessungen aufweisen kann und wesentlich preisgünstiger sein kann, als es der Fall wäre, wenn der Transformator die gesamte Energie für die Dauer des Funkens liefern würde. Das Merkmal der reduzierten Größe des Transformators ist besonders bei Taschenfeuerzeugen, die zumZünden von Gas eine elektrische Funkenzündschaltung enthalten, von Bedeutung.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt. Darin zeigen:

Fig.1 ein Schaltbild einer herkömmlichen Funkenzündschaltung und

Fig.2, Fig.3 und Fig.4 Schaltbilder verschiedener Funken-■ Zündschaltungen nach der Erfindung.

In Fig.1 ist eine herkömmliche Anordnung zum Zünden von Funken für die Verwendung beim Anzünden von Gas dargestellt, in der ein Kondensator C1 so geschaltet ist, daß er über einen Widerstand R1 von einer Stromquelle CS aufgeladen werden kann; wenn zwischen Funkenelektroden SP zum Anzünden von Gas ein Funken erzeugt werden soll, wird ein Schalter S,

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der verschiedene Ausführungsformen haben kann, (beispielsweise aus einer elektromechanischen Vorrichtung, einer Halbleitervorrichtung oder einer Gasentladungsvorrichtung bestehen kann) so betätigt, daß ein EntladeStromkreis für den Kondensator C1 über die Primärwicklung P1 eines Impulstransformators PT geschlossen wird, dessen Sekundärwicklung S1 an die Funkenelektroden SP einen Hochspannungsimpuls anlegt. Es ist zu erkennen, daß der Transformator PT und der Kondensator C1 die gesamte Energie an die Funkenelektroden liefern müssen, damit sowohl anfänglich der Funkenüberschlag augelöst wird, was eine relativ hohe Spannung und eine relativ niedrige Energieübertragung erfordert, als auch anschließend der Funkenüberschlag für eine Zeitdauer (beispielsweise 100 Mikrosekunden) aufrechterhalten wird, die ausreicht, um ein kontinuierliches Brennen des gezündeten Gases zu gewährleisten, was eine relativ niedrige Spannung (beispielsweise einige 100 Volt), jedoch eine relativ hohe Energie (beispielsweise 50 Milliampere für die Dauer von 100 Mikrosekunden) erfordert. Auf Grund dieser an den Impulstransformator PT gestellten Gesamtenergieanforderungen," muß dieser Transformator für eine relativ hohe Nennenergie ausgelöst sein, was die Verwendung eines Transformators mit entsprechender Größe und mit entsprechenden Kosten erfordert.

Die Größe und die Kosten des Impulstransformators könnten beträchtlich herabgesetzt werden, wenn der Transfor-

mator von der Aufgabe befreit würde, die Funktion der Aufrechterhaltung des Funkens mit niedriger Spannung und relativ hoher Energie in der Schaltung auszuüben. Mit Hilfe derErfindung wird eine Funkenzündschaltung geschaffen,

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die es ermöglicht, die Nennleistung des Impulstransformators "beträchtlich herabzusetzen; mit den in den Figuren 2 bis der Zeichnung dargestellten Ausführungsformen der Erfindung wird dies erreicht.

Die in Fig.2 dargestellte Schaltungsanordnung enthält einen Kondensator C2, der so angeschlossen ist, daß er von der Ladegleichstromquelle über einen Widerstand R2 aufgeladen werden kann. Dieser Kondensator C2 ist so geschaltet, daß er abhängig vom leitenden Zustand eines Schalters S1, der irgendeine herkömmliche Form haben kann, über die Primärwicklung P2 eines Impulstransformators PT1 entladen wird. Diese Entladung des Kondensators verursacht die Erzeugung eines Hochspannungsimpulses an der Sekundärwicklung S2 des Transformators, die zu einem Durchschlag der Funkenstrecke zwischen den Funkenelektroden SP1 führt. Nach dem Durchbruch der Funkenstrecke entlädt sich ein über den Widerstand R3 aus der gleichen Gleichstromquelle wie der Kondensator C2 aufgeladener Kondensator C3 über die Funkenstrecke, damit der Funken für eine vorbestimmte Zeitdauer (beispielsweise 100 Mikrosekunden) aufrechterhalten wird, die ausreicht, das richtige Zünden des Gases zu gewährleisten. Auf diese Weise muß der Impulstransformator nur die Hochspannung mit niedriger Energie liefern, die zur Erzeugung des Durchbruchs der Funkenstrecke anfänglich erforderlich ist, da der Entladekondensator C3 den Transformator von seiner Aufgabe der Aufrechterhaltung des Funkens mit hoher Energie befreit. Folglich kann der Impulstransformator billiger und/oder kleiner sein, als es sonst der Fall v/äre.

In einer anderen Ausführungsform zur Erzielung des gleichen Ergebnisses, wie es oben im Zusammenhang mit t"ig.2 beschrie-

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"ben wurde, ist in Fig.3 dargestellt. In dieser Ausführungsform ist ein Kondensator C4 in Serie mit einem Widerstand R4 parallel zu einer Ladegleichstromquelle geschaltet. Abhängig von der Betätigung einer Schaltvorrichtung,die schematisch bei S2 dargestellt ist, beginnt der Kondensator C4 anfänglich, sich über die Primärwicklung P3 des Impulstransformators PT2 zu entladen. Die dadurch entstehende Hochspannung an der Sekundärwicklung S3 verursacht einen Durchschlag der Funkenstrecke für die Auslösung eines Funkens zwischen den Elektroden SP2. Der zur Aufrechterhaltung des Funkens zur Gewährleistung des richtigen Brennens des Gases erforderliche Strom wird vom Kondensator C4 über einen Alternativweg geliefert, der die Primärwicklung des Transformators P3 umgeht; damit die Funkenstrecke vom Transformator PT2 und über den Alternativweg im erforderlichen Verhältnis mit Energie versorgt wird, enthält die Transformatoreingangsschaltung eine Strombegrenzungsimpedanz Z, die einen Stromnebenschluß über den Alternativweg zu den Funkenelektroden SP2 bewirkt. Auf Grund der Begrenzung des Stroms, den der Impulstransformator PT2 der Funkenstrecke zuführen muß, kann der Transformator auch hier kleiner und billiger sein, als es sonst der Fall wäre.

In der in Fig.4 dargestellten dritten Ausführungsform, die der Ausführungsform von Figo3 stark gleicht, sind die Verbindungen zwischen dem Kondensator C4 und der Sekundärwicklung S3 des Transformators PT2 umgekehrt. Diese Anordnung, die vom praktischen Standpunkt aus zweckmässiger sein kann, kann auch in der Schaltung von Fig.2 angewendet v/erden, in der die Verbindungen zwischen dem Kondensator C3 und der Sekundärwicklung S2 des Impulstransformators umgekehrt werden .

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Aus der obigen Beschreibung ist zu erkennen, daß bei den verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung der Impulstransformator kleiner sein kann, als dies der Fall wäre, wenn er die gesamte Energie für die Funken liefern müßte; auch bei Berücksichtigung des Bedarfs eines zusätzlichen Kondensators, d.h. des Kondensators C3 von Fig.2 oder einer Impedanz Z nach den Figuren 3 und 4,kann der von der gesamten Anordnung eingenommene gesamte Raumbedarf reduziert werden, und auch die Gesamtkosten der Anordnung können beträchtlich herabgesetzt werden. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Anordnungen besteht darin, daß ein höherer elektrischer Wirkungsgrad, d.h. das Verhältnis der am Funken erscheinenden Energie zur gesamten Eingangsenergie der Anordnung, erzielt wird.

Es ist zu erkennen, daß in den beschriebenen Ausführungsformen zurEnergiespeicherung Kondensatoren verwendet werden, da die kapazitive Energiespeicherung im allgemeinen wirksamer als die induktive Speicherung unter Berücksichtigung des in Anspruch genommenen Raums ist, doch sei bemerkt, daß auch induktive Speichervorrichtungen eingesetzt werden könnten.

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Claims (3)

1. Patentansprüche

   Schaltungsanordnung zum Zünden von Funken mit Funkenelektroden, dadurch gekennzeichnet, daß an die Funkenelektroden eine Einrichtung zur Abgabe einer hohen Spannung mit niedriger Energie abhängig von der Betätigung einer Schaltvorrichtung anlegbar ist, damit an einer Funkenstrecke ein Funken ausgelöst oder eine Gasionisation hervorgerufen wird, und daß eine Einrichtung zur Abgabe einer niedrigen Spannung mit relativ hoher Energie so angeschlossen ist, daß sie der Funkenstrecke nach der Zündung oder der Ionisation einen Haltestrom zuführt.
2. 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Abgabe der hohen Spannung aus einem Hochspannungs-Impulstransformator und aus einem Kondensator besteht, der sich über den Hochspannungstransformator entlädt und zwischen den Elektroden zur Erzielung eines anfänglichen Durchbruchs der Funkenstrecke abhängig von der Betätigung der Schaltvorrichtung einen Hochspannungsimpuls erzeugt, und daß die Einrichtung zur Abgabe der niedrigen Spannung einen weiteren Kondensator enthält, der sich zur Aufrechterhaltung des Funkens nach dem anfänglichen Durchbruch der Funkenstrecke über die Funkenstrecke entlädt.
3. 3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Abgabe der hohen Spannung aus einem Impulstransformator besteht, zu dem eine Impedanz in Serie geschaltet ist, die die dem Transformator zugeführte Energie begrenzt, wenn die Schaltvorrichtung zur Erzielung eines anfänglichen Durchbruchs der Funkenstrecke betätigt wird, und daß die Einrichtung zur Abgabe der niedrigen Span-

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   nung aus einem Kondensator besteht, der sich nach Auslösung des Durchbruchs der Funkenstrecke über die Funkenstrecke entlädt.

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