DE3536198A1 - Zuendfunkengeber fuer brennstoffbetriebenes heizgeraet - Google Patents
Zuendfunkengeber fuer brennstoffbetriebenes heizgeraetInfo
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Description
Die Erfindung befaßt sich mit einem Zündfunkengeber für
ein brennstoffbetriebenes Heizgerät.
Entsprechend dem eingebauten Brennertyp ist es üblich, bei
brennstoffbetriebenen Heizgeräten einen Zündfunkengeber zu
verwenden, der zwei Zündelektroden hat, deren freie Enden
dem Düsenaustritt derart zugeordnet sind, daß bei einer über
einen Transformator gesteuerten Abgabe von Zündfunken ein
im Austrittsbereich der Düse gebildetes Gemisch aus Brennstoff
und Luft gezündet wird. Hierbei sind die Zündelektroden
über elektrische Leitungen mit einer vom Düsenstock entfernt
liegenden elektrischen Versorgungseinrichtung verbunden,
die auch einen Transformator für die gesteuerte Lieferung
von Zündfunken enthält. Die Zündelektroden werden hierbei in
entsprechender Weise einjustiert, wobei sowohl die Anbringung
als auch das Justieren der Zündelektroden zeitraubend und aufwendig
ist. Durch die Kabelverbindung der Zündelektroden mit
der elektrischen Versorgungseinrichtung ergeben sich nicht
nur Übertragungsverluste, sondern es können auch Störungen
im Hochfrequenzbereich auftreten.
Die Erfindung zielt darauf ab, einen Zündfunkengeber für
brennstoffbetriebene Heizgeräte derart weiterzubilden, daß
er im Heizgerät platzsparend untergebracht werden kann, weitgehend
verlustfrei und ohne die Verursachung von hochfrequenten
Störungen zuverlässig arbeitet.
Nach der Erfindung zeichnet sich ein Zündfunkengeber für
brennstoffbetriebene Heizgeräte dadurch aus, daß die Zündelektroden
an einem Gehäuse befestigbar sind, das den Transformator
und Versorgungseinrichtungen enthält und daß ferner zum
elektrischen Anschluß am Zündfunkengebergehäuse eine Steckverbindung
vorgesehen ist, mittels der der Zündfunkengeber
insgesamt montierbar ist.
Bei dem erfindungsgemäßen Zündfunkengeber, bei dem die Zündelektroden
am Gehäuse befestigbar sind, kann eine Einjustierung
des Elektrodenabstands entfallen, da das Gehäuse gleichzeitig
als Halterung für die Zündelektroden dient. Da das
Gehäuse ferner auch den Transformator und eine Versorgungseinrichtung
enthält, können bisher erforderliche Leitungsverbindungen,
wie Zündkabel, entfallen, so daß man eine
verlustfreie Energieversorgung erhält, bei der auch hochfrequente
Störungen unterdrückt werden. Eine wesentliche Vereinfachung
der Montage des erfindungsgemäßen Zündfunkengebers
ergibt sich ferner dadurch, daß das Zündfunkengebergehäuse
nicht nur als Halterung für die Zündelektroden dient, sondern
zum elektrischen Anschluß eine Steckverbindung vorzugsweise
eine mehrpolige Steckerplatine hat, über die
das Zündfunkengebergehäuse mit den Zündelektroden an einer
vorbestimmten Stelle im Heizgerät angebracht werden kann.
Um ein Lösen des Zündfunkengebergehäuses an der Steckverbindung
zu verhindern, kann das Zündfunkengebergehäuse nach dem
Herstellen der Steckverbindung beispielsweise noch mit Hilfe
von Schrauben gesichert werden.
Die Steckverbindung am Gehäuse des Zündfunkengebers
enthält wenigstens einen Steuereingang, über den er
derart ansteuerbar ist, daß er ein- und ausgeschaltet werden
kann, seine Impulsfrequenz sowie seine Einschaltdauer geregelt
werden kann. Vorzugsweise bestimmt ein Steuergerät
des Heizgeräts diese Steuergrößen über den Steuereingang, wobei
zur Ansteuerung aber kein Relais erforderlich ist, so daß
man eine leistungslose Ansteuerung erhält.
Gemäß einer vorteilhaften weiteren Ausgestaltung nach der Erfindung
ist der Zündfunkengeber auch derart ausgelegt, daß
eine Zündelektrode in Verbindung mit einem Masseanschluß zur
Ionisationsflammüberwachung genutzt wird. Somit sind im
Zündfunkengeber zwei Funktionen, nämlich die eigentliche
Zündeinrichtung und die Flammüberwachung integriert. Weitere
Bauteile zur Flammüberwachung können daher entfallen, wodurch
sich der Aufbau eines solchen Heizgeräts vereinfacht.
Der Masseanschluß kann hierbei derart erfolgen, daß das Zündfunkengebergehäuse
vorzugsweise über Befestigungslaschen
in Berührung mit dem Brennrohr der Brennkammer des Heizgeräts
gebracht wird.
Zweckmäßigerweise wird bei dieser Ausführungsvariante eine
Auswerteeinrichtung für die Ionisationsflammüberwachungseinrichtung
vorgesehen, deren Ausgang mit einem Pol der
Steckverbindung verbunden ist, so daß über die Steckverbindung
entsprechend dem Auswerteergebnis der Auswerteeinrichtung
ein Signal zur Steuereinrichtung zurückübertragen
wird. Wenn sich nach dem Zündvorgang in der Brennkammer
des Heizgeräts eine Flamme gebildet hat, wird über den
Ausgang der Auswerteeinrichtung an die Steuereinrichtung ein
Signal angelegt, daß eine Flammenbildung in der Brennkammer
anzeigt. Wenn sich hingegen keine Flamme nach dem Zündvorgang
ausgebildet hat, so wird der Zündvorgang über das Steuergerät
wiederholt.
Um eine möglichst platzsparende und gedrängte Bauweise eines
Zündfunkengebers zu erreichen, wird der Transformator des
Zündfunkengebers, der im Zündfunkengebergehäuse untergebracht
ist, im Zeitmultiplexverfahren derart geschaltet, daß er sowohl
zur Zündfunkenerzeugung als auch zur Ionisationsflammüberwachung
genutzt werden kann.
Wenn ferner die Zündelektroden am Gehäuse lösbar befestigt
sind, wozu beispielsweise eine Steckverbindung vorgesehen
sein kann, so können die Elektroden leicht auf die Größe
des Heizgeräts in der vom Heizgerät gelieferten Heizleistung
abgestimmt werden. Ohne den Zündfunkengeber in seiner Grundbauform
zu verändern, lassen sich daher die Zündelektroden
schnell und einfach auswechseln, so daß sich auch die Lagerhaltung
von Bauteilen wirtschaftlicher gestaltet.
Vorzugsweise wird nach der Erfindung das Zündfunkengebergehäuse
mit den Zündelektroden und den im Gehäuse untergebrachten
Einrichtungen so nahe wie möglich an dem Düsenstock angeordnet,
wobei eine solche Anordnung insbesondere dadurch erreicht
wird, daß das Zündfunkengebergehäuse möglichst klein
und kompakt ausgelegt ist.
Die Erfindung wird nachstehend an einem Beispiel unter Bezugnahme
auf die beigefügte Zeichnung näher erläutert.
Darin zeigt:
Fig. 1 eine schematische Schnittansicht eines Heizgeräts
mit einem Zündfunkengeber nach der Erfindung,
Fig. 2 eine Einzeldarstellung des Zündfunkengebers von
Fig. 1,
Fig. 3 ein Schaltungsdiagramm der im Zündfunkengebergehäuse
untergebrachten Schaltung für die Ansteuerung
der Zündelektroden, und
Fig. 4 einen Schaltplan der im Zündfunkengebergehäuse
untergebrachten Schaltung gemäß einer Ausführungsvariante,
bei der der Zündfunkengeber auch zur
Flammüberwachung genutzt wird.
In Fig. 1 ist schematisch ein insgesamt mit 1 bezeichnetes
Heizgerät dargestellt, das einen insgesamt mit 2 bezeichneten
Zerstäubungsbrenner aufweist. Der Zerstäubungsbrenner
2 ist an einem Flansch 3 angebracht, der an einem
Gehäuseteil 4 ausgebildet ist. Wie dargestellt, weist der
Zerstäubungsbrenner 2 eine Zerstäubungsdüse 5 auf, die von
einem Düsenstock 6 getragen wird. Zur Brennstoffversorgung
der Zerstäubungsdüse 5 ist im Flansch 3 des Gehäuseteils 4
eine Brennstoffleitung 7 mit einer Vorlaufleitung 8 und einer
in gebrochenen Linien dargestellten Rücklaufleitung 9 ausgeformt.
Die Vorlaufleitung 8 mündet in einen Filter 10, der
einer in Fig. 1 schematisch dargestellten Brennstoffpumpe 10 a
vorgeschaltet ist. Unter Zwischenschaltung eines ebenfalls
in Fig. 1 nicht näher dargestellten Magnetventils wird der
Brennstoff zur Zerstäubungsdüse 5 gefördert. Bei dem dargestellten
Ausführungsbeispiel bilden die Zerstäubungsdüse 5
mit dem Düsenstock 6, der Brennstoffpumpe, dem Filter
und dem Magnetventil eine Baueinheit, die am Flansch 3
befestigbar ist. Ferner ist aus Fig. 1 eine Durchgangsbohrung
11 zu ersehen, die in einem am Düsenstock 6 angeformten
Ansatz 12 ausgebildet ist und zur Aufnahme einer nicht dargestellten
Vorwärmeeinrichtung, vorzugsweise einer Heizpatrone,
dient.
Ferner weist der Zerstäubungsbrenner 2 eine insgesamt mit
13 bezeichnete Zündeinrichtung auf, die von einem Zündfunkengeber
14 gebildet wird, dessen Gehäuse mit 15 bezeichnet
ist. Vorzugsweise sind am Gehäuse 15 zwei Zündelektroden
mittels einer Steckverbindung angebracht, von denen in
Fig. 1 nur eine zu sehen ist.
Der Zerstäubungsbrenner 2 ragt in eine von einem Brennrohr
17 gebildete Brennkammer, in der ein Einsatz 19 zur Flammstützung
angeordnet ist. In Achsrichtung der Zerstäubungsdüse 5
in einem Abstand von derselben ist ein Drallkörper
20 angeordnet, der über eine Halterung 21 im Gehäuse des
Heizgeräts 1 abgestützt ist.
Die Verbrennungsgase treten aus der Brennkammer 18 nach
einer Umlenkung am vom Zerstäubungsbrenner 2 angewandten
Ende des Brennrohrs 17 zu einem Abgasauslaß 22 aus. Das
Brennrohr 17 ist von einer Doppelmantelanordnung umgeben,
in dessen Ringraum 23 ein Heizmedium, wie Wasser, zirkuliert,
das über einen nicht dargestellten Einlaß eintritt
und über einen ebenfalls nicht dargestellten Auslaß ausgeleitet
wird. Das Heizmedium wird im Ringraum 23 im Gegenstrom zur
Abgasführung im eingeschalteten Zustand des Heizgeräts 1
durch das Abgas aufgewärmt.
Wie ferner aus Fig. 1 zu ersehen ist, ist an dem Flansch 3
auf der zur Zerstäubungsdüse 5 gegenüberliegenden Seite
ein Brennermotor angebracht, der ein Brennluftgebläse 25
und die Brennstoffpumpe 10 a gleichzeitig
antreibt. Die Brennluft strömt am Einlaß 26 ein und wird
mit Hilfe des Brennluftgebläses 25 zur Gemischaufbereitungszone an
der Zerstäubungsdüse 5 gefördert.
Zwischen dem Brennermotor 24 und der von der Zerstäubungsdüse 5
abgewandten Rückseite des Flansches 3 ist eine ingesamt
mit 27 bezeichnete Anschlußvorrichtung vorgesehen,
die zur gemeinsamen Stromversorgung der Einrichtungen des
Heizgeräts, wie Brennermotor 24, Zündfunkengeber 14,
Flammüberwachungseinrichtung, Düsenstock, Vorwärmeeinrichtung
o. dgl. dient. Mit dieser Anschlußvorrichtung 27 arbeitet
auch eine Steuereinrichtung 28 zusammen, die vorzugsweise
mittels einer Steckverbindung mit der Anschlußvorrichtung
27 verbunden ist.
In Fig. 2 ist der Zündfunkengeber 14 beim Heizgerät 1
von Fig. 2 als Einzelteil dargestellt. Am Gehäuse 15
des Zündfunkengebers 14 sind die beiden Zündelektroden
16 angebracht. Wie in gebrochenen Linien in Fig. 2 eingetragen
ist, sind die Zündelektroden 16 in das Gehäuse
15 lösbar mittels einer Steckverbindung 30 eingesetzt.
Zur Steckverbindung mit der Anschlußvorrichtung 27 (siehe
Fig. 1) ist eine mehrpolige Steckerplatine 31 an der Seite
des Gehäuses 15 vorgesehen, die den Zündelektroden 16 gegenüberliegt.
Diese Steckerplatine 31 steht über den Grundkörper
des Gehäuses 15 des Zündfunkengebers 14 vor und kann
in eine entsprechende Einrichtung der Anschlußvorrichtung 27
zur Halterung des Zündfunkengebers 14 eingesteckt werden.
In den flanschförmigen Fortsätzen 32 des Gehäuses 15 können
Bohrungen zum Durchführen von nicht dargestellten Schrauben
vorgesehen sein, mittels denen das Zündfunkengebergehäuse
15 nach dem Herstellen der Steckverbindung am Flansch 3 gesichert
werden kann.
Selbstverständlich können die Zündelektroden 16 auch fest
am Gehäuse 15 angebracht sein.
Wie sich ferner Fig. 2 in Verbindung mit Fig. 1 der Zeichnung
entnehmen läßt, sind die Form und Größe des Gehäuses
15 des Zündfunkengebers 14 so gewählt, daß er in unmittelbarer
Nähe des Zerstäubungsbrenners 2 eingebaut werden kann.
Die in Fig. 3 gezeigte Ausführungsform einer Schaltung für
die Ansteuerung der Zündelektroden 16 ist im Gehäuse 15
des Zündfunkengebers 14 untergebracht. Die in Fig. 3
links liegenden Eingänge sind in der Steckerplatine 31 vorgesehen.
Hierbei handelt es sich um einen Plus- und einen Minus-
Pol sowie um einen Steuereingang SE, der beispielsweise über
die Anschlußvorrichtung 27 mit der Steuereinrichtung 28
(siehe Fig. 1) in Verbindung steht. Über Widerstände, Dioden
und Transistoren, die bei der Schaltung nach Fig. 3 gezeigt
sind, wird der Zündtransformator 33, mit dem die Zündelektroden
16 verbunden sind, im Zusammenwirken mit dem Steuereingang
und somit der Steuereinrichtung 28 derart gesteuert,
daß der Zündfunkengeber 14 über den Steuereingang SE ein-
und ausgeschaltet wird, sowie die Impulsfrequenz und die
Einschaltdauer desselben geregelt wird. Die Steuergrößen
werden zweckmäßigerweise von der Steuereinrichtung 28 bestimmt
und vorgegeben und in entsprechender Weise an den
Steuereingang SE des Zündfunkengebers 14 angelegt. Für die
Ansteuerung des Zündfunkengebers 14 braucht man daher kein
Relais. Daher hat man eine leistungslose Ansteuerung.
Mit den von den Zündelektroden 16 gelieferten Zündfunken
wird dann das im Bereich der Zerstäubungsdüse 5 gebildete
brennbare Gemisch zur Inbetriebnahme des Heizgeräts 1 gezündet.
Das Gehäuse 15 enthält neben dem Zündtransformator
33 auch die gesamten Schaltungen als Versorgungseinrichtung
für den Zündfunkengeber 14.
In Fig. 4 ist eine Ausführungsvariante einer Schaltung
gezeigt. Auch diese Schaltung
ist im Gehäuse 15 des Zündfunkengebers 14 insgesamt untergebracht.
Gleiche oder ähnliche Teile wie in Fig. 3 sind
mit denselben Bezugszeichen versehen. Die Schaltung nach
Fig. 4 ist derart ausgelegt, daß im Zeitmultiplex-Verfahren
eine der Zündelektroden 16 in Verbindung mit einem Masseschluß
34, der durch Kontaktieren des Brennrohrs 17 mittels
einer Lasche am Gehäuse 15 des Zündfunkengebers 14 hergestellt
werden kann, der Ionisationsflammüberwachung dient.
Somit erfüllt der Zündfunkengeber 14 eine Doppelfunktion
und die hierfür erforderlichen Schaltungen sind alle im
Zündfunkengebergehäuse 15 untergebracht. Da man somit kurze
Leitungswege hat, erhält man nicht nur eine verlustfreie
Energieversorgung, sondern es lassen sich auch hochfrequente
Störungen unterdrücken, die sonst über Leitungsverbindungen
übertragen werden könnten. Eine solche Ionisationsflammüberwachung
ersetzt sonst bisher übliche zusätzlich vorgesehene
Flammüberwachungseinrichtungen. Ferner enthält die Schaltung
nach Fig. 4 eine Auswerteeinrichtung 35 für die Ionisationsflammüberwachung,
die an ihrem Ausgang IFÜ entsprechend dem
Auswerteergebnis ein Signal liefert, das über die Steckerplatine
31 zur Steuereinrichtung 28 in Fig. 1 übertragen
wird. In Abhängigkeit von diesem Signal wird dann der Zündfunkengeber
abgeschaltet und gegebenenfalls unter Vorgabe
durch die Steuereinrichtung 28 der Zündvorgang wiederholt.
Bei dieser Ausführungsform wird der Transformator 33 im
Zeitmultiplexverfahren entweder für die Zündung über die
Zündelektroden 16 oder zur Ionisationsflammüberwachung
über eine der Zündelektroden 16 genutzt. Im übrigen sind
die Schaltungseinzelheiten der Schaltpläne nach den Fig. 3
und 4 aus sich heraus verständlich.
Wie sich aus der vorstehenden Beschreibung ergibt, benötigt
man bei dem Zündfunkengeber 14 keine Versorgungsleitungen
und Zündkabel, da die Versorgungseinrichtung und auch der
Transformator 33 am Gehäuse 15 des Zündfunkengebers 14 untergetracht
sind. Hierdurch erhält man eine stromsparende
Energieversorgung und es lassen sich auch hochfrequente
Störungen unterdrücken, die sich sonst auf das gesamte Versorgungssystem
übertragen könnten und zur Störung des Betriebs
des Heizgeräts 1 führen könnten. Ferner entfällt auch
eine Einjustierung des Abstands der Zündelektroden 16, da
das Gehäuse 15 des Zündfunkengebers 14 gleichzeitig als
Halterung für die Zündelektroden 16 dient. Durch die gedrängte
Bauweise des erfindungsgemäßen Zündfunkengebers 14 wird
ermöglicht, daß dieser raumsparend in unmittelbarer Nähe
des Düsenstocks 6 angeordnet werden kann.
Selbstverständlich können als Steckverbindung anstelle der
Steckerplatine 31 auch mehrpolige Steckverbindungen oder
ähnliche Einrichtungen vorgesehen werden, die denselben
Zweck nach der Erfindung erfüllen. Gegebenenfalls können
auch ein oder mehrere Pole oder Eingänge des Zündfunkengebers
14 zu zwei oder mehreren Steckerplatinen 31 zusammengefaßt
werden oder es können Polverbindungen mit Steckerplatinen
kombiniert werden.
- Bezugszeichenliste
1 Heizgerät insgesamt
2 Zerstäugungsbrenner
3 Flansch
4 Gehäuseteil
5 Zerstäubungsdüse
6 Düsenstock
7 Brennstoffleitung
8 Vorlaufleitung
9 Rücklaufleitung
10 Filter
10 a Brennstoffpumpe
11 Durchgangsbohrung
12 Ansatz für Durchsatzbohrung
13 Zündeinrichtung insgesamt
14 Zündfunkengeber
15 Gehäuse des Zündfunkengebers
16 Zündelektroden
17 Brennrohr
18 Brennkammer
19 Einsatz zur Flammstützung
20 Drallkörper
21 Halterung für Drallkörper 20
22 Abgasauslaß
23 Ringraum des Wärmetauschers
24 Brennermotor
25 Brennluftgebläse
26 Einlaß für Brennluft
27 Anschlußvorrichtung
28 Steuereinrichtung
30 Steckverbindung für Zündelektroden
31 Steckerplatine
32 Flanschförmige Fortsätze
33 Zündtransformator
34 Masseschluß
35 Auswerteeinrichtung
SE Steuereingang
IFÜ Signalausgang von Auswerteeinrichtung 35
Claims (9)
1. Zündfunkengeber für brennstoffbetriebenes Heizgerät
mit zwei Zündelektroden, die über einen Transformator gesteuert
Zündfunken liefern, dadurch gekennzeichnet,
daß die Zündelektroden (16) an einem
Gehäuse (15) befestigbar sind, das den Transformator (33)
und eine Versorgungseinrichtung enthält, und daß zum elektrischen
Anschluß am Zündfunkengebergehäuse (15) eine
Steckverbindung (31) vorgesehen ist, mittels der der
Zündfunkengeber (14) insgesamt montierbar ist.
2. Zündfunkengeber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Steckverbindung (31)
einen Steuereingang (SE) enthält, über den der Zündfunkengeber
(14) ein- und ausschaltbar ist und seine Impulsfrequenz
sowie Einschaltdauer regelbar ist.
3. Zündfunkengeber nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß eine Zündelektrode
(16) in Verbindung mit einem Masseschluß (34) eine
Ionisationsflammüberwachungseinrichtung bildet.
4. Zündfunkengeber nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß eine Auswerteeinrichtung
(35) der Ionisationsflammüberwachungseinrichtung (16, 34)
im Zündfunkengebergehäuse (15) untergebracht ist.
5. Zündfunkengeber nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß der Ausgang (IFü) der Auswerteeinrichtung
(35) mit der Steckverbindung (31) verbunden
ist und entsprechend dem Auswerteergebnis ein Flammsignal
überträgt.
6. Zündfunkengeber nach einem der Ansprüche 3 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß der Transformator
(33) des Zündfunkengebers (14) zur Zündfunkenerzeugung
und zur Ionisationsflammüberwachung zeitmultiplex
geschaltet ist.
7. Zündfunkengeber nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Zündelektroden (16) am Gehäuse (15) einsteckbar angeordnet
sind.
8. Zündfunkengeber nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß das
Zündfunkengebergehäuse (15) mit den Zündelektroden (16)
in unmittelbarer Nähe des Düsenstocks (6) angeordnet ist.
9. Zündfunkengeber nach einem der vorangehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die
Steckverbindung eine mehrpolige Steckerplatine (31) aufweist.
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