FI72594C

FI72594C - LIKSTROEMSDRIVEN STYRANORDNING FOER EN GASBRAENNARE.

Info

Publication number: FI72594C
Application number: FI832044A
Authority: FI
Inventors: Jaakko Vaeyrynen; Kyoesti Peltola
Original assignee: Asko Oy
Priority date: 1983-06-07
Filing date: 1983-06-07
Publication date: 1987-06-08
Also published as: FI832044A0; FI72594B; SE8403052L; DE3421039C2; FI832044L; SE465048B; DE3421039A1; SE8403052D0

Description

7259472594

Tasavirtakäyttöinen kaasupolttimen ohjauslaiteDC gas burner control unit

Keksinnön kohteena on tasavirtakäyttöinen kaasu-polttimen ohjauslaite, joka käsittää sytyttimen, jossa on 5 kipinäelektrodi kaasun sytyttämiseksi, kaasuventtiilin kaasun syöttämiseksi polttimelle, liekinvalvojän kaasuventtiilin pitämiseksi auki kaasun palaessa ja kytkimen tasavir-ran syöttämiseksi sytyttimelle.The invention relates to a DC gas burner control device comprising an igniter with a spark electrode for igniting gas, a gas valve for supplying gas to the burner, a flame monitor for holding the gas valve open when the gas is burning and a switch for supplying direct current to the igniter.

Kaasumaisia polttoaineita, kuten nestekaasua ja 10 maakaasua, ja höyrystyviä nestemäisiä polttoaineita, kuten petrolia, käyttävien polttolaitteiden, kuten nestekaasu-käyttöisten keitto- ja jäähdytyslaitteiden, polttimen liekin sytytyksen ja automaattisen uudelleensytytyksen ohjauksen toteuttamiseen on esitetty useita erilaisia rat-15 kaisuja. Tällöin voidaan mainita esimerkiksi DE-patentti-julkaisuista 1 946 588, 1 934 191, 2 637 335, CH-patentti-julkaisuista 440 531, 461 013, 533 280, 534 325 ja FR-pa-tenttijulkaisusta 1 249 930 tunnetut ratkaisut. Yhteistä niille kaikille on vaihtovirtakäyttöisyys ja monimutkai-20 nen ja kallis rakenne. Joissakin näistä rakenteista myöskään uudelleensytytystä ei ole ratkaistu.Several different solutions have been proposed for implementing combustion equipment using gaseous fuels such as liquefied petroleum gas and natural gas, and evaporating liquid fuels such as kerosene, such as liquefied petroleum gas cooking and refrigeration equipment, burner flame ignition and automatic re-ignition control. Mention may be made, for example, of the solutions known from DE patents 1 946 588, 1 934 191, 2 637 335, CH patents 440 531, 461 013, 533 280, 534 325 and FR patent publication 1 249 930. What they all have in common is AC power and a complex and expensive structure. In some of these structures, re-ignition has also not been resolved.

Esillä olevan keksinnön tarkoituksena onkin esittää kaasupolttimen ohjausjärjestely, joka soveltuu tasavirral-la ohjattavaksi ja joka on rakenteeltaan yksinkertainen 25 ja siten edullinen ja jossa käytetään osittain jo käytössä olevia rakenneosia, joten keksinnön mukaisen rakenteen liittäminen jo olemassa oleviin polttimiin on helposti toteutettavissa .It is therefore an object of the present invention to provide a gas burner control arrangement which is suitable for direct current control and which has a simple structure and thus inexpensive and which partly uses components already in use, so that it is easy to connect the structure according to the invention to existing burners.

Keksinnön mukaiselle kaasupolttimen ohjauslaitteel-30 le on tunnusomaista, että tasavirran sytyttimelle syöttävän kytkimen rinnalle on kytketty ohjattava kytkin, joka kaasun palaessa liekinvalvojän ohjaamana sulkeutuu ja ohittaa siten kytkimen ja pysyy liekin sammuttua suljettuna ohjauspiirinsä ja liekinvalvojän jäähtymisen määrää-35 män ajan mahdollistaen sytyttimen toiminnan tänä aikana.The gas burner control device 30 according to the invention is characterized in that a controllable switch is connected in parallel with the switch supplying the DC igniter, which closes when the gas burns under the supervision of .

2 725942 72594

Seuraavassa keksinnön mukaisen ohjauslaitteen yhtä edullista suoritusmuotoa kuvataaan viitaten oheisen piirustuksen kuvioon, joka esittää keksinnön elektronisesti toteutetun suoritusmuodon piirikaavion.In the following, one preferred embodiment of the control device according to the invention will be described with reference to the figure of the accompanying drawing, which shows a circuit diagram of an electronically implemented embodiment of the invention.

5 Kuvion mukaisen suoritusmuodon pääkomponentit ovat sytytin 1, mikrokytkin 2, kaasuhana 3, siihen liitetty haaroituskappale 4, liekinilmaisu- ja ohjauselin 5, kaasu-poltin 6 sekä sen suuttimen läheisyyteen sijoitetut termo-elementti/liekinvalvoja 7 ja kipinäkärki 8.The main components of the embodiment according to the figure are an igniter 1, a microswitch 2, a gas tap 3, a branch piece 4 connected thereto, a flame detection and control member 5, a gas burner 6 and a thermocouple / flame monitor 7 and a spark tip 8 located in the vicinity of its nozzle.

10 Edellä mainitut rakenneosat 1, 2 ja 3 samoinkuin polttimeen 6 liittyvät rakenneosat 7 ja 8 ovat tavanomaisia alan tekniikasta tunnettuja käytännössä luotettaviksi havaittuja rakenteita. Mainittakoon lisäksi, että sytytin 1 voidaan keksinnön mukaisessa ohjauslaitteessa toteuttaa 15 usealla eri tavalla, joista kuviossa esitetty on vain yksi esimerkki. Sytytin 1 kehittää tasajännitteen saatuaan kipinöitä kipinäelektrodin 8 kärkien välille, kunnes ilma elektrodin kärkivälissä on riittävän ionisoitunutta eli liekki on syttynyt, jolloin kipinöiden kehitys automaatti-20 sesti lakkaa. Tällä tavoin toimivia sytytinrakenteita on, kuten mainittua, useita ja ne soveltuvat kaikki käytettäväksi esillä olevassa keksinnössä, minkä johdosta sytyttimen 1 rakennetta ei kuvata lähemmin.The above-mentioned components 1, 2 and 3, as well as the components 7 and 8 associated with the burner 6, are conventional structures known in the art and found to be practically reliable. It should also be mentioned that the lighter 1 can be implemented in the control device according to the invention in several different ways, of which only one example is shown in the figure. The igniter 1 generates a direct voltage after receiving sparks between the tips of the spark electrode 8 until the air in the gap between the tips of the electrode is sufficiently ionized, i.e. the flame is ignited, whereby the development of sparks automatically ceases. As mentioned, there are several igniter structures operating in this way, and they are all suitable for use in the present invention, as a result of which the structure of the igniter 1 will not be described in more detail.

Liekinilmaisu- ja ohjauselin 5, jonka avulla kek-25 sinnön mukaisen ohjauslaitteen uudelleensytytystoiminta ja liekinilmaisu on toteutettu, koostuu periaatteessa kytkimenä toimivasta transistorista 13 ja sen ohjauspiiristä, johon on liitetty valoa emittoiva diodi 12, joka ilmaisee, että transistori 13 saa ohjausvirran eli liekki palaa.The flame detection and control means 5, by means of which the re-ignition operation and the flame detection of the control device according to the invention are realized, basically consists of a switch transistor 13 and its control circuit connected to a light emitting diode 12 indicating that the transistor 13 receives a control current.

30 Transistoria ohjaa komparaattorina toimiva operaatiovahvistin 15, joka saa ohjauksensa liekinvalvojana toimivalta termoelementiltä 7 haaroituskappaleen 4 välityksellä. Transistori 13 on kytketty kytkimen 2 rinnalle siten, että sulkutilassa ollessaa transistori 13 ohittaa kytkimen 2 35 ja syöttää virran sytyttimelle 1.The transistor is controlled by an operational amplifier 15 acting as a comparator, which receives its control from the thermocouple 7 acting as a flame monitor via a branch piece 4. Transistor 13 is connected in parallel with switch 2 so that when in the closed state, transistor 13 bypasses switch 2 35 and supplies power to the igniter 1.

Il 3 72594Il 3 72594

Sytytettäessä kaasupoltin keksinnön mukaisella ohjauslaitteella toimitaan seuraavasti. Kaasuhanan 3 venttiili 9 avataan painamalla sen painonappia 10. Tällöin kaasu pääsee virtaamaan venttiilin 9 kautta polttimelle 6 ja 5 samalla sulkeutuu mikrokytkimen 2 kosketin kytkien jännitteen sytyttimelle 1. Sytytin 1 syöttää suurjännitteen (yli 10 kV) kipinäelektrodille 8, jolloin sen ja polttimen 6 rungon välille syttyy valokaari aikaansaaden polttimen suuttimesta tulevan kaasun syttymisen. Liekin läheisyyteen 10 sijoitetusta termoelementti/liekinvalvojasta 7 syntyvä säh-kömotorinen voima aikaansaa kaasuhanan 3 karan ympärille sijoitetussa kelassa 11 niin suuren virran, että venttiili 9 pysyy auki, vaikka nappia 10 lakataan painamasta.When the gas burner is ignited by the control device according to the invention, the procedure is as follows. The valve 9 of the gas tap 3 is opened by pressing its pushbutton 10. In this case the gas can flow through the valve 9 to the burner 6 and 5 at the same time the contact of the microswitch 2 closes and switches the voltage to the igniter 1. The igniter 1 supplies high voltage (over 10 kV) to the spark electrode 8. the arc ignites, causing the gas from the burner nozzle to ignite. The electromotive force generated by the thermocouple / flame monitor 7 placed in the vicinity of the flame 10 produces such a current in the coil 11 placed around the spindle of the gas tap 3 that the valve 9 remains open even if the button 10 is stopped.

Kelan 11 rinnalle on kytketty haaroituskappaleen 4 15 välityksellä liekinilmaisu- ja ohjauselimen 5 ohjauspiiri. Kun tämän ohjauspiirin jännite, joka on sama kuin kelan 11 saama jännite, on niin suuri, että kela 11 pystyy pitämään venttiilin 9 auki, pystyy sama jännite kääntämään liekinilmaisu- ja ohjauselimen operaatiovahvistimen 15 20 johtavaan tilaan niin, että valoa emittoiva diodi (LED) 12 syttyy osoittaen polttimen syttyneen ja samalla transistori 13 siirtyy johtavaan tilaan oikosulkien kytkimen 2. Tällöin sytytin saa jatkuvasti jännitteen transistorin 13 kautta ja napin 10 painaminen voidaan lopettaa. Samalla 25 avautuu kytkin 2. Standardirakenteiset sytyttimet 1 ovat, kuten mainittua, ominaisuuksiltaan sellaisia, että sytytys jännitteen antaminen kipinäkärjelle 8 lakkaa, kun ilma kärkivälissä on tarpeeksi ionisoitunutta. Poltin toimii nyt normaalisti ja sammutetaan estämällä kaasun tulo lait-30 teelle esim. sulkuventtiilin avulla (ei esitetty).A control circuit of the flame detection and control member 5 is connected in parallel with the coil 11 via a branch piece 4 15. When the voltage of this control circuit, which is the same as the voltage received by the coil 11, is so high that the coil 11 can keep the valve 9 open, the same voltage can turn the flame detection and control member operational amplifier 15 20 to a conductive state so that the light emitting diode 12 lights up, indicating that the burner is lit, and at the same time the transistor 13 enters the conductive state by short-circuiting the switch 2. In this case, the igniter continuously receives voltage through the transistor 13 and the pressing of the button 10 can be stopped. At the same time, the switch 2 opens. The standard igniters 1 are, as mentioned, characterized in that the application of the ignition voltage to the spark tip 8 ceases when the air in the tip gap is sufficiently ionized. The burner now operates normally and is switched off by preventing gas from entering the device, eg by means of a shut-off valve (not shown).

Mikäli polttimen 6 liekki 14 sammuu esimerkiksi ilmavirtauksen takia, häviää ionisoitunut ilma kärjen 8 läheisyydestä ja sytytin 1, joka edelleen saa jännitteen transistorin 13 kautta, sytyttää valokaaren kärjen 8 ja 35 polttimen 6 rungon välille aikaansaaden kaasun syttymisen. Termoelementti/liekinvalvojan 7 lämpökapasiteetti on nimit- 4 72594 täin niin suuri, että sen synnyttämä sähkömotorinen voima pystyy pitämään venttiilin 9 auki ja liekinilmaisu- ja oh-jauselimen 5 transistorin 13 johtavassa tilassa n. 30 sekunnin ajan liekin sammumisen jälkeen.If the flame 14 of the burner 6 goes out due to air flow, for example, the ionized air disappears from the vicinity of the tip 8 and the igniter 1, which still receives voltage through the transistor 13, ignites the arc between the tip 8 and 35 of the burner 6, igniting the gas. The heat capacity of the thermocouple / flame monitor 7 is nominally so large that the electromotive force generated by it can keep the valve 9 open and the flame detection and control member 5 in the conductive state of the transistor 13 for about 30 seconds after the flame goes out.

5 Mikäli liekki sammuu kaasun tulon loppumisen takia, toimii sytytin 1 tällöinkin niin kauan, kunnes termoele-mentti/liekinvalvojän 7 antama sähkömotorinen voima tulee niin pieneksi, että kaasuhanan 3 palautusjousi voittaa kelan 11 pitovoiman ja venttiili 9 sulkeutuu. Sähkömotorisen 10 voiman pieneneminen aikaansaa myös liekinilmaisu- ja oh-jauselimen 5 operaatiovahvistimen 15 toiminnan niin, että LED 12 sammuu ja transistori 13 lakkaa johtamasta.5 If the flame goes out due to the end of the gas supply, the igniter 1 still operates until the electromotive force provided by the thermocouple / flame monitor 7 becomes so small that the return spring of the gas tap 3 overcomes the holding force of the coil 11 and the valve 9 closes. The reduction of the electromotive force 10 also causes the operation of the operational amplifier 15 of the flame detection and control member 5 so that the LED 12 turns off and the transistor 13 ceases to conduct.

Kuvion ratkaisussa voi käyttöjännitteenä olla 12 V tasajännitettä, joka voidaan saada esim. auton akusta (ei 15 esitetty). Transistorin 13 asemesta voidaan käyttää myös sähkömekaanisia kytkimiä, kuten esim. Reed-relettä eli kielirelettä, jonka kelaa operaatiovahvistin ohjaa.In the solution of the figure, the operating voltage can be 12 V DC, which can be obtained, for example, from a car battery (not shown). Instead of the transistor 13, electromechanical switches can also be used, such as, for example, a reed relay, i.e. a tongue relay, the coil of which is controlled by an operational amplifier.

IlIl

Claims

5,72594

A DC gas burner control device comprising an igniter (1) having a spark electrode 5 (8) for igniting gas, a gas valve (9) for supplying gas to the burner (6), a flame monitor (7) for holding the gas valve open and a switch (2) for supplying direct current to the igniter (1), characterized in that a controllable switch (13) is connected in parallel with the switch (2) supplied to the direct current igniter (1), which closes and bypasses the switch (2) when the gas burns under the control of the flame controller (7); remains closed after the flame has been extinguished for the time determined by the cooling of its control circuit and the flame monitor (7), enabling the igniter (1) 15 to operate during this time.

Control device according to Claim 1, characterized in that a light-emitting diode (12) which acts as a flame combustion detector is connected to the control circuit of the switch (13) to be controlled.

Control device according to one of the preceding claims, characterized in that the voltage generated by the flame-monitoring thermocouple (7) during flame combustion controls a comparator operational amplifier (15), which in turn controls a light-emitting diode (12) 25 and a controllable switch (13).

Control device according to one of the preceding claims, characterized in that the switch to be controlled is a transistor (13).

Control device 30 according to one of the preceding claims, characterized in that the switch to be controlled is a tongue relay.