PL207731B1

PL207731B1 - Sposób zapalania strumienia gazu i układ elektronicznego zapalania strumienia gazu

Info

Publication number: PL207731B1
Application number: PL378019A
Authority: PL
Inventors: Barbara Happe; Jürgen Blank
Original assignee: Mertik Maxitrol Gmbh & Co Kg
Priority date: 2003-02-13
Filing date: 2004-02-12
Publication date: 2011-01-31
Also published as: CN1748109A; EP1592923A1; EP1592923B1; CA2515944A1; AU2004211492B2; DE10305928B3; DE502004012469D1; JP4495719B2; KR101050934B1; KR20050098307A; SI1592923T1; TW200506285A; AU2004211492A1; RU2334915C2; AR043183A1; PL378019A1; ATE508329T1; JP2006517646A; WO2004072555A1; PT1592923E

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób zapalania strumienia gazu i układ elektronicznego zapalania gazu, zwłaszcza do armatury do regulacji przepływu gazu dla gazowego pieca grzewczego.

Zapalanie strumienia gazu w gazowych piecach grzewczych jest znane z wielu wykonań.

I tak w opisie US 5 722 823 A jest opisane urzą dzenie zapł onowe do zapalania gazu, które posiada cewkę elektromagnesu, która uruchamia zawór gazu, zapalacz do elektrycznego zapłonu strumienia gazu i układ zdalnego sterowania, który przewodem niskiego napięcia jest połączony z cewką elektromagnesu i zapłonem. Przy tym układ zdalnego sterowania zawiera układ zasilania w energię i przełącznik czasowy do czasowo sterowanego doprowadzenia niskiego napięcia.

Taka postać wykonania jest związana z wysokim zapotrzebowaniem na energię do zapalenia strumienia gazu. Zasilane są trzy cewki przekaźnikowe, co oznacza stosunkowo wysoki pobór mocy. Ponadto, podczas procesu zapalania stale wzbudzany jest zawór magnetyczny, co jest związane z wysokim poborem prą du. Dlatego te ż do zasilania energią wykorzystuje się jedynie zasilanie sieciowe. Dalszą niedogodnością jest to, że błąd występujący wewnątrz układu połączeń może prowadzić do stanu, oddziaływującego na bezpieczeństwo.

Z opisu GB 2 351 341 A jest znane urzą dzenie zaworowe do sterowania zapł onem palnika gazowego. Wrzeciono uruchamiające jest przesuwane ręcznie w położenie zapłonu, przy czym otwiera się zawór bezpieczeństwa zapłonu. Wrzeciono uruchamiające musi być utrzymywane w tym położeniu jedynie przez krótki czas, ponieważ w przypadku przesuwania wrzeciona uruchamiającego włącza się mikrowyłącznik. To powoduje, że za pośrednictwem zasilacza doprowadzane jest napięcie do podtrzymania magnesu. Zapalenie realizuje się poprzez piezoelektryczny zapłon iskrowy. Zasilacz zostaje wyłączony, gdy wytworzony przez ogniwo termoelektryczne prąd termoelektryczny wystarcza do utrzymywania zaworu bezpieczeństwa zapłonu w położeniu otwarcia.

Również w przypadku tego rozwiązania niedogodnością jest to, że stosuje się zasilacz. Ponadto konieczne są dodatkowe nakłady na przeprowadzenie piezoelektrycznego zapłonu iskrowego. Zwłaszcza w przypadku większego odstępu, w odniesieniu do przewodów, między zaworem bezpieczeństwa zapłonu a otworem palnika istnieje problem polegający na tym, że w czasie zapalania w otworze palnika nie ma jeszcze zdolnej do zapłonu mieszanki zapłonowej, ponieważ okres między otwarciem zaworu bezpieczeństwa zapłonu a zapłonem jest stosunkowo krótki.

Ponadto w opisie DE 93 07 895 U jest przedstawiony zawór wieloczynnościowy z termoelektrycznym zabezpieczeniem palników gazowych urządzeń grzewczych. Do uruchomienia wieloczynnościowego zaworu wykorzystuje się istniejące zasilanie prądem sieciowym pomieszczenia, w którym jest usytuowany piec grzewczy. W celu zapalenia strumienia gazu, zawór magnetyczny zostaje wzbudzony poprzez przycisk, dzięki czemu zostaje otwarty zawór bezpieczeństwa zapłonu. Jednocześnie następuje zapalenie strumienia gazu. Element termoelektryczny, znajdujący się w obszarze zapalonego płomienia gazu zostaje ogrzany i z powodu powstającego wskutek tego prądu termoelektrycznego doprowadza elektromagnes w stan wzbudzenia. Magnes przytrzymuje zworę, a tym samym również połączony ze zworą zawór bezpieczeństwa zapłonu, w położeniu otwarcia. Teraz może być zwolniony przycisk, a zawór magnetyczny odwzbudzony.

Niedogodnością tego rozwiązania jest to, że przycisk musi być przytrzymywany tak długo, aż prąd termoelektryczny wywoła w zaworze bezpieczeństwa zapłonu stan otwarcia. Niedogodnością jest również to, że ze względu na to, że zawór magnetyczny musi w tym czasie pozostać wzbudzony przez zasilanie prądem z sieci, to zużycie prądu jest stosunkowo duże.

Ponadto oba rozwiązania, przedstawione w opisie GB 2 351 341 A i w opisie DE 93 07 895 U mają tę niedogodność, że nie mogą pracować w sposób całkowicie zautomatyzowany, lecz konieczne jest uruchamianie ręczne.

Zadaniem wynalazku jest opracowanie sposobu całkowicie zautomatyzowanego zapalania strumienia gazu, któryby zapewniał niskie zużyciem prądu, a także wystarczającą żywotność zintegrowanego źródło napięcia.

Zadanie to zostało rozwiązane dzięki temu, że za pomocą elektronicznego zespołu sterującego, po jego aktywowaniu dla zapalenia strumienia gazu, aktywuje się przetwornicę tranzystorową, która z napię cia stał ego, wytworzonego przez ź ródł o napię cia, wytwarza wyż sze napię cie, za pomocą którego ładuje się kondensator pamięciowy i kondensator zapłonowy, służący do wytworzenia napięcia zapłonu i za pomocą prądu trzymania, wytworzonego przez źródło napięcia aktywuje się magnes zabezpieczenia zapłonu, przy czym jednocześnie poprzez przekaźnik przerywa się obwód prądowy,

PL 207 731 B1 utworzony między magnesem zabezpieczenia zapłonu a ogniwem termoelektrycznym, na które oddziaływuje płomień gazu, po czym poprzez element przełączający rozładowuje się gwałtownie kondensator pamięciowy i wytwarza się uderzenie prądu, które krótkotrwale wzbudza elektromagnesu, który przesuwa zworę do magnesu zabezpieczenia zapłonu i utrzymuje ją w tym położeniu, po czym poprzez elektrodę zapłonową, połączoną z kondensatorem zapłonowym za pośrednictwem transformatora zapłonowego, w znany sposób wytwarza się iskrę zapłonową do zapłonu wypływającego gazu, a po upływie wstępnie zadanego czasu kończy się proces zapalania i przerywa się prąd trzymania magnesu zabezpieczenia zapłonu i poprzez przekaźnik ponownie zamyka się obwód prądowy, utworzony między magnesem zabezpieczenia zapłonu a ogniwem termoelektrycznym.

Korzystnie po procesie zapalenia strumienia gazu przeprowadza się badanie, czy pali się płomień gazowy, przy czym w przypadku informacji pozytywnej przerywa się proces zapłonu.

Według wynalazku podczas procesu mierzy się obecność napięcia termoelektrycznego, a w przypadku braku napię cia termoelektrycznego ponownie ł aduje się kondensator zapłonowy i wytwarza się nową iskrę zapłonową, z tym, że sprawdza się czy wyliczony z istniejącego napięcia termoelektrycznego termoelektryczny prąd trzymania wystarcza, aby utrzymać zworę przy magnesie zabezpieczenia zapłonu i w przypadku obecności napięcia termoelektrycznego poprzez przekaźnik ponownie zamyka się obwód prądowy, utworzony między magnesem zabezpieczenia zapłonu a ogniwem termoelektrycznym i przerywa się prąd trzymania, płynący od źródła napięcia do magnesu zabezpieczenia zapłonu i kończy się proces zapalania.

Korzystnie kondensator pamięciowy i kondensator zapłonowy ładuje się poprzez każdorazowo przyporządkowaną do nich przetwornicę tranzystorową, a z napięcia stałego, wytworzonego przez źródło napięcia, wytwarza się napięcie zmienne, przy czym zamiast przetwornicy tranzystorowej stosuje się oscylator mocy tym, że kondensator pamięciowy przyłączony do pierwszego stopnia kaskady i kondensator zapłonowy przyłączony do drugiego stopnia kaskady, które to kaskady są przyłączone do oscylatora mocy, ładuje się do wstępnie zadanego, wyższego napięcia stałego i, że po uzyskaniu wstępnie zadanych, wyższych napięć stałych, oscylator mocy wyłącza się i włącza się ponownie w przypadku rozpoczę cia dalszych procesów zapalania.

Zgodnie z wynalazkiem wytworzony przez źródło napięcia prąd trzymania zwory doprowadza się jednocześnie do magnesu zabezpieczenia zapłonu i do przekaźnika, przy czym do chwili zamknięcia obwodu prądowego, składającego się z magnesu zabezpieczenia zapłonu i ogniwa termoelektrycznego, poprzez zamknięcie przekaźnika krótkookresowo generuje się dodatkowy prąd.

Korzystnie napięcie prądu trzymania utrzymuje się w zakresie miliwoltów, a obecność napięcia ogniwa termoelektrycznego mierzy się za pomocą wzmacniacza analogowego, przy czym po upływie określonego okresu za pomocą co najmniej jednego włączonego szeregowo i sterowanego czasowo wyłącznika bezpieczeństwa przerywa się wzbudzenie magnesu zabezpieczenia zapłonu przez źródło napięcia, a w przypadku procesów zapalania następujących po pierwszym procesie zapalania przed ładowaniem kondensatora zapłonowego od pierwszego stopnia kaskady odłącza się kondensator pamięciowy.

Zadaniem wynalazku jest również opracowanie układu elektronicznego zapalania strumienia gazu, któryby odznaczał się prostą konstrukcją, niskim zużyciem prądu oraz pewnością działania.

Zadanie to zostało rozwiązane dzięki temu, że układ zawiera przetwornicę tranzystorową, połączoną ze źródłem napięcia, do której jest przyłączony kondensator pamięciowy, który jest połączony z elektromagnesem dla uruchomienia zaworu bezpieczeń stwa zapł onu, oraz kondensator zapł onowy, który poprzez transformator zapłonu jest połączony w znany sposób z elektrodą zapłonową, znany magnes zabezpieczenia zapłonu, który poprzez przekaźnik jest połączony ze źródłem napięcia, względnie z ogniwem termoelektrycznym, które jest wyposażone w środek do pomiaru napięcia, a między źródłem napięcia a magnesem zabezpieczenia zapłonu jest umieszczony co najmniej jeden sterowany czasowo wyłącznik bezpieczeństwa, przy czym wspomniane sterowane elementy są połączone, poprzez przyporządkowane do nich porty, z elektronicznym urządzeniem sterującym.

Korzystnie kondensator pamięciowy i kondensator zapłonowy posiada przyporządkowany element do monitorowania napięcia i ograniczenia napięcia oraz przyporządkowaną przetwornicę tranzystorową.

Według wynalazku jako przetwornicę tranzystorową układ posiada oscylator mocy, który jest połączony ze źródłem napięcia i jest wyposażony w kaskadowy układ połączeń, za którym umieszczony jest element do monitorowania napięcia i ograniczenia napięcia, przy czym oscylator mocy składa się z jednego układu przełączającego CMOS, który posiada co najmniej cztery bramki, które są

PL 207 731 B1 ukształtowane jako bramka NOR lub bramka NAND albo jako zwykłe bramki NIE i spośród których co najmniej jedna bramka jest umieszczona przed innymi, równolegle włączonymi bramkami, względnie oscylator mocy składa się z szeregu układów przełączających CMOS, z uzupełniającego, z efektem polowym stopnia mocy, włączonego za nim obwodu drgającego LC i członu RC, służącego jako przesuwnik fazowy.

Korzystnie środek do pomiaru napięcia ogniwa termoelektrycznego stanowi wzmacniacz analogowy, w postaci wzmacniacza napięcia zmiennego, przed którym włączony jest taktowany dzielnik napięcia.

Dzięki temu zostały usunięte wyżej wymienione niedogodności stanu techniki. Dzięki impulsowemu uruchamianiu elektromagnesu, niezależnemu od okresu uruchomienia zespołu sterującego, powstaje niewielkie zapotrzebowanie na prąd tak, że do wytworzenia iskry zapłonowej możliwe jest wykorzystanie źródła napięcia w postaci jednej baterii, która pod względem wymiarów może być tak niewielka, że może znajdować się razem z elektronicznym zespołem sterującym w obudowie części odbiornika układu zdalnego sterowania, dzięki czemu zbędne są dodatkowe nakłady na piezoelektryczne urządzenie zapłonowe.

Układ elektronicznego zapalania gazu według wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schematycznie układ połączeń, fig. 2 - szczegółowo oscylator mocy, fig. 3 - szczegółowo wzmacniacz analogowy, a fig. 4 - wykres U = f(t).

Przedstawiony na fig. 1 przykładowy układ połączeń do przeprowadzenia sposobu zapalania strumienia gazu jest zastosowany w armaturze do regulacji przepływu gazu. Ta armatura do regulacji przepływu gazu stanowi przyrząd włączający i regulujący, który jest przeznaczony korzystnie do wbudowania w ogrzewanym gazem piecu kominowym, lub w tym podobnym piecu. Umożliwia ona obsługę i monitorowanie palnika, dzięki sterowaniu ilości gazu wpływającego do palnika. Oprócz nieistotnych dla wynalazku i dlatego nie przedstawionych w tym przykładzie wykonania zespołów konstrukcyjnych, armatura do regulacji przepływu gazu składa się z palnika zapłonowego 1 i zaworu bezpieczeństwa zapłonu 2. Konstrukcja i działanie palnika zapłonowego 1 i zaworu bezpieczeństwa zapłonu 2 są znane specjalistom i dlatego nie będą tutaj bliżej objaśnione.

Do sterowania, jako elektroniczny zespół sterujący, służy nie przedstawiony moduł mikrokomputera, który w niniejszym przykładzie wykonania, razem ze źródłem napięcia, znajduje się w również nie przedstawionej, oddzielnej, niezależnej od miejsca zabudowy, części odbiornikowej układu zdalnego sterowania. Jako źródło napięcia 10 służą dostępne w handlu baterie, w tym przypadku baterie typu R6.

Sterowany poprzez port J modułem mikrokomputera oscylator mocy 11, który będzie bliżej omówiony w związku z fig. 3, jest połączony ze źródłem napięcia 10. Za nim włączony jest kaskadowy układ połączeń 12/13, zwany dalej stopniem kaskady, który służy do sterowania i zasilania umieszczonego dalej kondensatora pamięciowego C1 i kondensatora zapłonowego C2. Ponieważ napięcie potrzebne do ładowania kondensatora pamięciowego C1 jest znacznie niższe niż napięcie konieczne do ładowania kondensatora zapłonowego C2, dlatego też kaskadowy układ połączeń 12/13 jest wykonany jako wielokrotny kaskadowy układ połączeń.

Przy tym pierwszy stopień kaskady 12 służy do sterowania i zasilania połączonego z portem A kondensatora pamięciowego C1, za którym umieszczony jest elektromagnes 5 do uruchamiania zaworu bezpieczeństwa zapłonu 2. Ponieważ przy tym występuje jedynie krótkotrwałe obciążenie, to jako elektromagnes 5, można zastosować termicznie podwymiarowy magnes impulsowy.

Drugi stopień kaskady 13 służy do sterowania i zasilania kondensatora zapłonowego C2, który jest częścią znanego i dlatego bliżej nie opisanego urządzenia zapłonowego i jest poprzez port C sterowany przez moduł mikrokomputera, w celu wytworzenia zapłonu. Ponadto, drugi stopień kaskady 13 jest połączony z elementem 14 w celu monitorowania napięcia. Jednocześnie element 14 służy do ograniczenia maksymalnego napięcia, aby uniemożliwić uszkodzenie elementów układu. Przy tym można zrezygnować z dodatkowej kontroli napięcia kondensatora pamięciowego C2, ponieważ po przeprowadzonym procesie jego ładowania, kontrolę napięcia można przeprowadzać przez ładowanie kondensatora pamięciowego C1. Do sygnalizacji zwrotnej do modułu mikrokomputera służy port D.

Elektromagnes 5 posiada zworę 3, która jest obciążona sprężyną 8 i jest umieszczona w znanym zaworze bezpieczeństwa zapłonu 2. Ze zworą 3 współpracuje magnes zabezpieczenia zapłonu 6, który jest połączony z ogniwem termoelektrycznym 4. W tym obwodzie prądowym jest dodatkowo umieszczony zestyk rozwierny monostabilnego przekaźnika 17, który w położeniu wzbudzonym tak otwiera ten obwód prądowy, że do magnesu zabezpieczenia zapłonu 6 płynie prąd ze źródła napięPL 207 731 B1 cia 10. W tym celu element przełączający, w tym przypadku tranzystor T1, który może być sterowany poprzez port G przez moduł mikrokomputera, jest połączony z jednej strony ze źródłem napięcia 10, a z drugiej strony z przekaźnikiem 17. Równolegle do przekaźnika 17 jest umieszczony dodatkowo opornik R1, ponieważ prąd trzymania, potrzebny dla magnesu zabezpieczenia zapłonu 6 jest wyższy od prądu płynącego przez przekaźnik 17. Ponadto, w tym obwodzie prądowym znajdują się dwa połączone szeregowo, sterowane czasowo wyłączniki bezpieczeństwa 18, które poprzez porty H i M są połączone w odniesieniu do sterowania z modułem mikrokomputera.

Pomiędzy przekaźnikiem 17 a wyłącznikami bezpieczeństwa 18 są przyłączone do tego obwodu prądowego dwa dalsze elementy przełączające, tranzystor T2 i tranzystor T3. Tranzystor T2, przed którym jest włączony opornik R3, jest połączony z biegunem ujemnym źródła napięcia 10 i poprzez port F jest sterowany z modułu mikrokomputera, natomiast tranzystor T3 jest połączony z biegunem dodatnim źródła napięcia 10 i poprzez port E jest sterowany z modułu mikrokomputera.

Ponadto, równolegle do ogniwa termoelektrycznego 4, włączony jest wzmacniacz analogowy 20, który służy jako środek do mierzenia i wzmocnienia napięcia stałego ogniwa termoelektrycznego 4, występującego w zakresie miliwoltów, a także umożliwia jego przemianę w wielkość cyfrową, przesyłaną do modułu mikrokomputera. Ponieważ stosowane zazwyczaj dla takich przypadków wzmacniacze prądu stałego wymagają z jednej strony dodatkowego napięcia wspomagającego, przewyższającego napięcie robocze, a z drugiej strony wykazują odchyłki, przykładowo z powodu oddziaływania temperatury, toteż wzmacniacz analogowy 20 ma postać wzmacniacza napięcia zmiennego.

Bliżej przedstawiony na fig. 3 wzmacniacz analogowy 20, posiada tranzystor polowy T4, sterowany z modułu mikrokomputera poprzez port L, i opornik R2, które wspólnie tworzą sterowany dzielnik napięcia. Za dzielnikiem napięcia jest włączony wzmacniacz wstępny V1 i wzmacniacz wtórny V2, do których przyporządkowany jest każdorazowo kondensator sprzęgający C4/C5.

We wzmacniaczu wstępnym V1 potencjał odniesienia jest utworzony przez napięcie dodatnie, w celu wyeliminowania wahań napię cia skrajnego. Natomiast we wzmacniaczu wtórnym V2, potencjał odniesienia stanowi masa. Oba wzmacniacze V1/V2 i przerzutnik TR są uruchamiane poprzez port K z modułu mikrokomputera, ponieważ służą jako środki do oszczędzania i są wyłączane w przypadku braku zapotrzebowania na prąd. Z kolei przerzutnik TR, znajdujący się za wzmacniaczem wtórnym V2, jest połączony poprzez port I z modułem mikrokomputera.

Wzmacniacz analogowy 20, aktywowany przez port K kontroluje, czy do ogniwa termoelektrycznego 4 jest przyłożone napięcie termoelektryczne i czy do modułu mikrokomputera, poprzez port I, podawana jest odpowiednia informacja. W przypadku obecności napięcia termoelektrycznego, co jest równoznaczne z palącym się płomieniem zapłonowym, proces zapalania zostaje przerwany, natomiast w przypadku braku napię cia termoelektrycznego, dzielnik napię cia wzmacniacza analogowego 20 jest sterowany z modułu mikrokomputera poprzez port L. Przez jednorazowe włączenie dzielnika napięcia, napięcie stałe, istniejące w tym punkcie czasowym w ogniwie termoelektrycznym 4, zostaje przemienione w impuls napięcia zmiennego. Poprzez kondensator sprzęgający C4, impuls dociera do wzmacniacza wstępnego V1. Sygnał wychodzący ze wzmacniacza wstępnego V1 jest sprzęgany poprzez kondensator sprzęgający C5 ze wzmacniaczem wtórnym V2 i zostaje jeszcze raz wzmocniony i wysłany przez wzmacniacz wtórny V2 jako sygnał analogowy, który przez przerzutnik TR zostaje zamieniony na sygnał cyfrowy.

Jak przedstawia wykres przebiegu napięcia U w czasie t (fig. 4), podawany przez przerzutnik TR sygnał impulsu IS, we wstępnie zadanej płaszczyźnie napięcia SE, w punkcie czasowym TL tworzy pierwszy punkt przerzutnikowy TR1, a podczas spadku napięcia sygnału impulsu IS jest utworzony w punkcie czasowym TE drugi punkt przerzutnikowy TR2. Odstę p czasowy mię dzy obydwoma punktami czasowymi TL i TE odpowiada sygnałowi pomiarowemu MS.

Sygnał pomiarowy MS, uzyskany z istniejącego napięcia termoelektrycznego, poprzez port I jest doprowadzany do modułu mikrokomputera w celu przeprowadzenia jego analizy. Przy tym długość sygnału pomiarowego MS jest wprost proporcjonalna do napięcia termoelektrycznego występującego w ogniwie termoelektrycznym 4.

W przypadku wystę powania napię cia termoelektrycznego, to znaczy w przypadku palą cego się już płomienia zapłonowego, proces zapalania zostaje przerwany, natomiast w przypadku braku występowania napięcia termoelektrycznego, za pomocą modułu mikrokomputera, poprzez port J, zostaje aktywowany oscylator mocy 11, a poprzez port A kondensator pamięciowy C1 jest przyłączony do pierwszego stopnia kaskady 12.

PL 207 731 B1

Dzięki aktywowaniu oscylatora mocy 11, obwód drgający zaczyna drgać poprzez człon sprzężenia zwrotnego, to znaczy obwód drgający staje się obwodem samodrgającym, określającym częstotliwość oscylatora mocy 11.

Oscylator mocy 11, jak bliżej przedstawia fig. 2, składa się ze znanego specjaliście obwodu prądowego CMOS 15 z co najmniej czterema bramkami. Bramki te mogą stanowić bramki NOR, bramki NAND, zwykłe bramki NIE lub tym podobne. Za nimi włączony jest uzupełniający, z efektem polowym stopień mocy 16, do którego jest przyłączony szeregowy obwód drgający L1/C3, składający się z cewki L1 i kondensatora wielkiej częstotliwości C3. Do sprzężenia zwrotnego i nastawiania faz służy człon RC jako tak zwany przesuwnik fazowy 19. Na wyjściu oscylatora mocy 11 występuje, w porównaniu do wstępnie zadanego niskiego napięcia stałego, wielokrotnie wyższe napięcie zmienne. Za pomocą obu stopni kaskadowych 12/13 napięciem zmiennym ładowany jest kondensator pamięciowy C1 i kondensator zapłonowy C2 do chwili, aż zadziała element 14, służący do monitorowania i ograniczenia występującego maksymalnego napięcia i poprzez port D zostanie wysłany sygnał do modułu mikrokomputera, który poprzez port J wyłącza oscylator mocy 11.

Następnie poprzez port M sterowane czasowo wyłączniki bezpieczeństwa 18 zostają aktywowane i poprzez tranzystor T1, sterowany przez port G, magnes zabezpieczenia zapłonu 6 jest zasilany ze źródła napięcia 10 prądem trzymania, przy czym wzbudzony zostaje przekaźnik 17, co powoduje otwarcie obwodu prądowego między magnesem zabezpieczenia zapłonu 6, a ogniwem termoelektrycznym 4. Dzięki następującemu potem sterowaniu poprzez port B zostaje gwałtownie rozładowany kondensator pamięciowy C1, po czym poprzez port A kondensator pamięciowy C1 zostaje oddzielony od pierwszego stopnia kaskady 12. Elektromagnes 5 zostaje przez uderzenie prądowe krótkotrwale wzbudzony i popychacz 7 zostaje przesunięty tak daleko wbrew sile sprężyny 8, aż zwora 3 zetknie się z magnesem zabezpieczenia zapłonu 6. Dzięki zasilaniu prądem trzymania zwora 3, a tym samym zawór bezpieczeństwa zapłonu 2, są utrzymywane w położeniu otwarcia tak, że gaz może płynąć do palnika zapłonowego 1.

W przypadku wystąpienia jakiegokolwiek uszkodzenia w układzie, po upływie okreś lonego czasu wzbudzenie magnesu zabezpieczenia zapłonu 6 poprzez źródło napięcia 10 zostaje przerwane przez jeden lub szereg niezależnie włączonych szeregowo i sterowanych czasowo wyłączników bezpieczeństwa, a zawór bezpieczeństwa zapłonu 2 zostaje ponownie zamknięty przez sprężynę 8.

Poprzez port C, za pomocą modułu mikrokomputera aktywowane jest urządzenie zapłonowe, a kondensator zapłonowy C2 rozładowuje się i na elektrodzie zapłonowej 9 dochodzi do przeskoczenia iskry zapłonowej, wskutek czego zapalony zostaje wypływający gaz. Po upływie wstępnie zadanego czasu, w tym przypadku około 1 sekundy, wzmacniacz analogowy 20 zostaje aktywowany przez porty K i L i następuje sprawdzenie, czy w ogniwie termoelektrycznym 4, wskutek rozpoczynającego się ogrzewania za pomocą palącego się płomienia zapłonowego, występuje już dające się stwierdzić napięcie, wynoszące co najmniej około 1 mV.

Jeśli nie ma to miejsca, wówczas przeprowadzane są dalsze procesy zapalania, przy czym, jak to zostało już objaśnione powyżej, jest aktywowany oscylator mocy 11, ładowany jest kondensator zapłonowy C2, który przy powstaniu nowej iskry zapłonowej zostaje ponownie rozładowany. Podczas tych następnych procesów zapalania kondensator pamięciowy C1 zostaje oddzielony od stopnia kaskadowego 12, w celu oszczędności mocy wyładowania, ponieważ nie jest już konieczne dalsze ładowanie kondensatora pamięciowego C1. Gdyby w ustalonym czasie nie nastąpiło zapalenie gazu, wówczas przez moduł mikrokomputera zostaje zakończony proces „zapalanie.

W przypadku wystę powania minimalnego napię cia, nie są przeprowadzane dalsze procesy zapalania a jedynie monitorowane jest napięcie w ogniwie termoelektrycznym 4, aż do chwili gdy wielkość elektronicznie wyliczonego z niego prądu jest wystarczająca do zastosowania jako prąd trzymania dla magnesu zabezpieczenia zapłonu 6. Po tym zostaje wyłączony wzmacniacz analogowy 20 poprzez port K, a poprzez port G przerwany zostaje przepływ prądu ze źródła napięcia 10 do magnesu zabezpieczenia zapłonu 6. Przekaźnik 17 zostaje odwzbudzony i styki włączające przekaźnika 17 zamykają obwód prądowy między ogniwem termoelektrycznym 4, a magnesem zabezpieczenia zapłonu 6. Tym samym zwora 3 jest przytrzymywana przez termoelektryczny prąd trzymania.

W celu uniemożliwienia, żeby z powodu krótkiego przerwania prądu trzymania, następującego podczas przełączania styków włączających przekaźnika 17, zwora 3 została z powrotem odsunięta, tranzystor T2 zostaje krótkotrwale aktywowany poprzez port F, a poprzez opornik R3 również krótkotrwale zostaje wytworzony dodatkowy prąd, który w sposób niezawodny uniemożliwia odpadnięcie zwory 3.

PL 207 731 B1

Jeśli armatura regulująca przepływ gazu ma być wyłączona, wówczas poprzez układ zdalnego sterowania do modułu mikrokomputera zostaje wydane polecenie wyłączenia. Dzięki krótkotrwałej aktywacji portu G i portu E, z obejściem wyłącznika bezpieczeństwa 18 i magnesem zabezpieczenia zapłonu 6, do przekaźnika 17 zostaje wysłane uderzenie prądowe tak, że jego styki włączające krótkotrwale są rozłączne. Tym samym przerwany zostaje prąd trzymania, płynący między ogniwem termoelektrycznym 4 a magnesem zabezpieczenia zapłonu 6. Zwora 3 nie jest już trzymana przez magnes zabezpieczenia zapłonu 6 i pod wpływem oddziaływania sprężyny 8 zwora wraca do położenia pierwotnego i zawór bezpieczeństwa zapłonu 2 zamyka się. Doprowadzenie gazu do palnika zapłonowego 1 i oczywiście do nie przedstawionego palnika głównego, zostaje przerwane i płomień gazu gaśnie.

Zgodny z wynalazkiem sposób i układ połączeń do przeprowadzenia sposobu nie jest ograniczony do przedstawionego przykładu wykonania. Możliwe są zmiany, odmiany i kombinacje, nie wykraczające poza zakres wynalazku.

Jest oczywiste, że przekazywanie sygnałów sterujących, jakie jest ogólnie znane w przypadku zdalnego sterowania, można przeprowadzać za pomocą kabli, światła podczerwonego, fal radiowych, ultradźwięków i tym podobnych czynników. Ponadto możliwe jest to, że nie stosuje się zdalnego sterowania i że wszystkie potrzebne elementy konstrukcyjne znajdują się na armaturze do regulacji przepływu gazu, albo w niej. Możliwe jest również to, że umieszczony jest tylko jeden palnik główny, który jest zapalany bezpośrednio. Również zamiast baterii jako źródła napięcia 10 można zastosować niewielki zasilacz sieciowy.

Wykaz oznaczeń palnik zapłonowy zawór bezpieczeństwa zapł onu zwora ogniwo termoelektryczne magnes impulsowy magnes zabezpieczenia zapł onu popychacz sprężyna dociskają ca elektroda zapł onowa źródło napięcia oscylator mocy stopień kaskadowy 1 stopień kaskadowy 2 element do monitorowania i ograniczenia napięcia układ przełączający CMOS uzupełniający stopień mocy polowy przekaźnik wyłącznik bezpieczeństwa przesuwnik fazowy wzmacniacz analogowy A do M porty

C1 kondensator pamięciowy

C2 kondensator zapłonowy

C3 kondensator wielkiej częstotliwości (HF)

C4 kondensator sprzęgający

C5 kondensator sprzęgający

IS sygnał impulsu

Ll cewka

LS sygnał impulsu

MS sygnał pomiaru

R1 opornik

R2 opornik

R3 opornik

SE płaszczyzna napięcia

TE punkt czasowy przy TR2

PL 207 731 B1

TL	punkt czasowy przy TRI
TR	przerzutnik
TRI	punkt przerzutnikowy
TR2	punkt przerzutnikowy
Tl	tranzystor
T2	tranzystor
T3	tranzystor
T4	tranzystor polowy
VI	wzmacniacz wstępny
V2	wzmacniacz wtórny
MS	sygnał pomiaru

Zastrzeżenia patentowe

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób zapalania strumienia gazu, znamienny tym, że za pomocą elektronicznego zespołu sterującego, po jego aktywowaniu dla zapalenia strumienia gazu, aktywuje się przetwornicę tranzystorową, która z napięcia stałego, wytworzonego przez źródło napięcia (10), wytwarza wyższe napięcie, za pomocą którego ładuje się kondensator pamięciowy (C1) i kondensator zapłonowy (C2), służący do wytworzenia napięcia zapłonu i aktywuje się magnes zabezpieczenia zapłonu (6) za pomocą prądu trzymania, wytworzonego przez źródło napięcia (10), przy czym jednocześnie poprzez przekaźnik (17) przerywa się obwód prądowy, utworzony między magnesem zabezpieczenia zapłonu (6) a ogniwem termoelektrycznym (4), na które oddziaływuje płomień gazu, po czym poprzez element przełączający rozładowuje się gwałtownie kondensator pamięciowy (C1) i wytwarza się uderzenie prądu, które krótkotrwale wzbudza elektromagnes (5), który przesuwa zworę (3) do magnesu zabezpieczenia zapłonu (6) i utrzymuje ją w tym położeniu, po czym poprzez elektrodę zapłonową (9), połączoną z kondensatorem zapłonowym (C2) za pośrednictwem transformatora zapłonowego, w znany sposób wytwarza się iskrę zapłonową do zapłonu wypływającego gazu, a po upływie wstępnie zadanego czasu kończy się proces zapalania i przerywa się prąd trzymania magnesu zabezpieczenia zapłonu (6) i poprzez przekaźnik ponownie zamyka się obwód prądowy, utworzony między magnesem zabezpieczenia zapłonu (6) a ogniwem termoelektrycznym (4).
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że po procesie zapalenia strumienia gazu przeprowadza się badanie, czy pali się płomień gazowy, przy czym w przypadku informacji pozytywnej przerywa się proces zapłonu.
3. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że podczas procesu mierzy się obecność napięcia termoelektrycznego, a w przypadku braku napięcia termoelektrycznego ponownie ładuje się kondensator zapłonowy (C2) i wytwarza się nową iskrę zapłonową, z tym, że sprawdza się czy wyliczony z istniejącego napięcia termoelektrycznego termoelektryczny prąd trzymania wystarcza, aby utrzymać zworę (3) przy magnesie zabezpieczenia zapłonu (6) i w przypadku obecności napięcia termoelektrycznego poprzez przekaźnik (17) ponownie zamyka się obwód prądowy, utworzony między magnesem zabezpieczenia zapłonu (6) a ogniwem termoelektrycznym (4) i przerywa się prąd trzymania, płynący od źródła napięcia (10) do magnesu zabezpieczenia zapłonu (6) i kończy się proces zapalania.
4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że kondensator pamięciowy (C1) i kondensator zapłonowy (C2) ładuje się poprzez każdorazowo przyporządkowaną do nich przetwornicę tranzystorową.
5. Sposób według zastrz. 3, znamienny tym, że z napięcia stałego, wytworzonego przez źródło napięcia (10), wytwarza się napięcie zmienne, przy czym zamiast przetwornicy tranzystorowej stosuje się oscylator mocy (11) z tym, że kondensator pamięciowy (C1) przyłączony do pierwszego stopnia kaskady (12) i kondensator zapłonowy (2) przyłączony do drugiego stopnia kaskady (13), które to kaskady są przyłączone do oscylatora mocy (11), ładuje się do wstępnie zadanego, wyższego napięcia stałego.
6. Sposób według zastrz. 5, znamienny tym, że po uzyskaniu wstępnie zadanych, wyższych napięć stałych, oscylator mocy (11) wyłącza się i włącza się ponownie w przypadku rozpoczęcia dalszych procesów zapalania.
7. Sposób według zastrz. 3, znamienny tym, że wytworzony przez źródło napięcia (10) prąd trzymania zwory (3) doprowadza się jednocześnie do magnesu zabezpieczenia zapłonu (6) i do przePL 207 731 B1 kaźnika (17), przy czym do chwili zamknięcia obwodu prądowego, składającego się z magnesu zabezpieczenia zapłonu (6) i ogniwa termoelektrycznego (4), poprzez zamknięcie przekaźnika (17) krótkookresowo generuje się dodatkowy prąd.
8. Sposób według zastrz. 7, znamienny tym, że napięcie prądu trzymania utrzymuje się w zakresie miliwoltów.
9. Sposób według zastrz. 3, znamienny tym, że obecność napięcia ogniwa termoelektrycznego (4) mierzy się za pomocą wzmacniacza analogowego (20).
10. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że po upływie określonego okresu za pomocą co najmniej jednego włączonego szeregowo i sterowanego czasowo wyłącznika bezpieczeństwa (18) przerywa się wzbudzenie magnesu zabezpieczenia zapłonu (6) przez źródło napięcia (10).
11. Sposób według zastrz. 5 albo 6, znamienny tym, że w przypadku procesów zapalania następujących po pierwszym procesie zapalania przed ładowaniem kondensatora zapłonowego (C2) od pierwszego stopnia kaskady (12) odłącza się kondensator pamięciowy (C1).
12. Układ elektronicznego zapalania strumienia gazu, znamienny tym, że zawiera przetwornicę tranzystorową, połączoną ze źródłem napięcia (10), za którą jest przyłączony kondensator pamięciowy (C1), który jest połączony z elektromagnesem (5) dla uruchomienia zaworu bezpieczeństwa zapłonu (2), oraz kondensator zapłonowy (C2), który poprzez transformator zapłonu jest połączony w znany sposób z elektrodą zapłonową (9); znany magnes zabezpieczenia zapłonu (6), który poprzez przekaźnik (17) jest połączony ze źródłem napięcia (10), względnie z ogniwem termoelektrycznym (4), które jest wyposażone w środek do pomiaru napięcia, a między źródłem napięcia (10) a magnesem zabezpieczenia zapłonu (6) jest umieszczony co najmniej jeden sterowany czasowo wyłącznik bezpieczeństwa (18), przy czym wspomniane sterowane elementy są połączone, poprzez przyporządkowane do nich porty, z elektronicznym urządzeniem sterującym.
13. Układ według zastrz. 12, znamienny tym, że kondensator pamięciowy (C1) i kondensator zapłonowy (C2) posiada przyporządkowany element (14) do monitorowania napięcia i ograniczenia napięcia oraz przyporządkowaną przetwornicę tranzystorową.
14. Układ według zastrz. 12, znamienny tym, że jako przetwornicę tranzystorową posiada oscylator mocy (11), który jest połączony ze źródłem napięcia (10) i jest wyposażony w kaskadowy układ połączeń (12/13), za którym umieszczony jest element (14) do monitorowania napięcia i ograniczenia napięcia.
15. Układ według zastrz. 14, znamienny tym, że oscylator mocy (11) składa się z jednego układu przełączającego CMOS (15), który posiada co najmniej cztery bramki, które są ukształtowane jako bramka NOR lub bramka NAND albo jako zwykłe bramki NIE i spośród których co najmniej jedna bramka jest umieszczona przed innymi, równolegle włączonymi bramkami.
16. Układ według zastrz. 14, znamienny tym, że oscylator mocy (11) składa się z szeregu układów przełączających CMOS, z uzupełniającego, z efektem polowym stopnia mocy (16), włączonego za nim obwodu drgającego (L1/C3) i członu RC, służącego jako przesuwnik fazowy (19).
17. Układ według zastrz. 12, znamienny tym, że środek do pomiaru napięcia ogniwa termoelektrycznego (4) stanowi wzmacniacz analogowy (20).
18. Układ według zastrz. 17, znamienny tym, że wzmacniacz analogowy (20) stanowi wzmacniacz napięcia zmiennego, przed którym włączony jest taktowany dzielnik napięcia.