DE1964252A1

DE1964252A1 - Flammendetektor fuer elektrisch zuendbare Heizungen

Info

Publication number: DE1964252A1
Application number: DE19691964252
Authority: DE
Inventors: Tamio Yamaguchi
Original assignee: Tokyo Gas Co Ltd
Current assignee: Tokyo Gas Co Ltd
Priority date: 1968-12-27
Filing date: 1969-12-22
Publication date: 1970-07-23
Also published as: FR2027229A1; GB1284427A; US3614280A

Description

PATENTANWÄLTE

DIPL.-ING. H. LEINWEBER dipl-ing. H. ZIMMERMANN

8 München 2> Rosental 7, 2.Autg.

Tei.-Adr. lelnpat München Telefon (0811)261989

den ^ ^ . ->

Tokyo Gas Co. Ltd., Tokyo, Japan. Flammendetektor für elektrisch 2 und bare .Heizungen

LIe Erfindung besieht sich auf einen Flammendetektor i-ür elektrisch mitteis einer Zündiunkenstrecke züriduare Heizungen, insbesondere für Gasbrenner,- mit einer im Fiaiumenbereich angeordneten Zündfunkenstrecke.

Flammendetektoren werden beispielsweise in Industrieofen verwendet, Dei denen die Verbrennungskontrolle im allgemeinen so durchgeführt wird, daß viele in der Ofenwand installierte brenner automatisch gezündet werden und dann extern daraufhin üüerwacht werden, ob der Brennstoff sich ordnungs-{jGüäiJ entzündet hat. Hierfür sind verschiedene Systeme bekannt. Während uan zum Zünden Häufig Funkenentladungen an Zünaelekiroden verwendet, werden zur Überwachung der Flamme Systeme angewanüt, die die optische Energie oder die elektrische Leitfähigkeit der Flamme ausnützen. In der Praxis werden häufig die iiüuiüination einer Zündelektrode, einer Überwachungselektroae und einer elektrischen Überwachungsschaltung oder die biiiation einer Zündelektrode, einer optischen Uberwachungs-

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vorrichtung und einer elektrischen Überwachungsschaltung sowie ähnliche kombinationen angewandt. uemäL· diesem Stand der Technik mills der Ofen mit einer Uberwachungseiektrode oaer mit einem Schauglas, mit dem ein optisches Überwachungsgerät verbunden ist-, oaer mit ähnlichen u inr ic·-ht ariden zusätzlicft ζ am Brennersystem ausgestattet sein. Auüer aer Zündschaltung muli außerdem noch eine weitere elektrische Schaltung vorgesehen sein, Es müsse-u eueri-SO viele Flammendetektoren vorgesehen sein, wie. x>r eimer am Uferr vorhanden sind. Wach den bekamt en überwachun^ss^stemen müssen ■ also an der Ofenwand zusätzlich zu den L·rί;IinGrn zahlreiche .Armaturen /nrgesehen sein, was die-Kons-tru-icti-i. -der i/renner and der üienwand -unvermeidlich kompliziert und zu hohen Installations- und Wartungskosten führt. Auf einen Strahlungsrohrbrenner od. dgl. angewandt, wird der resultierende ufenaufoau so kompliziert, daß seine iiealisieroarkeit in !''rage gestellt ist.

äs ist auch Dekannt (japanische Ausleg&scnrift SHO h3- oOJb), zur Überwachung die Impedanz zu verwerteten und eine ständige Funkenentladung zu erzeugen. Auch dieser Stand der Teciifiik genügt nicht den-Anforderungen aer fr axis·.

= Der Erfindung liegt deshalu die Aufgabe zugrunde, einen i'lammendetektor zu schaffen, aer bei einfacher Konstruktion eine zuverlässige FlammenüDerwachung erlaubt.

Ü-emäb der Erfindung wird die Zündfunkenstrecke zugleich als Überwachungsstrecke verwendet, indem sie von einer Zündhochs.pannungsquelle auf eine Iiiederspannungsquelle umschaltbar ist, wobei im iVie&rspannungsstromkreis ein Stromflußdetektor eingeschaltet ist. Es wird also die elektrische leitfähigkeit ■ ' der Flammengase ausgenützt, ohne daß es zusätzlicher Elektroden und zusätzlicher Zuführungsleitungen zum Brenner braucht. Zweck-

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mäßig ist ein Zündtransformator vorgesehen, der primärseitig ^; von einer die Zündleistung liefernden Spannungsquelle auf die IJ iederspannungs quelle uraschaltbar ist. Der Stromflußdetektor, der vorzugsweise als diskriminierende Schaltung ein logisches Schaltglied enthält, ist hierDei zwischen den Zündtransformator und die Zündfunkenstrecke geschaltet, er ist jedoch von einer spanimngsbegrenzenden Umgehungsschaltung überbrückt, so daß an' seinen Klemmen während des Brennens der liündfunkenstrecke keine Überspannung anliegt. Durch diese Schaltung ergibt sich ein hohes Maß an Gemeinsamkeit für den iünd- und den .Überwachungsstromkreis, was eine einfache Installation mit sich bringt.

Vorzugsweise besteht die zugleich als Überwachungsstrecke dienende Zündfunkenstrecke aus einer gegen eine Fläche, vorzugsweise die Fläche des Brennerrohrs oder der Brennermundung, wirkenden Spitzenelektrode. Hierdurch ist es möglich, mit einer einzigen Elektrode sowohl die Zündung als auch die Überwachung der Flamme vorzunehmen. Außerdem ist die gleichrichtende Wirkung aer Gasentladung in einer solchen Entladungsstrecke zur Überwachung ausnützbar. Die Spitzenelektrode ist zweckmäßigerweise an ihrem an die blanke Spitze anschließenden Teil, entweder ganz oder ein· Stück weit, isoliert, so daß unbeabsichtigte Stromflüsse vermieden werden. Bei Verwendung einer selchen Spitze-gegen-Fläche-Funkenstrecke ist die zum Flammendetektor gehörende Schaltung zweckmäßigerweise so aufgebaut, daa die den Stronifluüdetektor überbrückende Umgehungsschaltung aus einem spannungsbegrenzenden Halbleiterelement und einer hierzu parallel geschalteten kapazität gebildet ist, die dem vorzugsweise Zünd-Wechselstrom keine nennenswerte Impedanz entgegenstellt, wobti insbesondere die Um-•gehungsschaltung einen parallel zur kapazität geschalteten Ya-

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ristor aufweist, an dessen Klemmen sich als Stromflußdetektor über eine Widerstand-Kondensator-Glättungsschaltung eine Verstärkerschaltung und hieran der gleichstromfeststellende Stromdetektor anschließt. Vorteilhafterweise greifen der Varistor und die Kapazität an der geerdeten Seite der Zündfunkenstrecke an.. Eine solche Ausführung bietet den Vorteil, daß die gleichrichten de Wirkung der Entladungsstrecke zu einem selektiven Fehlererfassen ausgenützt werden kann, das - auch bei Verwendung von Halbleiterbauelementen, die bei Ausfall leitend werden - dazu führt, daß der Flammendetektor bei Störungen stets im Sinne größerer Sicherheit anzeigt.

V/ ei t er e Einz e lh ei t en, V or teile und Her fcmal e der Er f indung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung* Auf der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise veranschaulicht, und zwar zei-*- gen - V:· ■;■.-.-:. : . -; .- ■ Fig. 1 eine: schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Flammendetektors, . .

Fig. 2 -den Schaltplan der elektrischen Schaltung einer besonderen Aus führungs form eines erfindungsgemäßen Flammen" detektors. ; > ; :

In einen Gasbrenner 1 ist ein Elektrodenstab 2 eingesetzt der teilweise mit einem Isoliermaterial 3 bed,eckt ist und an seiner Spitze gegen jiie Wand des Brenners 1 eine Funkenstrecke 4 bildet. Das Isoliermaterial 3 bedeckt den Elektrodenstab 2 im Bereich kurz vor seiner Spitze, und zwar iii der Nachbarschaft eines durch die FlammenbJLldung örtlich gegebenen, als gestrichelte Linie 5 eingezeichneten Bereichs. Das Isoliermaterial kann auch die ganze Überfläche des Elektrodenstabs 2 bedecken. Seine Anordnung erweist sich als von Bedeutung für ein System., bei dem ■ -■. "...■ ..■■.' -·. - . -5-00983071169

BADORIQINAL

die Zündung und Überwachung der Flamme mittels einer einzigen Elektrode ,durchgeführt wird. Die Ionisation des Brennstoffs zu Beginn der Verbrennung im Brenner zeigt nämlich im durch die gestrichelte Linie b angedeuteten Bereichen dem die Gas-Luft-Mischung des Brennstoffs mit der Verbrennung beginnt, einen äußerst komplizierten Zustand, woraus sich eine Verteilung der elektrischen Ladungsträger ergibt, die einen sehr unstabilen Potentialeinfluß auf die ,Elektrode 2 und den Brenner ^:1 ausüben. Die beschriebene Elektrodenausbildung hat eine gleichrichtende '■ Wirkung, und das Isoliermaterial 3 verhindert immunstige Einflüsse auf diese gleichrichtende Wirkung der !'lamme. Aufgrund des Isoliermaterials 3 kann wegen der gleichrichtenden Wirkung der stabilen Flamme mit dieser Anordnung, bei der die Elektrode 2 durch das brennbare Gas vom Inneren der Flamme, also vom Inneren des Brenners her vorsteht, ein niedriger Strom erzielt werden. Hierbei ist man unabhängig von einer Anordnung, bei der der Elektrodenstab von außerhalb der Flamme, also von außerhalb des Brenners, zugeleitet ist. Die Flamme kann also überwacht werden* Würde die Elektrode'ohne den Überzug aus dem Isoliermaterial 3 ausgeführt sein, so wäre der in der Detektorschaltung fließende Strom sehr unstabil.

Der Elektrodenstab 2 ist mit Hilfe einer isolierenden ; Durchführung 6 in das Innere des Brenners eingeführt. Er-ist außen mit einer Klemme der Sekundärseite eines Zündtransformators 7 verbunden, dessen Primärseite zwischen einer normalen \ Stromquelle b für die Zündung und einer der' Überwachung dienenden iiieaerspannungsquelle ö¹ mit Hilfe eines Umschalters y hin- und hergeschaltet werden kanii, was mit Hilfe eines (nicht dar-: gestellten) Zeitgebers erfolgt. Die andere Sekundärklemme des -

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^r-;-.^:■:"■"*■£■"' . BAD ORlGlNAi.

Zündtransformators 7 ist mit dem Brenner 1 über eine Überwachungsschaltung 10 verbunden, die aus einem transistorisierten ; Stroiufluödetektor 11 und einer Überbrückungsschaltung 12 zur Ab-; leitung des Entladestroms besteht. Lie Überbrücktmgsschaltung 12: enthält eine Zeneraiode 13 und einen kondensator 14. Für den StroK.iluiodetektOr 11 ist eine Gleichstromquelle 1i> vorgesehen. _'■-

Lie Spannungsquelle ο liefert eine übliche Wechselspannung, ueispielsweise in der Größenordnung von 100 bis 2,00 V₁ und, wird während des Zündvorgangs an den Zündtransformator 7 ange- ; schlossen," wodurch in" dessen- Sekundärwicklung .eine hohe. Spannung induziert wird, die eine Funkenentladung in der Funkenstrecke 4 zwischen deni Brenner 1 und dem El ekt rod ens tab 2 'bewirkt'. Gleichzeitig- wird ein Brennstoff aus einer Gas-Luft-riischung durch ei- - neu Jarermstoffeinlaß 17 in den Brenner eingeführt and durch die Funkenentladung entzündet. Ler bei diesem Vorgang^: lileße-nae üint— iadungs-Weehseistrom ist wesentlich gröuer als der während der Überwacamig fließende, icleine pulsierende Gleichstrom. Würde dieser Wechselstrom unmittelbar durch den transistorisierten btroraflußdetektor 11 der Flammenüberwachungsschaltung 10 fließen,, so " würden dessen Schaltelemente möglicherweise beschädigt. Es fließt

jedoch ein wesentlicher Anteil des "Wechselstroms durch die aus der Zenerdiode 13 und dem Kondensator 14 bestehende ÜberbrückungSr-.' schaltung 12, insbesondere fließt praktisch der größte Teil des "Wechselstroms über den Kondensator 14. Sollte jedoch aus irgendeinem Grund eine-zu hohe Spannung am Stromflußdetektor 11 angelegt werden, so wird er hiervor durch die Zenerdiode 13 geschützt. Durch den Zünd-Wechselstrom wird also der Stromflußdetektor 11 nicht beeinträchtigt. _ ■ ..- _r

Im folgenden sei die Überwachung im einzelnen erläutert. , 009 83 0/115 9

^^S?C BADORlGiNAL

Der primärseitige Schalter 9 des Zündtransformator^ 7 wird von der normalen, der Zündung dienenden Spannungs quelle b zur liieder-j spannungs quelle ö¹ umgeschaltet. Nach diesem Umschalten "beträgt i die Sekundärspannung des Zündtransformators 7 etwa 1/30 bis i 1/50 der vorher zu Beginn der Entladung erzeugten Spannung. Wenn j nun eine Flamme herrscht, fließt ein niedriger Gleichstrom von der Elektrode 2 zum Brenner 1 über die Strecke '4 aufgrund der !elektrischen Leitfähigkeit und insbesondere der Gleichrichtfunki tion der Flamme. Dieser niedrige Gleichstrom fließt entsprechend !einem Pfeil 16 und durch die jjberwachungsschaltung 10, in dieser {jedoch kaum durch die Überbrüekungsschaltung 12, sondern im we- ; sentlichen durch den Stromflußdetektor i.1. Im Stromflußdetektor ι 11 wird er verstärkt und betätigt einen eingebauten (nicht dargestellten) Überwachungskontakt. Sollte die Flamme aus irgendeinem G-rund verlos cheh, so öffnet sich der Überwachungskontakt und betätigt eine Sieherheits- oder eine Alarmvorrichtung, die mit dem Überwachungskontakt in elektrischer Verbindung steht.

■ /Mit Hilfe einer einzigen, in den Brenner eingeführten Elektrode erfolgt also die Zündung und wird ein kleiner Gleichstrom I festgestellt. Bei Anwendung des erfindungsgemäßen Flammendetek- ^! tors für Industrieöfen bestehen also keine Gefahren. Die Konstruktion des Brenners und der Ofenwand um den Brenner ist einfach, desgleichen die Wartung. Außerdem kann der Flammendetektor als sehr kompakte Konstruktion aufgebaut werden.

Ein Flammendetektor gemäß Fig. 2 weist außer einem als di£ -. kriminierendes Element dienenden logischen Überwachungsschalt- _t I ι gliejt 20 einen Zündtransformator 31 mit einer oberspannungsseitigen Sekundärwicklung 31a und einer unteBpannungsseitigen Pri- ; . märwicklung 31b auf. Eine Klemme R der Wicklung 31a ist mit einer ' - ' -."■-. -o-

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in einem Brenner 32 angeordneten Elektrode 33 verbunden. D.ie Elektrode 33 steht einer Im Brenner 32 vorgesehenen· Brennermündung 34 gegenüber j die über den Brennerkörper geerdet ist und weiterhin ixber eine Anschlußklemme B mit einem Varistor 35 und Kondensatoren 36 und 3Ö an deren einer Anschlußseite verbunden ist. Ferner ist die Brennermündung 34 mit jeweils einer Anschlußseite eines Widerstands 42, eines Widerstands 44, einer Zenerdiode 47 und eines Widerstands 49 und weiterhin mit der negativen Klemme einer Gleichstromquelle verbunden. Die erdende Klemme A des Zündtransformators 31 ist mi"t der anderen Änschluß-

' seite des Varistors 35 und des Kondensators 36 sowie mit einer Anschlußseite: eines Widerstands 37 'Verbunden,., dessen andere An- ^; schlußseite an den Kondensator 36, einen Widerstand 39 und die Gatterelektrode eines Feldeffekttransistors 41 angeschlossen ist. Die andere Anschlußseite des Widerstands 39 ist mit der anderen Anschlußseite des Widerstands 42 und mit der Quelle des Feldeffekttransistors 41. verbunden. Dessen Abflußelektrode ist an di e Bas i skiemme E " eines Zwisch ens tufentransis tor s 43 und weit er* .hin über einen Widerstaad 40 an die positive Klemme der Gleichstromquelle geschlossen. Die Köllektorklemme desTransistors.43 ist an die Kollektorklemme eines Endstufentransistors 46 und über die Spule 45a eines kleinen elektromagnetischen Relais 45, die als Last wirkt, an die positive Klemme der GleiGh^tOmquelle angeschlossen. Die Emitterklemme desZwischenstufentransistors 43 ' ist mit. dem· anderen Ende des Widerstands 44 und mit der Basis-.klemme des Endstufentransistors 46 verbunden. Die Emitterklemme dieses Endstufentransistors 46 ist mit der anderen Anschlußseite der" Zenerdiode 47 verbunden. Die Transistoren in der Zwischenstufe und Endstufe bilden eine Darlingtonschaltung zur Erhöhung

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.. BÄÖ QRJGIJSJAL

der Stromverstärkung.

Der 'Ankerkontakt 4ö.des elektromagnetischen Heiais 45

hat einen Anschluß a, der mit der positiven Klemme der Strom-, quelle verbunden ist, einen Anschluß b, der mit dem Widerstand 49 und außerdem mit einer der Eingangsklemmen des logischen Überwachungsschaltglieds 20 zur Störungsaufdeckung verbunden ist, sowie einen Anschluß c.

Die andere Eingangsklemme 'des logischen Schaltglieds 2ü ist mit der Klemme E an der AbfluBelektrode des Feldeffekt transistors 41 verbunden. '

Die so aufgebaute Schaltung des Flammendetektors besteht im wesentlichen aus drei Teilen: einer Überbrückungs- und Glättungsschaltung, einer aus drei Transistoren zusammengesetzten Verstärkerschaltung und dem logischen Schaltglied zur Störungsaufdeckung. Die wichtigeren Teile dieser Schaltung seien im folgenden im einzelnen erklärt. Der Varistor ob stellt einen Spannurigs-(Strom)ßegrenzer zum Beibehalten der Spannung an den Eingangski emm en A und B unterhalb eines bestimmten gegebenen Wertes dar. Die Hauptschaltung· ist dadurch gegen Überspannung gesichert·. Die Kondensatoren 3b und 3ό und der Widerstand 37 erfüllen zwei Funktionen: eine Funktion als Wechselstromüberbrückungsschaltung, während derer wegen des im Fall der Funkenentladung -bei der Zündung und im Fall eines anormalen Kurzschlusses zwischen der Elektrode 33 ^un(i Ί^ΘΓ Brennermündung 34 fließenden Wechselstroms , kein Ud er wachun_ös Vorgang erfolgt, und eine G-lättungsf unkt ion für den pulsierenden Gleichstrom, der zwischen den KleDimen A und B flieiit, wenn die normale Flamme überwacht wird. Der im Gatterkreis des Feideffekttransistors 41 zum Zweck der Flammenüberwachung verwendete Widerstand 3y hat einen hohen Widerstands.wert.

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Me Zenerdiode "47 wirkt als Temperaturkompensator, um die Flammendetektorschaltung in'normalem Betrieb zu halten, selbst wenn sie ,einer sehr heißen Atmosphäre, ausgesetzt ist. Ler-Ankerkontakt ^o wird durch !irreren "bzw. üintregen des elektromagnetische]! lielais 43 betätigt. Wenn"der Ankerkontakt 1c in seiner Überwa- · chungssteilung ist, d.h., wenn er vom Anschluß c zum Anschluß ο ■__ übergewechselt ist, soll der Widerstand 49 dem Punkt F ein Po-"""¹ tential geben. Die Potentiale der Punkte F und iii werden dem U-υerwachungssehaltglied 20 eingegeben, das somit eine Störung äst Le tekt or schaltung -selbst aufdeckt. -. '■ .

Lie Schaltung sei von αer Paase ihrer Funktion ausgehend erklärt, lieira Züridvorgang wird zur Erzeugung der Zündentiadung "■-eine gegebene Spannung an die Primärwicklung 31b des L'ünd.transformators 31 angelegt und damit in der Sekundärwicklung 3.1a eine Hochspannung erzeugt. Liese Spannung wird an die Strecke zwisehen der Ülektrode 33 und der ^rennerniündurig 34 einerseits über' die hochspannungsseitige Klemme it und andererseits üoer aie Klemme S., die Elemente der Über br ückungs schaltung und die geerdete \ Klemme B angelegt. Hierdurch entsteht ein'Funken an der Funkens-trecke. Lie sich ergebende Jintladungsenergie dient zum Zünden des gasförmigen Brennstoffs. Ler bei der Entladung fließende Strom ist Wechselstrom. Der Widerstand 39 des G-atterkreises istwesentlich hochohmiger als der Widerstand 37 und hat eine größe-* re Impedanz als die Kondensatoren 3t> und 3o hinsichtlich der /' Wechselstromkomponente haben. Der der Zündung dienende Wechselstrom fließt deshalb nicht in den Stroffiflußaetektor, sondern wird in der aus dem Kondensator 3o und dem Widerstand 37 bestehenden Eeihenschaltung sowie in der aus"dem Kondensator 36 ., und dem Varistor 35 bestehenden Parallelschaltung abgeleitet. ■

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Der Stromflußdetektor überwacht also in dieser Betriebsphase nicht, und die Spannung an den Klemmen A und B wird aufgrund des Varistors 35 unterhalb eines bestimmten gegebenen Wertes gehalten. Der Zündv.organg durch diese Entladung dauert einige Sekunden. Nach diesem "Vorgang wird die. an die Primärwicklung 31b des Zündtransformators J1 angelegte Spannung auf eine Niederspannungsquelle von wenigen Volt umgeschaltet. Hierdurch beginnt der _; Überwachungsvorgang, und der Zündtransformator 31 dient als Überi wachungsenergie-Transformator. Seine Sekundärspannung beträgt ■: ' etwa 1/30 bis 1/50 der für die Zündung erzeugten Spannung. Ist ^v ■ der Brennstoff ordnungsgemäß entzündet und beim Zündvorgang eine /normale Flamme gebildet worden, so wirkt diese so, daß die an I- die Strecke zwischen der Elektrode 53 und der Brennermündung 34 ¹ angelegte tiberwachungs-Wechselspannung gleichgerichtet wird. Von 1 der Elektrodenseite zur'. Brenners ei te der Strecke fließt nur wäh-,

j rend der Halbperiode, zu der die Elektrode 33 auf höherem Po- j ' tential liegt als die Brennermündung 34, ein niedriger Strom, ins— -gesamt also ein pulsierender Gleichstrom. An den Klemm.en A una , ; B liegt somit eine pulsierende GIerohspannung an, die durch die ; \ aus den Kondensatoren $6 und 36 bestehende Glättungsschaltung i . geglättet und dann an die Klemmen C und D gelegt wird. ,Der Gleich*- ' strom fließt also nicht durch die Kondensatoren, sondern über dii Widerstände 39 und 42 der Überwachungsschaltung. Sollte die Span» nung an den Klemmen k und B einen bestimmten Wert überschreiten, so fließt der überschüssige Strom durch die Spannungsbegrenzer- i schaltung. Aufgrund der Glättungsfunktion wird der Überwachungsvorgang stabil aufrechterhalten. ·

Im Fall unnormaler Arbeitsweise, etwa wenn zwischen der Elektrode 33 und der Brennermündung 34 eirjKurzschluß vorliegt, .,

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bildet sich keine Funkenentladung während des Zündvorgangs, und' es fließt aufgrund der Zülidansteuerung ein Kurzschl-uß-Wechselstrom von etwa 20 Milliampere. Während der Überwachung fließt dann ein niedriger Wechselstrom von etwa 1 Milliampere, unabhängig, ob eine Flamme vorhanden ist oder nicht. Diese Wechselströme werden ebenso wie die beschriebenen Zünd-EntladestrÖme in der aus den Kondensatoren 36 und 33 und dem Widerstand 37 bestehenden Überbrückungsschaltung und in der aus dem Varistor 35 bestehenden Begrenzerschaltung abgeleitet. Infolgedessen ergibt sich keine Stromflußanzeige. Wenn die Elektrode also einen unnormalen Zustand'einnimmt, wird keine Flamme festgestellt, und die Schaltung arbeitet auf der sicheren Seite.

Bei dieser Ausfuhrungsform ergibt sich also das Betriebsverhalten, daß nur eine - gegebenenfalls pulsierende -' Gleichstromkomponente, die über die gleichrichtende Funktion der Flamme erhalten wiä, festgestellt wird, während Wechselstromkömponen ten nicht festgestellt werden und die Schaltung somit stets,auf der sicheren Seite arbeitet.

κ Es können in der Flammendetektorschaltung dieser Ausführungsform vier Arten von Strömen fließen, nämlich der bei der Zündung auftretende Entladestrom, der bei der Überwachung vorliegende pulsierende Gleichstrom, ein Kurzschlußstrom während der Zündung und ein Kurzschlußstrom während der Überwachung. Diese Ströme liegen im Bereich von einem Mikroampere während=der Überwachung, bis zu über 20 Milliampere bei einem Kurzschluß während des Zündvorgangs. Die Überwachungsschaltung arbeitet jedoch nur in Antwort auf die kleine Gleichstromkomponente, die über einem breiten Bereich verschiedener Stromkomponenten von der normalen Flamme verursacht wird. Diese besondere Funktion

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rührt vom Varistor 35 her, der als Begrenzer wirkt, und außerdem von der Mehrfunktion-Sehaltung, die die Kondensatoren % ; und 3d, den Widerstand 37 und die Klemmen B und C enthält und sowohl den Gleichstrom glättet als auch die 'Wechselstromkomponente ableitet. -

Der Widerstand 37 hat hinsichtlich dieser Wirkungsweise eine besonders' wichtige Funktion. Ein. durch .die Daten des Varistors 3b gegebener bestimmter Spannungswert wird sowohl wäh- ' rend der normalen Überwachung als auch-während eines Kurzschlusses an der Elektrode, zwischen den Klemmen A und υ beibehalten, Diese Spannung hat' im Fall der normalen Überwachung die Form einer pulsierenden Gleichspannung und im FaIl der Funkenentladung oder eines j<il eic trodeiikurz Schluss es- die Form einer Wechselspannung. Ohne den Varistor 3b in Betracht zu ziehen, fließt Wechselstrom durch die Schaltung aus den Kondensatoren 3b und 3ö und dem Widerstand 37, während Gleichstrom durch die aus den widerständen 42, 39 und '37 bestehende Reihenschaltung iliüijt. Wenn an den Klemmen Ä und L eine Wechselspannung an-, liegt, wird sie geteilt und liegt am "Widerstand 37 und am Kondensator 3c an. Wird dem Widerstand 37 eine größere Impedanz gegeben, als dem Kondensator 3o, so fällt am Widerstand ,37 der ' Großteil der Spannung ab, und an den der Überwachung dienenden , Klemmen G und ß liegt nur ein begrenzter Teil der Spannung an. Infolgedessen wird zwischen den Klemmen C und D keine ausreichen+ de Potentialdifferenz erzeugt, selbst während der Halbperiode, \ die für den Feldeffekttransistor 41 wirksam wäre. Der Feldeffekt transistor sperrt also, und die Schaltung stellt'keine Flamme fest. Fließt jedoch ein Gleichstrom, so liegt eMe Spannung am· Überwachungs-Ga'tterkreis-Widerstand 39 an, und es wird eine aus-

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reichende Potentialdifferenz erzeugt, um den Schaltzustand des J Feldeffekttransistors 41 zu beeinflussen. Die Schaltung ist da- . mit überwachungsbereit. Der Widerstand 37 wirkt also als Diskri-' ruinator, der zwischen den Gleichstrom- und Wechselstromkomponentef unterscheidet und so eine Flammenfeststellung durch die Über- - ₍ wachungsschaltung nur durch die Gleichstromkomponente, die von
der normalen Flamme verursacht wird, ermöglicht.

Die beschriebene Schaltung .ergibt also bei-der tiberwachuijg eier Flamme eine zusätzliche Sicherheit, da sie im Fall eines
Fehlers im System auf der Sieherheitssei'te" anzeigt. Die Schaltung hat keine Teile, die ein« folgenscnwer-> jv-jhi&naeige verursachen konnten. Genau genommen, haben ja srIeLe Schaltelemente

wie der Varistor 3i>, die Transistoren-41, 43 Amd 4b und die Le- - nerdiode 47 nur eine geringe ivUSiall-V/cihrscheiulichiceit. Lu allgemeineü führt ein Ausfall eines nalblelterelerneutes in Üoerwachungsschaltungen su Schaden, da diese i;lem<jrite im Gegensatz. ' zu Elektronenröhren im Schadensfälle leitend werden. Die beschriebene Schaltung arbeitet ^edoch auch auf der sicheren-Seite für den Fall, daü der Varistor 3-λ und/oder der Feldeffekt-
|f transistor 4I beschädigt würden. Beispielsweise sei angenommen,
daß der Varistor Schaden jiimmt und leitend wird. ,In diesem Fall ' wird das Potential an der Klemme A gleich dem an der Klemme B,
so daß an den Klemmen C und D keine üiingangsSpannung anliegt und der Feldeffekttransistor 41 gesperrt bleibt. . \

- Die beschriebene Ausführungsform ermöglicht es also, mit einer einzigen Schaltung eine genaue und sichere Zünd- und Überwachungsfunktion für die Flamme zu allen Zeiten durchzuführen..

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Claims

Patentansprüche :

Flammendetektor für elektrisch mittels einer Zündfunkenstrecke zündbare Heizungen, insbesondere für Gasbrenner, mit einer im Flammenbereich angeordneten Zündfunkenstrecke, dadurch gekennzeichnet, daß die Zündfunkenstrecke (4; 33* 34) von einer Zündhochspaiinungscjuelle (8) auf eine liiederspannungsquelle (ö¹) umschaltbar ist, und daß im Niederspannungsstromkreis ein Stromflußdetektor (11) eingeschaltet ist. : i

2. Flammendetektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Zündtransformator (7, 31) primärseitig auf die Niederspannungsquelle (8*) umschaltbar ist» und daß der'Stromflußdetektor (11)zwischen den Zündtransformator und die Zündfunkenstrecke (4» 33t 34) geschaltet und von einer spannungsbegren- , senden Umgehungsschaltung (12; 3i? bis 38) überbrückt ist.

3. Flammendetektor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich- ^! net, daß der Stromflußdetektor als diskriminierende Schaltung (11) ein logisches Schaltglied (20) enthält.

4. Flammendetektor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da- ; durch gekennzeichnet, daß die Zündfunken- und Überwachungsstreckie ■ aus einer gegen eine Fläche (1, 34) wirkenden Spitzenelektrode

(2, 33),besteht. ^;

b. Flammendetektor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich- j net_r daß die Fläche das Brennerrohr (1) oder die Brennermündung ■ (34) ist. ι

6. Flammendetektor nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekenn*- zeichnet, daß die Spitzenelektrode (2) in ihrem an die blanke Spitze anschließenden Teil isoliert (3) ist. ·,

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7. Flammendetektor nach einem der Ansprüche 4 "bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die den Strouiflußdetektor (1) überbrückende umgehungsschaltung (12) aus .einem Spannungs!:e_orenüfciiden Halbleiterelement (13, 33) und einer hierzu parallel geschalteten Kapazität (I4, 36, 3o) besteht.

o. J/lammendetei£tor nach Anspruch 7, dadurch "geitei-n:;- ichnet_r daß die Umgehungsschaltun_o einen parallel aur ^ept^itilt (>-) geschalteten Varistor (3b) auiweist, an ö.essen idLeniueix (ü, !.Χ w sich als Stromiluiadetektor über eine V/iaerstarj.ds-ivOiia^:-{;c/L«..r-Glättungsschaltung. (3tj, 37· 3o) eine Verstärkersc^aituii^ (-ii, 43, ■46) und hieran der ^ieichstroiüieststellende Strou.aetüt.tci· (^a.=) = anschließt.

y. Hamniendetolctor nach Anspruch c ,· dadurch- ge^eiaiL el ebnet, daß der Varistor (.9) und die Kapasit-ät (3o) an acr ^eerdoten Seite (i>) üer Lündiunkenstrecke tui^r-eiien.

1u. Flamm endetest or nach Ansprach ■.: oder y, o.b.cur.c!: _ockennzeichnet, dais die Schaltung mit ijalt-leitorüau 41, ί3^ -ib) bestückt ist.

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