Technisches Gebiet
[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Zünden eines Gasstromes und eine Schaltungsanordnung
zur Durchführung dieses Verfahrens, wie sie insbesondere bei Gasregelarmaturen für
einen Gasheizofen benutzt werden können.
Stand der Technik
[0002] Möglichkeiten zur Zündung eines Gasstromes gibt es in einer Vielzahl von Ausführungen.
[0003] So ist in der
US 5 722 823 A eine Zündvorrichtung zum Zünden von Gasen beschrieben. Die Zündvorrichtung weist
eine Magnetspule, die ein Gasventil betätigt, einen Zünder zur elektrischen Zündung
des Gasstromes und eine Fernbedienung, die über eine Niederspannungsleitung mit der
Magnetspule und der Zündung verbunden ist, auf. Dabei schließt die Fernbedienung eine
Energieversorgung und eine Zeitschaltung für die zeitlich gesteuerte Bereitstellung
der Niederspannung ein.
[0004] Diese Ausführung benötigt zum Zünden des Gasstromes sehr viel Energie. So werden
drei Relaisspulen versorgt, die eine relativ hohe Leistungsaufnahme bedeuten. Desweiteren
wird während des Zündvorganges ständig das Magnetventil erregt, was eine hohe Stromaufnahme
zur Folge hat. Zur Energieversorgung kommt deshalb nur eine Netzversorgung in Frage.
Ein weiterer Nachteil ist, dass innerhalb der Schaltung auftretende Fehler zu einem
die Sicherheit beeinflussenden Zustand führen können.
[0005] Aus der
GB 2 351 341 A ist eine Ventileinrichtung zur Steuerung der Zündung eines Gasbrenners bekannt. Eine
Betätigungsspindel wird per Hand in die Zündstellung bewegt, wobei das Zündsicherungsventil
geöffnet wird. Die Betätigungsspindel braucht nur kurze Zeit in dieser Stellung gehalten
werden, da bei der Bewegung der Betätigungsspindel ein Mikroschalter eingeschaltet
wird. Das bewirkt, dass über ein Netzteil eine Spannung zum Halten des Magneteinsatzes
bereitgestellt wird. Die Zündung erfolgt über eine piezoelektrische Funkenzündung.
Das Netzteil wird ausgeschaltet, wenn der von einem Thermoelement bereitgestellte
Thermostrom zum Halten des Zündsicherungsventils in Offenstellung ausreicht.
[0006] Auch bei dieser Lösung ist es von Nachteil, dass ein Netzteil verwendet wird. Außerdem
ist ein zusätzlicher Aufwand für die Durchführung der piezoelektrischen Funkenzündung
notwendig. Insbesondere bei einem größeren leitungsmäßigen Abstand zwischen Zündsicherungsventil
und Brenneröffnung besteht das Problem, dass zum Zeitpunkt der Zündung noch kein zündfähiges
Gasgemisch an der Brenneröffnung vorliegen kann, da der Zeitraum zwischen der Öffnung
des Zündsicherungsventils und dem Zünden relativ gering ist.
[0007] Desweiteren ist in der
DE 93 07 895 U ein Mehrfunktionsventil mit thermoelektrischer Sicherung für Gasbrenner von Heizungsanlagen
beschrieben. Dieses Mehrfunktionsventil nutzt zu seiner Betätigung die vorhandene
Netzstromversorgung eines Raumes. Um den Gasstrom zu zünden, wird über einen Drucktaster
ein Magnetventil erregt, wodurch das Zündsicherungsventil geöffnet wird. Gleichzeitig
erfolgt die Zündung des Gasstromes. Ein im Bereich der entzündeten Gasflamme befindliches
Thermoelement wird erwärmt und bringt über den dadurch entstehenden Thermostrom einen
Magneteinsatz in den erregten Zustand. Der Magnet hält einen Anker fest und somit
ebenfalls das mit dem Anker verbundene Zündsicherungsventil in Offenstellung. Nunmehr
kann der Drucktaster losgelassen und das Magnetventil entregt werden.
[0008] Hier ist es von Nachteil, dass der Drucktaster so lange gehalten werden muss, bis
durch den Thermostrom das Zündsicherungsventil in Offenstellung gehalten wird. Ebenfalls
von Nachteil ist, dass auf Grund dessen, dass das Magnetventil diese Zeit über die
Netzstromversorgung erregt bleiben muss, der Stromverbrauch relativ hoch und somit
eine Netzstromversorgung notwendig ist.
[0009] Die beiden in der
GB 2 351 341 A und in der
DE 93 07 895 U beschriebenen Lösungen weisen außerdem noch den Nachteil auf, dass sie nicht vollautomatisch
betrieben werden können, sondern dass eine Handbetätigung erforderlich ist. Weitere
Verfahren und Anordnungen zum Zünden eines Gasstromes sind aus
DE 3126639A und aus
DE 28 09 843 A bekannt.
Darstellung der Erfindung
[0010] Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, ein Verfahren zum vollautomatischen Zünden
eines Gasstromes und eine Schaltungsanordnung zur Durchführung dieses Verfahrens zu
entwickeln, die einen so geringen Stromverbrauch aufweisen, dass unter Gewährleistung
einer ausreichenden Lebensdauer eine integrierbare Spannungsquelle zum Einsatz kommen
kann. Weiterhin soll der Aufbau möglichst einfach und kostengünstig gestaltet sein.
[0011] Erfindungsgemäß wird das Problem verfahrensseitig dadurch gelöst, dass ein Transverter
aktiviert wird, der aus einer von einer Spannungsquelle zur Verfügung gestellten Gleichspannung
eine höhere Spannung erzeugt, mit der ein Speicherkondensator und ein zur Bereitstellung
der Zündspannung dienender Zündkondensator aufgeladen werden. Ein an sich bekannter
Zündsicherungsmagnet wird mit einem von der Spannungsquelle zur Verfügung gestellten
Haltestrom aktiviert, wobei gleichzeitig ein zwischen dem Zündsicherungsmagneten und
einem von der Gasflamme beeinflussbaren Thermoelement bestehender Stromkreis über
ein Relais unterbrochen wird. Über ein Schaltelement wird nun der Speicherkondensator
schlagartig entladen, wobei ein Stromstoß erzeugt wird, der zur kurzzeitigen Erregung
eines Elektromagneten dient, um ein an sich bekanntes Zündsicherungsventil zu öffnen
und dabei gleichzeitig den Anker des Zündsicherungsmagneten anzulegen. Auf Grund des
durch den Haltestrom aktivierten Zündsicherungsmagneten wird der Anker nach seiner
erfolgten Anlage in dieser Stellung gehalten und über eine mit dem Zündkondensator
über einen Zündtransformator verbundene Zündelektrode in bekannter Weise ein Zündfunken
zum Entzünden des ausströmenden Gases erzeugt. Nachfolgend werden weitere Zündvorgänge
eingeleitet, indem der Zündkondensator wieder aufgeladen und nach erfolgter Aufladung
ein erneuter Zündfunken erzeugt wird. Nach einer vorgegebenen Zeit wird das Zünden
beendet. Der von der Spannungsquelle zum Zündsicherungsmagneten fließende Haltestrom
wird unterbrochen und der zwischen dem Zündsicherungsmagneten und dem Thermoelement
bestehende Stromkreis über das Relais wieder geschlossen.
[0012] Damit wurde eine Lösung gefunden, mit der die weiter oben genannten Nachteile des
Standes der Technik beseitigt wurden. Durch eine kurze Betätigung der elektronischen
Steuereinheit ist eine Zündung des Gasstromes möglich. Dabei ergibt sich auf Grund
der unabhängig von der Dauer der Betätigung der Steuerungseinheit nur impulsartigen
Betätigung des Elektromagneten ein sehr geringer Strombedarf. Weiterhin ist es möglich
zur Erzeugung des Zündfunkens auf die Spannungsquelle zurückzugreifen, so dass der
zusätzliche Aufwand für eine piezoelektrische Zündeinrichtung entfallen kann.
[0013] Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den anderen Patentansprüchen
hervor.
[0014] So erweist es sich als günstig, wenn zuerst durch die elektronische Steuereinheit
nach ihrer Aktivierung zum Zünden des Gasstromes eine Prüfung erfolgt, ob eine Gasflamme
brennt. Bei einer Positivinformation wird der Zündvorgang abgebrochen, wohingegen
bei einer Negativinformation die oben aufgeführten Verfahrensschritte durchgeführt
werden.
[0015] Weiterhin ergibt sich eine vorteilhafte Ausgestaltung des Verfahrens, wenn das Vorhandensein
einer Thermospannung gemessen wird, wobei bei fehlender Thermospannung weitere Zündvorgänge,
wie weiter oben beschrieben, eingeleitet werden. Bei vorhandener nachweisbarer Thermospannung
wird hingegen das Zünden beendet. Sobald der aus der gemessenen Thermospannung elektronisch
berechnete Thermostrom ausreicht, um den Anker auf dem Zündsicherungsmagneten zu halten,
wird der von der Spannungsquelle zum Zündsicherungsmagneten fließende Haltestrom unterbrochen
und der zwischen dem Zündsicherungsmagneten und dem Thermoelement bestehende Stromkreis
über das Relais wieder geschlossen.
[0016] Denkbar ist es auch, dass der Speicherkondensator und der Zündkondensator relativ
einfach über jeweils einen ihnen zugeordneten Transverter auf unterschiedliche Spannungen
aufgeladen werden.
[0017] Desweiteren ergibt sich eine günstige Ausgestaltung des Verfahrens, wenn aus der
von der Spannungsquelle zur Verfügung gestellten Gleichspannung eine höhere Wechselspannung
erzeugt wird, indem statt des Transverters ein Leistungsoszillator eingesetzt wird
und der Speicherkondensator erst bei Einleitung des Zündvorganges an eine dem Leistungsoszillator
nachgeschaltete erste Stufe einer Mehrfachkaskade geschaltet wird, woraufhin der Speicherkondensator
und der elektrisch leitend mit der zweiten Stufe der Mehrfachkaskade verbundene Zündkondensator
mittels der höheren Wechselspannung über die Kaskadenschaltung auf vorgegebene höhere
Gleichspannungen aufgeladen werden. Nach dem Erreichen der vorgegebenen höheren Gleichspannungen
wird der Leistungsoszillator ausgeschaltet und bei Einleitung weiterer Zündvorgänge
wieder eingeschaltet.
[0018] Um den Strombedarf noch weiter zu verringern, was sich als besonders günstig erweist,
wenn die Spannungsquelle aus einer Batterie besteht, die von den Abmessungen her so
klein ausgeführt sein kann, dass sie sich zusammen mit der elektronischen Steuereinheit
in dem Gehäuse eines Empfängerteiles einer Fernbedienung befinden kann, kann der von
der Spannungsquelle bereitgestellte Haltestrom zum Halten des Ankers gleichzeitig
über den Zündsicherungsmagneten und das Relais fließen, wobei zum Zeitpunkt des Schließens
des zwischen Zündsicherungsmagnet und Thermoelement bestehenden Stromkreises kurzzeitig
ein zusätzlicher Strom generiert wird, um sicher zu verhindern, dass der Anker beim
Umschalten des Relais auf Grund der kurzzeitigen Stromunterbrechung bei Zwischenstellung
der Schaltkontakte des Relais abfällt. Andererseits ist es auch denkbar, dass die
Spannung des dem Zündsicherungsmagneten von der Spannungsquelle zur Verfügung gestellten
Haltestromes über einen zusätzlichen Transverter in den Millivoltbereich transvertiert
wird.
[0019] Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn das Vorhandensein einer Thermospannung mittels
eines Analogverstärkers gemessen wird,
[0020] Zur Erhöhung der Sicherheit des Verfahrens, zum Beispiel beim Auftreten eines Havariefalles,
dient ein Verfahrensschritt, der nach Ablauf einer definierten Zeitdauer die Erregung
des Zündsicherungsmagneten über die Spannungsquelle zusätzlich durch einen oder mehrere
unabhängige in Reihe geschaltete und zeitgesteuerte Sicherheitsabschaltungen unterbricht.
[0021] Damit die Zeitdauer zwischen dem ersten Zündvorgang und den folgenden Zündvorgängen
möglichst kurz gehalten wird, ist es aus Energiespargründen günstig, wenn vor weiteren
zyklischen Aufladungen des Zündkondensators der Speicherkondensator von der Kaskade
abgeschaltet wird.
[0022] Seitens der Schaltungsanordnung wird das Problem erfindungsgemäß durch die im Patentanspruch
12 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind
den dazugehörigen Unteransprüchen zu entnehmen.
Ausführungsbeispiel
[0023] Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung zum Zünden
eines Gasstromes werden nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.
Die einzelnen Darstellungen zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung der Schaltungsanordnung,
Fig. 2 eine detaillierte Darstellung des Leistungsoszillators
Fig. 3 eine detaillierte Darstellung des Analogverstärkers.
[0024] Die in Fig. 1 dargestellte beispielhafte erfindungsgemäße Schaltungsanordnung zur
Durchführung des Verfahrens zum Zünden eines Gasstromes wird bei einer Gasregelarmatur
eingesetzt. Diese Gasregelarmatur ist ein Schalt- und Regelgerät, das vorzugsweise
für den Einbau in einen gasbeheizten Kaminofen oder dergleichen bestimmt ist. Sie
ermöglicht die Bedienung und Überwachung eines Brenners, indem die zum Brenner strömende
Gasmenge gesteuert wird. Neben für die Erfindung nicht wesentlichen und daher in diesem
Ausführungsbeispiel nicht dargestellten Baugruppen, besitzt die Gasregelarmatur einen
Zündbrenner 1 und ein Zündsicherungsventil 2. Der Aufbau und die Funktion des Zündbrenners
1 und des Zündsicherungsventils 2 sind dem Fachmann geläufig und werden deshalb hier
nicht näher erläutert.
[0025] Zur Ansteuerung dient als elektronische Steuereinheit ein nicht dargestelltes Mikrorechnermodul,
das sich in diesem Ausführungsbeispiel zusammen mit einer Spannungsquelle 10 in einem
ebenfalls nicht dargestellten separaten ortsunabhängigen Gehäuse des Empfängerteiles
einer Fernbedienung befindet. Als Spannungsquelle 10 dienen, wie in der Zeichnung
dargestellt, handelsübliche Batterien, in diesem Fall der Größe R6.
[0026] Ein weiter unten näher beschriebener Leistungsoszillator 11 der über einen Port J
von dem Mikrorechnermodul angesteuert werden kann, ist mit der Spannungsquelle 10
verbunden. Ihm nachgeschaltet ist eine Kaskadenschaltung 12/13 die zur Ansteuerung
und Versorgung eines nachgeordneten Speicherkondensators C1 und zur Ansteuerung und
Versorgung eines nachgeordneten Zündkondensators C2 dient. Da die zum Aufladen des
Speicherkondensators C1 benötigte Spannung bedeutend geringer als die zum Aufladen
des Zündkondensators C2 benötigte Spannung ist, ist die Kaskadenschaltung 12/13 als
mehrfache Kaskadenschaltung ausgeführt.
[0027] Hierbei dient die erste Stufe der Kaskade 12 zur Ansteuerung und Versorgung des nachgeordneten
Speicherkondensators C1. Diesem ist wiederum ein Elektromagnet 5 nachgeordnet, der,
wie in der Darstellung schematisch gezeigt, zur Betätigung eines an sich bekannten
Zündsicherungsventils 2 dient. Auf Grund der nur kurzzeitigen Belastung ist hierbei
ein thermisch unterdimensionierter sogenannter Impulsmagnet 5 ausreichend.
[0028] Die zweite Stufe der Kaskade 13 dient zur Ansteuerung und Versorgung des nachgeordneten
Zündkondensators C2, der Teil einer an sich bekannten, und deshalb hier nicht näher
erläuterten Zündeinrichtung ist. Über einen Port C ist der Zündkondensator C2 von
dem Mikrorechnermodul zur Zündung ansteuerbar. Desweiteren ist die zweite Stufe der
Kaskade 13 mit einem Element 14 zur Spannungsüberwachung verbunden. Gleichzeitig dient
das Element 14 zur Begrenzung der auftretenden Maximalspannung, um eine Zerstörung
von Bauteilen zu verhindern. Auf eine zusätzliche Spannungsüberwachung für den Speicherkondensator
C1 kann hierbei verzichtet werden, da nach dem erfolgten Aufladen des Zündkondensators
C2 auch von einer erfolgten Aufladung des Speicherkondensators C1 ausgegangen werden
kann. Zur Rückmeldung an das Mikrorechnermodul dient der Port D.
[0029] In Fig. 2 ist die Schaltung des zum Einsatz kommenden Leistungsoszillators 11 detailliert
dargestellt. Der Leistungsoszillator 11 besteht aus einem dem Fachmann an sich bekannten
CMOS - Schaltkreis 15 mit mindestens vier Gattern. Diese Gatter können NOR-Gatter,
NAND - Gatter, einfache Negatoren o.ä.. sein. Ihnen nachgeordnet ist eine Komplementär
- Feldeffekt - Leistungsstufe 16, der sich ein LC - Reihenschwingkreis, bestehend
aus Spule L1 und HF - Kondensator C3 anschließt. Zur Rückkopplung und Phaseneinstellung
dient als so genannter Phasenschieber 19 ein RC - Glied.
[0030] Wie in Fig. 1 weiter dargestellt, ist ein zum Zündsicherungsventil 2 zugehöriger
Zündsicherungsmagnet 6 mit einem Thermoelement 4 verbunden. In diesem Stromkreis ist
zusätzlich der Öffner eines monostabilen Relais 17 angeordnet, wohingegen im erregten
Zustand dieser Stromkreis geöffnet ist und der Zündsicherungsmagnet 6 von der durch
die Batterien gebildeten Spannungsquelle 10 bestromt wird. Dazu ist ein Schaltelement,
in diesem Fall ein Transistor T1, der über Port G vom Mikrorechnermodul angesteuert
werden kann, einerseits mit der Spannungsquelle 10 und andererseits mit dem Relais
17 verbunden. Parallel zum Relais 17 ist zusätzlich ein Widerstand R1 angeordnet,
da der für den Zündsicherungsmagneten 6 benötigte Haltestrom höher ist, als der über
das Relais 17 fließende Strom. Weiterhin befinden sich in diesem Stromkreis zwei in
Reihe geschaltete zeitgesteuerte Sicherheitsabschaltungen 18, die über die Ports H
und M steuerungsmäßig mit dem Mikrorechnermodul verbunden sind.
[0031] Zwischen Relais 17 und Sicherheitsabschaltungen 18 sind an diesen Stromkreis zwei
weitere Schaltelemente, ein Transistor T2 und ein Transistor T3, angebunden. Während
der Transistor T2, dem ein Widerstand R3 vorgeschaltet ist, mit dem Minuspol der Spannungsquelle
10 verbunden ist und über den Port F vom Mikrorechnermodul angesteuert werden kann,
ist der Transistor T3 mit dem Pluspol der Spannungsquelle 10 verbunden und kann über
den Port E vom Mikrorechnermodul angesteuert werden.
[0032] In der Schaltungsanordnung ist desweiteren ein Analogverstärker 20 parallel zum Thermoelement
4 geschaltet. Dieser Analogverstärker 20 hat die Aufgabe eine im Millivoltbereich
auftretende Gleichspannung des Thermoelementes 4 zu messen, zu verstärken und in eine
für das Mikrorechnermodul verarbeitbare Größe umzuwandeln. Da die ansonsten für solche
Fälle üblichen Gleichstromverstärker einerseits eine zusätzliche über der Betriebsspannung
liegende Hilfsspannung benötigen und andererseits Driftabweichungen, beispielsweise
auf Grund von Temperatureinflüssen, aufweisen, ist der Analogverstärker 20 als Wechselspannungsverstärker
ausgelegt.
[0033] Nachfolgend wird der Analogverstärker, wie auch in Fig. 3 dargestellt, folgendermaßen
beschrieben:
Ein vom Mikrorechnermodul über Port L ansteuerbarer Feldeffekttransistor T4 und
ein Widerstand R2 bilden einen steuerbaren Spannungsteiler. Dem Spannungsteiler sind
ein Vorverstärker V1 und ein Nachverstärker V2 nachgeordnet, denen jeweils ein Koppelkondensator
C4 / C5 zugeordnet ist.
[0034] Beim Vorverstärker V1 wird das Bezugspotential durch die Plusspannung gebildet, um
Schwankungen der Bordspannung zu eliminieren. Demgegenüber wird beim Nachverstärker
V2 das Bezugspotential durch Masse gebildet. Beide Verstärker V1 / V2 und ein Trigger
TR werden über den Port K vom Mikrorechnermodul in Betrieb genommen, da sie als Stromsparmaßnahme
bei Nichtbedarf außer Betrieb gesetzt sind. Der hinter dem Nachverstärker V2 befindliche
Trigger TR ist seinerseits über Port 1 mit dem Mikrorechnermodul verbunden.
[0035] Zur Durchführung des Verfahrens wird über die Fernbedienung an das Mikrorechnermodul
der Befehl zum Zünden gegeben. Durch den über Port K aktivierten Analogverstärker
20 wird überprüft, ob am Thermoelement 4 eine Thermospannung anliegt und die entsprechende
Information über Port I an das Mikrorechnermodul gegeben. Während beim Vorliegen einer
Thermospannung, was gleichbedeutend mit einer brennenden Zündflamme ist, der Zündvorgang
abgebrochen wird, wird beim Nichtvorliegen einer Thermospannung der Spannungsteiler
des Analogverstärkers 20 vom Mikrorechnermodul über Port L angesteuert. Durch einmalige
Schaltung des Spannungsteilers wird die zu diesem Zeitpunkt am Thermoelement 4 vorhandene
Gleichspannung in einen Wechselspannungsimpuls umgewandelt. Über den Koppelkondensator
C4 gelangt der Impuls zu dem Vorverstärker V1. Das aus dem Vorverstärker V1 kommende
Signal wird über den Koppelkondensator C5 an den Nachverstärker V2 gekoppelt und nochmals
verstärkt. Dieses vom Nachverstärker V2 kommende analoge Signal wird vom Trigger TR
an festgelegten Triggerpunkten, wie in dem zur Fig. 3 zugehörigen Diagramm ersichtlich,
digitalisiert.
[0036] In dem Diagramm ist der Verlauf der Spannung U über der Zeit t aufgetragen. Durch
den Trigger TR wird in einer vorgegebenen Spannungsebene SE bei der Einleitung des
Impulssignals IS zum Zeitpunkt TL ein erster Triggerpunkt TR1 und beim Abfall der
Spannung des Impulssignals IS ein zweiter Triggerpunkt TR2 gesetzt, dem ein Zeitpunkt
TE zugeordnet ist. Der zeitliche Abstand zwischen den beiden Zeitpunkten TL und TE
ist ein Messsignal MS.
[0037] Das so aus der vorhandenen Thermospannung gewonnene Messsignal MS gelangt über den
Port I zum Mikrorechnermodul zur Auswertung. Dabei ist die Länge des Messsignals MS
direkt proportional der am Thermoelement 4 vorhandenen Thermospannung.
[0038] Während beim Vorliegen einer Thermospannung, d.h. einer bereits brennenden Zündflamme,
der Zündvorgang abgebrochen wird, werden beim Nichtvorliegen einer Thermospannung
durch das Mikrorechnermodul über Port J der Leistungsoszillator 11 aktiviert und über
Port A der Speicherkondensator C1 an die erste Stufe 12 der Mehrfachkaskade geschaltet.
[0039] Durch die Aktivierung des Leistungsoszillators 11 beginnt der Schwingkreis über das
Rückkopplungsglied zu schwingen, d.h. der Schwingkreis wird zum selbstschwingenden
und frequenzbestimmenden Leistungsoszillator 11. Damit liegt am Ausgang des Leistungsoszillators
11 eine gegenüber der durch die Batterien am Eingang vorgegebenen niedrigen Gleichspannung
eine mehrfach höhere Wechselspannung an. Mit dieser Wechselspannung werden mit Hilfe
der beiden Kaskadenstufen 12 / 13 der Mehrfachkaskade der Speicherkondensator C1 und
der Zündkondensator C2 aufgeladen, bis das zur Spannungsüberwachung und Begrenzung
der auftretenden Maximalspannung dienende Element 14 anspricht und über den Port D
ein Signal an das Mikrorechnermodul schickt, das daraufhin über den Port J den Leistungsoszillator
11 abschaltet.
[0040] Anschließend werden über den Port M die zeitgesteuerten Sicherheitsabschaltungen
18 aktiviert und über den durch Port G angesteuerten Transistor T1 der Zündsicherungsmagnet
6 mit einem von der Spannungsquelle 10 kommenden Haltestrom versorgt, indem das Relais
17 erregt und so der Stromkreis zwischen dem Zündsicherungsmagneten 6 und dem Thermoelement
4 geöffnet wird. Durch die dann folgende Ansteuerung des Port B wird der Speicherkondensator
C1 schlagartig entladen. Danach wird über Port A der Speicherkondensator C1 von der
Kaskadenstufe 12 getrennt. Der Impulsmagnet 5 wird durch diesen Stromstoß kurzzeitig
erregt und ein Stößel 7 wird gegen die Kraft einer Schließfeder 8 so weit bewegt,
bis der Anker 3 auf dem Zündsicherungsmagneten 6 zur Anlage kommt. Auf Grund des fließenden
Haltestromes wird der Anker 3 in dieser Stellung und damit das Zündsicherungsventil
2 in der Offenstellung gehalten. Das Gas kann durch die Gasregelarmatur zum Zündbrenner
1 strömen.
[0041] Beim Auftreten eines Havariefalles, beispielsweise Ausfall eines Bauelementes o.ä.,
wird nach Ablauf einer definierten Zeitdauer die Erregung des Zündsicherungsmagneten
6 über die Spannungsquelle 10 zusätzlich durch einen oder mehrere unabhängige in Reihe
geschaltete und zeitgesteuerte Sicherheitsabschaltungen 18 unterbrochen und das Zündsicherungsventil
2 bleibt nicht in der Offenstellung, sondern wird durch die Schließfeder 8 wieder
geschlossen.
[0042] Über Port C wird durch das Mikrorechnermodul die Zündeinrichtung aktiviert, der Zündkondensator
C2 entlädt sich und es kommt an der Zündelektrode 9 zum Überspringen des Zündfunkens,
wodurch das ausströmende Gas entzündet wird. Nach Ablauf einer vorgegebenen Zeit,
in diesem Beispiel ca. 1 Sekunde, wird der Analogverstärker 20 über die Ports K und
L aktiviert und es erfolgt eine Prüfung, ob am Thermoelement 4 auf Grund der beginnenden
Erwärmung durch die brennende Zündflamme bereits eine nachweisbare Spannung, d.h.
mindestens ca. 1 mV anliegt.
[0043] Wenn dies nicht der Fall ist, werden weitere Zündvorgänge eingeleitet, indem, wie
bereits weiter oben ausführlich erläutert, der Leistungsoszillator 11 aktiviert, der
Zündkondensator C2 geladen und unter Entstehung eines erneuten Zündfunkens wieder
entladen wird. Dabei bleibt bei diesen folgenden Zündvorgängen zur Leistungseinsparung
der Speicherkondensator C1 von der Kaskadenstufe 12 getrennt, da eine weitere Aufladung
des Speicherkondensators C1 nicht mehr notwendig ist. Sollte innerhalb einer festgelegten
Frist keine Entzündung des Gases erfolgen, so wird durch das Mikrorechnermodul der
Vorgang Zünden beendet.
[0044] Beim Vorliegen der Mindestspannung werden selbstredend keine weiteren Zündvorgänge
eingeleitet, sondern die vorhandene Leerlaufspannung des Thermoelementes 4 wird weiter
überprüft, bis die Größe des daraus elektronisch errechneten Stromes als Haltestrom
für den Zündsicherungsmagneten 6 ausreicht. Daraufhin wird der Analogverstärker 20
über Port K entaktiviert und über Port G der von der Spannungsquelle 10 zum Zündsicherungsmagneten
6 fließende Strom unterbrochen. Das Relais 17 wird entregt und die Schaltkontakte
des Relais 17 schließen den Stromkreis zwischen Thermoelement 4 und Zündsicherungsmagneten
6. Der Anker 3 wird nun durch den Thermostrom gehalten.
[0045] Um zu verhindern, dass auf Grund der beim Umschalten der Schaltkontakte des Relais
17 an sich auftretenden kurzen Unterbrechung des Haltestromes der Anker 3 abfällt,
wird zum Zeitpunkt des Umschaltens über den Port F der Transistor T2 kurzzeitig aktiviert
und über den Widerstand R3 ebenfalls kurzzeitig ein zusätzlicher Strom generiert,
der das o.g. Abfallen des Ankers mit Sicherheit verhindert.
[0046] Soll die Gasregelarmatur ausgeschaltet werden, so wird über die Fernbedienung an
das Mikrorechnermodul der Befehl zum Ausschalten gegeben. Durch kurzzeitige Aktivierung
von Port G und Port E wird unter Umgehung der Sicherheitsabschaltungen 18 und des
Zündsicherungsmagneten 6 ein Stromstoß durch das Relais 17 geschickt, dessen Schaltkontakte
dadurch kurz abheben. Damit wird der zwischen Thermoelement 4 und Zündsicherungsmagneten
6 fließende Haltestrom unterbrochen. Der Anker 3 wird nicht mehr durch den Zündsicherungsmagneten
6 gehalten und unter der Wirkung der Schließfeder 8 schließt das Zündsicherungsventil
2. Die Gaszufuhr zum Zündbrenner 1 und natürlich auch zum nicht dargestellten Hauptbrenner
ist unterbrochen und die Gasflamme erlischt.
[0047] Das erfindungsgemäße Verfahren und die Schaltungsanordnung zur Durchführung dieses
Verfahrens sind selbstredend nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt.
Vielmehr sind Änderungen, Abwandlungen und Kombinationen möglich, ohne den Rahmen
der Erfindung zu verlassen.
[0048] So versteht es sich, dass die Übermittlung der Steuersignale, wie bei Fernbedienungen
allgemein bekannt, mittels Kabel, Infrarot, Funkwellen, Ultraschall o.ä. erfolgen
kann. Desweiteren ist es möglich, dass keine Fernbedienung verwendet wird, und dass
sich alle notwendigen Bauelemente an bzw. in der Gasregelarmatur befinden. Möglich
ist auch, dass nur ein Hauptbrenner vorhanden ist, der direkt gezündet wird. Ebenso
kann statt der Batterien als-Spannungsquelle (10) ein kleines Steckernetzteil verwendet
werden, das dann günstigerweise angesteckt wird.
[0049] Aufstellung der Bezugszeichen
- 1
- Zündbrenner
- 2
- Zündsicherungsventil
- 3
- Anker
- 4
- Thermoelement
- 5
- Impulsmagnet
- 6
- Zündsicherungsmagnet
- 7
- Stößel
- 8
- Schließfeder
- 9
- Zündelektrode
- 10
- Spannungsquelle
- 11
- Leistungsoszillator
- 12
- Kaskadenstufe 1
- 13
- Kaskadenstufe 2
- 14
- Element zur Spannungs- überwachung und -begren- zung
- 15
- CMOS - Schaltkreis
- 16
- Komplementär - Feldeffekt - Leistungsstufe
- 17
- Relais
- 18
- Sicherheitsabschaltung
- 19
- Phasenschieber
- 20
- Analogverstärker
- A bis M
- Ports
- C1
- Speicherkondensator
- C2
- Zündkondensator
- C3
- HF - Kondensator
- C4
- Koppelkondensator
- C5
- Koppelkondensator
- IS
- Impulssignal
- L1
- Spule
- LS
- Impulssignal
- MS
- Messsignal
- R1
- Widerstand
- R2
- Widerstand
- R3
- Widerstand
- SE
- Spannungsebene
- TE
- Zeitpunkt bei TR2
- TL
- Zeitpunkt bei TR1
- TR
- Trigger
- TR1
- Triggerpunkt
- TR2
- Triggerpunkt
- T1
- Transistor
- T2
- Transistor
- T3
- Transistor
- T4
- Feldeffekttransistor
- V1
- Vorverstärker
- V2
- Nachverstärker
- MS
- Messsignal
1. Verfahren zum Zünden eines Gasstromes, wobei durch eine elektronische Steuereinheit
nach ihrer Aktivierung zum Zünden des Gasstromes
- ein Transverter aktiviert wird, der aus einer von einer Spannungsquelle (10) zur
Verfügung gestellten Gleichspannung eine höhere Spannung erzeugt,
- ein Speicherkondensator (C1) und ein zur Bereitstellung der Zündspannung dienender
Zündkondensator (C2) mittels der höheren Spannung aufgeladen werden,
- ein an sich bekannter Zündsicherungsmagnet (6) mit einem von der Spannungsquelle
(10) zur Verfügung gestellten Haltestrom aktiviert wird, wobei gleichzeitig ein zwischen
dem Zündsicherungsmagneten (6) und einem von der Gasflamme beeinflussbaren Thermoelement
(4) bestehender Stromkreis über ein Relais (17) unterbrochen wird,
- der Speicherkondensator (C1) über ein Schaltelement schlagartig entladen wird, wobei
ein Stromstoß erzeugt wird, der zur kurzzeitigen Erregung eines Elektromagneten (5)
dient, um ein an sich bekanntes Zündsicherungsventil (2) zu öffnen und dabei gleichzeitig
den Anker (3) des Zündsicherungsmagneten (6) anzulegen, wobei der Anker (3) auf Grund
des durch den Haltestrom aktivierten Zündsicherungsmagneten (6) nach seiner erfolgten
Anlage in dieser Stellung gehalten wird,
- über eine mit dem Zündkondensator (C2) über einen Zündtransformator verbundene Zündelektrode
(9) in bekannter Weise ein Zündfunken zum Entzünden das ausströmenden Gases erzeugt
wird,
- weitere Zündvorgänge eingeleitet werden, indem
• der Zündkondensator (C2) wieder aufgeladen wird,
• nach erfolgter Aufladung ein erneuter Zündfunken erzeugt wird,
- nach einer vorgegebenen Zeit das Zünden beendet wird,
- der von der Spannungsquelle (10) zum Zündsicherungsmagneten (6) fließende Haltestrom
unterbrochen und der zwischen dem Zündsicherungsmagneten (6) und dem Thermoelement
(4) bestehende Stromkreis über das Relais (17) wieder geschlossen wird.
2. Verfahren zum Zünden eines Gasstromes nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass durch die elektronische Steuereinheit nach ihrer Aktivierung zum Zünden des Gasstromes
eine Prüfung erfolgt, ob eine Gasflamme brennt, wobei bei einer Positivinformation
der Zündvorgang abgebrochen wird.
3. Verfahren zum Zünden eines Gasstromes nach einem der Patentansprüche 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
- das Vorhandensein einer Thermospannung gemessen wird, wobei bei fehlender Thermospannung
weitere Zündvorgänge eingeleitet werden, indem
• der Zündkondensator (C2) wieder aufgeladen wird,
• nach erfolgter Aufladung ein erneuter Zündfunken erzeugt wird,
wohingegen bei vorhandener Thermospannung das Zünden beendet wird,
- der von der Spannungsquelle (10) zum Zündsicherungsmagneten (6) fließende Haltestrom
unterbrochen und der zwischen dem Zündsicherungsmagneten (6) und dem Thermoelement
(4) bestehende Stromkreis über das Relais (17) wieder geschlossen wird, sobald der
aus der vorhandenen Thermospannung berechnete Thermostrom ausreicht, um den Anker
(3) auf dem Zündsicherungsmagneten (6) zu halten.
4. Verfahren zum Zünden eines Gasstromes nach einem der Patentansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Speicherkondensator (C1) und der Zündkondensator (C2) über jeweils einen ihnen
zugeordneten Transverter aufgeladen werden.
5. Verfahren zum Zünden eines Gasstromes nach einem der Patentansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, dass
- aus der von der Spannungsquelle (10) zur Verfügung gestellten Gleichspannung eine
höhere Wechselspannung erzeugt wird, indem statt des Transverters ein Leistungsoszillator
(11) eingesetzt wird,
- der Speicherkondensator (C1) an eine dem Leistungsoszillator (11) nachgeschaltete
erste Stufe (12) einer Mehrfachkaskade geschaltet und auf eine vorgegebene höhere
Gleichspannung aufgeladen wird,
- der Zündkondensator (C2), der elektrisch leitend mit der zweiten Stufe (13) der
Mehrfachkaskade verbunden ist, auf eine vorgegebene höhere Gleichspannung aufgeladen
wird.
6. Verfahren zum Zünden eines Gasstromes nach Patentanspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Erreichen der vorgegebenen höheren Gleichspannungen der Leistungsoszillator
(11) ausgeschaltet und bei Einleitung weiterer Zündvorgänge wieder eingeschaltet wird.
7. Verfahren zum Zünden eines Gasstromes nach einem der Patentansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der von der Spannungsquelle (10) bereitgestellte Haltestrom zum Halten des Ankers
(3) gleichzeitig über den Zündsicherungsmagneten (6) und das Relais (17) fließt, und
dass zum Zeitpunkt des Schließens des zwischen Zündsicherungsmagneten (6) und Thermoelement
(4) bestehenden Stromkreises durch Schließen des Relais (17) kurzzeitig ein zusätzlicher
Strom generiert wird.
8. Verfahren zum Zünden eines Gasstromes nach einem der Patentansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannung des dem Zündsicherungsmagneten (6) von der Spannungsquelle (10) zur
Verfügung gestellten Haltestromes in den Millivoltbereich transvertiert wird.
9. Verfahren zum Zünden eines Gasstromes nach einem oder mehreren der Patentansprüche
1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorhandensein einer Thermospannung mittels eines Analogverstärkers (20) gemessen
wird.
10. Verfahren zum Zünden eines Gasstromes nach einem oder mehreren der Patentansprüche
1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass zur Sicherheit nach Ablauf einer definierten Zeitdauer die Erregung des Zündsicherungsmagneten
(6) über die Spannungsquelle (10) durch einen oder mehrere in Reihe geschaltete und
zeitgesteuerte Sicherheitsabschaltungen (18) zwangsläufig unterbrochen wird.
11. Verfahren zum Zünden eines Gasstromes nach Patentanspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem ersten Zündvorgang folgenden Zündvorgängen vor Aufladung des Zündkondensators
(C2) der Speicherkondensator (C1) von der Kaskade (12) abgeschaltet wird.
12. Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens zum Zünden eines Gasstromes nach
einem der Ansprüche 1 bis 11 mit
- einem mit einer Spannungsquelle (10) verbundenen Transverter,
- einem dem Transverter nachgeordneten Speicherkondensator (C1), der mit einem Elektromagneten
(5) zur Betätigung eines an sich bekannten Zündsicherungsventils (2) verbunden ist,
und einem Zündkondensator (C2), der in bekannter Weise über einen Zündtransformator
mit einer Zündelektrode (9) verbunden ist,
- einem an sich bekannten Zündsicherungsmagneten (6), der über ein Relais (17) entweder
mit der Spannungsquelle (10) oder einem Thermoelement (4) verbunden ist,
- mindestens einer zwischen Spannungsquelle (10) und Zündsicherungsmagnet (6) angeordneten
zeitgesteuerten Sicherheitsabschaltung (18),
- einem Element zum Messen der Spannung des Thermoelementes (4),
wobei die anzusteuernden Elemente über ihnen zugeordnete Ports mit einer elektronischen
Steuereinrichtung verbunden sind.
13. Schaltungsanordnung zum elektronischen Zünden eines Gasstromes nach Patentanspruch
12, dadurch gekennzeichnet, dass der Speicherkondensator (C1) ein ihm zugeordnetes Element (14) zur Spannungsüberwachung
und Spannungsbegrenzung und einen ihm zugeordneten Transverter besitzt.
14. Schaltungsanordnung zum elektronischen Zünden eines Gasstromes nach Patentanspruch
12, dadurch gekennzeichnet, dass der Zündkondensator (C2) ein ihm zugeordnetes Element (14) zur Spannungsüberwachung
und Spannungsbegrenzung und einen ihm zugeordneten Transverter besitzt.
15. Schaltungsanordnung zum elektronischen Zünden eines Gasstromes nach Patentanspruch
13 und/oder 14,
dadurch gekennzeichnet, dass
- statt des Transverters ein Leistungsoszillator (11) mit der Spannungsquelle (10)
verbundenen ist,
- dem Leistungsoszillator (11) eine Kaskade (12/13) nachgeschaltet ist,
- nach der Kaskade (12/13) das Element (14) zur Spannungsüberwachung und Spannungsbegrenzung
angeordnet ist.
16. Schaltungsanordnung zum elektronischen Zünden eines Gasstromes nach Patentanspruch
13, dadurch gekennzeichnet, dass der Leistungsoszillator (11) aus einem CMOS - Schaltkreis (15), der mindestens vier
Gatter aufweist, die entweder als NOR-Gatter oder NAND-Gatter oder einfache Negatoren
ausgebildet sind, und von denen mindestens ein Gatter den anderen parallel geschalteten
Gattern vorgelagert ist, oder aus mehreren CMOS - Schaltkreisen, einer den Gattern
nachgeordneten Komplementär - Feldeffekt - Leistungsstufe (16), einem derselben nachgeordneten
LC - Schwingkreis (L1/C3), und einem als Phasenschieber (19) dienenden RC - Glied
besteht.
17. Schaltungsanordnung zum elektronischen Zünden eines Gasstromes nach einem oder mehreren
der Patentansprüche 12-16, dadurch gekennzeichnet, dass das Element zum Messen der Spannung des Thermoelementes (4) ein Analogverstärker
(20) ist.
18. Schaltungsanordnung zum elektronischen Zünden eines Gasstromes nach Patentanspruch
17, dadurch gekennzeichnet, dass der Analogverstärker (20) ein Wechselspannungsverstärker ist, dem ein getakteter
Spannungsteiler vorgeschaltet ist.
1. Process for igniting a gas stream, whereby by means of an electronic control unit
and after activating it to ignite the gas stream
- a transverter is activated, which generates a higher voltage from a direct current
supplied from an electricity source (10),
- a storage capacitor (C1) and an ignition capacitor (C2), serving to provide the
ignition voltage (C2) by means of the higher voltage, are charged.
- an essentially familiar ignition locking magnet (6) activated by a holding current
provided by the electricity source (10), while at the same time an electric circuit
that exists between the ignition locking magnet (6) and a thermocouple (4) that can
be influenced by the gas flame is interrupted via a relay (17).
- the storage capacitor (C1) is abruptly discharged via a circuit element, generating
a surge of current, which briefly energises an electromagnet (5), to open an essentially
familiar ignition locking valve (2) and at the same time attach anchor (3) of the
ignition locking magnet (6), while the anchor (3) is held in this position after attachment
because of the ignition locking magnet (6) activated by the holding current,
- a pilot light is generated in a familiar fashion to ignite the outflowing gas via
an ignition electrode (9) connected with the ignition capacitor (C2) via an ignition
transformer,
- further ignition procedures are initiated, whereby
• the ignition capacitor (C2) is re-charged,
• after charging a new pilot light is generated,
- after a prescribed period of time ignition is terminated.
- the holding current flowing from the electricity source (10) to the ignition locking
magnet (6) is interrupted and the circuit between the ignition locking magnet (6)
and the thermocouple is closed via the relay (17).
2. Processes to ignite a gas stream in accordance with patent claim 1, characterised by the fact that after being activated to ignite the gas stream the electronic control
unit carries out a check to determine whether a gas flame is alight, aborting the
ignition procedure if the information is positive.
3. Processes to ignite a gas stream in accordance with one of the patent claims 1 or
2,
characterised by the fact that
- the existence of thermal electromagnetic force is measured and further ignition
procedures are initiated if it is lacking, insofar as
• the ignition capacitor (C2) is re-charged,
• after charging a new pilot light is generated,
whereas if there is a thermal electromagnetic force ignition is terminated,
- the holding current flowing from the electricity source (10) to the ignition locking
magnet (6) is interrupted and the circuit between the ignition locking magnet (6)
and the thermocouple is closed via the relay (17) as soon as the thermoelectric current
calculated from the existing thermal electromagnetic force is sufficient to hold the
anchor (3) on the ignition locking magnet (6).
4. Processes to ignite a gas stream in accordance with one of the patent claims 1 to
3, characterised by the fact that the storage capacitor (C1) and the ignition capacitor (C2) are charged via transverters
assigned to each of them respectively.
5. Processes to ignite a gas stream in accordance with one of the patent claims 1 to
3,
characterised by the fact that
- from the direct current supplied from the electricity source (10) a higher voltage
is generated, using a power oscillator (11) instead of the transverter,
- the storage capacitor (C1) is switched to the first stage (12) of a multiple cascade
downstream of the power oscillator (11) and charged up to a prescribed higher DC voltage,
- the ignition capacitor (C2), which is connected by electrical conduction with the
second stage (13) of the multiple cascade, is charged up to a prescribed higher DC
voltage.
6. Processes to ignite a gas stream in accordance with patent claim 5, characterised by the fact that after reaching the prescribed higher DC voltages the power oscillator (11) is switched
off and then switched on again when further ignition procedures are initiated.
7. Processes to ignite a gas stream in accordance with one of the patent claims 1 to
6, characterised by the fact that the holding current supplied from electricity source (10) to hold the anchor (3)
simultaneously flows through the ignition locking magnet (6) and the relay (17), and
that at the time that the electric circuit between ignition locking magnet (6) and
thermocouple (4) is closed by closing the relay (17) an additional current is briefly
generated.
8. Processes to ignite a gas stream in accordance with one of the patent claims 1 to
6, characterised by the fact that the voltage of the holding current supplied to the ignition locking magnet (6) from
electricity source (10) is transverted into the millivolt range.
9. Processes to ignite a gas stream in accordance with one or more of the patent claims
1 to 8, characterised by the fact that the existence of a thermal electromagnetic force is measured by an analogue amplifier
(20).
10. Processes to ignite a gas stream in accordance with one or more of the patent claims
1 to 9, characterised by the fact that for safety purposes after a defined period of time has elapsed the energisation of
the ignition locking magnet (6) via the electricity source (10) is inevitably interrupted
by one or more safety cutoffs (18) connected in series and timed.
11. Processes to ignite a gas stream in accordance with patent claim 5 or 6, characterised by the fact that at the first ignition procedure following ignition procedures prior to charging the
ignition capacitor (C2) the storage capacitor (C1) is disconnected from the cascade
(12).
12. Circuit arrangement for carrying out the procedure for igniting a gas stream in accordance
with one of the patent claims 1 to 11 with
- a transverter connected to an electricity source (10),
- a storage capacitor (C1) (downstream from the transverter), which is connected to
an electromagnet (5) to operate an essentially familiar ignition locking valve (2),
and an ignition capacitor (C2), which is linked in a familiar fashion to a ignition
electrode (9) via an ignition transformer,
- an essentially familiar ignition locking magnet (6), which is connected via a relay
(17) either to the electricity source (10) or a thermocouple (4),
- at least one timed safety cutoff (18) located between the electricity source (10)
and the ignition locking magnet (6),
- an element for measuring the voltage of the thermocouple (4), whereby the elements
to be triggered are connected to an electronic control unit via ports assigned top
them.
13. Circuit arrangement for the electronic ignition of a gas stream in accordance with
patent claim 12, characterised by the fact that the storage capacitor (C1) has an element assigned to it (14) to monitor and limit
voltage and an transverter assigned to it also.
14. Circuit arrangement for the electronic ignition of a gas stream in accordance with
patent claim 12, characterised by the fact that the ignition capacitor (C2) has an element assigned to it (14) to monitor and limit
voltage and an transverter assigned to it also.
15. Circuit arrangement for the electronic ignition of a gas stream in accordance with
patent claim 13 and/or 14,
characterised by the fact that
- instead of the transverter a power oscillator (11) is connected to the electricity
source (10),
- a cascade (12/13) is downstream from the power oscillator (11),
- the element (14) is located after the cascade (12/13) for monitoring and limiting
voltage.
16. Circuit arrangement for the electronic ignition of a gas stream in accordance with
patent claim 13, characterised by the fact that the power oscillator (11) is developed from a CMOS circuit (15), which has at least
four gates, which are either developed as NOR gates or NAND gates or simple negators,
and of which at least one gate is upstream from the other parallel-connected gates,
or of several CMOS circuits, a complementary field effect power stage (16) downstream
from the gates, an LC resonant circuit (L1/C3) also downstream from these, and a link
serving as a phase shifter (19).
17. Circuit arrangement for the electronic ignition of a gas stream in accordance with
one or more of the patent claims 12-16, characterised by the fact that the element for measuring the voltage of the thermocouple (4) is an analogue amplifier
(20).
18. Circuit arrangement for the electronic ignition of a gas stream in accordance with
patent claim 17, characterised by the fact that the analogue amplifier (20) is an AC amplifier, downstream from a clocked voltage
divider.
1. Procédé d'allumage d'un flux de gaz, en sachant que par une unité de commande électronique,
après l'activation de celle-ci pour allumer le flux de gaz
- un transverter est activé, celui-ci produisant une forte tension à partir d'une
tension continue fournie par une source de tension (10),
- un condensateur de puissance (C1) et un condensateur d'allumage (C2) servant à fournir
la tension d'allumage sont chargés au moyen de la forte tension,
- un aimant de sécurité d'allumage connu (6) est activé avec un courant de maintien
fourni par la source de tension (10), en sachant qu'en même temps un circuit électrique
passant par un relais (17) et se trouvant entre l'aimant de sécurité d'allumage (6)
et un élément thermique (4) influençable par la flamme du gaz est interrompu,
- le condensateur de puissance (C1) est déchargé brutalement par un circuit logique,
en sachant qu'une impulsion électrique est créée et sert à exciter un court instant
un électroaimant (5) afin d'ouvrir une soupape de sécurité d'allumage (2) connue et,
en même temps, à produire en même temps l'induit (3) de l'aimant de sécurité d'allumage
(6) en sachant que l'induit (3) reste dans cette position en raison de l'aimant de
sécurité d'allumage (6) activé par le courant de maintien lorsque son application
a réussi,
- une étincelle d'allumage pour allumer le gaz sortant est produite par une électrode
d'allumage (9) connue reliée à un condensateur d'allumage (C2) au moyen d'un transformateur
d'allumage,
- d'autres opérations d'allumage sont réalisées en
• rechargeant le condensateur d'allumage (C2),
• en produisant de nouvelles étincelles d'allumage lorsque la charge est terminée,
- après un temps donné, l'allumage s'arrête,
- le courant de maintien allant de la source de tension (10) vers l'aimant de sécurité
d'allumage (6) est interrompu et le circuit électrique existant entre l'aimant de
sécurité d'allumage (6) et l'élément thermique (4) est fermé par le relais (17).
2. Procédé d'allumage d'un flux de gaz selon la revendication de brevet 1, caractérisé par le fait que l'unité de commande électronique effectue un contrôle après l'activation de l'allumage
du flux de gaz pour savoir s'il y a une flamme de gaz en sachant que, en cas de réponse
positive, l'opération d'allumage est interrompue.
3. Procédé d'allumage d'un flux de gaz selon les revendications de brevet 1 ou 2,
caractérisé par le fait que
- La présence d'une tension thermique est mesurée en sachant qu'en cas d'absence de
tension thermique, d'autres opérations d'allumage sont réalisées en
• rechargeant le condensateur d'allumage (C2),
• créant une nouvelle étincelle d'allumage lorsque la charge est terminée,
mais en présence de la tension thermique, l'allumage est terminé,
- le courant de maintien allant de la source de tension (10) vers l'aimant de sécurité
d'allumage est interrompu et le circuit électrique existant entre l'aimant de sécurité
d'allumage (6) et l'élément thermique (4) est refermé dès que le courant thermique
calculé à partir de la tension thermique présente est suffisante pour maintenir l'induit
(3) sur l'aimant de sécurité d'allumage (6).
4. Procédé d'allumage d'un flux de gaz selon les revendications de brevet 1 à 3, caractérisé par le fait que le condensateur de puissance (C1) et le condensateur d'allumage (C2) sont chargés
chacun par un transverter qui leur ait dédié.
5. Procédé d'allumage d'un flux de gaz selon les revendications de brevet 1 à 3
caractérisé par le fait que
- une plus forte tension alternative est produite à partir de la tension continue
mise à disposition par la source de tension (10) en utilisant un oscillateur de puissance
(11) au lieu d'un transverter,
- le condensateur de puissance (C1) est couplé au premier niveau (12) d'une cascade
multiple située en aval de l'oscillateur de puissance (11) et est chargé à une tension
continue donnée plus élevée,
- le condensateur d'allumage (C2), qui est relié électriquement avec le deuxième niveau
(13) de la cascade multiple, est chargé à une tension continue donnée plus élevée.
6. Procédé d'allumage d'un flux de gaz selon la revendication de brevet 5, caractérisé par le fait que, après avoir atteint les tensions continues données plus élevées, l'oscillateur de
puissance (11) est coupé et réactivé en enclenchant d'autres opérations d'allumage.
7. Procédé d'allumage d'un flux de gaz selon les revendications de brevet 1 à 6, caractérisé par le fait que le courant de maintien mis à disposition par la source de tension (10) pour maintenir
l'induit (3) s'écoule en même temps par l'aimant de sécurité d'allumage (6) et le
relais (17) et par le fait que, au moment de la fermeture du circuit électrique existant entre l'aimant de sécurité
d'allumage (6) et l'élément thermique (4), un courant supplémentaire de courte durée
est généré par la fermeture du relais (17).
8. Procédé pour l'allumage d'un flux de gaz selon les revendications de brevet 1 à 6,
caractérisé par le fait que la tension du courant de maintien fourni par la source de tension (10) à l'aimant
de sécurité d'allumage (6) est convertie en millivolt.
9. Procédé d'allumage d'un flux de gaz selon une ou plusieurs revendications de brevet
1 à 8, caractérisé par le fait que la présence d'une tension thermique est mesurée au moyen d'un amplificateur analogique
(20).
10. Procédé d'allumage d'un flux de gaz selon une ou plusieurs revendications 1 à 9, caractérisé par le fait que pour la sécurité, après écoulement d'une durée définie, l'excitation de l'aimant
de sécurité d'allumage (6) par la source de tension (10) est obligatoirement interrompue
par une ou plusieurs coupures de sécurité (18) en série ou par synchronisation.
11. Procédé d'allumage d'un flux de gaz selon la revendication de brevet 5 ou 6, caractérisé par le fait que lors du premier allumage et les allumages suivants, le condensateur de puissance
(C1) est coupé par la cascade (12) avant la charge du condensateur d'allumage (C2).
12. Disposition de connexion pour réaliser le procédé d'allumage d'un flux de gaz selon
une des revendications de brevet 1 à 11 avec
- un transverter raccordé à une source de tension (10),
- un condensateur de puissance (C1) après le transverteur, relié à un électroaimant
(5) pour activer une soupape de sécurité d'allumage connue (2) et à un condensateur
d'allumage (C2) qui, de façon connue, est raccordé à une électrode d'allumage (9)
par un transformateur d'allumage,
- un aimant de sécurité d'allumage connu (6) qui est raccordé soit à la source de
tension (10) soit à un élément thermique (4) par un relais (17),
- au moins une coupure de sécurité synchronisée (18) placée entre la source de tension
(10) et l'aimant de sécurité d'allumage (6),
- un élément de mesure de la tension de l'élément thermique (4),
en sachant que les éléments à piloter sont raccordés par des ports qui leur sont affectés
à un dispositif de commande électronique.
13. Disposition de connexion pour l'allumage électronique d'un flux de gaz selon la revendication
de brevet 12, caractérisé par le fait que le condensateur de puissance (C1) possède un élément dédié (14) pour la surveillance
de la tension et la limite de tension et un transverter dédié.
14. Disposition de connexion pour l'allumage électronique d'un flux de gaz selon la revendication
de brevet 12, caractérisé par le fait que le condensateur d'allumage (C2) possède un élément dédié (14) pour la surveillance
de la tension et la limite de tension et un transverter dédié.
15. Disposition de connexion pour l'allumage électronique d'un flux de gaz selon la revendication
de brevet 13 et/ou 14,
caractérisé par le fait que
- un oscillateur de puissance (11) est relié à la source de tension (10) au lieu du
transverter,
- une cascade (12/13) est placée après l'oscillateur de puissance (11),
- après la cascade (12/13), se trouve l'élément (14) de surveillance de la tension
et de limite de tension.
16. Disposition de connexion pour l'allumage électronique d'un flux de gaz selon la revendication
de brevet 12, caractérisé par le fait que l'oscillateur de puissance (11) est composé d'un circuit CMOS (15) - présentant au
moins quatre portes qui ne sont ni des portes NOR, ni des portes NAND ni de simples
négateurs et dont au moins une porte est en parallèle par rapport aux autres portes
- ou de plusieurs circuits CMOS, d'un niveau de puissance (16) Complémentaire - effet
de champ placé après les portes, d'un circuit oscillant LC (L1/C3) placé après le
même et d'un circuit RC servant de déphaseur (19).
17. Disposition de connexion pour l'allumage électronique d'un flux de gaz selon une ou
plusieurs revendications de brevet 12 à 16, caractérisé par le fait que l'élément de mesure de la tension de l'élément thermique (4) est un amplificateur
analogique (20).
18. Disposition de connexion pour l'allumage électronique d'un flux de gaz selon la revendication
de brevet 17, caractérisé par le fait que l'amplificateur analogique (20) est un amplificateur de tension alternative auquel
est raccordé en amont un diviseur de tension cadencé.