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DE2731082A1 - Detektorvorrichtung zur anzeige von flammen oder funken und zuendorgan zur zuendung eines brenngases - Google Patents

Detektorvorrichtung zur anzeige von flammen oder funken und zuendorgan zur zuendung eines brenngases

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Publication number
DE2731082A1
DE2731082A1 DE19772731082 DE2731082A DE2731082A1 DE 2731082 A1 DE2731082 A1 DE 2731082A1 DE 19772731082 DE19772731082 DE 19772731082 DE 2731082 A DE2731082 A DE 2731082A DE 2731082 A1 DE2731082 A1 DE 2731082A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
voltage
electrodes
sensitive
flame
potential difference
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE19772731082
Other languages
English (en)
Inventor
De Mere Henry E Courier
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bicosa Societe de Recherches SA
Original Assignee
Bicosa Societe de Recherches SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bicosa Societe de Recherches SA filed Critical Bicosa Societe de Recherches SA
Publication of DE2731082A1 publication Critical patent/DE2731082A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K3/00—Circuits for generating electric pulses; Monostable, bistable or multistable circuits
    • H03K3/02—Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses
    • H03K3/53—Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses by the use of an energy-accumulating element discharged through the load by a switching device controlled by an external signal and not incorporating positive feedback
    • H03K3/57—Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses by the use of an energy-accumulating element discharged through the load by a switching device controlled by an external signal and not incorporating positive feedback the switching device being a semiconductor device
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P17/00—Testing of ignition installations, e.g. in combination with adjusting; Testing of ignition timing in compression-ignition engines
    • F02P17/12—Testing characteristics of the spark, ignition voltage or current
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N5/00—Systems for controlling combustion
    • F23N5/02—Systems for controlling combustion using devices responsive to thermal changes or to thermal expansion of a medium
    • F23N5/12—Systems for controlling combustion using devices responsive to thermal changes or to thermal expansion of a medium using ionisation-sensitive elements, i.e. flame rods
    • F23N5/123—Systems for controlling combustion using devices responsive to thermal changes or to thermal expansion of a medium using ionisation-sensitive elements, i.e. flame rods using electronic means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23Q—IGNITION; EXTINGUISHING-DEVICES
    • F23Q3/00—Igniters using electrically-produced sparks
    • F23Q3/004—Using semiconductor elements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
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    • F23N2227/36—Spark ignition, e.g. by means of a high voltage

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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)
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  • Control Of Combustion (AREA)

Description

ι AUCH
BICOSA SOCIETE DE RECHERCHES 0414 77 B
Detektorvorrichtung zur Anzeige von Flammen oder Funken und Zündorgan zur Zündung eines Brenngases.
Die Erfindung betrifft eine Detektorvorrichtung zur Anzeige von Flammen oder Funken sowie ein Zündorgan zur Zündung eines brennbaren Oases, welches eine derartige Detektorvorrichtung enthält.
Die Erfindung bezweckt insbesondere, die Herstellung einer Detektorvorrichtung zur Anzeige von Flammen oder Funken und eines eine derartige Vorrichtung enthaltenden Zündorgane zu ermöglichen, welche eine genügende Betriebssicherheit besitzen und besonders einfach und wirtschaftlich herzustellen sind.
Ein anderer Zweck besteht darin, besser als bisher den verschiedenen Erfordernissen der Praxis zu entsprechen.
Die erfindungegemäße Detektorvorrichtung zur Anzeige von Flammen oder Funken ist dadurch gekennzeichnet, daß sie in Kombination folgende Teile enthält:
- eine erste und eine zweite Elektrode, deren Enden durch einen Raum getrennt sind, welcher an der Stelle ausgebildet ist, an welcher sich normalerweise die Flamme befindet, oder In der Nähe dieser Stelle;
- Spannungserzeugungsmittel mit einer ersten und einer zweiten Ausgangski emme ,welche mit der ersten bzw. der zweiten Elektrode verbunden ist, wobei diese Spannungserzeugungsmittel eine Spannung erzeugen können, welche einen elektrischen Lichtbogen oder einen Funken zwischen diesen Elektroden erzeugen kann» und
- Mittel, welche für die Spannung zwischen diesen Elektro-
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den empfindlich sind, wenn ein elektrischer Lichtbogen zwischen diesen Elektroden erzeugt wird, wobei diese Mittel ein Signal mit einem ersten Pegel auesenden können, wenn diese Spannung kleiner als ein bestimmter Wert ist, und ein Signal mit einem zweiten Pegel, wenn diese Spannung größer als dieser bestimmte Wert ist.
Während der in dem Rahmen der Erfindung vorgenommenen Versuche hat nämlich die Anmelderin festgestellt, daß die Spannung zwischen den Elektroden einer Funkenstrecke im Betrieb (d.h. wenn ein elektrischer Lichtbogen zwischen den Elektroden erzeugt ist) einen Wert hat, welcher je nach dem Vorhandensein oder dem Fehlen einer Flamme erheblich verschieden ist. Man hat insbesondere festgestellt, daß die Zündspannung des Bogens zwischen den Elektroden bei Vorhandensein einer Flamme einen erheblich kleineren Wert hatte als bei Fehlen einer Flamme. Die Erfindung nutzt daher diese Eigenschaft aus.
Ebenso wurde festgestellt, daß die Spannung zwischen den Elektroden einen erheblich größeren Wert erreicht, wenn der elektrische Lichtbogen nicht erzeugt ist, als wenn ein Funke erzeugt wird.
Der Spannungserzeuger ist vorzugsweise ein Impulsgenerator, welcher hintereinander Funken zwischen den Elektroden erzeugen kann.
Ferner betrifft die Erfindung eine Zündvorrichtung zur Zündung eines brennbaren Oases mit Spannungserzeugungsmitteln mit einer ersten und einer zweiten Ausgangsklemme und einer Funkenstrecke mit einer ersten und einer zweiten Elektrode, welche mit der ersten bzw. mit der zweiten Ausgangeklemme der Spannungserzeugungsmittel verbunden sind. Wie bei der oben definierten erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Anzeige von Flammen oder Funken wird bei der erfindungsgemäßen Zündvorrichtung die obige Feststellung ausgenutet, nfimlioh daß die Spannung zwischen den Elektroden der Funkenstrecke, insbesondere die Zündspannung des Bogens, je nach dem Vorhandensein oder dem Fehlen der Flamme einen merklich verschiedenen Wert besitzt. Unter diesen Bedingungen ist die erfindungsgemäfie Zündvorrichtung daduroh gekennzeichnet, daß sie Mittel aufweist, welche für die Spannung zwischen den Elektroden der Funkenstrecke empfindlich sind, wenn ein elektrischer Lichtbogen zwischen diesen Elektroden erzeugt wird, wobei diese Mittel ein Signal mit einem
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ersten Pegel aussenden können, wenn die Spannung zwischen den Elektroden kleiner als ein bestimmter Vert ist, und ein Signal mit einem zweiten Pegel, wenn diese Spannung größer als der bestimmte Vert ist. Schließlich besitzen die Spannungserzeugungsmittel einen Sperreingang, welcher für das Signal des ersten Pegels so empfindlich ist, daß das Vorhandensein eines derartigen Signals an diesem Sperreingang das Arbeiten der Spannungserzeugungsmittel unterbricht. Auf diese Weise wird das Vorhandensein einer Flamme ausgenutzt, um das Arbeiten der Spannungserzeugungsmittel zu unterbrechen.
Anders ausgedrückt, man stellt die Spannungserzeugungsmittel ab, sobald die Flamme erscheint. Auf diese Weise kann die Leistungslieferung der die Spannungserzeugungsmittel speisenden Energiequelle in weitem Maße verringert werden, wobei es jedoch sichergestellt wird, daß die Zündung stattgefunden hat.
Falls die Spannungserzeugungsmittel der erfindungsgemäßen Detektorvorrichtung zur Anzeige einer Flamme oder einer Zündung einen Impulsgenerator enthalten, welcher aufeinanderfolgende Funken zwischen den Elektroden erzeugen kann, und falle die für die Spannung zwischen diesen Elektroden empfindlichen Mittel Mittel enthalten, welche für die Zündspannung des elektrischen Bogens empfindlich sind, ist es zweckmäßig, daß diese für die Zündspannung empfindlichen Mittel einen Integrator enthalten, welcher für jeden Funken die Spannung zwischen den Elektroden integrieren kann, wobei Vergleichemittel vorgesehen sind, deren erster Eingang mit dem Ausgang des Integrators und deren zweiter Eingang mit einer Bezugsquelle verbunden ist, welche ein Signal liefert, welches für eine Spannung kennzeichnend ist, deren Wert zwischen der Zündspannung des elektrischen Lichtbogens bei Vorhandensein einer Flamme und der Zündspannung bei Fehlen der Flamme liegt. Bei einer Ausführungsabwandlung enthalten die für die Zündspannung empfindlichen Mittel ein Element mit Schwellenwert, z.B. eine Zenerdiode, welche durch eine Schwellenspannung auslösbar ist, deren Wert zwischen einer die Zündspannung des Bogens bei Vorhandensein einer Flamme kennzeichnenden Spannung und einer die Zündspannung des Bogens bei Fehlen einer Flamme kennzeichnenden Spannung liegt.
Ferner weist, falls die Spannungserzeugungemittel einen Impulsgenerator enthalten, dieser letztere vorzugsweise einen die
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Spannung erhöhenden Auegangetransformator auf. Sie Spannung zwischen den Elektroden kann dann entweder an den Klemmen der Sekundärwicklung oder an den Klemmen der Primärwicklung des Transformator» gemessen werden. Es iat zu bemerken, daß die die Primärwicklung oder die Sekundärwicklung durchfliessende Stromstärke eine Angabe überjden Vert der Spannung zwischen den Elektroden liefert.
Die Erfindung ist nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung beispielshalber erläutert.
Fig. 1 zeigt schematisch eine erfindungsgemäfie Flammendetektor-und Zündvorrichtung.
Fig. 2 ist ein Schaubild, welches das Arbeiteprinzip der erflndungegemäflen Detektorvorrichtung zeigt.
Fig. 3 seigt im einzelnen ein erfindungegemäßes ZUndorgan zur Zündung eines Brenngases.
Flg. 4 ist ein Schaubild, welches z.T. das Arbeiten des in Fig. 3 dargestellten Organs zeigt.
Fig. 5 zeigt eine andere AusfUhrungsform eines erfindungsgemäfien Zttndorgans.
Flg. 6 und 7 zeigen noch zwei weitere Aueführungsformen eines erfindungsgeaäBen ZUndorgans.
Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung soll das Vorhandensein oder das Fehlen einer Flamme 1 anzeigen, welche von der Verbrennung eines «us einem Brenner 2 austretenden brennbaren Mittels, Insbesondere eines Oases, herrührt.
Erfindungsgemäe enthält diese Vorrichtung zwei Elektroden 3 und 4 der zur Herstellung einer Funkenstrecke benutzten Art, und einen Generator 5 mit zwei Ausgangsklemmen 3a und 4a, welche mit der Elektrode 3 bzw. der Elektrode 4 verbunden sind. Der Generator 5 kann zwischen den Enden der Elektroden 3 und 4 einen elektrischen Lichtbogen erzeugen, welcher bei der bevorzugten AusfUhrungsform der Erfindung die Form von Funken hat, wobei dann natürlich der Generator 5 ein Impulsgenerator ist.
Die Elektroden 3 und 4 sind in Bezug auf den Brenner 2 so angeordnet, daß der elektrische Lichtbogen 6 wenigstens einen Abschnitt besitzt, welcher sich in der Flamme befindet (wenn diese vorhanden ist), oder in unmittelbarer Nähe dieser Flamme. Ss ist Im allgemeinen besser, insbesondere falls die Detektorvorrichtung ständig arbeiten soll, daß die Enden der Elektroden 3 und 4 nicht
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von der Flamme 1 bestrichen «erden, damit sie nicht zerstört werden.
FUr gewisse Anwendungen, bei welchen die Detektorvorrlchtung zur Anzeige einer Flamme nicht ständig arbeitet, ist es jedoch nicht störend, dafi wenigstens eine der Elektroden in der Flamme liegt.
Wie bereits oben erwähnt, wurde im Verlauf der in dem Rahmen der Erfindung angestellten Versuche festgestellt, daß im Betrieb (d.h. wenn der Bogen 6 zwischen den Enden der Elektroden 3 und 4 aufgetreten ist) die Spannung zwischen den Klemmen 3a und 4a erheblieh verschieden ist, je nachdem,ob die Flamme 1 vorhanden ist oder nicht. Genauer ausgedruckt, man hat festgestellt, daß die Zündspannung des Bogens zwischen den Elektroden 3 und 4 einen höheren Wert bei Fehlen der Flamme hat. Diese Eigenschaft ist in Fig. 2 dargestellt, welche ein Schaubild ist, in welches die Zeit als Abszissen und die Spannung V zwischen den Elektroden 3 und 4 als Ordinaten aufgetragen sind. Sie vollausgezogene Kurve 10 zeigt die Änderungen der Spannung V bei Fehlen einer Flamme und die strichpunktierte Kurve 11 die Änderungen dieser Spannung V bei Vorhandensein der Flamme.
Die Zündspannung des Bogens hat den Wert V1 bei Fehlen der Flamme und bei Vorhandensein der Flamme den Wert V2, welcher erheblich kleiner als V1 ist. Bei dem betrachteten Beispiel betrügt V1 grußenordnungemäßig 5 kV und V2 größenordnungsmäßig 1 kV. Diese Eigenschaft wird in der in Flg. 1 dargeetellten Vorrichtung ausgenutzt, um ein Signal zur Anzeige der Flamme auszusenden· Hierfür ist bei diesem Beispiel ein Komparator 15 vorgesehen, bei welchem ein erster (negativer) Eingang 16 mit dem Ausgang eines mit einem Kondensator 17 versehenen Integrators über einen hoohohmigen Widerstand 18 verbunden ist. Der Eingang des Integrators 1st mit der Elektrode 4 verbunden. Der zweite (positive) Eingang 20 des Kornparatore 15 ist mit der Ausgangeklemme 21 einer (nicht dargeetellten) Bezugssignalquelle verbunden. Bei dem dargeetellten Beispiel hat die Elektrode 3 Körperschluß, so daß der Kondensator 17 zwischen der Elektrode 4 und dem Körper liegt.
Das an den Eingang 20 des Komparators 15 angelegte Signal hat einen Wert, welcher ein zwischen den Spannungen V2 und V1 lie-
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genden Wert V, (Fig. 2) darstellt. Beim Betrieb lädt sich also der Kondensator 17 auf die Spannung V1 oder V2 auf» Je nachdem, ob keine Flamme oder eine Flamme 1 vorhanden ist. Unter diesen Bedingungen erscheint an dem Ausgang des Komparators 15 nur ein Signal, wenn die Flamme 1 vorhanden ist, d.h. wenn das Signal an dem Eingang 20 größer als das Signal an dem Eingang 16 ist.
Das an dem Ausgang des Komparatorβ 15 erscheinende Signal kann auf verschiedene Weise benutzt werden. Wenn z.B. die Vorrichtung zur Flammenanzeige zur Überwachung einer Anlage bestimmt ist, in welcher die Flamme ständig vorhanden sein soll, ist
der Ausgang — des Komparators 15 mit dem Eingang von
Mitteln zur Erzeugung eines hörbaren oder sichtbaren Signals verbunden, welches ausgelöst wird, wenn das Auegangssignals des Komparators verschwindet. Das Verschwinden des Signals an dem Ausgang des Kbmparators 15 kann auch benutzt werden, um ein (nicht dargestelltes)Ventil zur Speisung mit Brennstoff zu schließen.
Bei der bevorzugten Anwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird der Bogen 6 nicht nur zur Anzeige des Vorhandenseins der Flamme benutzt, sondern auch zur Erzeugung ihres Auftretens. Die erfindungsgemäße Vorrichtung hat so die doppelte Funktion der Zündung und der Anzeige. Außerdem wird bei dem dargestellten Beispiel das Signal zur Anzeige einer Flamme benutzt, um den Generator 5 abzustellen. Hierfür ist dieser so ausgebildet, daß er einen Sperreingang 25 besitzt, welcher durch eine in Fig. 1 gestrichelt dargestellte Verbindung 26 mit dem Ausgang des Komparators 15 verbunden ist. Der Generator 5 wird dann abgestellt, sowie die Flamme erzeugt ist.
Die letzte oben beschriebene Ausbildung ist besonders interessant für die Herstellung einer Zündvorrichtung für Taschenfeuerzeuge, bei welcher der Generator 5 eine Speisequelle aufweist, welche durch ein Trockenelement geringer Leistungsfähigkeit gebildet wird. Unter diesen Bedingungen ist die Stromlieferung des Trockenelements besonders gering. Vier Ausfuhrungsbeispiele einer derartigen Zündschaltung sind nachstehend unter Bezugnahme auf Fig. 3 bis 7 beschrieben. Diese Vorrichtung ist besonders vorteilhaft, da sie nicht das Vorhandensein einer Elektrode oder eines zusätzlichen Elements zur Anzeige der Flamme benötigt. Außerdem haben die Ansprechzeit und der Verbrauch der für diese Amzeige vor-
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gesehenen zusätzlichen Mittel einen besonders niedrigen Pegel.
Die in Fig. 3 dargestellte Zündschaltung entspricht der in der dritten Zusatzanmeldung Nr. 72 43 967 zu der an die Anmelderin abgetretenen französischen Patentanmeldung Br. 72 02 407. Diese Schaltung enthält ein Trockenelement 30, welches aus einem Element bestehen kann und eine Schwingschaltung 31 mit Transistoren 32 und 33 speist. In dem Kollektorkreis des Transistors 33 liegt eine Wicklung 34 mit hohem Gütekoeffizienten. Der Eingang des Oszillators 31 ist mit dem Ausgang eines bei dem dargestellten Beispiel durch einen Thyristor gebildeten Sperrorgans 35 verbunden. Der Ausgang des Organs 35 wird durch die Kathode des Thyristors 36 gebildet, welche mit der Basis des Transistors 32 verbunden ist. Die Anode des Thyristors ist mit dem Kollektor des Transistors 32 sowie mit dem positiven Pol der Stromquelle 30 über einen Schalter 37 verbunden. Der der Basis des Transistors 32 und der Kathode des Thyristors 36 gemeinsame Punkt ist mit dem negativen Pol der Stromquelle über einen Widerstand 38 verbunden. Der Eingang des Organs 35 wird durch die Steuerelektrode des Thyristors 36 gebildet.
Die an der Wicklung 34 abgenommene Spannung wird zur Ladung eines Kondensators 40 über eine Diode 41 benutzt. Es 1st ein Stromkreis zur Entladung des Kondensators 40 vorgesehen, welcher einerseits einen Thyristor 42 und andererseits die Primärwicklung 42 eines spannungserhöhenden Transformators 44 enthält, bei welchem die Klemmen der Sekundärwicklung 45 mit den Elektroden 3 und 4 verbunden sind. Zur Entladung des Kondensators 40 bei einem genau bestimmten Wert sind Mittel zur Auslösung des Thyristors 42 vorgesehen, welche eine Zenerdiode 46 umfassen, deren Anode mit der Steuerelektrode des Thyristors 42 verbunden ist, während ihre Kathode an die Anode des Thyristors 42 angeschlossen ist. Ein Widerstand 47 ist zwischen der Steuerelektrode und der Kathode des Thyristors 42 angeordnet.
In der genannten französischen Zusatzanmeldung Nr. 72 43 967 erfolgt die Abstellung des Osziallators 31 in dem Augenblick der Entladung des Kondensators 40 dank einer Verbindung zwischen der Steuerelektrode des Thyristors 42 und dem Eingang des Sperrorgans 35. In der in Flg. 3 dargestellten erfindungsgeaftfien Zündschaltung erfolgt die Abstellung des Oszillators auf andere Weise.
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Genauer ausgedruckt, an den Eingang des Organe 35 wird ein Sperrsignal nur dann angelegt, venn eine Flamme erzeugt 1st. Hierfür ist, vie bei der unter Bezugnahme auf Fig. 1 beschriebenen Vorrichtung zur Anzeige der Flamme, ein Komparator 15a vorgesehen. Im Gegensatz zu der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung ist jedoch der erste, negative Eingang 16a des Komparatorβ 15a nicht über einen Integrierkondensator 17a mit den Elektroden 3 und 4 verbunden, sondern mit der Primärwicklung 43 des Transformators 44· Außerdem liegt eine Diode 49» deren Aufgabe veiter unten erläutert ist, in Reihe mit dem Kondensator 17a. Schließlich ist der Ausgang des Kamparatore 15a mit der Steuerelektrode des Thyristors 36 verbunden.
Die Arbeitsveise der oben unter Bezugnahme auf Fig. 3 beschriebenen Zündvorrichtung ist nachstehend mit Hilfe des Schaubilde der Fig. 4 erläutert.
Diese Fig. 4 ist ein Schaubild, in welches als Abszissen die Zeit t und als Ordinaten die an den Klemmen der Prlmärvicklung 43 erscheinende Spannung V eingetragen sind. In diesem Schaubild zeigt die gestrichelte Kurve 51 die Änderungen der Spannung V bei Fehlen der Flamme, vährend die vollausgezogene Kurve 50 die seitlichen Änderungen dieser Spannung V nach Zündung des Brenngases, d.h. bei Vorhandensein der Flamme, zeigt. Diese Kurven 50 und 51 vurden bei den im Rahmen der Erfindung angestellten Versuchen erhalten. Vie man sieht, erscheinen nach der (dem Abschnitt 52 der Kurven 50 und 51 entsprechenden) Entladung des Kondensators 40 an den Klemmen der Prlmärvioklung 43 Schvingungen, welche zeitlich abklingen· Die Amplitude dieser Schvingungen ist bei Fehlen einer Flamme erheblich größer als bei Vorhandensein derselben. Diese Eigenschaft vird in der in Fig. 3 dargestellten Vorrichtung ausgenutzt. Genauer ausgedrückt, die Amplitude der ersten Schvingung 54 vird von dem Kondensator 17a gespeichert und bestimmt den Wert des AusgangBSignals des Komparators 15a. Die Diode 49 verhindert die Tif^^F^g des Kondensators 17a für den positiven Abschnitt der Entladung des Kondensators 40. Die Arbeiteveise der in Fig. 3 dargestellten Vorrichtung entspricht dem Arbeiten der in Fig. 1 dargestellten, da die Amplitude der gedämpften Schvingungen (Flg. 4) von der Spannung zwischen den Elektroden 3 und 4 und/oder vas auf das gleiche hinausläuft, von der Impedanz des Bogens zvischen die-
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sen Elektroden abhängt.
Die in Fig. 5 dargestellte erfindungsgemäße Zündvorrichtung entspricht, wie die unter Bezugnahme auf Fig. 3 beschriebene, der in der französischen Zusatzanmeldung Sr. 72 45 967 beschriebenen Schaltung. Bei diesem Beispiel ist vie bei der genannten Zusatzanmeldung eine Verbindung 60 zwischen den Steuerelektroden der Thyristoren 42 und 36 vorgesehen, welche über einen Widerstand 61 hergestellt ist.
Bekanntlich erzeugt die Auslösung des Thyristors 42, d.h. die Entladung des Kondensators 40, die Übertragung eines Impulses 62 positiver Polarität auf die Steuerelektrode des Thyristors 36 und somit die Abstellung des Oszillators 31· Bei dem in Fig. 5 dargestellten Beispiel wird der Impuls 62 positiver Polarität durch einen Impuls 63 negativer Polarität ausgeglichen, solange die Flamme nicht erzeugt ist. Venn dagegen die Flamme erzeugt ist, wird ein derartiger negativer, dem positiven Impuls 62 entgegenwirkender Impuls nicht an die Steuerelektrode de· Thyristors 36 angelegt.
Zur Verwirklichung der obigen Merkmale ist bei dem behandelten Beispiel die Sekundärwicklung 45 des Transformators 44 gegensinnig mit der Primärwicklung 43 gewickelt· Außerdem 1st die mit der Elektrode 4 verbundene Klemme der Wicklung 45 mit dem Körper über zwei einen Spannringe te Her bildende Widerstände 65 und 66 verbunden. Der gemeinsame Punkt zwischen diesen beiden letzteren Widerständen ist mit der Anode einer Zenerdiode 67 verbunden, deren Kathode mit der Steuerelektrode des Thyristors 36 verbunden ist. Diese Kathode der Diode 67 ist mit dem Körper Über einen Widerstand 68 verbunden, zu welchem parallel ein Integrierkondensator 69 geringer Kapazität geschaltet ist.
Die Auslösespannung der Zenerdiode 67 1st (unter Berücksichtigung- der Werte der Widerstände 61, 65, 66 und 68)
so gewählt, daß sie bei Fehlen einer Flamme ausgelöst (Im Sperrsinn leitend gemacht) wird, und diese Diode 67 bleibt Im Sperreinn nicht leitend, wenn das Qaa entzündet wurde. Bei Vorhandensein einer Flamme hat nämlich der über den Widerstand 65 übertragene negative Impuls 70 eine erheblich kleinere Amplitude als der Impuls 63 bei Fehlen einer Flamme. Der Impuls 62 wird dagegen bei Vorhandensein einer Flamme nicht ausgeglichen, so daß das Arbeiten des OssiUa-
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tors 31 unterbrochen werden kann.
Nachstehend ist unter Bezugnahme auf Fig. 6 eine andere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Zündvorrichtung beschrieben, bei welcher wie bei Fig. 5 Mittel vorgesehen sind, welche gestatten, den Thyristor 36 nur auszulösen und somit die Funkenerzeugung abzustellen, wenn eine Flamme erzeugt wurde. Hierfür ist eine Verbindung 60a zwischen der Primärwicklung 43a des Auegangstransformators 44a und der Steuerelektrode des Thyristors 36 hergestellt.
Bei diesem Beispiel sind aus weiter unten erläuterten Gründen die Primärwicklung 43a und die Sekundärwicklung 45a des Transformators 44a gegensinnig gewickelt. In Reihe mit der Wicklung 45a liegt zwischen einer Klemme dieser Wicklung und dem Körper ein Widerstand 100, welcher einen kleinen Wert hat, 68 0hm bei dem betrachteten Beispiel, und zwischen seinen Klemmen eine Spannung erzeugen soll, welche zu der Stromstärke zwischen den Elektroden 3 und 4 proportional ist. Ein diese Spannung darstellendes Signal wird an die Basis eines Transistors 103 angelegt. Hierfür ist die dem Widerstand 100 und der Wicklung 45a gemeinsame Klemme mit der Basis des Transistors 103 über einen Widerstand 101 und eine Diode 102 verbunden.
Der Transistor 103 hat hier den Typ NPN, und sein Kollektor ist mit der Steuerelektrode des Thyristors 36 verbunden, während sein Emitter Körperschluß hat. Ferner ist ein Widerstand 104 zwischen der Steuerelektrode des Thyristors 36 und dem Körper angeordnet .
Der Erfinder hat festgestellt, daß bei Fehlen einer Flamme sich die Stromstärke in der Wicklung 45a zeitlich in der in dem Schaubild 110 gezeigten Weise ändert. Der/positive Abschnitt 111 dieses Schaubilds entspricht dem Auftreten der ersten Halbwelle von gedämpften Schwingungen. Der Erfinder hat ferner festgestellt, daß sich die Amplitude dieser Halbwelle 111 wie die Zündspannung des Bogens änderte, so daß bei Vorhandensein einer Flamme in der Praxis eine derartige positive Halbwelle nicht auftritt. Es sei hier bemerkt, daß das Schaubild 110 mit Zeichenwechsel infolge des Wicklungseinnes dem in Flg. 4 gezeigten Schaubild entspricht (welches den auf die Primärwicklung des Transformators 44 übertragenen gedämpften Schwingungen entspricht). Diese gedämpften Schwingungen werden durch dae Vorhandensein des Schwingkreises (Im allgemeinen
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ein Störkreis) erzeugt, welcher durch die Induktivität der Wicklung 45a und die verteilte Kapazität derselben gebildet wird. Diese gedämpften Schwingungen besitzen eine umso größere Amplitude, je höher die Spannung an den Klemmen der Sekundärwicklung 45a ist. Die Amplitude dieser Schwingungen besitzt also einen umso größeren Wert, je höher die Zündspannung ist.
Ferner ist zu bemerken, daß die Diode 102 die Übertragung der negativen Halbwelle 110a (Schaubild 110) auf die Basis des Transistors 103 verhindert, welche die Gefahr einer Zerstörung des Transistors mit sich bringen würde.
Bei Fehlen einer Flamme macht die positive Halbwelle 111 den Transistor 103 leitend. Unter diesen Bedingungen wird der durch die Leitung 60a übertragene Impuls durch diesen Transistor 103 in dem Augenblick abgeleitet, in welchem der Thyristor 36 durch den von der Primärwicklung 43a kommenden positiven Impuls ausgelöst werden kann. Das Arbeiten des Oszillators mit den Transistoren 32 und 33 kann daher nicht unterbrochen werden.
Wenn dagegen die Flamme erzeugt wurde, erscheint keine positive Halbwelle 111, oder diese besitzt eine zu geringe Amplitude, um den Transistor 103 leitend zu machen. Unter diesen Bedingungen löst der durch die Leitung 60a übertragene Impuls den Thyristor 36 aus und unterbricht daher das Arbeiten des Oszillators.
Das in Fig. 7 dargestellte Beispiel einer erfindungsgemässen Zündvorrichtung unterscheidet sich von dem in Fig. 6 dargestell ten durch die Tatsache, daß keine Verbindung (60a) zwischen der Primärwicklung des Transformators 44a und der Steuerelektrode des Organs zur Steuerung des Oszillators mit den Transistoren 32 und 33 vorgesehen ist. Bei diesem Beispiel ist das für die Erzeugung eines Funkens kennzeichnende Signal (welches durch die Verbindung 60 oder 60a in Fig. 5 oder 6 übertragen wird) die negative Halbwelle 110a (Sohaubild 110, Fig. 6) der die Sekundärwicklung 45a durohfliessenden Stromstärke.
Zur Verwirklichung dieses Merkmals weist das Steuerorgan des Oszillators mit den Transistoren 32 und 33 anstelle eines gewöhnlichen Thyristors ein bistabileβ Element 36a auf, z.B. das des Typs BRT 39 der Soclete "La Radiotechnique-Coprim-R.T.C". Sin derartiges bistabiles Element entspricht einem Thyristor und besitzt zwei Steuerelektroden 120 und 121. Die Elektrode 120 ist "Anoden-
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gatter" und die Elektrode 121 "Kathodengatter11 genannt.
Der der Sekundärwicklung 45a und dem Widerstand 100 gemeinsame Punkt ist mit dem Anodengatter 120 über einen Widerstand 122 verbunden. Das Gatter 120 ist ferner mit dem positiven Pol dee Speiseelements über einen Widerstand 123 verbunden. Sin Kondensator 124 ist Bvischen das Gatter 120 und die Anode des Elements 36a geschaltet. Der der Wicklung 45a und dem Widerstand 100 gemeinsame Punkt ist anfierdem mit der Basis eines Transistors 103a des Typs HPV über «inen Widerstand 101a und eine Diode 102a verbunden. Der Kollektor des Transistors 103a 1st einerseits mit dem Kathodengatter 121 und andererseits mit dem Körper über einen Widerstand 104a verbunden. Schließlich hat der Emitter des Transistors 103a KBrperechluB.
Beim Arbeiten kann die negative Halbwolle 11Oa9 welche auf das Anodengatter 120 des Elements 36a übertragen wird, dieses Element leitend machen und somit das Arbeiten des Zündkreises unterbrechen. Diese Bedingung ist erfüllt, nenn das Kathodengatter ein positives Potential beeitet. Dieser Zustand tritt auf, wenn der Transistor 103a nicht leitend ist, d.h. wenn die positive Halbwelle 111 bei Vorhandensein einer Flamme eine vernachltoelgbare Amplitude hat. Bei Fehlen einer Flamme macht dagegen die positive Halbwelle 101 den Transistor 103a leitend, so daß das Gatter 121 des Blements 36a auf das KBrperpotential gebracht wird. Unter diesen Bedingungen kann das Element 36a nicht leitend gemacht werden» und das Arbeiten des Oscillators mit den Transietoren 32 und 33 kann nicht unterbrochen werden.
Bei den bisher beschriebenen Beispielen wird die erflndungsgemäfie Vorrichtung zur Feststellung des Vorhandenseins oder Fehlens einer Flamme benutzt. Die Vorrichtung kann jedoch auch benutzt werden um das Vorhandensein oder das Fehlen eines elektrischen Bogens (Funken) zwischen den Elektroden 3 und 4 festzustellen. Venn nämlich der elektrische Bogen nicht zündet (ganz gleich, ob eine Flamme vorhanden ist oder nicht), erreicht die Spannung zwischen den Elektroden einen erheblich größeren Wert als in dem Fall der Erzeugung von Funken. Dieses Merkmal kann z.B. benutzt werden, um die Zufuhr von gasförmigem Brennstoff in der Nähe der Elektroden bei einem (nicht dargestellten) Kessel zu bewirken oder zu verhindern. Der Vergleich mit einem ersten Schwellenwert gestattet so, die Brenn-
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etofflieferung zu steuern, wenn man sicher ist, daß Funken zwischen den Elektroden auftreten,und der Vergleich mit einem zweiten Schwellenwert gestattet die Abstellung der Zündvorrichtung (nach Auftreten der Flamme).
Die obige, unter Bezugnahme auf die Figuren beschriebene Vorrichtung kann zahlreiche Anwendungen finden. Außer zur Verwirklichung eines Taschen- oder Tischfeuerzeugs kann diese Vorrichtung z.B. zur Überwachung einer Flamme in häuslichen oder industriellen Anlagen dienen. Die erfindungsgemäße Zündvorrichtung kann auch zur Herstellung eines Zündkreises für einen Verbrennungsmotor benutzt werden. In diesem Fall bildet die Zündkerze die Funkenstrecke. Mit diesem Zündkreis kann praktisch eine Explosion in jedem Arbeitsspiel sichergestellt werden. Für die Zeit zwischen der Steuerung des Arbeitens und der Funkenerzeugung muß dann natürlich ein mit der Motordrehzahl verträglicher Wert gewählt werden.
Außer den bereits oben erwähnten Vorteilen besitzt die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Überwachung oder Zündung eines flüssigen oder gasförmigen Brennstoffs weitere zahlreiche Vorteile. Es sei insbesondere darauf hingewiesen, daß eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Überwachung einer Flamme eine besondere hohe Betriebssicherheit besitzt. Außerdem ist ihre Herstellung besonders einfach und wirtschaftlich.
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Claims (12)

  1. PATENTANSPRÜCHE
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    Vorrichtung zur Anzeige einer Flamme mit einer zugeordneten Vorrichtung zur Erzeugung einer Flamme mit einer selbständigen Gleichstromquelle, einem handbetätigten Schalter, einem gesteuerten Schalter, Mitteln zur Erhöhung der Spannung, deren Eingang mit der Gleichspannungsquelle nur verbunden ist, wenn der handbetätigte Schalter und der gesteuerte Schalter beide geschlossen sind, einem mit dem Ausgang der spannungserhöhenden Mittel verbundenen Kondensator, einem epannungserhuhenden Transformator, einer zwischen den Klemmen der Sekundärwicklung des Transformators angeordneten, Funken erzeugenden Funkenstrecke, einem in der Nähe der Funkenstrecke angeordneten Brenner, welcher durch die von der Funkenstrecke erzeugten Funken gezündet werden kann, einem Entladekreis, welcher «wischen die Klemmen des Kondensators geschaltet ist und in Reihe die Primärwicklung des Transformators und ein Auslöseelement enthält, und Mitteln, welche das Auslöseelement leitend machen, wenn die Ladung des Kondensators einen bestimmten Wert erreicht hat, bei welchem durch die Entladung ein Funken zwischen den Elektroden der Funkenstrecke erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Flammenanzeigevorrichtung in Kombination mit der selbständigen Gleichstromquelle und dem gesteuerten Schalter Mittel enthält, welche für die Potentialdifferenz zwischen den Elektroden empfindlich sind, wenn zwischen ihnen ein elektrischer Lichtbogen erzeugt wird, wobei diese Mittel ein erstes Signal mit einem ersten Pegel aussenden, wenn diese Potentialdifferenz höchstens gleich einem ersten bestimmten Wert 1st, welcher dem Vorhandensein ein^s elektrischen Bogens zwischen den Elektroden entspricht, und ein'; zweites elektrisches Signal mit einem zweiten Pegel, wenn diese/Potentialdifferenz wenigstens gleich einem zweiten bestimmten Wert ist, welcher einem Fehlen eines elektrischen Bogens zwischen den Elektroden entspricht, wobei das erste Signal den gesteuerten Schalter öffnen und somit die Speisung des Eingangs der spannungserhöhenden Mittel aus der selbständigen Gleichstromquelle unterbrechen kann, selbst wenn der handbetätigte Schalter geschlossen ist.
  2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die für die Potentialdifferenz zwischen den Elektroden empfindliche! Mittel für die Zündspannung des elektrischen Bo-
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    gens zwischen diesen Elektroden empfindliche Mittel aufweisen.
  3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die für die Potentialdifferenz zwischen den Elektroden empfindlichen Mittel mit den betreffenden Klemmen der Sekundärwicklung des Transformators verbundene Eingangsklemmen aufweisen.
  4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die für die Potentialdifferenz zwischen den Elektroden empfindlichen Mittel mit den betreffenden Klemmen der Primärwicklung des Transformators verbundene Eingangsklemmen aufweisen.
  5. 5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die für die Potentialdifferenz zwischen den Elektroden empfindlichen Mittel einen Integrator aufweisen, welcher für jeden Funken die Spannung zwischen den Elektroden integriert, und Vergleichsmittel, deren erster Eingang mit dem Auegang des Integrators und deren zweiter Eingang mit einer Bezugsspannungsquelle verbunden ist, welche ein Signal liefert, welches für eine Spannung kennzeichnend ist, deren Wert zwischen dem ersten und dem zweiten bestimmten Wert liegt.
  6. 6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die für die Potentialdifferenz zwischen den Elektroden empfindlichen Mittel ein Element mit Schwellenwert aufweisen, z.B. eine Zenerdiode, deren Leitfähigkeit von der Spannung bestimmten Werts abhängt.
  7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die für die Potentialdifferenz zwischen den Elektroden empfindlichen Mittel für die Stärke des die Primärwicklung oder die Sekundärwicklung des Transformators durchflieseenden Strome empfindliche Mittel aufweisen.
  8. 8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungserhöhenden Mittel Oszillatormittel zur Umwandlung der von der selbständigen Gleichstroaquel-Ie gelieferten Gleichspannung in ein periodisches Signal, von den Oszillatormitteln gespeiste, mit Wicklungen versehen· spannungeerhöhende Mittel und Gleichrichtermittel aufweisen, wobei der Kondensator durch die Spannungserhöhenden Mittel über die Gleichrichtermittel geladen wird.
  9. 9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der gesteuerte Schalter durch einen gesteuerten Gleich-
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    richter des Type Thyristor gebildet wird, dessen Steuerelektrode einen yon dem ersten Signal betätigten Sperreingang bildet.
  10. 10. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der gesteuerte Schalter einen Sperreingang aufweist, welcher mit dem Ausgang von Mitteln zur Lieferung eines einen von der Funkenstrecke erzeugten Funken darstellenden Signals verbunden ist, und daß der Ausgang der für die Potentialdifferenz zwischen den Elektroden empfindlichen Mittel ebenfalls mit diesem Sperreingang über Mittel zur selektiven Aufhebung verbunden ist, welche bei Fehlen einer Flamme ein Signal liefern, welches dem Signal entgegenwirkt, welches von den Mitteln zur Lieferung eines einen Funken kennzeichnenden Signals geliefert wird.
  11. 11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur selektiven Aufhebung ein Element mit Schwellenwert aufweisen, z.B. eine Zenerdiode.
  12. 12. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur selektiven Aufhebung ein Ableitungselement aufweisen, welches einen ersten und einen zweiten Leitfähigkeitszustand besitzen kann, wenn die für die Potentialdifferenz empfindlichen Mittel ein Signal mit einem ersten Pegel bzw. mit einem zweiten Pegel aussenden.
    13· Vorrichtung nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch einen Ausgangstransformator, dessen Wicklungen gegensinnig gewickelt sind, wobei die Primärwicklung dieses Ausgangstransformators mit dem Sperreingang verbunden ist, daß die Ableitungsmittel parallel zu diesem Sperreingang geschaltet sind, und daß die für die Potentialdifferenz empfindlichen Mittel für die Stärke des die Sekundärwicklung des Transformators durchfliessenden Strome empfindliche Mittel aufweisen, wobei die Ableitungsmittel einen Steuereingang besitzen, welcher mit dem Ausgang der für die Stärke des die Sekundärwicklung des Transformators durchmessenden Stroms empfindlichen Mittel verbunden ist.
    14· Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Ableitungsmittel einen Transistor enthalten, dessen Basis den Steuereingang bildet.
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