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Steuerung für einen durch einen Motor gespeisten Brenner.
Die Erfindung soll die Steuerung eines Brenners besonders für Hausgebrauch erleichtern. Dabei ist es erwünscht, den Brenner selbsttätig durch eine Steuerung z. B. durch einen Thermostaten in und ausser Wirkung zu setzen. Dies ist schon früher geschehen. Auch ist es erwünscht, Einrichtungen zu schaffen, die den Brenner zwangsweise unabhängig vom Thermostaten abstellen, sobald ein Aussetzen des Brenners stattfindet. Hiebei ist es erwünscht, ein erneutes Ingangkommen des Brenners zu verhindern. so dass eine Handbetätigung erforderlich wird. Auch soll, wenn die Zuführvorrichtung des Brenners stillgesetzt wird, der Brennstoffkanal zwangsweise geschlossen werden, um ein sofortiges Aussetzen des Zuflusses zu bewirken. Diese erwünschten Wirkungen ergibt die neue Vorrichtung.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes schematisch dargestellt.
Fig. 1 ist ein Längsmittelschnitt durch den Brenner ; Fig. 2 ein Schnitt durch die Brennersteuerung nach der Linie 2-2 der Fig. 1 ; Fig. 2a eine Einzelansicht des Steuerschalters für den Steuermotor ; Fig. 2b zeigt in grösserem Massstab eine Schaltvorrichtung, Fig. 3 ein Aufriss des Sicherheitsschalters für die Brennersteuerung, Fig. 4 ein Schnitt nach der Linie 4-4 der Fig. 3, Fig. 5 eine Rückansicht des Steuermotors, Fig 6 ein Schaltschema.
Die Brennerkammer 1 hat ein sich verengendes Mundstück 2 und eine Brennstoffdüse 3, zu welcher der Zuführungskanal 4 führt. Mittels der Druckluftdüse 6 wird der Brennstoff zerstäubt. Zur Zündung dient eine Zündkerze 7. Zusatzluft wird durch ein Gebläse 8 geliefert, das auf der Welle 9 sitzt. Ein Kanal 10 verbindet das Gebläse mit dem Rückende des Brenners, und die Luft strömt durch ein Armkreuz 11 und durch einen Raum 12 um den Zündkegel 13 herum. In der Mitte des Brenners findet eine Vorver- brennung reichen Gemisches statt, das durch die bei 12 zutretende Luft umgeben wird, worauf eine sehr intensive Verbrennung am Austritt aus dem Mundstück 2 erfolgt.
Der Lüfter 8 liegt in einem Rahmen 14,
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füh rt eine Pleuelstange 25 zum Kolben 26 der Luftpumpe, der in einem Zylinder 27 arbeitet. Dieser hat ein Einlassventil 28 und ein Auslassventil 29, das in einen darüber angebrachten Aufnehmer. 30 mündet. Ein Rohr 31 führt von der Lüfterkammer zum Einlassventil 28, so dass es Luft von der gleichen Quelle wie der Lüfter enthält. Das Rohr 6 schliesst sich an den Aufnehmer 30.
Um den Brenner 1 bildet ein Mantel. 32 einen Luftraum, der mit dem Brennerraum verbunden und seinen Druckänderungen unterworfen ist. Eine Öffnung 3. 3 (punktierte Linien in Fig. 1 sowie Fig. 3 und 4) schliesst sich an diesen Luftraum und wird durch eine Klappe 34 verschlossen, die bei 35 in einem Passstück 35a angelenkt ist und ein verstellbares Gewicht 36 in Form des verdickten Kopfes einer in die Klappe geschraubten Schraube hat. Diese wird durch eine zweite Schraube 37 gesichert, die den von der Schraube 36 durchragten Teil der Klappe abspreizt.
Eine Leitung. 38 führt zum Passstück 35a und demgemäss zur Klappe 34. Ein Kontakt 39 der Klappe 34 wirkt zusammen mit einem Kontakt 40, der von einer Platte 41 an einem Bolzen 42 getragen wird, der am Passstück 35 a isoliert sitzt und mit einer Leitung 43 verbunden ist. Ein Kontakt 44 der Platte 35 kann in Berührung mit dem Kontakt 45 an einem Bolzen 46 kommen. der isoliert am Passstüek 35a sitzt und mit einer Leitung 47 verbunden ist.
Diese Vorrichtung ist die Sicherheitseinrichtung, die auf ein Versagen des Brenners anspricht.
Versagt beim Anlassen des Brennermotor 15 die Zündung, so ist der Druck auf die Klappe 34 nicht ausreichend, um den Kontakt 39 vom Kontakt 40 abzuheben. Durch einen Steuermotor 48, der auf die unten
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zu beschreibende Steuerung einwirkt, wird der Brennermotor nach einer bestimmten Zeit abgestellt. Bei richtiger Zündung aber erzeugt die Wärmeausdehnung der Gase im Brenner einen merklichen Rückdruck, der durch die Klappe 34 den Kontakt 39 vom Kontakt 40 abhebt und den Kontakt 44 an den Kontakt 45 anlegt, so dass die Steuerung eine Fortdauer des Laufes des Brennermotors 15 zulässt.
Ein Steuermotor 48 (Fig. 5 und 2b) ist in einem Gehäuse 48a am Rahmen 14 angebracht. Er treibt
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Teil 58 des Nockens 52 stet t. Der Kontakt 57 wird von einem Federarm 60 getragen. Eine Feder 59 wirkt auf den Arm 53 und trennüdie Kontakte 56 und 57, wenn die Rolle 55 von der Erhöhung 58 des Nockens abfällt. Eine Leitung 61 fhrt von der Platte 54a zu einer Platte 62. Von dieser führt ein Draht 63 zum Motor 15. Der Federarm 60ist an einer Leiterplatte 64 angebracht, von der eine Leitung 65 zu einer Platte 66 führt, von der eine Leitung 67 zu einem Kontakt 68 läuft. Dieser ist mit der Hauptleitung 69 (Fig. 5) verbunden. Die andere Hauptleitung 70 führt zu einem Kontakt 71, von dem eine Leitung 72 zu einer Schmelzsicherung 73 führt.
Von dieser läuft eine Leitung 74 zu einer Platte 75 (Fig. 2), von der eine Leitung 76 zum Motor 15 zurückführt. Sinsd also die Kontakte 56, 57 geöffnet, so ist der Motor 15 stillgesetzt. Sind die Kontakte geschlossen, so treibt der Motor den Lüfter 8 und die Luftpumpe 27.
Fig 6 zeigt das Schaltschema. Um den Steuermotor 48 so zu betreiben, dass der Brennermotor 15 richtig gesteuert wird, sind drei Schalter vorgesehen. Denersten bildet der Sicherheitsschalter im Brenner, dessen Wirkung vom Druck im Brenner abhängt und einem Versagen des Brenners Rechnung trägt.
Ein zweiter, thermostatisch bewegter Schalter regelt selbsttätig die Temperatur des von der Brennerflamme erhitzten Raumes. Ein Handschalter endlich muss betätigt werden, um die Vorrichtung in Gang zu setzen, nachdem sie bei einem Versagen durch den Sicherheitsschalter ausgeschaltet wurde. Als Handschalter dient ein Druckknopf 77 (Fig. 2). Der Thermostat ist mit 78 bezeichnet. Der Sicherheitsschalter besteht aus der vorerwähnten Klappe 34, die mit den Kontakten 39,40, 44 und 45 (Fig. 6) zusammenwirkt.
Der Thermostat hat ein bewegliches thermisch empfindliches Organ 79, das den beweglichen Kontakt 80 trägt ; dieser wirkt mit einem Kontakt 81 zusammen, wenn der Thermostat kühler Temperatur ausgesetzt wird. Man nennt dies die kalte Seite. Der gegenüberliegende Kontakt 82 kommt zur Wirkung, wenn der Thermostat erwärmt wird. Man nennt dies die warme Seite.
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und werden von einer Brücke 88 überschleift, die von einer Stillsetzscheibe 88 a auf der Welle 50 getragen wird. Steht die Brücke über den Kontakten 83, 84, so ist die Steuerung so eingestellt, dass der Brennermotor weiterläuft. Steht die Brücke über den Kontakten 86 und 87, so wird der Stromkreis durch den Brennermotor 15 unterbrochen. Dies ist die normale Stillstandslage.
Wenn die Brücke die Kontakte 84 und 85 verbindet, so wird der Brennermotor ebenfalls stillgesetzt. Dies ist die Notstillsetzlage, die nur eintritt, wenn die Zündung versagt und der Sicherheitsschalter wirkt. Um den Brennermotor 15 erneut anzulassen, muss der Druckknopf 77 betätigt werden.
Die Hauptleitung 70 führt zu einer Klemme 89, von der eine Leitung 90 zum Steuermotor 48 führt. Die zweite Hauptleitung 69 führt zu einem Kontakt 91, von dem eine Leitung 92 zur Klemme 93 eines Magnetschalter führt. Dieser hat den üblichen Schwingarm 94, der durch eine Leitung 95 mit dem Motor 48 verbunden ist. Eine Spule 96 steuert den Arm 94. Ein Umformer 97 ist vorgesehen, von dessen Niederspannungsseite eine Leitung 95 zur Klemme 84 des Steuerschalters führt. An der anderen Seite führt eine Leitung 99 zur Spule 96, die durch eine Leitung 100 mit einer Klemme 101 verbunden ist. Von dieser führt eine Leitung 101a zu einer Kontaktplatte 102, welche eine Seite des vom Druckknopf 77 gesteuerten Schalters bildet.
Eine Brücke 103 wirkt mit der Platte 102 und einer Platte 104 zusammen, die durch eine Leitung 105 mit einer Klemme 106 verbunden ist. Von dieser führt eine Leitung 107 zu einer Klemme 108, die mit dem beweglichen Teil 79 des Thermostaten verbunden ist. Eine Leitung 109 führt vom Kontakt 82 an der warmen Seite des Thermostaten zu einer Klemme 110, an welche die Leitung 47 anschliesst. Eine Leitung 1l0a führt von der Klemme 110 zur Klemme 83 des Steuerschalters. Eine Leitung 111 führt vom Kontakt 81 an der kalten Seite des Thermostatschalters zu einer Klemme 112.
Eine Leitung 223 führt von der Klemme 112 zu der Klemme 86 des Steuerschalters. Eine Leitung 43 vom Sicherheitsschalter führt zu einer Klemme 114, von der eine Leitung 115 zur Klemme 85 des Steuerschalters läuft. Eine Leitung 116 führt von der Klemme 114 zu einer Kontaktplatte 117, die mit der Brückenplatte 103 verbindbar ist, während der Schaft des Druckknopfes in Berührung mit der Platte 102 bleibt, wodurch die Leitungen 101a, 116 überbrückt werden. Eine Leitung 84a überbrückt dauernd die Kontakte 84 und 87.
Um den Magnetschalter 93, 94 in der Schlusslage zu verriegeln, wenn die Stillsetzscheibe 88a sich dreht und die Brücke von einem Kontaktsatz zum andern bewegt, ist folgende Einrichtung vorgesehen : Der Schaltarm 94 (Fig, 2a) trägt einen isolierten Block 94a, durch den die Kontaktschraube 94b ragt, die unmittelbar den Kontakt mit dem Kontakt 93 herstellt. Die biegsame Leitung 95 geht von der Schraube 94b aus. Der Aim 94ist bei 94e angelenkt und mit einem Gewicht 94 < veisehen, das den Schalter
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öffnet, wenn der Stromkreis durch die Spule 96 unterbrochen wird. Der Arm 94 hat ferner einen Klinken- fortsatz 94e.
Ein Fanghebel 941 ist bei 94g am Gestell angelenktund hat eine Rast 94 h, in die der Ansatz 94e fällt, wenn der Arm 94 durch die Magnetspule niedergezogen wird. Der Hebel 941 trägt weiter einen
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eingreift. Die Zapfen 94j sind so angebracht, dass sie den Hebel 941 ausheben. wenn die Schaltplatte 88a in solcher Lage ist, dass die Platte 88 die Kontakte 8. 84 oder 84 85 oder 86, 87 überbrückt. In allen anderen Lagen wird der Hebel 94 von den Zapfen 94j freigegeben und fällt unter dem Einfluss seines Gewichtes in eine solche Lage nieder, dass er den Schalthebel in der Schlusslage sperrt, sofern dieser in eine solche Lage gebracht ist. Der Hebel 941 erlaubt die Schluss bewegung des Hebels 94 zu jeder Zeit.
Die Wirkung der Steuerung ist folgende : Wie gezeigt, wird die Steuerwelle 50 bei von der Brücke 88 überbrückten Kontakten 83, 84 stillgesetzt. Dies ist die normale Betriebslage, mit anderen Worten der Steuermotor 48 ist in der sogenannten Betriebslage. Hiebei ist der Thermostatschalter entweder an der kalten Seite geschlossen oder in einer Zwischenlage. Laut Zeichnung ist er an der kalten Seite geschlossen.
Der Sicherheitsschalter 34 wird unter dem Druck der Flamme ausgeschwungen und schliesst die Kontakte 44, 45. Verfolgt man unter diesen Voraussetzungen den Stromkreis durch die Magnetschalterspule 96, so findet man, dass dieser Stromkreis offen und demgemäss der Magnetschalter 93,94 offen und der Steuermotor ausgeschaltet ist. In diesem Stromkreise führt die Leitung 99, 98 zum Kontakt 84. Dann verläuft der Strom durch die Brücke 88 und Klemme 83, durch die Leitung 110a zur Klemme 110, durch die Leitung 109 zur warmen Seite des Thermostaten, wo die Kontakte 82 und 80 getrennt sind und so der Kreis unterbrochen ist. Nach der Voraussetzung sind auch die Kontakte 44, 45 durch den Druck im Brenner geschlossen. Zwischen den Kontakten 39, 40 ist eine Unterbrechung. Sollte aber dem Brenner etwas zustossen, z.
B. ein Versagen der Zündung oder Brennstoffzufuhr, so würde sofort der Druck im Brenner sinken und der Sieherheitssehalter umsteuern, da das Gewicht die Kontakte 39,40 zusammenzubringen
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zum Kontakt 101, dann durch die Leitung 100 zur Spule 96. Der Magnetschalter wird daher sofort geschlossen, und der Steuermotor wird angelassen und treibt die Scha. ltscheibe 94k entgegen dem Uhrzeiger vorwärts. Sobald dies beginnt, wobei sich, wie vorerwähnt, der Hebel 94 in Tieflage befindet, sperrt die Falle 941 den Hebel 94 in der Schlusslage, bis die Brücke 88 die Kontakte 84, 85 verbindet. An diesem Punkt wird der Sperrhebel 941 durch den Stift 94j gehoben, und, wenn sonst alles unverändert bleibt, wird dadurch das Öffnen des Steuerschalters 93, 94 gestattet.
Dies zeigt sich, wenn man den Weg durch die Steuerspule 96 des Magnetschalter verfolgt. Die Leitung 99, 98 führt zur Klemme 84 durch die
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Wenn auf diese Weise der Stromkreis geschlossen wird und dadurch auch der Steuermotor angelassen wird, so wird auch der Kontakt 56,57 durch die unrunde Scheibe 52 geschlossen, wenn sich die Brücke von den Kontakten 86, 87 entfernt und der Brennermotor wird angelassen. Der Steuermotor wird in üblicher Weise gebremst, so dass in der Zeit, die die Brücke 88'braucht, um bis zu den Kontakten 88, 84 zu kommen, der Brenner seinen Betriebszustand erreicht und durch den Gasdruck die Kontakte 44, 45 des Sicherheitsschalters geschlossen werden.
Falls bei Ausbleiben der Zündung ein Stromkreis durch die Spule 96 des Magnetschalter durch die Kontakte 39,40 geschlossen wird, so wird der Steuermotor bis zur Notstillsetzlage 84, 85 weiterlaufen. Dies ergibt sich bei Verfolgung des Stromkreises durch die Spule 96 durch die Leitung 99, 98 zur Klemme M, durch Platte 88, Kontakt 83, Leitung 110a, Kontakt 40, Kon- takt 39, Sicherheitsschaltplatte M, Leitung 38, Klemme 106, Leitung 105, Platten 104 !, 10. 3, 102, Leitung 101 a, Kontakt 101 und Leitung 100 zur Spule. Unter diesen Umständen bleibt der Magnetschalter geschlossen, und die Platte 88 wird vorbewegt.
Der Sperrhebel wirkt sofort und sperrt sie in ihrer
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kreis durch die Spule 96 unterbrochen ist, der den Motor steuernde Steuerschalter 93,94 stillgesetzt wird. Da in dieser Lage die Kontakte 57, 56 offen sind, so wird der Brennermotor stillgesetzt. Dass dies zutrifft, sieht man bei Verfolgung des Stromkreises von der Spule 96 durch die Leitung 99, 98, Klemme 84, Brücke 88, Klemme 85, Leitung 115, Klemme 114, Leitung 43, Kontakt 45, wo eine Unterbrechung im Stromkreise zwischen den Punkten 44 und 45 besteht. Wie vorher erwähnt, bleiben die Teile in dieser Lage, bis der Druckknopf betätigt wird, der Stromkreis erneut geschlossen wird und der Steuermotor in Lauf gesetzt wird.
Die Hilfsvorrichtungen sind in Fig. 6 schematisch dargestellt. Ein Umformer 118 ist mit den Leitungsdrähten 69,70 durch Leitungen 119, 120 verbunden. Der Niederspannungsdraht 121 a führt zur Erde und ein Draht 121 zu einem Kontakt 122, wo er durch eine Leitung 123 mit einem Stromkreisunterbrecher 124 verbunden ist. Eine Leitung 125 führt von der Klemme 122 zu einem Kondensator 126. Der Unterbrecher ist mit der Leitung 125a verbunden, und der Kondensator ist durch eine Leitung 127 mit einer Klemme 126 a verbunden. Von dieser führt eine Leitung 128 zu einer Funkenspule 129, die bei 130 geerdet ist und durch eine Leitung 131 mit einer Seite 132 der Zündkerze verbunden ist. Die andere Seite 133 ist bei 134 geerdet.
Es ist erwünscht, den Brennstoffzustrom sofort abzustellen, wenn der Brennermotorstromkreis unterbrochen wird, damit kein Hindurchlecken von Brennstoff zum Brenner stattfindet, bzw. kein unverbrauchtes Öl ausfliesst. Dies wird selbsttätig durch folgende Vorrichtung erzielt. Das Luftrohr 6 führt zu und von einer Kammer 135 (Fig. 6) mit Einlass 136 und Auslass 137. Ein Ventil 138 schliesst den Durchlass von der Kammer 135 zum Auslass durch Schwerkraft ab. Ein Anker 139 ist am Schaft des Ventils 138 angebracht und wird durch die Spule 140 bewegt. Diese ist durch eine Leitung 141 mit der Leitung 76 verbunden und durch eine Leitung 142 mit der Leitung 61,63, d. h. die Spule 140 liegt in Nebenschluss mit dem Brennermotorstromkreise.
Wird der Brennermotor abgestellt, so fällt daher das Ventil 138 sofort herunter und schliesst den Luftkanal 6. Dadurch wird sofort alles Nachfliessen von Brennstoff vermieden.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Steuerung für einen durch einen Motor gespeisten Brenner, dadurch gekennzeichnet, dass am Brenner ein Sicherheitsschalter (34) angeordnet ist, der beispielsweise auf das Aussetzen der Zündung durch die dabei auftretenden Druckunterschiede im Brenner anspricht und einen Steuermotor (48) steuert, der den die Luftzufuhr zum Brenner bewirkenden Motor (15) steuert.