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Elektrisch gesteuerte vollautomatische Gasmangelzündsicherung
Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrisch gesteuerte, vollautomatische Gasmangelzündsicherung nach Patent Nr. 245 761 mit einem oder mehreren, im Bereich einer Zünd-oder Brennerflamme angeordneten Thermoelementen, deren Thermostrom selbsttätig und direkt ein Thermorelais steuert, wobei dem Thermorelais ein das Zündgasventil mechanisch steuerndes Überwachungsrelais zugeordnet ist, dessen Kontakte in Verbindung mit den Kontakten des Thermorelais das Hauptbrennerventil steuern.
Es sind Gasmangelsicherungen bekannt, die mehr oder weniger Thermoelemente zur Steuerung von Sicherheitsvorrichtungen verwenden, wobei der Thermostrom des Thermoelementes lediglich das Offenhalten der Gasspeiseleitung zu den Brennern bewirkt, wogegen das Öffnen der Gasspeiseleitung und der Zündvorgang von Hand vorzunehmen ist.
Es sind aber auch vollautomatische Mehrzünderanordnungen bekannt, die an Stelle von Thermoelementen andere Bauelemente, z. B. photoelektrische Elemente oder N. T. C. -Widerstände mit zwischengeschalteten Verstärkern zur Steuerung verwenden. Eine direkte Steuerung oder Beeinflussung des Zündvorganges und/oder der Überwachung des Gases durch Ventile in der Brennerleitung ist dabei jedoch nicht möglich.
Ferner sind Anordnungen bekannt, die mit mehreren Hauptbrennern arbeiten, wobei jedem Hauptbrenner je ein Zündbrenner und je ein von den Zündbrennerflammen beeinflusstes Thermoelement zugeordnet ist. Auch diese Anordnung arbeitet lediglich als Gasmangelsicherung, wobei der Thermostrom das Ventil zu dem Brenner offen hält, und somit die Einleitung des Zündvorganges und der ZUndvorgang selbst von Hand ausgeführt werden muss.
Gemäss der Erfindung soll nun nicht nur eine durch einen Thermostrom gesteuerte Gasmangelsicherung beim Eintreten eines derartigen Zustandes ausgelöst werden, sondern der Thermostrom ohne verstar- kungsglieder zum Sichern und zum Steuern der Zündung mehrerer Brenner verwendet werden.
Dies wird bei der eingangs beschriebenenGasmangelzündsicherung erfindungsgemässdadurcherreicht, dass mehreren Hauptbrennern je ein Zündbrenner zugeordnet ist, derart, dass der Thermostrom eines der Zündbrenner, dessen Zündgasventil unmittelbar mechanisch vom Magnetanker des Überwachungsrelais gesteuert wird, ein dem nächstfolgenden Zündbrenner zugeordnetes Zündgasventil unmittelbar, also ohne Verwendung eines Verstärkers oder sonstigen Zwischengliedes, steuert, dass der Thermostrom dieses und jedes andern Thermoelementes ein dem jeweils nächstfolgenden Zündbrenner zugeordnetes Zündgasventil unmittelbar steuert und dass der Thermostrom des letzten Thermoelementes aber unmittelbar das Thermorelais steuert.
Die erfindungsgemässeGasmangelzündsicherungsanlage arbeitet vollautomatisch und vermeidet auch die übrigen Nachteile der bereits bekannten Mehrzünderanordnungen. Sie ist vor allem betriebssicher und erfordert nur einen begrenzten technischen Aufwand. Sie ist sowohl für offene als auch für geschlossene Brennräume verwendbar. Gegenüber einer nicht zum Stande der Technik gehörenden Ausführung einer Mehrzünderanordnung, bei welcher die Steuerung der Zündbrennerventile über Zwischenrelais erfolgt, Stammpatent Nr. 237 248.
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stellt die erfindungsgemässe Lösung eine Vereinfachung dar, da hier die Zwischenrelais entbehrlich sind.
Eine weitere erfindungsgemässe Ausgestaltung der vollautomatischen Gasmangelzündsicherung für mehrere Hauptbrenner, die einen die Temperatur des zu beheizenden Raumes regelnden Thermostaten aufweist, besteht darin, dass jedem Hauptbrenner ein Hauptbrennerventil zugeordnet, dass ferner im Stromkreis eines jeden Hauptbrennerventils je ein Thermostat zwischengeschaltet und dass jedem Zündbrenner ein Zündtransformator zugeordnet ist, deren Primärstromkreise parallelgeschaltet sind.
Die Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die in den Zeichnungen in Betriebsstellung dargestellten Ausführungsbeispiele im folgenden näher beschrieben. In den Zeichnungen zeigen Fig. 1 das Schaltschema eines ersten Ausführungsbeispieles der erfindungsgemässen Anlage mit nur einem Hauptbrennerventil, das sämtliche Hauptbrenner beherrscht, Fig. 2 das Schaltschema eines zweiten Ausführungsbeispieles, bei welchem jedem Hauptbrenner ein eigenes Hauptbrennerventil zugeordnet ist.
In Fig. 1 sind vier getrennte Hauptbrenner 20, 20', 20", 20'" dargestellt, die von je einem zugehörigen Zündbrenner 13, 13', 13", 13"'gezündet und überwacht werden. Natürlich kann die Anzahl der Hauptbrenner und damit der Zündstelle beliebig variiert werden. In der zu den Hauptbrennern führenden Gasleitung befindet sich das elektromagnetisch betätigte Hauptbrennerventil 18 und an eine vor diesem Ventil abzweigende Gasnebenstromleitung 43 sind die zu den Zündbrennern 13, 13', 13", 13' führenden Zündgasleitungen 44, 44', 44", 44"1 angeschlossen, in denen sich je ein Zündgas- ventil 14,71, 71', 71" befindet.
Jedem Zündbrenner 13, 13', 13", 13'"ist eine Glühzündspirale 12', die auch durch einen Zündfunkengeber ersetzt werden kann und ein Thermoelement 15, 15', 15", 15"' zugeordnet. Sämtliche Glühzündspiralen 12'. sind in serie and die Sekundärwicklung des Zündtransformators 11 angeschlossen.
Die Zündbrennerventile 71, 71', 71" werden elektromagnetisch betätigt, während das den Zündbrenner 13 überwachende Zündbrennerventil 14 unmittelbar mechanisch vom Überwachungsrelais 30 gesteuert wird, welches Überwachungsrelais in dem in der oberen Hälfte der Zeichnungen dargestellten Hauptteil der Steuerung angeordnet ist. Der Thermostrom des diesem Zündbrenner 13 zugeordneten Thermoelementes 15 steuert unmittelbar, also ohne Verwendung eines Verstärkers oder sonstigen Zwischengliedes das Zündgasventil 71 des Zündbrenners 13'. Der Thermostrom des diesem Zündbrenner 13'zugeordneten Thermoelementes 15'steuert in der gleichen Weise das Zündgasventil 71'
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Zündbrenners 13"usw.
Der Thermostromschen Auslöser 7, einen Druckschalter 26 mit einer Membran 27, ein Überwachungsrelais 30, ein Thermorelais 10', einen Gleichrichter 56, einen Belastungswiderstand 60 und einen Zündtransformator 11 umfasst, ist in analoger Weise wie im Stammpatent aufgebaut.
Die Inbetriebnahme und Wirkungsweise der Anlage ist wie folgt : Wird der Hauptschalter l geschlossen, dann liegt die Netzspannung über denRuhekontakt 2-3 des Thermostaten 4 unddenRuhekontakt 6 des thermischen Auslösers 7 sowie über den Ruhekontakt 8-9 des Thermorelais 10'an der Primärspule des Zündtransformators 11, sofern der ebenfalls in der Netzleitung befindliche Druckschalter 26, der vom Gasdruck über eine Membran 27 betätigt wird, geschlossen ist. Die den einzelnen Zündbrennern zugeordneten Glühzündspiralen 12' werden vom Sekundärstrom des Zündtransformators 11 durchflossen und beginnen zu glühen.
Mit dem Schliessen des Schalters l wird gleichzeitig der Gleichrichter 56 an Netzspannung ge-
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kontakte 31-32 und 33-34 schliesst. Das vom Anker dieses Überwachungsrelais 30 unmittelbar mechanisch betätigte Zündgasventil 14 wird ebenfalls geöffnet und das über dieses Ventil 14 und die Leitung 44 zum Zündbrenner 13 strömende Gas entzündet sich an der glühenden Spirale 12' die diesem Zündbrenner zugeordnet ist.
Die so erzeugte Zündflamme des Brenners 13 erwärmt das Thermoelement 15 und der von diesem Element gelieferte Thermostrom wird unmittelbar, d. h. ohne Verwendung eines Verstärkers oder sonstigen Zwischengliedes der Wicklung des elektromagnetisch betätigten Zündgasventils 71 des nächstfolgenden Zündbrenners 13'zugeleitet, welches nach Erreichen der Nennspannung geöffnet wird, worauf sich das Zündgas des Brenners 13'entzündet.
Der durch die Zündflamme des Brenners 13'im Thermoelement 15'erzeugte Thermostrom
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betätigt nun analog wie vorher das nächste Zündgasventil 71'usw. Auf diese Weise wird ein Zündbrenner nach dem andern gezündet.
Der vom Thermoelement 15 111 des letzten Zündbrenners 13 gelieferte Thermostrom wird der Wicklung des Thermorelais 10 zugeleitet, welches nach Erreichen der Nennspannung spricht, seinen Arbeitskontakt 16-17 schliesst und die Ruhekontakte 8-9 und 8'-9'öffnet. Über den nunmehr geschlossenen Kontakt 16-17 und den schon vorher geschlossenen Arbeitskontakt 31-32 des Überwachungsrelais 30 wird die vom Gleichrichter 56 abgegebene Gleichspannung an die Wicklung des Hauptbrennerventils 18 gelegt und dieses Ventil geöffnet.
Das bei den Hauptbrennern 20, 20', 20", 20' ausströmende Gas entzündet sich an den jeweiligen Zündflammen der Zündbrenner 13, 13', 13", 13 "'.
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den beim Ansprechen des Thermorelais 10'geöffneten Ruhekontakt 8-9 wird der Zünd-an den Sollwert des durch den thermischen Auslöser 7 fliessenden und auf diesen abgestimmten Stromes erreicht. Die durch den ebenfalls geöffneten Kontakt 8'-9'des Thermorelais 10'unterbrochene Gleichstromversorgung der Wicklung des Überwachungsrelais 30 wird nun über den Selbsthaltekontakt 33-34 des Überwachungsrelais weiter aufrecht erhalten, so dass das Überwachungsrelais 30 erregt bleibt. Die Anlage ist nunmehr im Betriebszustand, wie es in Fig. 1 der Zeichnungen dargestellt ist.
Die in Fig. 1 dargestellte Anlage ist z. B. für einen durch mehrere Brennstellen zu beheizenden Raum gedacht, wobei nur ein Hauptbrennerventil und nur eine "Automatik" Verwendung findet. Unter "Automatik"werden folgende, in einem gemeinsamen Gehäuse untergebrachte Bauelemente verstanden : Ther- morelais 10', Überwachungsrelais 30 mit dem mit ihm mechanisch gekuppelten Zündgasventil 14, Gleichrichter 56, Zündtransformator 11, thermischer Auslöser 7 und Belastungswiderstand 60.
Das in Fig. 2 dargestellte Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemässen Anlage stellt eine für bestimmte Anwendungsfälle vorteilhafte Weiterentwicklung der in Fig. 1 gezeigten Anlage dar. Mit dieser weiterentwickelten Anlage ist es möglich, mehrere räumlich getrennte Feuerstätten, z. B. bei einer Etagenheizung, mit nur einer "Automatik" zu zünden, zu regeln, zu sichern und zu überwachen. wobei die Temperatur jedes durch eine Feuerstätte beheizten Zimmers (Hauptbrenner) für sich getrennt regelbar bzw. einstellbar ist.
Der Aufbau der Anlage gemäss Fig. 2 entspricht im wesentlichen dem in Fig. 1 dargestellten, mit den
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beherrschenden Hauptbrennerventils 18 (Fig. l) ist nunmehr (Fig. 2) jedem Hauptbrenner ein eigenes, elektromagnetisch betätigtes Hauptbrennerventil 18', 18", 18"', 18""zugeordnet. Weiters ist an Stelle eines einzigen Thermostaten 4 (Fig.
Indessen Kontakt 2-3 in die Netzzuleitung geschaltet ist, nun (Fig. 2) jedem Hauptbrenner 20 bzw. 20'bzw. 20"bzw. 20'"ein eigener Thermostat 4'bzw. 4"bzw. 4' bzw. 4""zugeordnet, dessenRuhekontakt 2-3 in den Stromkreis der Magnetwicklungdes
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kreise sind parallelgeschaltet und genauso wie die Magnetwicklung des Hauptbrennerventils 18 in Fig. 1 an die Kontaktstücke 32 bzw. 17 des Überwachungsrelais 30 bzw. des Thermorelais 10'angeschlossen. Ausserdem ist in Fig. 2 an die Sekundärwicklung des Zündtransformators 11 lediglich die Glühzündspirale 12'des ersten Zündbrenners 13 (in dessen Gaszuführungsleitung 44 sich das unmittelbar mechanisch vom Überwachungsrelais 30 betätigte Zündgasventil 14 befindet) angeschaltet.
Die den übrigen Zündbrennern 13', 13", 13'" zugeordnetenGlühzündspiralen 12'werden je-
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Zündtransformator 11', 11". 11'" gespeist. Die Primärwicklungengeschaltet. Es könnten natürlich die jedem einzelnen Zündbrenner zugeordneten Zündtransformatoren auch durch einen einzigen Zündtransformator ersetzt werden. Dies ist aber nur dann vorteilhaft, wenn die einzelnen Zündbrenner räumlich nicht weit voneinander entfernt liegen.
Die Inbetriebnahme und Wirkungsweise der in Fig. 2 dargestellten Anlage ist analog zu der in Fig. 1 gezeigten Anlage und somit kann auf eine detaillierte Erklärung derselben verzichtet werden. Ein Unterschied besteht lediglich darin, dass beim Ansprechen des Thermorelais 10'bei der Anlage gemäss Fig. 1 die vom Gleichrichter 56 abgegebene Gleichspannung an die Wicklung eines einzigen Hauptbrennerventils 18 angelegt wird, während bei der Anlage gemäss Fig. 2 diese Gleichspannung an die parallelgeschalteten Wicklungen sämtlicher Hauptbrennerventile 18', 18", 18"', 18"" angelegt wird, sofern die jeder einzelnen Wicklung vorgeschalteten Ruhekontakte 2-3 der Thermostate 4', 4", 4"'
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4""geschlossen sind.
Ein weiterer Unterschied zwischen der Anlage gemäss Fig. 1 und der gemäss Fig. 2 besteht hinsichtlich der Temperaturregelung. Wenn der durch die Anlage gemäss Fig. 1 beheizte Raum die vorgeschriebene Temperatur erreicht, dann spricht der Thermostat 4 an und unterbricht die Netzspannung so lange, bis die wieder absinkende Temperatur einen unteren Sollwert unterschreitet und der Kontakt 2-3 wieder geschlossen wird. Es wird somit die gesamte Anlage stillgelegt bzw. wieder in Betrieb genommen. Bei der Anlage gemäss Fig. 2 spricht jeweils nur der Thermostat an, dessen zugeordneter Raum die vorgeschriebene Temperatur erreicht, wodurch lediglich der Stromkreis des dem diesen Raum beheizenden Brenner zugeordneten Hauptbrennerventils unterbrochen und dieses Ventil geschlossen wird. Die übrige Anlage bleibt in Betrieb.
Bei Unterschreiten eines unteren Sollwertes der Temperatur wird lediglich der Stromkreis des abgeschalteten Hauptbrennerventils wieder geschlossen, das Ventil geöffnet und der Hauptbrenner an der während der Zeit der Abschaltung weiterbrennenden Zündflamme gezündet. Diese Steuerung der einzelnen Hauptbrennerventile 18', 18", 18111. 18"" erfolgt voneinander unabhängig, so dass natürlich auch zwei oder mehr Hauptbrennerventile zeitweilig geschlossen sein können.
Sowohl beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 als auch bei dem nach Fig. 2 ist gewährleistet, dass, wenn aus irgend einem Grund der Thermostrom eines Thermoelementes ausfällt oder Gas- oder Strommangel eintritt, die Anlage nach kurzer Zeit bzw. sofort abgeschaltet wird und die Ventile geschlossen werden. Sie setzt sich selbsttätig erst dann wieder in Betrieb, wenn die Störungsursache behoben ist.
Wenn der Thermostrom z. B. des Thermoelementes 15 während des Betriebes aus irgend einem Grund ausfällt, schliesst sich zunächst das Zündgasventil 71 und sodann nach Erkalten des Thermoele-
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71'usw.. bis das erkaltete letzte Thermoelement 15' dasTher-schliesst sich das Hauptbrennerventil 18 bzw. schliessen sich die Hauptbrennerventile 18', 18". 18 "' an. Eine selbsttätige Wiederinbetriebnahme ist erst nach Beheben der Störung möglich.
Fällt aus irgend einemGrund derNetzstrom aus, dann wird die Wicklung des Überwachungsrelais 30 stromlos, die Arbeitskontakte 31-32 und 33-34 werden geöffnet, wodurch das Hauptbrennerventil 18 bzw. die Hauptbrennerventile 18', 18", 18111, 18""sofort geschlossen werden. Auch das Zündgasventil 14 wird infolge seiner mechanischen Kupplung mit dem Überwachungsrelais 30 sofort geschlossen, worauf, verusacht durch das Ausbleiben des Thermostromes des Thermoelementes 15, aufeinanderfolgend auch die übrigen Zündgasventile 71, 71', 71"geschlossen werden. Nach Behebung der Ursache der Stromunterbrechung setzt sich die Anlage in der weiter vorne (Wirkungsweise der Fig. 1) beschriebenen Art selbsttätig wieder in Gang.
Eine Unterbrechung im Netzstrom kann auch dadurch hervorgerufen werden, dass derGasdruck so stark sinkt, dass die Membran 27 des Druckschalters 26 infolge ihres Eigengewichtes fällt und dabei den Druckschalter öffnet. Bei wiederkommendem Gas wird der Druckschalter 26 selbsttätig geschlossen, worauf sich die Anlage genau so wie vorher selbsttätig in Betrieb setzt.
Der in den Fig. 1 und 2 dargestellte thermische Auslöser 7 hat die Aufgabe, bei wiederholter erfolgloser Zündung nach einer vorgegebenen Zeit, z. B. 30 sec, den Netzstrom abzuschalten. Erst wenn die Störung beseitigt und der nicht näher bezeichnete Druckknopf des thermischen Auslösers 7 eingedrückt ist, kann die Anlage in der vorherbeschriebenen Art wieder in Betrieb genommen werden.
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