Sicherheitsvorrichtung an Gasbrennereinrichtungen. Die Erfindung bezieht sich auf eine Si cherheitsvorrichtung an Gasbrennereinrich- tungen mit einer Zündgasflamme zum Anzün den des Hauptbrenners und einem Elektrö- magneten, der in erregtem Zustand ein von Hand zu öffnendes Gasventil in der Offen stellung hält und dessen Erregerstrom ein von einer Gasflamme beheiztes Thermoelement lie fert.
Bei den bisher bekannten Sicherheitsvor- riehtungen der genannten Art war das von Hand zu öffnende Elektromagnetventil als Hauptgasventil ausgebildet., welches die Gas zufuhr zum Hauptbrenner steuerte und noch mit einem Hilfsventil zum Steuern des Zünd- gases versehen war. Diese Vorrichtungen be sassen den Nachteil, dass sie nur für einen begrenzten Gasdruckbereich verwendbar waren, da die elektromagnetische Kraft des von einem Thermoelement gespeisten Elektro magneten verhältnismässig gering ist.
Ausser dem war man gezwungen, das Hauptgasventil in der Nähe, des Hauptbrenners anzuordnen, bei dem sich das Thermoelement befindet, iun die Leitung zwischen Thermoelement und Elektromagnet möglichst kurz und damit den Spannungsabfall in dieser Leitung möglichst gering zu halten.
Die Erfindung ist. dem Bekannten gegen über dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Sicherheitsvorrichtung der eingangs genann ten Art das von Hand zu öffnende Gasventil in der Zündgasleitung angeordnet ist und dass der Elektromagnet gleichzeitig eine von Hand zu betätigende elektrische Schaltvorrich tung zum Steuern eines in der Hauptgaslei tung angeordneten Hauptgasventils derart be- einflusst, dass dieses Hauptgasventil nur bei geöffnetem Zündgasventil und brennender Zündflamme geöffnet. werden kann, und beim Schliessen des Zündgasventils selbsttätig ge schlossen wird.
Hierdurch kann erreicht wer den, dass der Thermostrom nur zum Steuern des Zündgasstromes dient, wofür die durch den Thermostrom erzielbaren Kräfte voll kommen ausreichen, da es sich beim Zündgas im allgemeinen um verhältnismässig geringe Drücke bzw. um kleine Ventilflächen handelt, die auch bei hohen Gasdrücken leicht zu steuern sind. Für das besondere Hauptgas ventil können dagegen Schaltkräfte angewen det werden, die keiner zwangläufigen Begren zung unterliegen, wie bei Schaltvorrichtungen, deren Leistung von dem durch ein Thermo- element erzeugbaren Strom abhängig sind.
j.vlan kann z. B. zum Steuern des Hauptgas ventils Elektromagnete verwenden, die an die jeweils vorhandene Lichtspannung angeschlos sen sein können, wodurch sich beliebig hohe Gasdrücke beherrschen lassen, so dass die Si= cherheitsvorrichtung für alle praktisch vor kommenden Bedarfsfälle verwendet werden kann.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass das Hauptgasventil nicht unbedingt in der Nähe des Hauptbrenners bzw. des Thermo- elementes angeordnet werden muss, sondern entsprechend den jeweils vorliegenden Be- triebsvsrhältnissen in beliebiger Entfernung vom Hauptbrenner angeordnet werden kann.
Die Zeichnung veranschaulicht ein Aus führungsbeispiel der Erfindung. Es zeigen: Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Teil der Sicherheitsvorrichtung, Fig. 2 eine schematisch dargestellte Be triebsanlage mit einer Ausführungsform der erfindungsgemässen Sicherheitsvorriehtung und Fig. 3 das elektrische Schaltschema der Betriebsanlage nach Fig. 2.
Beim Vorrichtungsteil nach Fig. 1 ist an einer Befestigungsplatte 1 ein mantelförmiges Blechgehäuse 2 befestigt, welches den Zünder umschliesst, der aus einer Zündflammendüse 3, einem Thermoelement 4, einer Heizfla.mmen- düse 5 zum Beheizen des Thernioelementes und einer elektrischen Zündvorrichtung 6 zum Anzünden der Zündflamme besteht, die an einem gemeinsamen Gehäuse 7 befestigt sind.
Der dem Heizraum der Anlage zugekehrte Bo den des Blechgehäuses 2 besitzt ein Loch 8 für den Durchtritt .der Zündgasflamme, wel ches gerade so gross ausgebildet ist, dass es von dem an dieser Stelle liegenden Querschnitt der Zündflamme ausgefüllt wird. Die Strom zuführungsleitung 9 für die elektrische Zünd vorrichtung 6 ist durch einen in der Grund platte 1. befestigten Isolierkörper 10 hin durchgeführt. Das Gehäuse 7 ist mittels eines Rohres 11 an eine entsprechende Bohrung der Grundplatte angeschlossen. Durch das Rohr 11 kann das Gas sowohl zur Zündflammen düse 3 als auch zur Heizflammendüse 5 strö men.
Die Stromleitungen 12 des Thermoele- mentes sind durch die Grundplatte 1 hin durchgeführt und unmittelbar mit den Enden der Wicklung des Elektromagneten- 21. ver bunden, auf den im nachfolgenden noch näher hingeu-iesen wird. An ihrem untern Ende besitzt die Grundplatte eine in den Innen raum des Blechgehäuses mündende Bohrung 13 zum Anschluss einer Luftzufuhrleitung. Diese zugeführte Luft dient sowohl zum Küh len des Brenners als auch zur Aufrechterhal tung der Verbrennung an den Düsen 3 und 5.
Die schon erwähnte bestimmte Grösse der Bohrung. 8 im Boden des Blechgehäuses .3 wirkt zusammen mit der Zündflamme als Luftmangelsiclierung, derart, dass beim Aus bleiben der Luftzufuhr durch die Bohrung 13 die Flammen an den Düsen 3, 5 erlöschen.
An der dem Blechgehäuse \? entgegenge setzten Seite der Grundplatte 1 ist ein Ge häuseteil 14 befestigt, der mit einer Bohrung 15 zum Anschluss der Zünd-aszufuhrleitung versehen ist. Der Zündgaskanal. führt über ein von einer Schliessfeder 16 belastetes Zünd gasventil 17 zu dem Rohr 11. An dem Ge häuseteil 14 ist. ein weiterer Gehäuseteil 18 befestigt, der in einer besonderen Kammer 19 auf einer Platte 20 den Elektromagneten 21 trägt. Die beiden Enden der Wicklung des Elektromagneten sind, wie schon erwähnt, unmittelbar mit den Stromleitungen 12 ver bunden.
Durch diese Anordnung wird die Verbindung zwischen Thermoelement und Elektromagnet einfach und elektrisch beson ders vorteilhaft, da die sonst beim Verlegen besonderer Verbindungsleitungen mit Klemm stellen auftretenden Spannungsverluste prak tisch ausgeschaltet sind. Das Zündgasv entil 17 ist mit einem den Magneten 21 durchdringen den Stopfbuehsenstift 22 verbunden, dessen freies Ende aus der dem ebenfalls in der Kam mer 19 angeordneten beweglichen Anker 23 gegenüberliegenden Fläche des Elektromagne ten 21 hinausragt und in einem gewissen Ab stand von dem in seiner Ruhestellung befind lichen Anker 23 endet.
Der Anker 23 wird von einer nicht näher dargestellten Rückführ- kraft, beispielsweise einer Feder, in der ge zeichneten Ruhelage gehalten und ist an einem Steuerstift. 24 befestigt, welcher gleiehaehsig zum Stopfbuchsenstift 22 in einer aus Isolier material bestehenden Platte ?5 verschiebbar geführt ist. Die Platte<B>'</B>5 schliesst die Kam mer 19 ab, welche sowohl gegenüber den gas führenden Teilen als auch gegenüber den im nachfolgenden näher beschriebenen elektri sehen Seha.ltvoi-i-iehtuiigen staubdicht abge dichtet ist und mit einem ins Freie führenden Atmungsloch 26 versehen sein kann.
Der Steuerstift 24 trägt. an seinem dein Anker 23 entgegengesetzten Ende ein isoliert angeordnetes elektrisches Schaltglied 27, wel- ches zwei Kontaktschienen 28, 28.' miteinander verbindet, sobald der Anker 23 auf dem Ma gneten 21 aufliegt. Die Kontaktschienen 28, 28' können hintereinanderliegend, wie in Fig. 1, oder gegenüberliegend, wie in Fig. 3, angeordnet sein. An der Isolierplatte 25 ist ein Isolierkörper 29 befestigt, in dem eine ebenfalls aus Isoliermaterial bestehende Buchse 30 axial zum Steuerstift 24 verschieb bar gelagert ist.
Die Buchse 30 wird von einer Feder 31 in der gezeichneten Ruhelage gehal ten und kann durch einen Druckknopfstift 32, der in einem abnehmbaren Deckel 33 axial zur Buchse 30 verschiebbar ist, um einen bestimmten Betrag in Richtung auf den An ker 23 zu verschoben werden. Gegenüber dem Schaltglied 27 bzw. dem Steuerstift 24 ist in der Buchse 30 ein federnd nachgiebiger Stift 34 gelagert, der gegen den Steuerstift 24 an liegen kann. Durch diesen nachgiebigen Stift 34 wird erreicht, dass der verhältnismässig sehwache Steuerstift 24 nicht von dem Hand.- druekknopf 32 aus überlastet werden kann, da nach Auflegen des Ankers 23 auf den Ma gneten 21 lediglich die Federkraft des Stiftes 34 auf den Steuerstift 24 einwirkt.
An der gleichen Seite wie der Stift 34 ist an der Buchse 30 ein Schaltglied 35 befestigt, welches in der gezeichneten Ruhestellung zwei Kon taktschienen 36, 36' miteinander verbindet, die nur in der Fig. 3 dargestellt sind. Wird der Druckknopf 32 verschoben, so unterbricht das Schaltglied die Verbindung zwischen den Kontaktschienen 36, 36' und verbindet hierauf zwei Kontaktfedern 37, 37'. Die Verbindung zwischen den Kontaktfedern 37, 37' wird wäh rend der ganzen Betätigungsdauer des Druck knopfes 32 aufrechterhalten und erst dann wieder unterbrochen, wenn der Druckknopf in seine Ausgangslage zurückkehrt, worauf die Kontaktschienen 36, 36' wieder miteinander verbunden werden.
An der dem Druckknopf 32 zugekehrten Seite trägt die Buchse 30 eine Stromschiene 38, deren eines Ende 39 in einer Bohrung 40 einer Stromführungsleitung 41 gleitend geführt ist, die mit der St.romfüh- rungsleitung 9 in Verbindung steht. Das andere Ende 42 der Stromschiene 38 gleitet beim Verschieben der Buchse 30 an einer Kon taktfeder 43 entlang. In der gezeichneten Ruhestellung besteht keine Verbindung zwi schen den Kontakten 42 und 43.
Die Strom- zuführimgsleitung 41 ist mit einer schlag wettersicheren Isolation 44 versehen,- so dass von dieser Leitung 41 kein Funkenüberschlag zu dem Gehäuse der Sicherheitsvorrichtung oder dergleichen stattfinden kann. Im obern Teil des Gehäuses 18 ist noch eine durch ein Schaufenster 45 im Deckel 33 sichtbare Kon trollampe 46 angeordnet, deren Kontakte, wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, mit der Strom schiene 28 und der Stromschiene 36 verbunden sind. In Fig. 3 sind die mit der Fig. 1 über einstimmenden, schematisch dargestellten Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
Ge genüber der Fig. 1 zeigt die Fig. 3 noch die elektrischen Verbindungen innerhalb der Vor richtung nach Fig. 1 sowie eine Einrichtung 47 mit Transformatoren und den Hauptstrom kreis 48 zum Steuern des Hauptgasventils. Die Einrichtung 47 besitzt einen Transfor mator 49, einen Unterbrecher 50 und eine Zündspule 51.
In dem Hauptstromkreis sind hintereinandergeschaltet der Betätigungselek tromagnet eines in der Hauptgasleitung an geordneten Ventils 52 mit Betätigimgselektro- inagnet, ein von einem Druckfühler 53 ge steuerter Unterbrecher 54 und ein von einem Wärmefühler 55 gesteuerter Unterbrecher 56. Die beiden Leitungen des Hauptstromkreise 48 sind an die Kontaktschienen 28, 36 ange schlossen, die auch mit den beiden Leitungen der Kontrollampe 46 verbunden sind.
Die Kontaktschiene 28'- ist durch eine Leitung 57 mit der :Kontaktfeder 37 und durch eine Lei tung 58 mit der Primärwicklung der Zünd- spule 51 verbunden.- Die Sekundärwicklung der Zündspule 51 steht über eine Leitung 59 mit der Kontaktfeder 43 in Verbindung. Die Kontaktschiene 36' ist an die Kontaktfeder 37' und mittels einer Leitung 60 an die Se- kundärwicklung des Transformators 49 an geschlossen.
Die schematisch dargestellte Betriebsanlage nach Fig. 2 besitzt die gleiche elektrische Schaltung wie Fig. 3. Die übereinstimmen- den Teile sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen, während der mit der Fig. 1 über einstimmende und in Ansicht dargestellte Teil der Sicherheitsvorrichtung mit A bezeichnet ist.
Im einzelnen ist bei der Anlage nach Fig. 2 in der Hauptgasleitung 61 das Hauptgas ventil 52 angeordnet, welches in an sich be kannter Weise als Ventil mit Betätigungselek tromagnet ausgebildet ist und bei eingeschal tetem Stromkreis 48 durch Betätigen des Druckknopfes 62 geöffnet werden kann. Hin ter dem Hauptgasventil ist an die Hauptgas leitung der Hauptbrenner 63 angeschlossen, der in den Ofen 64 hineinragt und an diesem befestigt ist. An den Hauptbrenner 63 ist noch eine Luftleitung 65 angeschlossen, durch die ein Ventilator 66 die zur Verbrennung der Hauptbrennerflamme erforderliche Luft lie fert.
An die Luftleitung 65 ist noch ein Rohr 67 angeschlossen, das mit dem Druckfühler 53 verbunden und mittels eines Abzweigrohres 68 an die Bohrung 13 des Sicherheitsvorrich- tungsteils A angeschlossen ist. Von dem Hauptgasv entil ist eine Zündgasleitung 69 ab gezweigt, die an die Bohrung 15 des Sicher- heitsv orrichtungteils A angeschlossen ist.
Die dargestellte Betriebsanlage sowie die einzelnen Vorrichtungen derselben arbeiten folgendermassen Der Sicherheitsvorrichtungsteil A befindet sich nach der in Fig. 1 dargestellten Lage der Einzelteile im Ruhezustand. Soll die Anlage in Betrieb gesetzt werden, so wird zunächst der Druckknopf 32 in seine Führung hinein gedrückt, wodurch die Buchse 30 entgegen der Wirkung der Feder 31 um den gleichen Betrag verschoben wird. Dabei wird von dem Schaltglied 35 die Verbindung zwischen den Kontaktschienen 36, 36' und damit der Haupt stromkreis 48 unterbrochen.
Durch diese Unter brechung des Stromkreises wird zunächst er reicht, dass das Hauptgasventil 52 nicht wäh rend, sondern erst nach erfolgter Inbetrieb setzung des Sicherheitsvorrichtungteils A ein geschaltet werden kann. Eine vorzeitige Ein schaltung des Hauptgasv entils 52 würde zur Hauptbrenner ausströmen würde, was beson ders bei geschlossenen Verbrennungsräumen beim nachfolgenden Anzünden der Zünd- Folge haben, dass unverbranntes Gas aus dem flamme eine gefährliche Verpuffung ergeben würde.
Ausserdem wird durch die erwähnte Unterbrechung des Stromkreises 48 erreicht, dass die Leitungen 60 und 58 auch zum In- betriebsetzen der Zündanlage verwendet wer den können, was eine einfachere und billigere Leitungsverlegung ergibt. Nachdem das Schaltglied 35 die Kontaktschienen 36, 36' ver lassen hat, verbindet es die Kontaktfedern 37, 37', wodurch der Primärstromkreis der Zünd stromanlage über die Leitungen 57, 58 und 60 geschlossen wird. Gleichzeitig sind auch die Gleitkontakte 42, 43 miteinander in Berüh rung gebracht worden, wodurch der Sekun därstromkreis der Zündstromanlage durch die Leitung 59 geschlossen wird.
Der Zündstrom fliesst jetzt durch die Teile 38, 39, 41 und 9 zur Zündvorrichtung 6, von der die Zündfun ken ziun Thermoelement 4 überspringen. Die Zündanlage ist also in Betrieb gesetzt, bevor das Zündgasv entil 17 geöffnet wird, wodurch auch das Ausströmen unverbrannten Zünd- gases aus der Düse 3 verhindert wird, was beim Einströmen in geschlossene Verbren nungskammern und nachfolgendem Anzün den der Zündflamme auch schon zu gefähr lichen Verpuffungen führen kann.
Sobald der Druckknopf 32 sieh in seiner heruntergedrück ten Stellung befindet, ist auch der Steuerstift 24 derart verschoben, dass der Anker 23 auf dem Magnet 21 aufliegt. In dieser Stellung ist auch das Schaltglied 27 auf die Kontakt schienen 28, 28' gedrückt und dadurch die über die Leitung 58 führende eine Leitung des Hauptstromkreises 48 geschlossen. Das Hauptgasventil 52 kann jetzt. aber noch nicht geöffnet werden, da die zweite Leitung des Hauptstromkreises, die über die Leitung 60 führt, noeh unterbrochen ist. Durch Ver schieben des Stopfbuehsenstiftes 22 ist jetzt.
auch das Zündgasventil 17 entgegen der Wir kung der Feder 16 geöffnet worden, so dass das Zündgas von der Zündgasleitung 69 durch die Bohrung 15, das geöffnete Zünd- gasventil 17 und das Rohr 11 ztt den Düsen und 5 strömen kann. Das an . diesen Düsen ausströmende Gas wird sofort von den zwi- sehen dem Teil 6 und Thermoelement 4 über springenden Zündfunken angezündet.
Von der Heizflamme der Düse 5 wird das Thermo- elenient 4 beheizt, worauf der entstehende Thermostront die Wicklung des Elekt.romagine- teii 21 durehfliesst, der jetzt den Anker 23 und auch das Schaltglied 27 in seiner die Kontaktsehienen 28, 28' verbindenden Lage festhält.
Hierauf wird der Druckknopf 32 losgelassen, worauf die Feder 31 die Büchse 30 in ihre in Fig. 1 gezeichnete Ausgangslage zurüekseliiebt. Hierbei verlässt das Schalt glied 35 die Kontaktfedern 37, 37', wodurch der durch die Leitungen 57, 58 und 60 gebil dete Primärstromkreis der Zündstromanlage unterbrochen wird. Gleichzeitig werden die Gleitkontakte 42, 43 voneinander abgehoben, so dass auch der Sekundärstromkreis der Zünd- stromanlage unterbrochen ist.
Durch diese Unterbrechung wird erreicht, dass bei An lagen mit mehreren Sieherheitsvorriehtungs- teilen A sämtliche Sicherheitsvorriehtungsteile an eine gemeinsame Einrichtung 47 ange schlossen werden können, da der Zündstrom- kreis immer nur an den jeweils in Betrieb zu setzenden Sicherheitsvorriehtungsteil an geschlossen wird. Nachdem das Schaltglied 35 die Kontaktfedern 37, 3<B>7</B> verlassen hat, wird es in seine Endstellung bewegt, wobei es die Kontaktseliienen 36, 36' miteinander verbindet.
Erst jetzt ist der Hauptstromkreis über die beiden Sehaltglieder 27 und 35 ge schlossen. Ausserdem ist jetzt auch die Kon trollampe 46, welche an die Kontaktsehienen angeschlossen ist, eingeschaltet, wodurch an gezeigt wird, dass die Zündflamme brennt und die Anlage in Betriebsbereitschaft ist. Nunmehr kann das Hauptgasventil 52 durch Betätigen des Druckknopfes 62 geöffnet wer den, worauf das Gas auch zu dem Hauptbren ner 63 strömen kann und die Hauptbrenner flamme von der bereits brennenden Zünd flamme angezündet wird.
Jetzt befindet sich die Anlage in Betrieb. Der Betriebszustand der Anlage wird durch die Steuerglieder 53, 54 bzw. 55, 56 selbst tätig überwacht. Bleibt z. B. der Ventilator 66 stehen, wodurch die für die ordnungs gemässe Verbrennung an den Brennern erfor derliche Luftzufuhr ausbleibt, so bewirkt der Druckfühler 53, dass der Kontakt 54 unter brochen wird. Dadurch wird der Stromkreis 48 unterbrochen, wodurch das Hauptgasv entil 52 selbsttätig geschlossen wird und die Bren- nerflamme am Hauptbrenner 63 erlischt.
Au sserdem überwacht der Fühler 55 die Tem peratur in dem Verbrennungsraum derart, class beim Erreichen einer gewollten Höchst temperatur der Kontakt 56 geöffnet und der Stromkreis 48 unterbrochen wird. In die sem Fall kann nach Absinken der Tempera tur -unter die zulässige Höchstgrenze, im ersteren Fall nach Instandsetzen der Luft anlage, das Hauptgasventil 52 wieder von Hand geöffnet und damit die Anlage wieder in Betrieb gesetzt werden, da während dieser Ausschaltung die Zündflamme weiterbrennt, die Anlage also in Betriebsbereitschaft bleibt. Erlöschen jedoch aus irgendeinem Grunde, z.
B. infolge Ausbleibens der Gaszufuhr, die Zünd- und Heizflammen an den Düsen 3 und 5, so dass das Thermoelement 4 nicht mehr beheizt wird, so wird der Elektromagnet 21 wegen Ausbleiben des Thermostromes nicht mehr erregt. Darauf wird der Anker 23 vom Magneten 21 losgelassen, worauf die -Feder 16 das Zündgasventil 17 schliesst und der Anker 23 von der Ventilschliessfeder 16 oder einer nicht näher dargestellten Rückführungskraft in seine in Fig. 1 dargestellte Ausgangslage zurückbewegt wird.
Hierbei wird das Schalt glied 27 von den Kontaktschienen 28, 28' ab gehoben, wodurch der Hauptstromkreis 48 unterbrochen und das Hauptgasventil 52 aus geschaltet wird. Jetzt ist die Anlage voll ständig ausgeschaltet. Diese Ausschaltung kann z. B. auch durch Absperren der Zünd- gaszufuhr gewollt herbeigeführt werden. Die Wiederinbetriebsetzung der-Anlage muss jetzt in der bereits beschriebenen Weise erfolgen. Bei einem andern Ausführungsbeispiel der Vorrichtung kann das Hauptgasventil 52 z. B.
auch als selbsttätig wirkendes Ventil mit Be- tätigungselektromagnet ausgebildet sein, wel ches sich beim Schliessen des Stromkreises 48 selbsttätig öffnet, so dass die Vorrichtung 62 zum Öffnen des Hauptgasventils 52 nicht er forderlich ist. In diesem Fall wird das Haupt gasventil 52 beim Unterbrechen des Haupt stromkreises 48 durch einen der Unterbrecher 54 oder 56 selbsttätig geschlossen, aber nach Einschalten des jeweils ausgeschalteten Un terbrechers wieder selbsttätig eingeschaltet.
Die von Hand zu betätigende elektrische Schaltvorrichtung zum Steuern des in der Hauptgasleitung 61angeordneten Gasventils 52 kann auch auf mechanische Übertragungs mittel einwirken, die das Hauptgasventil 52 bei geschlossenem Zündgasventil 17 in deix Schliess stellung sperren und bei geöffnetem Zündgas- ventil und brennender Zündflamme derart freigeben, dass es von Hand geöffnet werden kann bzw. sieh selbsttätig öffnet.
Wie schon in der Beschreibungseinleitung angedeutet; kann das Ventil 52 mit Betäti gungselektromagnet auch zum Anschluss an die Lichtspannung ausgebildet sein, wobei der Transformator 49 ganz fortfallen könnte.
Durch den Zusammenbau verschiedener Einrichtungen zu einer Schaltvorrichtung nach Fig. 1 wird ein einfacher, übersicht licher und betriebssicherer Aufbau erzielt. Diese Ausführungsform der Vorrichtung be sitzt noch den weiteren Vorteil, dass sie in dem vom Hersteller gelieferten Zustand ohne zusätz liche Verlegung von Rohr oder elektrischen Leitungen betriebsfertig eingebaut werden kann.