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Gassteuereinrichtung für gasbeheizte Geräte Die Erfindung bezieht sich auf eine Gassteuereinrichtung für gasbeheizte Geräte, insbesondere für Geräte für den häuslichen Gebrauch, wie z. B. Gasherde.
Die Erfindung bezweckt, eine billige Steuereinrichtung schaffen zu können, die an einem Gasherd angebracht werden kann und die Unfälle infolge ausströmenden unverbrannten Gases auch bei Versagen irgendeines Teiles der Einrichtung auf ein Minimum reduziert. Die erfindungsgemasse Einrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass einem Zündbrenner, welchem mittels eines Steuerventils Gas zugeführt wird, ein automatischer Zünder zugeordnet ist, und dass, wenn die Zündflamme brennt, diese ein auf Wärme reagierendes Organ beeinflusst, so dass dieses Organ ein Hauptventil öffnet und Gas zu dem oder den Hauptbrennern strömt, das von der Zündflamme gezündet wird, das Ganze derart, dass das Hauptventil sich selbsttätig schliesst, sobald sich das auf Wärme reagierende Organ infolge eines Löschens der Zündflamme,
entweder infolge des Schliessens des Steuerventils oder unbeabsichtigterweise, abkühlt.
Die Zündflamme wird vorzugsweise mit Gas gespeist, das über ein mittels eines Zeitschaltwerkes irgendwelcher Art gesteuertes Steuerventil zugeführt wird. In einem solchen Fall wird das Steuerventil in einem vorbestimmten Zeitpunkt durch das Zeitschaltwerk geöffnet, das aus dem Zündbrenner ausströmende Gas gezündet und das auf Wärme reagierende Organ erhitzt, so dass dieses das Hauptventil öffnet und Gas zu dem oder den Hauptbrennern strömt, wo es von der Zündflamme gezündet wird.
Nach einer vorbestimmten Zeit schliesst das Zeitschaltwerk die Gaszufuhr zur Zündflamme, das auf Wärme reagierende Organ kühlt sich ab und schliesst das Hauptventil. Das Steuerventil, der Zündbren- ner und das Hauptventil können licht in einem relativ kleinen und kompakten Gehäuse untergebracht werden, welches sich an jeder geeigneten Stelle anbringen lässt.
Gelingt es dem Zeitschaltwerk nicht, das Steuerventil zu öffnen, dann strömt weder aus dem Zündbrenner noch aus dem oder den Hauptbrennern Gas aus.
Das Steuerventil, das die Gaszufuhr zur Zündflamme steuert, kann einen .axial beweglichen Magnetanker :aufweisen, der durch zwei Magnetwicklungen betätigt wird. Eine dieser Wicklungen, nämlich die Hauptwicklung, wird von einem Schaltereingeschal- tet, während die zweite, das heisst die H ilfswidklung, welche schwächer ist .als die Hauptwicklung, ständig erregt ist.
Beide Wicklungen sind im gleichen Sinne gewickelt, sie :sind aber so angeordnet, dass, wenn die Hauptwicklung erregt ist, der Anker in Schliessrichtung des Ventils bewegt wird, und wenn sie ent- regt wird, Ader Anker unter dem Einfluss der Hilfs- wicklung im entgegengesetzten Sinn bewegt wird, so dass sich das Ventil öffnet.
Versuche haben gezeigt, dass das Ventil mit sehr niedriger Spannung betätigt werden kann und fast schwingungsfrei funktioniert, auch wenn die Spannung durch einen Netztransformator heruntertransformiert wird.
Der Zündbrenner kann in einem Zündrohr angeordnet werden, das einen katalytischen, einen elektrischen oder anderen Zünder zum jeweils automatischen Zünden der Zündflamme enthält.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes dargestellt, und zwar zeigt: Fig. 1 eine Steuerungseinrichtung für ein gasbeheiztes Gerät in Seitenansicht und Fig. 2 dasselbe im Längsschnitt.
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Bei der dargestellten Einrichtung befindet sich das Hauptventil in einem Gehäuse 10, an welchem weitere Teile befestigt sind. Durch die Öffnung 11 tritt Gas aus einer Zufuhrleitung in eine vertikale Bohrung ein, die einen ringförmigen Sitz 12 aufweist, während die Bohrung von unten her durch einen eingeschraubten Verschlusspfropfen 13 abgeschlossen ist. Eine Ventilkugel 14 liegt normalerweise auf dem Sitz auf und wird dazu von der leichten Druckfeder 15, die sich zwischen der Kugel und dem Zapfen 13 befindet, nach oben gedrückt.
Der Sitz 12 führt zu einem horizontalen Durchlass 16, an dessen äusserem Ende ein Anschlussstutzen 17 für eine Leitung vorgesehen ist, die zu einem oder mehreren Hauptbrennern führt, die gesteuert werden sollen.
Über dem Kugelventil befindet sich eine vertikale Spindel 18, die in der im Gehäuse befestigten Buchse 19 gleiten kann. Die Spindel ruht mit ihrem unteren Ende durch ihr Gewicht auf der Kugel. Auf dem oberen Teil der Spindel ist eine hülsen- förmige Mutter 20 aufgeschraubt mit einem Kragen 21 an ihrem unteren Ende. Dieser Kragen wird vom gabelförmigen freien Ende eines Bimetallstreifens 22 gefasst. Das andere Ende des Streifens ist am äusseren Ende eines horizontalen Zündrohres 23 befestigt. Das Zündrohr selber ist auf einer Platine 24 befestigt, die mittels Schrauben 25 mit dem Gehäuse verbunden ist.
Am äusseren Ende des Zündrohres ist ein automatischer, das heisst das Zündgas jeweils automatisch zündender Zünder 26 angeordnet, der von der Platine gehalten wird.
Ein Zündflammenbrenner 27 ist im Zündrohr nahe dessen innerem Ende angeordnet. Dieser Brenner wird durch Gas gespeist, das durch den Kanal 28 fliesst und dessen Zuströmung mittels eines Steuerventils in einem Halter 29, der in das Gehäuse eingeschraubt ist, geregelt wird. Das bewegliche Organ des Ventils wird von einem Magnetanker 30 gebildet, der sich axial in einer Bohrung des Halters 29 bewegen kann. Die Bohrung hat dazu einen etwas grösseren Durchmesser als der Anker. Der Anker 30 hat ein konisches Ende 31, das auf den Sitz am inneren Ende des Kanals 32 passt, in welchen das Gas durch einen Filter bekannter Art zufliesst.
Der Anker wird von zwei axial nebeneinander in einem Gehäuse 35 angeordneten Spulen 33, 34, welche den Halter 29 umschliessen, gesteuert. Die Hauptspule 33 ist in axialer Richtung ziemlich lang und erstreckt sich nach vorne über den Sitz hinweg, so dass, wenn diese Spule erregt ist, der Anker auf den Sitz gepresst wird und das Ventil geschlossen ist. Die Hilfsspule 34 befindet sich hinter dem (geschlossenen) Anker. Die Spulen sind an drei Klemmen 36, 37, 38 angeschlossen, die mittels Isolier- buchsen an der Platine 24 befestigt sind. Sie werden an eine Niederspannungsquelle angeschlossen.
Die beiden Spulen sind im gleichen Sinne gewickelt und die Hilfsspule 34 ist ständig erregt, während ein Zeitschalter die Erregung der Hauptspule 33 steuert. Wird die Hauptspule erregt, dann wird der Anker gegen den Sitz gepresst und das Ventil lässt kein Gas durch. Wird die Hauptspule abgeschaltet, dann zieht die Hilfsspule den Anker so weit zurück, dass Gas zur Zündflamme strömen kann.
Bei Haushaltapparaten können die Verhältnisse so sein, dass der Gasdruck allein genügt, um das Ventil für das Zündgas zu öffnen, so dass die Einrichtung auch beim Wegfallen der Spannung noch brauchbar ist. Die Hilfsspule hat die Wirkung einer (elektrischen) Vorspannung, die bewirkt, dass das Ventil sich jedesmal öffnet, wenn die Hauptspule abgeschaltet wird.
Für industrielle Verwendungszwecke kann es vorteilhafter sein, ein magnetbetätigtes Ventil zu verwenden, das sich schliesst, wenn die Spule abgeschaltet wird und sich öffnet, wenn die Spule erregt wird, so dass das Ventil sich schliesst, wenn die elektrische Stromzufuhr ausfällt.
Soll beim Ausfall der elektrischen Stromzufuhr die ventilgesteuerte Vorrichtung trotzdem verwendet werden, dann können Mittel angeordnet werden, um die bzw. eine Hilfsspule aus einer kleinen Batterie zu erregen, so dass das Ventil geöffnet wird.
Beim Betrieb der Einrichtung geschieht folgendes: Irgendein Zeitschalter, beispielsweise eine Synchronuhr, betätigt in einem vorbestimmten Zeitpunkt einen Schalter, der die Hauptspule 33 des Steuerventils (für das Zündgas) abschaltet, so dass das Ventil sich unter dem Einfluss der Hilfsspule 34 öffnet. Aus dem Zündbrenner 27 ausströmendes Gas wird vom Zünder 26 gezündet und die von der Zündflamme erzeugte Wärme wirkt auf den Bimetall- streifen 22, der die Spindel 18 hinunterdrückt und so das Hauptventil 12, 14 öffnet. Das Gas strömt jetzt zum Hauptbrenner bzw. zu den Brennern und wird entweder direkt von der Zündflamme oder mittels des Zündrohres gezündet.
Nach einem vorbestimmten Zeitintervall schliesst der Zeitschalter den Stromkreis der Hauptspule 33 wieder, wodurch sich das Steuerventil schliesst und die Gaszufuhr zur Zündflamme aufhört. Jetzt kühlt sich der Bimetallstreifen 22 ab und schliesst das Hauptventil.
Kann der Zeitschalter die Hauptspule 33 nicht abschalten und daher auch das Steuerventil nicht öffnen, dann strömt weder Gas zur Zündflamme noch zum Hauptbrenner bzw. zu den Hauptbrennern.
Öffnet sich zwar das Steuerventil, wird aber die Zündflamme nicht gezündet, dann strömt trotzdem kein Gas zum Hauptbrenner und strömt beim Zünd- brenner nur so wenig Gas aus, dass es während der normalen Zeit, während welcher der Herd unbeobachtet bleibt, ungefährlich ist. Wird die Zündflamme nach dem Zünden durch Zugluft oder durch eine andere Ursache gelöscht, dann schliesst sich (sofern es sich bereits geöffnet hat) das Hauptventil, weil sich das Bimetall abkühlt.
Die Gaszufuhr zum Steuerventil kann über einen Thermostaten zugeführt werden, der dazu dient, die
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Ofentemperatur zu regeln. Der erste Teil der Einstellbewegung des Thermostaten öffnet einen Gas- hahnen, so dass der Zündvorrichtung nur dann Gas zugeführt wird, wenn der Ofen in Betrieb gesetzt wird.
Es ist zu beachten, dass die Zündflamme das Bimetallelement 22 nicht direkt berührt, sondern dass dieses von der Temperatur, die im Zündrohr herrscht, beeinflusst wird. Dadurch wirkt das Bimetallelement mit relativ niederer Temperatur und ist keinen örtlichen Belastungen unterworfen, die Ermüdungserscheinungen hervorrufen würden, wie dies der Fall wäre, wenn die Flamme das Element direkt berühren würde.
Im dargestellten Beispiel ist das Hauptventil ein Kugelventil, es kann aber jedes andersartige Ventil gebraucht werden, beispielsweise auch ein solches, das durch die Kraft eines Thermoelementes be- tätigbar ist.
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Gas control device for gas-heated devices The invention relates to a gas control device for gas-heated devices, in particular for devices for domestic use, such as. B. Gas stoves.
The object of the invention is to be able to provide an inexpensive control device which can be attached to a gas range and which reduces the accidents due to leaking unburned gas to a minimum, even if any part of the device fails. The device according to the invention is characterized in that an automatic igniter is assigned to a pilot burner, to which gas is supplied by means of a control valve, and that, when the pilot flame burns, it influences an organ that reacts to heat, so that this organ opens a main valve and gas flows to the main burner or burners that is ignited by the pilot flame, the whole thing in such a way that the main valve closes automatically as soon as the organ reacting to heat closes as a result of the pilot flame being extinguished,
either as a result of the closure of the control valve or inadvertently, cools.
The pilot flame is preferably fed with gas which is supplied via a control valve controlled by a timer of some kind. In such a case, the control valve is opened at a predetermined point in time by the timer, ignites the gas flowing out of the pilot burner and heats the heat-reacting element so that it opens the main valve and gas flows to the main burner or burners, where it flows from the Pilot flame is ignited.
After a predetermined time, the timer closes the gas supply to the pilot flame, the heat-reacting organ cools down and closes the main valve. The control valve, the pilot burner and the main valve can easily be accommodated in a relatively small and compact housing, which can be attached at any suitable location.
If the timer does not succeed in opening the control valve, gas will not flow out of the pilot burner or the main burner (s).
The control valve that controls the gas supply to the pilot flame can have an axially movable magnet armature, which is actuated by two magnet windings. One of these windings, namely the main winding, is switched on by a switch, while the second, that is to say the auxiliary winding, which is weaker than the main winding, is constantly excited.
Both windings are wound in the same way, but they are arranged in such a way that when the main winding is excited, the armature is moved in the closing direction of the valve, and when it is de-excited, the armature is moved under the influence of the auxiliary winding opposite sense is moved so that the valve opens.
Tests have shown that the valve can be operated with a very low voltage and works almost vibration-free, even if the voltage is stepped down by a mains transformer.
The pilot burner can be arranged in an ignition tube that contains a catalytic, electrical or other igniter for automatically igniting the pilot flame.
The drawing shows an embodiment of the subject matter of the invention, namely: FIG. 1 shows a control device for a gas-heated device in side view and FIG. 2 shows the same in longitudinal section.
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In the device shown, the main valve is located in a housing 10 to which further parts are attached. Through the opening 11, gas from a supply line enters a vertical bore which has an annular seat 12, while the bore is closed from below by a screwed-in closure plug 13. A valve ball 14 normally rests on the seat and for this purpose is pressed upwards by the light compression spring 15, which is located between the ball and the pin 13.
The seat 12 leads to a horizontal passage 16, at the outer end of which a connecting piece 17 is provided for a line which leads to one or more main burners that are to be controlled.
Above the ball valve there is a vertical spindle 18 which can slide in the socket 19 fixed in the housing. The lower end of the spindle rests on the ball due to its weight. A sleeve-shaped nut 20 with a collar 21 at its lower end is screwed onto the upper part of the spindle. This collar is grasped by the fork-shaped free end of a bimetallic strip 22. The other end of the strip is attached to the outer end of a horizontal ignition tube 23. The ignition tube itself is attached to a circuit board 24 which is connected to the housing by means of screws 25.
At the outer end of the ignition tube there is an automatic igniter 26 which ignites the ignition gas automatically and is held by the plate.
A pilot flame burner 27 is arranged in the ignition tube near its inner end. This burner is fed by gas that flows through the channel 28 and the inflow of which is regulated by means of a control valve in a holder 29 which is screwed into the housing. The movable element of the valve is formed by a magnet armature 30 which can move axially in a bore in the holder 29. The hole has a slightly larger diameter than the anchor. The armature 30 has a conical end 31 which fits onto the seat at the inner end of the channel 32 into which the gas flows through a filter of known type.
The armature is controlled by two coils 33, 34 which are arranged axially next to one another in a housing 35 and which enclose the holder 29. The main coil 33 is quite long in the axial direction and extends forwardly over the seat so that when this coil is energized the armature is pressed onto the seat and the valve is closed. The auxiliary coil 34 is located behind the (closed) armature. The coils are connected to three terminals 36, 37, 38, which are fastened to the circuit board 24 by means of insulating bushes. They are connected to a low voltage source.
The two coils are wound in the same way and the auxiliary coil 34 is constantly excited, while a timer controls the excitation of the main coil 33. When the main coil is energized, the armature is pressed against the seat and the valve does not let gas through. If the main coil is switched off, the auxiliary coil pulls the armature back so far that gas can flow to the pilot flame.
In household appliances, the situation can be such that the gas pressure alone is sufficient to open the valve for the ignition gas, so that the device can still be used even if the voltage is removed. The auxiliary coil has the effect of an (electrical) bias voltage, which causes the valve to open every time the main coil is switched off.
For industrial purposes, it may be more advantageous to use a solenoid operated valve that closes when the coil is turned off and opens when the coil is energized so that the valve closes when the electrical power fails.
If the valve-controlled device is to be used in spite of the failure of the electrical power supply, then means can be arranged to excite the or an auxiliary coil from a small battery, so that the valve is opened.
During the operation of the device, the following happens: Any time switch, for example a synchronous clock, actuates a switch at a predetermined point in time which switches off the main coil 33 of the control valve (for the ignition gas) so that the valve opens under the influence of the auxiliary coil 34. Gas flowing out of the pilot burner 27 is ignited by the igniter 26 and the heat generated by the pilot flame acts on the bimetal strip 22, which presses the spindle 18 down and thus opens the main valve 12, 14. The gas now flows to the main burner or to the burners and is ignited either directly by the ignition flame or by means of the ignition tube.
After a predetermined time interval, the time switch closes the circuit of the main coil 33 again, whereby the control valve closes and the gas supply to the pilot flame ceases. The bimetal strip 22 now cools down and closes the main valve.
If the time switch cannot switch off the main coil 33 and therefore cannot open the control valve either, then neither gas flows to the pilot flame nor to the main burner or to the main burners.
If the control valve opens but the pilot flame is not ignited, gas still does not flow to the main burner and only so little gas escapes from the pilot burner that it is harmless during the normal time during which the stove is unobserved. If the pilot flame is extinguished after ignition by a draft or some other cause, the main valve closes (if it has already opened) because the bimetal cools down.
The gas supply to the control valve can be supplied via a thermostat, which is used to control the
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To regulate oven temperature. The first part of the setting movement of the thermostat opens a gas cock so that gas is only fed to the ignition device when the furnace is started.
It should be noted that the ignition flame does not touch the bimetal element 22 directly, but that it is influenced by the temperature that prevails in the ignition tube. As a result, the bimetal element acts at a relatively low temperature and is not subject to any local stresses that would cause fatigue, as would be the case if the flame were to touch the element directly.
In the example shown, the main valve is a ball valve, but any other type of valve can be used, for example one that can be actuated by the force of a thermocouple.