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Brennstoffabsperrvorrichtung, insbesondere Gasabsperrvorrichtung Die
Erfindung bezieht sich auf eine Brennstoffabsperrvorrichtung, insbesondere Gasabsperrvorrichtung,
die beim Erlöschen der Flamme in Wirkung tritt und im Verbindung mit einer elektrischen
Zündeinrichtung steht, bestehend aus einem elektrisch gesteuerten Brennstoflabsperrventil
und aus in einen Stromkreis einschaltbaren Elektroden, deren Enden einen Zwischenraum
voneinander aufweisen, der durch eine Flamme ionisierbar ist, wodurch ein Stromkreis
geschlossen wird, der das Öffnen der Brennstofabsperrvorrichtung bewirkt oder zuläßt
und das geöffnete Ventil in der Offenstellung hält und wobei nach dem Unterbrechen
des Stromkreises zwischen den Elektroden das Brennstoffabsperrventil automatisch
geschlossen wird, bei der in den Stromkreis der Elektroden ein Spannungswandler
derart eingeschaltet ist, daß seine Primärseite nur dann an Spannung liegt, wenn
über die ionisierte Luftstrecke zwischen den Elektroden ein Strom fließt, und bei
der der Spannungswandler auf der Sekundärseite bei eingeschaltetem Stromkreis über
Leitungen einen Strom niederer Spannung zur Steuerung des Brennstoffventils abgibt,
nach Patent 1017 557.
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Die dem weiterentwickelten Erfindungsgedanken zugrunde liegende Aufgabe
besteht darin, bei der Vorrichtung nach dem Hauptpatent eine wesentlich bessere
Ausnutzung des am Spannungswandler vorhandenen Stromes zu bekommen.
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Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß in den Sekundärstromkreis
des Spannungswandlers noch ein Gleichrichter eingeschaltet ist.
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In der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung an zwei schematisch
dargestellten Ausführungsbeispielen veranschaulicht. Es zeigt Fig. 1 ein Schaltschema
einer Feuerungsanlage mit einer Zündflamme zum Anzünden der Hauptbrennerflamme und
Fig. 2 ein Schaltschema einer Feuerungsanlage ohne Zündbrenner, bei der eine oder
mehrere Flammen des Hauptbrenners die Sicherungsfunktion übernehmen.
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Bei dem Beispiel nach Fig. 1 ist in die durch einen Hahn 1 absperrbare
Gaszufuhrleitung 2 ein Elektromagnetventil 4 eingebaut, welches die Gaszufuhr zum
Hauptbrenner 3 öffnet, sobald der zugehörige Stromkreis 6 geschlossen ist. Von dem
Elektromagnetventil 4 ist eine Zündgasleitung 7 abgezweigt, die Gas enthält, sobald
der Absperrhahn 1 geöffnet wird und die in einen Zündbrenner 8 mündet.
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In geringem Abstand von dem Zündbrenner 8 ist eine Elektrodenpaar
9, 10 im Bereich der größten Zündfähigkeit des aus dem Brenner 8 ausströmenden
Gases angeordnet. Die Elektrode 9 ist an die Sekundärspule eines Transformators
angeschlossen, der vom Netz gespeist wird und eine Hochspannung von beispielsweise
1000 Volt oder mehr liefert. Die in einem entsprechenden Abstand von der Elektrode
9 angeordnete Elektrode 10 kann durch einen Schalter 11, der durch einen Druckknopf
16 in Einschaltstellung gebracht werden kann, mit Erde verbunden werden. Hierdurch
wird der Stromkreis der Sekundärspule des Transformators 12 geschlossen, was zur
Folge hat, daß zwischen den Elektroden 9, 10 Zündfunken überspringen und
die Zündflamme 17 anzünden, sobald der Absperrhahn 1 offen ist und der Zündbrenner
Gas, erhält.
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Der Schalter 11 kann auch ganz fortfallen, wenn in die Anschlußleitung
zur Elektrode 9 ein Kondensator 18 eingeschaltet ist. Dieser Kondensator 18 bewirkt,
daß beim Anschließen des Transformators 12 an das Netz 13 sofort Zündfunken
zwischen den Elektroden 9 und 10 überspringen und die Zündflamme 17 anzünden. Auf
die Wirkung dieses Kondensators 18 im Zusammenhang mit dem Stromkreis mit der ionisierten
Luftstrecke wird im nachfolgenden noch näher eingegangen.
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Im Abstand von den Anzündelektroden 9, 10
sind zwei weitere
Elektroden 15, 15' im Bereich der größten elektrischen Leitfähigkeit der
Zündflamme 17 angeordnet. Der Abstand zwischen diesen Elektroden
ist
so gewählt, daß sie die Zündflamme 17 nicht berühren, wodurch die Lebensdauer dieser
Elektroden verlängert und ferner erreicht wird, daß sich an den Elektrodenenden
keine ihre Wirkung beeinträchtigenden Rußablagerungen bilden. Die Elektrode 15 ist,
ebenso wie die Elektrode 9, an die Sekundärspule des Transformators 12 als Stromquelle
angeschlossen. Die Elektrode 15' steht mit dem einen Ende der Primärspule
eines Transformators 14 in Verbindung. Das andere Ende dieser Primärspule ist über
einen Unterbrecherschalter 19, der von einem auf Zeit, Temperatur, Druck oder dergleichen
ansprechenden Fühler gesteuert wird, mit Erde verbunden. In dem an die Sekundärspule
dieses Transformators 14 angeschlossenen Stromkreis 6 des Magnetventils 4 sind zwei
von verschiedenen Fühlern gesteuerte Unterbrecherschalter 19', 19" und auch noch
ein Gleichrichter 20 angeordnet. Ferner ist auch noch ein Kondensator 21 in den
Stromkreis 6 eingeschaltet, welcher die Aufgabe hat, den Leistungsfaktor zu erhöhen.
Dieser Kondensator 21 ist vorteilhaft in der Nähe der Spule des Elektromagnetventils
4 angeordnet.
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Sobald die Zündflamme 17 in der schon beschriebenen Weise angezündet
worden ist, wird von dieser Flamme der Zwischenraum zwischen den Elektroden 15,
15' ionisiert, so daß zwischen diesen Elektroden ein Strom fließt. Je nach dem Widerstand
des Ionisierungsstrecke zwischen den Elektroden 15,15' fließt durch die Primärspule
des Transformators 14 eine entsprechend niedere Spannung, als von dem Hochspannungstransformator
12 entnommen wird. In der Sekundärspule des Transformators 14, welcher die Aufgabe
hat, die ihm zugeführte Spannung in eine niedere Spannung umzuwandeln, wird ein
Niederspannungswechselstrom induziert, der durch den Gleichrichter 20 gleichgerichtet
wird. In dem Stromkreis 6 fließt nun ein Strom, der das Elektromagnetventil 4 unmittelbar
öffnet. Das Gas kann hierauf zum Brenner 3 strömen, wo die Hauptbrennerflamme
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von der bereits brennenden Zündflamme 17 angezündet wird. Jetzt befindet
sich die Feuerungsanlage in Betrieb.
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Wenn im Betriebszustand der Anlage ein Fühler einen der Unterbrecherschalter
19, 19', 19" öffnet, so wird der Stromkreis-6 des Elektromagnetventils 4 ausgeschaltet
und die Gaszufuhr zum Brenner 3 unterbrochen. Solange die Zündflamme 17 brennt,
bleibt die Anlage in Betriebsbereitschaft, so daß beim Wiedereinschalten des ausgeschalteten
Unterbrecherschalters 19 das Ventil 4 wieder geöffnet und die Hauptbrennerflamme
wieder angezündet wird. Erlischt jedoch aus irgendeinem Grund die Zündflamme 17,
so schaltet sich die Anlage selbsttätig aus. Zur Inbetriebsetzung muß dann die Zündflamme
erst wieder angezündet werden.
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Bei dem Beispiel nach Fig. 2, bei dem die mit der Fig. 1 übereinstimmenden
Teile die gleichen Bezugszahlen erhalten haben, handelt es sich um eine Feuerungsanlage
ohne Zündflamme und mit einem Brenner 3, der mehrere Brennerflammen 23 hat, die
sich bei Inbetriebnahme der Anlage wie bei einer Kletterflammenleitung aneinander
entzünden müssen. Bei Brennern dieser Art wird durch die Anordnung nach Fig. 2 erreicht,
daß die einzelnen Brennerflammen 23 rasch angezündet werden und der Betriebszustand
erst dann hergestellt werden kann, wenn auch die in der Anzündfolge an letzter Stelle
liegende Brennerflamme 23 angezündet worden ist. Die Spule des Elektromagnetventils
4 ist an das Netz 13 angeschlossen und kann durch den Schalter 11 beim Drücken auf
den Druckknopf 16 eingeschaltet werden. Sobald das Ventil 4 geöffnet wird, wird
ein mit dem verstellbaren Ventilteil verbundener Anker 24 gegen die Polfläche
eines Elektromagneten gedrückt, dessen Spule 25 an den Niederspannungstransformator
14 angeschlossen ist.
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Im Stromkreis des Elektromagnetventils 4 ist noch ein Kontaktpaar
26 angeordnet, dessen beweglicher Kontaktarm von einer als Druckfühler wirkenden
Membran 27 verstellt werden kann. Die Druckkammer 28 der Membran ist über eine Drossel
29 an eine Gasverbindungsleitung 30 zwischen dem Ventil 4 und dem Brenner 3 angeschlossen.
Sobald das Ventil 4 geöffnet wird, strömt auch Gas in die Druckkammer 28, so daß
die Membran 27 das Kontaktpaar 26 unterbricht. In Abhängigkeit von dem Durchströmungsquerschnitt
der Drossel 29 wird daher in. einem bestimmten Zeitabstand nach Öffnen des
Ventils 4 dessen Stromkreis unterbrochen, worauf dieses Ventil 4 wieder geschlossen
wird, wenn, nicht inzwischen die selbsttätige Inbetriebsetzung der Feuerungsanlage
erfolgt ist. Der Querschnitt der Drossel 29 kann. einstellbar sein, wodurch
der Zeitabstand zwischen dem Öffnen und selbsttätigen Schließen des Ventils 4 ebenfalls
einstellbar ist.
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Sobald das Ventil 4 geschlossen ist, kann das Gas aus der Membrankammer
28 durch den Brenner 3 entweichen, worauf das Kontaktpaar 26 geschlossen wird. Wird
der Schalter 11 durch den Druckknopf 16 in Einschaltstellung gehalten, so wird beim
Schließen des Kontaktpaares 26 das Ventil 4 wieder geöffnet. Dieses Spiel wiederholt
sich, das Ventil 4 wird also intermittierend geöffnet und wieder geschlossen. Während
der Öffnungsperiode kann immer nur so viel Gas oder dergleichen Brennstoff zum Brenner
3 strömen, wie bei richtigem Arbeiten der Anlage, bei richtiger Einstellung des
Brennstoffgemisches od. dgl. zum Anzünden aller Brennerflammen 23 erforderlich ist.
Werden die Brennerflammen während der öffnungszeit des Ventils 4 nicht ordnungsgemäß
angezündet, so wird das Ventil 4 in der schon beschriebenen Weise wieder geschlossen.
Dadurch wird erreicht, daß sich, keine gefährlichen Explosionsgemische im Brennraum
ansammeln können.
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Der Hochspannungstransformator 12 kann durch einen besonderen, nicht
näher dargestellten Schalter an das Netz 13 angeschlossen werden. Der an den Transformator
12 angeschlossene Anzündstromkreis wird beim Drücken des Druckknopfes
16 durch Erden des Kontaktpaares 31 geschlossen. Im Anzündstromkreis sind
an dar ersten Brennerflamme zwei Elektroden 9,10 und an einer der nächsten Brennerflammen
zwei weitere Elektroden 9', 10' vorgesehen. Die Elektrode 10' ist mit dem feststehenden
Kontakt des Kontaktpaares 31. verbunden, dessen beweglicher Kontakt geerdet und
mit dem Druckknopf 16 verstellbar ist. Sobald das Kontaktpaar 31 geschlossen ist,
springen an den beiden Anzündstellen 9, 10 und 9',10' Zündfunken über, wodurch die
entsprechenden Brennerflammen 23 angezündet werden. Die anderen Flammen 23 des Brenners
müssen durch Überschlagzündung angezündet werden.
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Im Abstand von der Anzündelektrode 9 ist noch eine Elektrode 15' angeordnet,
die zusammen mit der Elektrode 9 eine Ionisierungsstrecke begrenzt, so daß
die
Elektrode 9 hier zwei Aufgaben erfüllt. Ferner sind an der in Anzündfolge an letzter
Stelle liegenden Brennerflamme 23 noch zwei Elektroden 15", 15"' vorgesehen, zwischen
denen eine zweite Ionisierungsstrecke liegt und die mit den Elektroden 9,15' hintereinandergeschaltet
sind. Die in Stromflußrichtung an letzter Stelle liegende Elektrode 15"' ist mit
dem einen Ende der Primärspule des Niederspannungstransformators 14 verbunden.
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Bei dem Beispiel nach Fig. 2 sind im übrigen in der gleichen Weise
wie bei Fig. 1 im Stromkreis 6 der Sekundärspule des Transformators 14 ein Gleichrichter
20 und ein Kondensator 21 angeordnet.
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Wenn beim Inbetriebnehmen der Anlage die in Gasströmungsrichtung an
erster und an letzter Stelle liegenden Flammen 23 angezündet wird, fließt auch über
die Ionisierungsstrecken zwischen 9 und 15' sowie zwischen 15" und 15"' ein Strom.
Jetzt ist der Transformator 14 an die Stromzufuhr angeschlossen, so daß auch die
Spule 25 Strom erhält und ihren Magneten erregt, welcher den Anker 24 festhält.
Sofern diese Einstellung während der Öffnungszeit des Elektromagnetventils 4 erreicht
ist, wird dieses in der Offenstellung festgehalten. Die nachfolgende Unterbrechung
des Stromkreises des Magnetventils bei 26 bleibt dann ohne Wirkung. Die Anlage befindet
sich nun in Betrieb.
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Sobald der Stromfluß an einer der Ionisierungsstrecken zwischen 9
und 15' oder zwischen 15" oder 1.5"' aufhört, wird auch sofort die Spule 25 stromlos,
so daß der zugehörige Magnet den Anker 24 losläßt. Da hierbei der Stromkreis des
Elektromagnetventils 4 bei 26 geöffnet ist, wird auch sofort das Ventil 4 geschlossen
und damit die ganze Anlage außer Bctrieb gesetzt.
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Die Anordnung nach Fig. 2 kann natürlich auch bei Feuerungsanlagen
mit einer Zündflamme verwirklicht werden. In diesem Fall wären die Elektroden 9,
10 und 1.5' an der Zündflamme und die Elektroden 15" und 15"' an der oder
einer der Brennexfiammen anzuordnen. Im Bedarfsfall können mehr als zwei Anzündstellen
und bzw. oder Ionisierungsstrecken vorgesehen werden.
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Beim Beispiel nach Fig. 2 könnte die Spule des Elektromagnetventils
4 auch noch an die Sekundärspule des Transformators 14 angeschlossen sein, bei welcher
Anordnung die Spule 25 und der Anker 24 ganz fortfallen können. Die vom Transformator
14 an die Spule des Ventils 4 abgegebene Spannung reicht aus, um das geöffnete Ventil
4 in der Offenstellung zu halten. Wenn das Ventil 4 durch Anschließen an das Netz
13 geöffnet ist und die Brennerflammen 23 angezündet sind, so daß Strom über die
Ionisierungsstrecken 9-15' und 15", 15"' fließt, so wird das geöffnete Ventil 4
nach Unterbrechen des Kontaktpaares 26 nicht geschlossen, sondern unter der Wirkung
der vom Transformator 14 an die Spule des Ventils 4 abgegebenen Spannung in der
Offenstellung festgehalten. Im übrigen stimmt die Wirkungsweise der mit der beschriebenen
Abänderung versehenen Anlage mit derjenigen der Fig.2 überein.
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Der geerdete Kontakt 31, der bei dem Beispiel nach Fig.2 zum Einschalten.
des Anzündstromkreises vorgesehen ist, kann auch ganz fortfallen. Dafür kann in
die StromzufÜhrungsleitung zur Elektrode 9 eine entsprechende Kapazität bzw. ein
kapazitiver Widerstand 18 zwischengeschaltet sein, so daß eine besondere
Einschaltung des Anzündstromkreises nicht erforderlich ist. Bei dieser Schaltung
wird beim Einschalten der Stromzufuhr zu dem Hochspannungstransformator 12 auch
gleichzeitig der Zündstromkreis eingeschaltet, worauf zwischen den Elektroden 9,
10 und 9', 10' Anzündfunken überspringen. Die Ableitung der Zündfunken erfolgt über
die Primärspule des Transformators 14 zur Masse. Der Gesamtwiderstand des Anzündstromkreises
ist größer als der Gesamtwiderstand des Stromkreises mit den Ionisierungsstrecken
zwischen 9, 15' und 15", 15"'. Sobald bei dieser Anordnung die die Ionisierung bewirkenden
Flammen brennen, hört der Funkenüberschlag zwischen den Anzündelektroden im wesentlichen
auf, während zwischen den die Ionisierungsstrecken begrenzenden Elektroden ein Strom
fließt, worauf die Feuerungsanlage in der schon beschriebenen Weise in Betrieb genommen
werden kann.