DE1526263C - Elektrisch betriebene Zund und Über wachungsvornchtung fur Gasfeuerungen - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine elektrisch betriebene F i g. 2 zeigt ein elektrisches Schaltbild der erfin-Zünd-und Überwachungsvorrichtung für Gasfeuerun- dungsgemäßen Zünd- und Überwachungseinrichtung, gen mit einem durch einen Elektromagneten be- F i g. 1 zeigt den Brennerteil eines gasbefeuerten tätigten Brennstoffventil, einer Sicherheitszeiteinrich- Gerätes, wie beispielsweise einer Trocknungseinrichtung und einem aus einem Material mit negativem 5 tung für Kleidungsstücke, wobei der Brennerteil im Temperaturkoeffizienten des elektrischen Wider- ganzen mit 10 bezeichnet ist. Der Brenner wird Standes bestehenden Zünd- und Überwachungs- durch eine Leitung 12 versorgt, die zu einem Vorrat element, wobei nach Erreichen eines vorgegebenen des Druckgases führt und mit einem üblichen Druck-Stromes während des Zündvorgangs der Magnet er- regler 14 in Verbindung steht, der bei derartigen regt und das Brennstoffventil geöffnet wird und io Einrichtungen üblich ist und den Leitungsdruck auf durch die Beheizung des Zünd- und Überwachungs- den richtigen Brennerdruck absenkt. Der Gasregler elementes durch die Flammenwärme der Strom er- 14 ist durch einen geeigneten Anschluß mit einem halten und der Magnet erregt bleibt und das Brenn- magnetischen Gasregelventil 16 verbunden, das in stoffventil geöffnet hält. ein Gehäuse 18 eingebaut ist. Das Gehäuse 18 ent-

Derartige Einrichtungen werden beispielsweise bei 15 hält weiterhin sämtliche elektrischen Teile der Zünd-

gasbefeuerten Wäschetrocknern verwendet. und Regeleinrichtung mit Ausnahme des freiliegen-

Bekannte Einrichtungen, die mit einem aus einem den Zündelementes, wie weiter unten noch erläutert

Material mit negativem Temperaturkoeffizienten des wird. Auf diese Weise ergibt sich eine sehr kompakte

elektrischen Widerstandes bestehenden Zünd- und und zweckmäßige Einrichtung, die ein Minimum an

Überwachungselement arbeiten, haben eine relativ 20 Platz erfordert.

aufwendige Folgeschaltung, die kompliziert aufgebaut Das Gasventil 16 faßt in das Gehäuse 18 hinein

und verdrahtet ist und relativ viel Platz benötigt. und ist darin mit einer Auslaßleitung 20 verbunden,

Die Erfindung zielt darauf ab, bei einer elektrisch die mit dem Gasbrenner 22 verbunden ist und diesem betriebenen Zünd- und Überwachungsvorrichtung für Gas zuführt. Der Brenner endet in einer sich nach Gasfeuerungen mit einem aus einem Material mit 25 außen erweiternden Düse 24. Die Auslaßleitung 20 negativem Temperaturkoeffizienten des elektrischen ist mit dem Brenner 22 über einen üblichen Luft-Widerstandes bestehenden Zünd- und Überwachungs- schieber 26 verbunden, der das Mischungsverhältnis element eine wesentlich einfachere elektrische Schal- von Gas und Luft regelt, das dem Brenner 22 zugetung zu schaffen, die mit wenigen einfachen Bau- führt wird,
elementen auskommt. 3° In diese Gaszufuhr- und Brennereinrichtung ist

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch ge- das Zünd- und Steuersystem eingebaut, das in F ig. 2

löst, daß bei einer elektrisch betriebenen Zünd- und im ganzen mit 30 bezeichnet ist. Diese Einrichtung

Überwachungsvorrichtung der beschriebenen Art der weist ein Zündelement 32 auf, das auf eine elektrisch

Elektromagnet zur Betätigung des BrennstofFventils isolierende rohrförmige Halterung 34 aufgewickelt

in an sich bekannter Weise zwei Wicklungen auf- 35 ist, die an einem starren Metallrohr 36 sitzt, welches

weist, die mit dem Zünd- und Uberwachungselement, die elektrische Leitung enthält, mit der das Zünd-

das aus einem Material mit negativem Temperatur- element 32 mit Strom versorgt wird. Das Rohr 36

koeffizienten des elektrischen Widerstandes besteht, wird in der Nähe seines vorderen freien Endes durch

in Reihe geschaltet sind, daß diese Wicklungen eine Konsole 38 abgestützt, die am Brenner 22 be-

weiterhin mit einem von dem Elektromagneten be- 40 festigt ist. Wie aus Fig. 1 hervorgeht, sind die Teile

tätigten Umschalter in Reihe geschaltet sind, wobei so ausgebildet und angeordnet, daß das Zündelement

die erste Wicklung an den im Ruhezustand ge- 32 dicht am Auslaßende der Brennerdüse 24 liegt, so

Nchlossenen Kontakt und die zweite Wicklung an daß es das aus der erweiterten Düse ausströmende

den nach dem Betätigen des Elektromagneten Gas entzündet und dabei so eng an der aus der Düse

und damit verbundenem öffnen des Brennstoff- 45 tretenden Flamme liegt, daß es die Wärme der

ventils geschlossenen Kontakt des Umschalters ange- Flamme aufnimmt,

schlossen ist. Das hintere Ende des Rohres 36 ist als Steck-

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung anschluß 40 ausgebildet, mit dem das Rohrende in

weist eine Zünd- und Überwachungsvorrichtung für das Gehäuse 18 eingesetzt ist und mit dem gleich-

Gasfeuerungen eine Sicherheitseinrichtung auf, die 50 zeitig die Leitungen innerhalb des Rohres an die

einen Bimetallkontakt und ein zugeordnetes Heiz- elektrische Schaltung innerhalb des Gehäuses ange-

element enthält und über den im Ruhezustand ge- schlossen werden.

schlossenen Umschaltkontakt in Reihe mit dem F i g. 2 zeigt den schematischen Aufbau der Zünd-

Zündelement geschaltet ist und bei Betätigung des und Fühleinrichtung 30 und läßt weiterhin die zum

Umschalters nach Zünden der Flamme unwirksam 55 automatischen Betrieb der Einrichtung benötigte

geschaltet wird. elektrische Schaltung erkennen. Das Magnetventil 16

Vorzugsweise hat die als Haltewicklung dienende weist einen Ventilsitz 42 auf, der normalerweise

Wicklung der beiden Wicklungen des Elektro- durch das spitz ausgebildete Ende 44 eines beweg-

magneten einen so hohen Widerstand, daß der nach liehen Ventilschaftes 46 geschlossen gehalten wird,

dem Umschalten des Umschalters auf diese Wicklung 60 Der-Ventilschaft 46 ist aus magnetisch leitendem

durch das Zündelement fließende Strom kleiner als Metall hergestellt und verschiebbar in einer Bohrung

zum Aufheizen auf Zündtemperatur nötig ist. 48 in einem Ende des festen Kerns 50 eines Solenoids

Die Erfindung wird nachfolgend in Zusammen- 52 derart geführt, daß der Schaft 46 als Anker des

hang mit der Zeichnung beschrieben. Solenoids 52 wirkt. Der Ventilschaft 46 wird nor-

F i g. 1 ist eine Draufsicht auf eine Gasbrenner- 65 malerweise durch eine Druckfeder 54, deren eines installation, bei der eine automatische Zünd- und Ende am Ventilschaftende befestigt ist und deren Überwachungseinrichtung gemäß der Erfindung ein- anderes Ende am oberen Ende der Bohrung 48 angesetzt wird; liegt, aus der Bohrung 48 herausgedrückt, so daß

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die Spitze 44 gegen den Ventilsitz 42 gedrückt wird. eine Seite der Spule 56 mit der Leitung 112 und über

Das Solenoid 52 weist weiterhin eine Erregerspule diese mit dem Anschluß 100 verbindet, während eine

56 und eine Haltespule 58 auf, die beide eng an dem Leitung 118 die andere Seite der Spule 56 mit dem

Kern 50 anliegen und diesen nacheinander erregen Bimetallarm 84 des Schalters 80 verbindet. Dieser

können, wie weiter unten noch erläutert wird. 5 Stromkreis wird durch die Leitung 114 vervoll-

Weiterhin kann durch das Solenoid 52 ein ein- ständigt, die den anderen Arm 82 des Schalters 80

poliger Doppelschalter 60 betätigt werden, der einen mit dem Anschluß 102 verbindet. Der Gleichrichter

schwenkbaren Schaltarm 62 aufweist, welcher an 110 versorgt die Spulen des Solenoids 52 mit einem

seinem Ende zwei einander gegenüberliegende Kon- halbweggleichgerichteten Strom,

takte 64 und 66 aufweist, die wechselseitig in Anlage 10 Für die Haltespule 58 des Solenoids 52 ist ein

an feste Kontakte 68 und 70 kommen können. Der weiterer Stromkreis vorgesehen, der eine Leitung 120

Schaltarm 62 ist durch eine Feder 72 so vorgespannt, aufweist, die das eine Ende der Spule 58 mit dem

daß er normalerweise die in Fig. 2 dargestellte festen Kontakt 70 des Schalters 60 verbindet, sowie

obere Stellung einnimmt, in der der Kontakt 62 an eine Leitung 122, die das andere Ende der Spule 58

dem festen Kontakt 68 anliegt. Zweckmäßigerweise ₁₅ mit der Leitung 118 verbindet. Ein Siebkondensator

ist der Schaltarm 62 hierfür mit einer Verlängerung 124, der mittels Leitungen 126 und 128 zwischen die

62 a versehen, deren Ende mit einem Ende der Leitungen 108 und 118 gelegt ist, soll die Schwankun-

Feder 72 verbunden ist, deren anderes Ende an gen des halbweggleichgerichteten Gleichstromes

einem Teil des Gehäuses 18 befestigt ist, der bei 74 glätten.

angedeutet ist. An seiner Unterfläche trägt der 20 Ein wesentliches Merkmal der Erfindung liegt in Schaltarm 62 einen Block oder eine Platte 76 aus" der Zusammensetzung des Zündelementes 32, das magnetisch leitendem Material, die dicht am Ende als Wärmefühleinrichtung dient und automatisch die des Solenoidkerns 50 liegt, so daß sie von diesem Folge des Betriebsablaufs der Einrichtung ohne zuangezogen werden kann und als Solenoidanker dient, sätzliche mechanische Teile steuert. Das Zündwie es weiter unten noch erläutert wird. 25 element 32 ist aus Siliziumkarbid hergestellt, das

Die in Fig. 2 dargestellte Schaltung weist weiter- einen negativen Temperaturkoeffizienten besitzt, so hin einen Sicherheitsschalter 80 auf, der zwei Schalt- daß der Strom, der durch das Element fließt, seinen arme 82 und 84 besitzt, die mit einander gegenüber- Maximalwert besitzt, wenn das Zündelement seine liegenden Kontakten 86 und 88 an ihren freien maximale Temperatur angenommen hat. Bei einer Enden versehen sind. Der Arm 84 besteht aus 30 Ausführungsform besaß das Zündelement eine GeBimetall und ist so angeordnet, daß er bei einer samtlänge von 27 mm und einen Durchmesser von Aufheizung durch eine Heizspule 90, die einen Teil 9,5 mm, wobei diese Abmessungen für 2,5 A bei des Schalters 80 darstellt, sich vom Arm 82 weg- 80 V festgelegt waren. Der Widerstand bei Raumbiegt, so daß die Kontakte 86 und 88 geöffnet wer- temperatur wurde mit 130 0hm gemessen, er nahm den. Diese Kontakte werden normalerweise in der in 35 bei der elektrisch erzeugten Gaszündtemperatur von Fig. 2 dargestellten geschlossenen Stellung durch 870' C auf etwa 100 Ohm ab und verringerte sich einen Dauermagneten 92, der am Schaltarm 82 an- weiterhin auf etwa 85 Ohm, wenn das Element durch gebracht ist, sowie einen magnetisch leitenden Anker die Gasflamme des benachbarten Brenners auf 94 gehalten, der am Bimetallarm 84 in der Nähe und 980 C aufgeheizt wurde.

in einer Richtung mit dem Magneten 92 vorgesehen 40 Wenn im Betrieb der Ein-Aus-Schalter 106 durch

ist. Der Schalter 80 weist weiterhin eine Einstell- die Zeitschalteinrichtung, einen Thermostaten oder

schraube 96 auf, mit der unterschiedliche Um- eine ähnliche Einrichtung geschlossen wird, befindet

gebungstemperaturen ausgeglichen werden können, sich der Schalter 60 in der in F i g. 2 dargestellten

die den Bimetallarm 84 beeinflussen, und mit der die Stellung, in der die Kontakte 64 und 68 aneinander

Schaltzeit des Schalters 80 eingestellt werden kann. 45 anliegen, so daß der Stromkreis, der das Zünd-

Aus Fig. 2 ist zu entnehmen, daß die dargestellte element 32 enthält, über die geschlossenen Kontakte Schaltung das Zündelement 32 über zwei Anschlüsse des Schalters 80 geschlossen ist. Das Zündelement 32 100 und 102 mit einer Energiequelle verbindet, die wird daher mit Strom versorgt und beginnt sich zu die normale Haushaltsleistung mit 110 V Wechsel- erwärmen. Das Element 32 besitzt während dieses strom sein kann. Die eine Seite des Zündelementes 50 anfänglichen Aufheizens einen relativ hohen Wider-32 ist mit dem Anschluß 100 durch eine Leitung 104 stand, der so hoch ist, daß die Spule 56 des Solenoids über einen Ein-Aus-Schalter 106 verbunden, der 52 nur so wenig Strom erhält, daß die Kraft der automatisch durch eine Zeitschalteinrichtung betätigt Feder 54 nicht überwunden wird. Mit anderen werden kann, wie sie üblicherweise bei Trocknungs- Worten, die Federkraft 54 ist relativ zum Anfangseinrichtungen oder dergleichen Geräten verwendet 55 widerstand des stromdurchflossenen Zündelementes wird. Die andere Seite des Zündelementes 32 ist so gewählt, daß die Feder den Ventilschaft 46 in der durch eine Leitung 108 über einen Gleichrichter 110 Schließstellung der Fig. 2 gegen die Wirkung der mit dem Schalter 60 und über den Schaltarm 62 und Solenoidspule 56 halten kann, die versucht, den die normalerweise geschlossenen Kontakte 64, 68 mit Schaft 46 anzuheben.

der Leitung 112 verbunden. Das Heizelement 90 liegt 60 Wenn das Zündelement 32 die Zündtemperatur in'Reihe mit der Leitung 112, die durch eine Leitung erreicht, d. h. die Temperatur, die ausreicht, das aus 114 mit dem anderen Anschluß 102 der Energie- dem Brenner austretende Gas zu entzünden, ist ihr quelle verbunden ist, so daß ein Stromkreis vervoll- Widerstand so weit abgesunken, daß die Erregerständigt wird, in dem das Zündelement 32 in Reihe spule 56 so viel Strom erhält, daß der Kern 50 den mit dem Schalter 60 und der Heizspule 90 an den 65 Ventilschaft 46 gegen die Wirkung der Feder 54 anAnschlüssen 100,102 liegt. zieht und vom Ventilsitz 42 abhebt. Jetzt kann das

Die Erregerspule 56 des Solenoids 52 liegt parallel Gas aus der Zuführleitung 12 zum Auslaßrohr 20

zu diesem Stromkreis, wobei eine Leitung 116 die und zum Brenner 22 strömen und tritt durch den er-

weiterten Düsenteil 24 aus. Dieser Düsenteil 24 ist so angeordnet, daß ein Teil der Gasströmung auf das aufgeheizte Zündelement 32 trifft und dabei entzündet wird, so daß die Flamme erzeugt wird.

Bis zu diesem Augenblick war die Erregung des Solenoids 52 noch nicht ausreichend, auch den Block 76 anzuziehen, der am Arm 62 des Schalters 60 sitzt und unter der Spannung der Feder 72 steht. Nach der Zündung des Gases trifft jedoch die Flamme auf das Zündelement 32 und erhöht dessen Temperatur auf einen Wert, der oberhalb der mit elektrischer Aufheizung erzielbaren Temperatur liegt. Diese Temperaturzunahme verringert den elektrischen Widerstand des Zündelementes 32 weiter, so daß ein größerer Strom zur Erregerspule 56 fließen kann. Der Kern 50 wird dabei so weit magnetisiert, daß die auf den Block 76 ausgeübte Kraft die von der Feder 72 auf den Arm 62 ausgeübte Kraft überwindet. Dadurch wird der Block 76 in Berührung mit dem Ende des Kerns 50 gebracht, wobei der Schaltarm 62 nach unten geschwenkt wird und die Kontakte 64,68 trennt, während die Kontakte 66, 70 geschlossen werden. Der Stromkreis, der die Erregerspule 56 enthält, wird hierdurch geöffnet, während der Stromkreis, der die Haltespulc58 enthält, geschlossen wird, so daß jetzt die Haltespule 58 mit Strom versorgt wird und die Spule 56 stromlos wird. Die Haltespule 58 liegt jetzt über die Leitungen 114,118 und 122 und über den Sicherheitsschalter 80 sowie über die Leitungen 120. 108 und 104 über die sich berührenden Kontakte 66,70, den Schaltarm 62 und das Zündelement 32 an den Anschlußklemmen 100 bzw. 102 an.

Die Erregerspulc 56 des Solenoids 52 besitzt einen geringen Widersland, während die Haltespule 58 einen hohen Widerstand aufweist. Wenn somit das Zündelement 32 anfänglich aufgeheizt wird, liegt es im Stromkreis mit dem hohen Strom und dem geringen Widerstand der Erregerspule während es beim Aufheizen durch die Gasflamme im Stromkreis mit dem geringen Strom und dem hohen Widerstand der Hallespule 58 liegt. Hierbei verringert der hohe Widersland der Haltcsputc 58 den Strom auf einen Wert, bei dem das Zündelement 32 nur wenig aufgeheizt wird, obwohl es durch das Auftreffen der Gasflamme, die aus der Düse 24 austritt, auf einer hohen Temperatur gehallen wird.

Wenn die Flamme, die aus der Brennerdüse 24 austritt, zufällig erlöschen, verkleinert oder von dem Zündelement abgelenkt werden sollte, nimmt der Widerstand des Zündelemcntes zu, und der Strom in der Haltespule 58 nimmt so weit ab, daß die Feder 72 den Schaltarm 62 wieder in die angehobene Stellung bewegt, bei der die Kontakte 64,68 geschlossen und die Kontakte 66, 70 geschlossen sind. Dann beginnt der Zündvorgang von neuem. Wenn das Zündelement 32 zerstört sein sollte, wird die gesamte Einrichtung unwirksam, da sämtliche Stromkreise unierbrochen sind, so daß das Gasventil 16 schließt und geschlossen bleibt. In diesem Falle kann kein Gas aus dem -Brenner austreten.

Der Sicherheitsschalter 80 stellt eine Einrichtung dar, mit der der Gasstrom unterbrochen wird, wenn das aus der Brennerdüse 24 austretende Gas nicht innerhalb einer bestimmten Zeil von der Zündeinrichtung 32 entzünde! wird. Da die Heizspule 90 des Schalters 80 in Reihe mit dem Zündelement 32 liegt', wird die Spule 90 gleichzeitig mit dem Zündelement von dem Zeitpunkt an, in dem die Einrichtung durch Schließen des Ein-Aus-Schalters 106 in Betrieb gesetzt wird, mit Strom versorgt. Wenn die Heizspule 90 warm wird, heizt sie den Bimetallarm 84 auf, der sich vom Schaltarm 82 'wegzubiegen versucht. Dieser Bewegung wirkt jedoch der Magnet 92 mit dem Anker 94 entgegen, die die Schaltkontakte 86, 88 geschlossen halten. Wenn jetzt das Gasventil 16 geöffnet und das austretende Gas gezündet ist, so daß die Temperatur des Zündelementes 32 zunimmt, werden die Kontakte 64,68 geöffnet, wobei die Heizspule 90 abgeschaltet wird, so daß sich der Bimetallarm 84 abkühlt und die Schaltkontakte 86, 88 während des gesamten Betriebs geschlossen bleiben. Wenn jedoch das Gas nicht gezündet wird und das Zündelement 32 daher seine Temperatur nicht erhöht, heizt die Heizspule 90 den Bimetallarm 84 weiter auf, bis er die Kraft des Magneten 92 überwinden kann. Der Bimetallarm 84 hebt sich dann vom Arm 82 ab, öffnet dabei die Kontakte 86, 88 und unterbricht den Stromkreis in der zur Erregerspule 56 führenden Leitung 118. Die Spule wird dann stromlos und gibt den Ventilschaft 46 frei, der das Gasventil 16 schließt, so daß die Gaszufuhr abgesperrt ist. Der Schalter 80 bleibt durch die Wärme der Spule 90 so lange offen, wie die Kontakte 64, 68 geschlossen bleiben und in diesem Stromkreis Strom fließt. Wenn der Strom abgeschaltet wird, kühlt sich der Bimetallarm 84 ab und kehrt in seine normale Stellung zurück, wo er vom Magneten 92 angezogen wird, so daß die Sicherheitskontakte 86 und 88 wieder geschlossen werden und der Zündkreis erneut in Betrieb genommen werden kann.

Wenn auch nur eine vorzugsweise Ausführungsl'orm der Erfindung erläutert worden ist, so ist doch klar, daß zahlreiche Abwandlungen und Änderungen möglich sind, ohne daß der Rahmen der Erfindung verlassen wird.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Elektrisch betriebene Zünd- und Überwachungsvorrichtung für Gasfeuerungen mit einem durch einen Elektromagneten betätigten Brennstoffventil, einer Sicherheitszcitcinrichtung und einem aus einem Material mit negativem Temperaturkoeffizienten des elektrischen Widerstandes bestehenden Zünd- und Überwachungselcment, wobei nach Erreichen eines vorgegebenen Stromes während des Zündvorgangs der Magnet erregt und das Brennstoffventil geöffnet wird und durch die Beheizung des Zünd- und Überwachungselementes durch die Flammenwärmc der Strom erhalten und der Magnet erregt bleibt und das Brennstoffventil geöffnet hält, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektromagnet (52) zur Betätigung des Brennstoffventils (44) in an sich bekannter Weise zwei Wicklungen (56, 58) aufweist und diese mit dem Zünd- und Überwachungselement (32) in Reihe liegen und mit einem von dem Elektromagneten (52) betätigten Umschalter (60) in Reihe geschaltet sind, wobei die erste Wicklung (56) an den im Ruhezustand geschlossenen Kontakt (68) und die zweite Wicklung (58) an den nach dem Betätigen des Elektromagneten und damit ver-

bundenem öffnen des Brennstoffventils geschlossenen Kontakt (70) des Umschalters (60) angeschlossen ist.

2. Zünd- und Überwachungsvorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Sicherheitseinrichtung (80) mit einem Bimetallkontakt (84) und einem zugeordneten Heizelement (90), die über den im Ruhezustand geschlossenen Umschaltkontakt (60,68) in Reihe mit dem Zündelement (32) geschaltet ist und bei Betätigung des

Umschalters (60) nach Zünden der Flamme unwirksam geschaltet wird.

3. Zünd- und Überwachungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die als Haltewicklung dienende Wicklung (58) des Elektromagneten (52) einen so hohen Widerstand hat, daß der nach Umschalten des Schalters (60) auf die Wicklung (58) durch das Zündelement (32) fließende Strom kleiner als zum Aufheizen auf Zündtemperatur nötig ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen 109 685/104