DE1601324A1

DE1601324A1 - Selbsttaetige Zuendvorrichtung

Info

Publication number: DE1601324A1
Application number: DE19681601324
Authority: DE
Inventors: Wade Kenneth Robinson
Original assignee: United Gas Industries Ltd
Current assignee: United Gas Industries Ltd
Priority date: 1967-02-09
Filing date: 1968-02-08
Publication date: 1970-11-05
Also published as: BE710540A; GB1171831A; NL6801754A; US3501253A; FR1568107A

Description

PATENTANWALT 1 6 O 1 3 2 A

Dr. DIiTFR U: ^; ''5

TTÄIIED GAS INDUSTRIES IIMITED, london ¥.0.2, England

Selbsttätige Zündvorrichtung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf selbsttätige Zündvorrichtungen, wie sie beispielsweise in gasbeheizten Kesseln, Raumheizungen oder Warmwasserbereitern Verwendung finden.

Bei derartigen gasbeheizten Geräten ist es üblich, den Hauptbrenner mit Hilfe einer fortwährend brennenden Hilfsflamme .zu zünden. Selbstverständlich verursacht diese Hilfsflamme, die eine Gasmenge im Heizwert von 175 kcal pro Stunde benötigt, einen nicht unerheblichen Gasverlust, stellt damit einen Unkostenfaktor für den Unterhalter dar und bewirkt darüberhinaus in vielen Fällen einen ätzenden niederschlag. Bei Geräten mit entsprechend ausgebildeten Abzugseinrichtungen wird die Hilfsflamme vielfach, durch starken Wind ausgelöscht.

Aas Sicherheitsgründen und zur Verhütung beträchtlicher Gasverluste wird die Gasversorgung für den Hauptbrenner des Gerätes durch ein Hauptventil geführt, dessen Punktion von einer wärmeempfindlichen Einrichtung (vielfach einem Schal-. , -__s/,p^^n 00 9 8 45/0350

ter) gesteuert wird. Diese wärmeempfindlichen Einrichtungen können eine Vielzahl verschiedener Formen aufweisen - beispielsweise gewöhnliche Thermostaten oder mit Quecksilber arbeitende Schalteinrichtungen, Bimetalle oder Thermoelemente - und werden durch die Wärmeentwicklung der Hilfsflamme betätigt. Wenn die Hilfsflamme brennt, wird also diese wärmeempfindliche Einrichtung erhitzt, was ein öffnen des den Hauptbrenner mit Gas versorgenden Hauptventils zur Folge hat oder aber das öffnen dieses Hauptbrenners selbst bewirkt. Erlöscht andererseits diese Hilfsflamme oder ist sie zu stark gedrosselt, so verhindert die wärmeempfindliche Einrichtung die Gaszufuhr zum Hauptbrenner.

Um den Gasaufwand für die Versorgung der Hilfsflamme weitgehendst einzuschränken, wurden Versuche unternommen, die Hilfsflamme oder den Hauptbrenner mit Hilfe elektrischer Zündeinrichtungen immer dann anzuzünden, wenn das Gerät benötigt wird. Es ist dementsprechend die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte, selbsttätige, elektrisch arbeitende Zündvorrichtung zu schaffen.

Die erfindungsgemässe Lösung der Aufgabe sieht eine Zündvorrichtung für ein gasbeheiztes Gerät mit einem Sicherheitsschalter vor. Die Zündvorrichtung ist mit einem magnetisch betätigtem Hauptventil zur Steuerung des Gaszustromes zu einem Hauptbrenner ausgerüstet, für dessen Zündung ein mittels eines magnetisch betätigten Hilfsventils gesteuerter Hilfsbrenner vorgesehen ist, welcher seinerseits eine elektrisch

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arbeitende Zündvorrichtung aufweist. Diesem Hilfsbrenner ist ein thermisch betätigter Schalter zugeordnet, der einerseits bei vorhandener Hilfsbrennerflamme eine Schaltstellung "heiss" und andererseits bei deren Fehlen eine Schaltstellung "kalt" einnimmt. Pur das Einschalten der Zündung wird lediglich die Hilfsventilmagnetspule über den thermisch betätigten Schalter in der Schaltstellung "kalt" in einen Stromkreis eingeschaltet. In der Schaltstellung "heiss" sind die Hilfsventilmagnetspule und die Hauptventilmagnetspule in einen Stromkreis eingeschaltet, in dem in Reihenschaltung zu beiden Spulen der Sicherheitsschalter angeordnet ist. Dieser Sicherheitsschalter ist so ausgebildet, dass er nur dann schliesst, wenn ein elektrisches Potential zwischen den beiden Anschlüssen der Hilfsventilmagnetspule auftritt, und solange geschlossen bleibt, wie dieses elektrische Potential besteht.

Würde die elektrische Energieversorgung aus irgendeinem Grunde ausfallen, so würde der Sicherheitsschalter öffnen und beide Ventile, das Hilfs- und das Hauptventil, würden geschlossen. Aufgrund der Reihenschaltung des Sicherheitsschalters könnte danach das Hilfsventil nicht wieder geöffnet werden, bevor der thermisch betätigte Schalter in die Schaltstellung "kalt" zurückgekehrt wäre. Wäre es demgegenüber möglich, das Hilfsventil bereits zu öffnen, bevor der thermisch betätigte Schalter seine Schaltstellung "kalt¹¹ erreicht hätte, und würde lediglich eine kurzzeitige Unterbrechung der elektrischen Energieversorgung auftreten, so würden die Magnetven-

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tile mit Rückkehr der Energieversorgung sofort wieaer öffnen, wodurch solange nichtentzündetes Gas in die Verbrennungskammer einströmen würde, bis der thermisch betätigte Schalter die Schaltstellung "kalt" erreicht hätte. Bei einer derartigen Anordnung würde also die Möglichkeit von Explosionen im Verbrennungsraum auftreten, sobald die elektrische Zündeinrichtung durch das Zurückgehen des thermisch betätigten Schalters in die Schaltstellung "kalt" mit elektrischer Energie versorgt wird.

Der Sicherheitsschalter kann ein magnetisch betätigter Zungenfederschalter (Reed-Kontakt) sein, der innerhalb des Magnetfeldes der Hilfsventilmagnetspule angeordnet ist, er kann mit Hilfe eines einfachen Relais oder elektronischen Schaltelementes dargestellt werden, die in Reihe oder parallel zur Hilfsventilmagnetspule geschaltet sind, oder er kann als Eontakt aufgebaut sein, der von dem beweglichen Anker der Hilfsventilmagnetspule betätigt wird.

In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Glimmlampe parallel zur Hauptventilmagnetspule geschaltet, die eine Betätigung dieses Magneten anzeigt. Zur Steuerung der jeweilig gewünschten Brenndauer kann ein Thermostat oder Zeit schaltwerk in Reihenschaltung zur Hauptventilmagnetspule angeordnet sein. Es ist weiterhin möglich, eine Glimmlampe parallel zu der elektrischen Zündeinrichtung anzuordnen, um einen Ausfall dieser Einrichtung anzuzeigen, deren Lebensdauer begrenzt ist.

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Bezüglich der Gasleitungsführung ist es zweckmässig, das Hilfsventil zwischen, das Gasversorgungsnetz und das Hauptventil einzuschalten. Die für den Hilfsbrenner notwendige Abzweigleitung wird von der Leitung zwischen dem Hilfsventil und dem Hauptventil abgegriffen. Auf diese Weise kann kein Gas zum Hauptventil und zum Hauptbrenner gelangen, ohne dass das Hilfsventil geöffnet ist.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele. Es zeigen

Figur 1 einen Stromlaufplan einer Ausführungsform der Zündvorrichtung gemäss der Erfindung;

Figur 2 eine schematische Darstellung der Gasleitungsführung, wie sie in Verbindung mit dem Stromlaufplan von Figur 1 vorgesehen ist;

Figur 3 eine schematische Schnittdarstellung durch eine Ausführungsform des Hilfsventils gemäss der Erfindung, in der die Anordnung eines durch den Anker der Hilfsventilmagnetspule betätigten SicherheitsschalteEgzu erkennen ist;

Figur 4 eine (Deilansieht eines Sicherheitsschalters in Form eines Zungenfederkontaktes im Magnetfeld der Hilfsventilmagnetspule;

Figur 5 eine !Deilansicht des Schaltplans von Figur 1, in der die Anordnung eines elektronischen Schalters als Sicherheitsschalter wiedergegeben ist;

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Figur 6 eine Teildarstellung ähnlich Figur 5_t der Sicherheitsschalter mit Hilfe eines einfachen Relais gebildet wird.

In Figur 1 ist ein Transformator 10 dargestellt, der eine Primärwicklung 11 und zwei Sekundärwicklungen 12 und 13 aufweist. Die eine der beiden Sekundärwicklungen 12 ist mit dem Eingang eines Gleichrichters in Brückenschaltung 14 verbunden, dessen einer Ausgang X mit einem Anschluss einer Magnetspule 15 zusammengeschaltet ist. Diese Magnetspule 15 steuert das magnetisch betätigte Ventil 16 (siehe Figur 2), das als Hilfsventil dient.

Die andere Sekundärwicklung 15 des Transformators 10 ist mit dem anderen Ausgang Γ des Gleichrichters und mit einer elektrischen Zündeinrichtung 17 verbunden. Zwischen die Zündeinrichtung 17 und die Hilfsventilmagnetspule 15 ist ein thermisch betätigter Schalter 18 eingeschaltet, der die beiden Schaltstellungen "kalt" und "heiss" einnehmen kann. In der Schaltstellung "kalt" ist ein Stromkreis von der Transformatorwicklung 13 über die Zündeinrichtung 17 zu dem anderen Anschluss der Hilfsventilmagnetspule 15 durchgeschaltet.

Der Ausgang Y des Gleichrichters 14 ist mit der Leitung zwischen dem thermisch betätigten Schalter 18 und der Hilfsventilmagnetspule 15 über eine Leitung 19 verbunden, in die ein Sicherheitsschalter 20 eingeschleift ist, der immer dann geschlossen ist, wenn zwischen den Anschlüssen der Hilfsventilmagnetspule ein elektrisches Potential anliegte

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Zwischen dem Anschluss der Schalt st ellung- "heiss" des thermisch "betätigten Schalters 18 und dem Ausgang X des Gleichrichters 14 ist eine Hauptventilmagnetspule 21 eingeschaltet, zu der die Reihenschaltung eines Widerstandes 22 und einer Glimmlampe 23 parallel geschaltet ist. Zur Beeinflussung der Brenndauer des Gerätes befindet sich in Reihenschaltung zur Hauptventilmagnetspule 21 ein Thermostat oder Zeitschalter 24.

Figur 2 zeigt eine Gasversorgungsleitung 25 _f in die ein Regler 26 und das magnetisch "betätigte Hilfsventil 16 eingeschaltet sind. Veiter in Richtung des Gasstromes gesehen teilt sich die Leitung 25 und ist sowohl an das Hauptventil 27 - das mit Hilfe der Hauptventilmagnetspule 21 gesteuert wird als auch an den Hilfsbrenner 28 angeschlossen. Ein temperaturempfindliches Element wie "beispielsweise eine mit Quecksilber arbeitende Einrichtung oder ein !Dbermostat ist bei 29, d.h. unmittelbar im Bereich der Flamme des Hilfsbrenners 28 angeordnet. Umspielt diese Flamme das Element 29» so begibt sich der in Figur 1 dargestellte thermisch betätigte Schalter 18 in die Schaltstellung "heiss". Das Hauptventil steht in Verbindung mit dem Hauptbrenner 30» der so angeordnet ist, dass er mit Hilfe der Flamme des Hilfsbrenners 28 gezündet werden kann.

Für die Beschreibung der Arbeitsweise dieser Anordnung sei angenommen, dass der Schalter 24- geschlossen ist. Es steht durchaus im Belieben, diesen Schalter aus der gezeichneten

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Einordnung fortzulassen und den Thermostat und/oder das Zeitschaltwerk in der Speiseleitung des Wechselstromnetzes vorzusehen.

Wird das elektrische Versorgungsnetz; angeschlossen, so erscheint durch die Speisung des Transformators ein Gleichstrompotential an den Ausgängen X und Y des Gleichrichters Da sich der thermisch "betätigte Schalter 18 in der Schaltstellung "kalt" befindet, ist ein Stromkreis ausgehend von Ausgang X des Gleichrichters 14 über die Hilfsventilmagnetspule 15, den thermisch betätigten Schalter 18, die elektrische Zündeinrichtung 17 und die zweite Sekundärwicklung 13 des Transformators 10 zu dem Ausgang Y des Gleichrichters durchgeschaltet. Die Erregung der Spule 15 verursacht das Schliessen des Sicherheitsschalters 20, worauf ein in der zweiten Sekundärwicklung 13 induzierte Wechselstrom über die Leitung 19, den thermisch betätigten Schalter 18 und die Zündeinrichtung 17 fliesst. Zu diesem Zeitpunkt sollte das Hilfsventil mit Hilfe der Spule 15 geöffnet worden sein, so dass Gas zu dem Hilfsbrenner 28 gelangt. Die Versorgung der Zündeinrichtung 17 mit Wechselstrom verursacht deren Glimmen, so dass die Hilfsflamme entzündet'wird. Ist daraufhin der thermisch betätigte Schalter 18 genügend aufgeheizt, so springt er über in die Schaltstellung "heiss", so dass die Spule 21 sowie der Widerstand 22 und die Glimmlampe 23 an die Gleichstromversorgung angeschlossen werden.Das Aufglühen der Glimmlampe 23 zeigt an, dass das Hauptventil nunmehr betätigt wird. Die stromdurchflossene Hauptventil-

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magnetspule öffnet das Hauptventil 27, so dass Gas zum Hauptbrenner 30 gelangt und dort mit Hilfe der Hilfsflamme entzündet wird. Sobald mit Hilfe des Thermostaten oder Zeitschalters angezeigt wird, dass der Hauptbrenner nicht langer benötigt wird, so führt das Öffnen dieses Schalters dazu, dass das Hauptventil 27 schliesst und damit die Gasversorgung des Hauptbrenners 30 unterbricht. .

Tritt eine Unterbrechung der Stromversorgung auf oder wird aus irgend einem anderen Grunde die Stromzufuhr zum Transformator 10 unterbrochen, so verschwindet die Spannung am Gleichrichterausgang, wodurch die Stromversorgung für die Spule 15 unterbrochen wird. Sofort schliesst das Hilfsventil 16, der Sicherheitsschalter 20 wird, geöffnet. Zu diesem Zeitpunkt und auch noch kurze Zeit später verharrt der thermisch betätigte Schalter 18 in seiner Schaltstellung "heiss". Erst wenn das temperaturempfindliche Element 29 genügend abgekühlt ist, nimmt der thermisch betätigte Schalter 18 die Schaltstellung "kalt" ein und bereitet damit den Stromkreis für die Spule 15 vor, so dass bei Rückkehr der Stromversorgung ein neues Zünden erfolgen kann. Es ist demnach, unmöglich, die Spulen des Hilfsventils oder des Hauptventils zu erregen, bevor nicht der thermisch, betätigte Schalter die Schaltstellung "kalt" erreicht hat, so dass ein ordnungsgemässer Ablauf des Zündvorgangs gewährleistet ist. Es sei bemerkt, dass ein Abschalten der Hauptventilmagnetspule 21 entweder durch, das Öffnen des Schalters 20 oder das des Schalters 24 unmittelbar zu einem Erlöschen der Glimmlampe 23 führt, wodurch, diese Stromunterbrechung angezeigt wird. Die elektrische Zündeinrichtung 17

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kann als Heizwendel oder auch als elektrischer Funkenzünder ausgeführt sein.

In den Figuren 3 "bis 6 sind verschiedene Formen für die Bildung des Sicherheitsschalters angegeben.

Figur 3 zeigt das Hilfsventil 16, das einen Einlassstutzen 40 und einen Auslassstutzen 41 aufweist. Für das Schliessen des Ventils ist eine kalottenförmige Ventilkappe 42 vorgesehen, die auf die Mündung des Einlassstutzens passt. Die Ventilkappe 42 wird von einem Schaft 43 getragen, der mit dem Anker der Magnetspule 15 des Hilfsventiles in Verbindung steht. Der Anker 43 trägt einen Ansatz 43Aaus Isolationsmaterial, auf dem die bewegliche Blattfeder 48 des Schalters 20 ruht. Wild der Spule 15 über die Leitungen 44 und 45 Strom zugeführt, so wird der Ventilschaft 43 emporgehoben, wodurch, die Ventilkappe 42 das Ventil öffnet und der Ansatz 43A nach, oben bewegt wird. Dieser presst die Kontaktkuppe 46, die an der Feder 48 befestigt ist, gegen die Eontaktkuppe 46, die ihrerseits an dem festen Teil 47 des Schalters 20 angebracht ist. Demnach, schliesst also der Kontakt 20, sobald ein elektrisches Potential zwischen den Leitungen. 44 und 45 der Spule 15 auftritt.

Figur 4 zeigt eine zweite Form des Sicherheitskontaktes. Das magnetische Feld der erregten Spule 15 bewirkt, dass die Kontaktkuppen 52 und 53, die an den Armen 51 bzw. 50 des Zungenfederschalters befestigt sind, gegeneinander zur Anlage kom-

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neu. Dieser Zungenfedernsclaalter (Reed-Kontakt) ist demnach, als Sicherheitsschalter 20 anzusehen, wie er in Pigur 1 dargestellt ist.

Slgur 5 zeigt den Sicherheitsschalter 20 in Eorm eines elektronischen Schalters, d.h. eines Thyristors 54, dessen Auslöseanschluss (Steuergitter) mit dem Anschluss der Hilfsventilmagnetspule 15 verbunden ist, der nicht mit einem der anderen 2hyristoranschlüsse in Verbindung steht. Tritt an den Anschlüssen der Spule 15 ein elektrisches Potential auf, so wird der thyristor durchgeschaltet, was soviel bedeutet wie das Schliessen des Schalters 20.

Schliesslich ist in Figur 6 die Verwendung eines einfachen Relais 55 dargestellt, das in Reihenschaltung mit der Spule 15 angeordnet ist. Sine andere Möglichkeit bestellt in der Parallelschaltung eines auf Spannung ansprechenden Relais 55A zu der Hilfsventilmagnetspule 15. Tritt an den Spulenanschlüssen ein Potential auf, so schaltet das Relais durch und schliesst den ihm zugehörigen Schalter 20.

Die !Erfindung ist nicht auf die nachfolgenden Ansprüche beschränkt. Ihr zugehörig sind sämtliche Merkmale aus der vorstehenden Beschreibung und der Zeichnung, die aufgrund des Standes der Technik ersichtlich, erfinderisch sind.

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Claims

Patent-(Schutz-)Ansprüche

Zündvorrichtung für ein gasbeheiztes Gerät mit einem magnetisch "betätigtem Hauptventil zur Steuerung des Gaszustromes zu einem Hauptbrenner, für dessen Zündung ein mittels eines magnetisch betätigten Hilfsventils gesteuerter Hilfsbrenner vorgesehen ist, welcher seinerseits eine elektrisch arbeitende Zündeinrichtung auf v/eist, und mit einem dem Hilfsbrenner zugeordneten," thermisch betätigten Schalter, der einerseits bei vorhandener Hilfsbrennerflamme eine Schaltstellung "heiss" und andererseits bei deren Fehlen eine S_chaltstellung "kalt" aufweist, wobei in der Schaltstellung "heiss" die Hauptmagnetventilspule für das Öffnen des Hauptventils und in der Schaltstellung "kalt" die Hilfsventilmagnetspule für das Öffnen des Hilfsventils eingeschaltet ist, gekennzeichnet durch einen Sicherheitsschalter (20) in Reihenschaltung mit der Hilfsventilmagnetspule (15) und der Hauptventilmagnetspule (21) bei der Schaltsteilung "heiss" des thermisch betätigten Schalters (18), wobei dieser Sicherheitsschalter bei Vorhandensein eines elektrischen Potentials zwischen den Anschlüssen der Hilfsventilmagnetspule geschlossen ist.

2. Torrichtung nach. Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Sicherheitsschalter (20) einen magnetisch betätigten Zungenfedernkontakt (Reed-Kontakt) (50-53) aufweist, der

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innerhalb des Magnetfeldes der Hilfsventilmagnetspule . (15) angeordnet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Sicherheitsschalter'(20) ein einfaches Relais (55» 55A) aufweist, das in Reihen- oder in Parallelschaltung zu der Hilfsventilmagnetspule (15) angeordnet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Sicherheitsschalter (20) einen mit Hilfe des Ankers (43, 43A). der- Hilfsventilmagnetspule (.15) betätigten Kontakt (46-48) aufweist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Sicherheitsschalter (20) einen elektronischen Schalter (54) aufweist, der in Reihen- oder in Parallelschaltung zu der Hilfsventilmagnetspule (15) angeordnet ist.

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