DE1601324A1 - Selbsttaetige Zuendvorrichtung - Google Patents
Selbsttaetige ZuendvorrichtungInfo
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23D—BURNERS
- F23D14/00—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
- F23D14/02—Premix gas burners, i.e. in which gaseous fuel is mixed with combustion air upstream of the combustion zone
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
- F23N5/00—Systems for controlling combustion
- F23N5/20—Systems for controlling combustion with a time programme acting through electrical means, e.g. using time-delay relays
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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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5 -
Figur 6 eine Teildarstellung ähnlich Figur 5t
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 (1)
- Patent-(Schutz-)AnsprücheZündvorrichtung 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 Schaltstellung "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, der009845/0350-- 12 -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.009845/03S0
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