DE1778233C - Sicherheitseinrichtung fur gasbe heizte Gerate - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Sicherheitseinrichtung für gasbeheizte Geräte zum Ein- und Ausschalten einer Gasbrennstelle durch ein Gasventil, dessen axial verschiebbarer Verschlußkörper durch den Druck einer Feder auf einen Ventilsitz gedrückt wird und mit einer Ankerplatte in Verbindung steht, die vor den Polflächen eines Magneten liegt, der durch ein von der zu überwachenden Gasflamme beheiztes Thermoelement erregbar ist und nach Erregung den Ventilverschlußkörper in der Offenstellung hält.

Bei bekannten Sicherheitseinrichtungen dieser Art muß der thermoelektrische Stromkreis zwecks Sperrung der Gaszufuhr zum Brenner durch einen Schalter unterbrochen werden. Da jedoch die Spannung des thermoelektrischen Stromkreises nur wenige Millivolt beträgt, ist es erforderlich, den Ohmschen Widerstand des thermoelektrischen Stromkreises äußerst gering zu halten und nur kurze Verbindungsleitungen großen Querschnittes sowie teure Spezialschalter mit Goldkontakten zu verwenden, die zwecks Vermeidung von Verschmutzung noch hermetisch abgeschlossen sein müssen. Aber selbst bei Einhaltung dieser Bedingungen ist eine absolute Funktionssicherheit der bekannten Einrichtungen nicht gewährleistet.

Außerdem sind Sicherheitseinrichtungen für gasbeheizte Geräte bekannt, bei denen ein Gasventil durch einen mit Thermostrom gespeisten Elektromagneten in der Offenstellung gehalten wird und nur durch einen mit Fremdstrom erregten Magneten in Schließstellung gebracht werden kann. Diese bekannten Sicherheitseinrichtungen haben den schwerwiegenden Nachteil, daß ein Schließen des Gasventils bei Ausfall der Stromzufuhr zum Schließmagneten nicht möglich ist. Wird eine solche Einrichtung in Verbindung mit einer Auf-Zu-Regelung benutzt, bei der ein Thermostat die gewünschte Temperatur durch periodisches Ein- und Ausschalten der Gasflamme regelt, so wird sich bei einem Stromausfall die Temperatur auf einen unzulässig hohen Wert einstellen, da ja die Gasflamme ohne Unterbrechung mit voller Leistung durchbrennt. In diesem Falle können durch zu lange Betriebszeit und zu hohe Temperaturen Schäden der verschiedensten Art entstehen, beispielsweise eine Zerstörung des Backoder Kochgutes durch Verbrennen. Ferner ist bei diesen bekannten Sicherheitseinrichtungen ein starker und damit großer Schließmagnet erforderlich, da dieser bei einem länger aufgeheizten Thermoelement die sehr beträchtliche Haltekraft des mit Thermostrom gespeisten Offenhaltemagneten überwinden muß. Um dabei eine unzulässig starke Erwärmung der Spule des Schließmagneten zu vermeiden, darf diese Spule nur kurzzeitig eingeschaltet bleiben. Dazu ist aber wiederum ein verhältnismäßig aufwendiger Impulsschalter erforderlich.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Sicherheitseinrichtung der eingangs erwähnten Art so auszugestalten, daß zwecks Sperrung der Gaszufuhr zum Brenner eine Unterbrechung des thermoelektrischen Stromkreises nicht erforderlich ist, sondern der Ventilverschlußkörper aus beliebiger Entfernung durch Unterbrechung eines Stromkreises mit höherer Betriebsspannung in Schließstellung gebracht werden kann.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht im wesentlichen darin, daß zwischen dem Ventilverschlußkörper und der im Bereich des thermoelektrischen Magneten liegenden Ankerplatte eine abschaltbare elektromagnetische Kraft vorgesehen ist. Vorzugsweise sind zwischen dem Ventilverschlußkörper und der Ankerplatte zwei durch einen sie umgebenden Elektromagneten miteinander kuppelbare Stahlkörperteile angeordnet, von denen einer mit dem Ventilverschlußkörper und der andere mit der Ankerplatte fest verbunden ist.

ίο In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, und zwar zeigt die Abbildung einen Längsschnitt durch eine Sicherheitseinrichtung für einen Gasbrenner.

In dem dargestellten Ausführungsbeispiel weist das Ventilgehäuse 1 einen Gaszuführungsstutzen 2 und einen Gasdurchtrittsstutzen 3 auf. Letzterer ist durch ein Rohr 4 mit einem Brenner 5 verbunden. In einem Führungsrohr 7 aus nicht magnetisierbarem Material sind zwei Stahlkörperteile 6 und 14 begrenzt axial beweglich gelagert, von denen einer (6) an seinem Ende einen Ventilverschlußkörper 8 und der andere (14) eine Ankerplatte 15 trägt, die im Wirkungsbereich eines thermoelektrischen Magneten 13 liegt. Der Ventilverschlußkörper 8 wird durch eine Feder 9 gegen einen Ventilsitz 11 angedrückt. Das Führungsrohr 7 ist an dem Gehäuse 12 des thermoelektrischen Magneten 13 befestigt, das seinerseits wiederum mit dem Ventilgehäuse 1 verschraubt ist.

Der thermoelektrische Magnet 13 besteht aus einem U-förmigen Weicheisenkern 16, auf dem eine Wicklung 17 angeordnet ist. Die Wicklung 17 ist über Leitungen 18 und 19 mit einem Thermoelement 20 verbunden, das im Flammenbereich des Brenners 5 liegt.

Auf den Enden des Führungsrohres 7 sind zwei

Stahlringe 10 und 22 angeordnet, zwischen denen im mittleren Bereich des Führungsrohres 7 ein Luftspalt

« 23 von einigen Millimetern Breite vorhanden ist. Im Bereich dieses Luftspaltes 23 liegen die sich berührenden Stirnflächen der Stahlkörperteile 6 und 14.

Auf einem die Stahlringe 10 und 22 umschließenden Spulenkörper .24 ist eine Drahtwicklung 25 angeordnet, welche die Erregerspule eines Elektromagneten 21 darstellt. Die beiden Stahlringe 10 und 22 stehen durch ein die Spule 25 umschließendes Stahlrohr 26 miteinander in Verbindung. Die Stahlkörperteile 6 und 14, die Stahlringe 10 und 22 und das Stahlrohr 26 bestehen aus magnetisierbarem Stahl.

Die Drahtwicklung 25 ist über Leitungen 28, 29 und 30, eine Diode 31 und einen Schalter 32 mit einem Wechselstromnetz verbunden. Parallel zur Drahtwicklung 25 ist ein Widerstand 33 angeordnet. Durch eine Außenwandbohrung 35 des Ventilgehäuses 1 ist ein Betätigungsstift 34 hindurchgeführt und durch einen Gummiring 36 abgedichtet. Dieser Betätigungsstift liegt mit seinem im Ventilgehäuse befindlichen Ende mitten vor dem Ventilverschlußkörper 8.

Die Wirkungsweise der vorstehend beschriebenen Sicherheitseinrichtung ist 'folgende:
Zur Inbetriebnahme des Brenners 5 wird der Schalter 32 geschlossen und sodann der Betätigungsstift 34 an seinem Knopf 37 so weit eingedrückt, daß der Ventilkörper 8 vom Ventilsitz 11 abgehoben und die Ankerplatte 15 über die Stahlkörperteile 6 und

14 gegen die Polflächen 38 des thermoelektrischen Magneten 13 angedrückt wird.

Das Gas strömt nun zum Brenner 5. Nach erfolgter Zündung wird das im Flammenbereich des Brenners 5 befindliche Thermoelement 20 aufgeheizt. Nach wenigen Sekunden Aufheizung reicht der vom Thermoelement 20 erzeugte Strom aus, um die Ankerplatte 15 entgegen der Kraft der Feder 9 vor den Polflächen 2(8 festzuhalten. Die Krafteinwirkung auf den Betätigungsstift 34 kann alsdann unterbleiben, da die Stahlkörperteile 6 und 14 durch den magnetischen Kraftfluß des Elektromagneten 21 an ihren Stirnflächen 39 zusammengehalten werden.

Das zur Inbetriebnahme des Brenners 5 erforderliche Eindrücken des Betätigungsstiftes 34 kann is manuell, durch Motorkraft, Magnetkraft, durch eine Bimetallfeder oder durch eine andere Kraft erfolgen.

Durch Schließen des Schalters 32 wird in der Magnetwicklung 25 ein magnetischer Kraftfluß erzeugt, der vom Stahlring 10 aus radial durch das zo Führungsrohr 7 zum Stahlkörperteil 6, durch dessen Stirnflächen 39 in das Stahlkörperteil 14, weiter radial durch das Führungsrohr 7 und den Stahlring 22 verläuft. Durch den Abstand 23 zwischen den Stirnflächen 40 und 41 der Stahlringe 10 und 22 wird ein Kurzschluß des magnetischen Kraftflusses vermieden. Da sich die Stirnflächen 39 der Stahlkörperteile 6 und 14 im Bereich des Luftspaltes 23 zwischen den beiden Stahlringen 10 und 22 befinden, verläuft der gesamte vorhandene magnetische Kraftfluß zwangläufig durch die sich berührenden Stirnflächen 39 der Stahlkörperteile 6 und 14. Auf diese Weise ist eine maximale Anzugskraft zwischen den Stahlkörperteilen 6 und 14 erzielt.

Die Außerbetriebsetzung des Brenners 5 erfolgt durch öffnen des Schalters 32, wodurch die Stromzufuhr zum Elektromagneten 21 unterbrochen wird. Der magnetische Kraftfluß, der die Stahlkörperteile 6 und 14 bis dahin stirnseitig zusammenhielt, verschwindet, so daß der Verschlußkörper 8 jetzt durch die vorgespannte Feder 9 auf den Ventilsitz 11 gedrückt und somit die Gaszufuhr zum Brenner 5 unterbrochen wird. Der thermoelektrische Magnet 13 ist noch erregt, so daß die Ankerplatte 15 noch festgehalten wird. Die Stahlkörperteile 6 und 14 werden mithin voneinander abgehoben, so daß zwischen ihnen ein Luftspalt entsteht. In dieser Stellung erlischt nun die Gasflamme, so daß das Thermoelement 20 abkühlt. Damit versiegt auch die Magnetkraft des thermoelektrischen Magneten 13, und die Ankerplatte 15 liegt lose vor den Polflächen 38.

Tritt nun während der Betriebszeit des Brenners 5 ein Störungsfall auf, indem beispielsweise die Flamme durch Windeinfall erlischt und das Gas dann unverbrannt ausströmt, so kühlt sich das Thermoelement 20 ab,, und der thermoelektrische Strom versiegt. Infolgedessen hört die Krafteinwirkung des thermoelektrischen Magneten 13 auf die Ankerplatte 15 auf, und der Ventilkörper 8 wird durch die Feder 9 unter gleichzeitiger Mitnahme der beiden durch den Kraftfluß des Magneten 21 noch zusammengehaltenen Stahlkörperteile 6 und 14 auf den Ventilsitz 11 gedrückt, so daß die Gaszufuhr unterbrochen wird.

Der Elektromagnet 21 beeinträchtigt die Wirkung der thermoelektrischen Sicherung in keiner Weise, da dieser auf die stirnseitig aneinanderliegenden Stahlkörperteile 6 und 14 keine Kraft in axialer Richtung ausübt und die axiale Bewegung ohne weiteres zuläßt, weil die Stahlkörperteile 6 und 14 beidseitig aus dem Magnetfeld des Elektromagneten herausragen.

Der Elektromagnet 21 kann sowohl mit Wechselstrom als auch mit Gleichstrom gespeist werden. Um jedoch ein Magnetbrummen auszuschließen, ist die Speisung mit Gleichstrom vorteilhaft.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Sicherheitseinrichtung für gasbeheizte Geräte zum Ein- und Ausschalten einer Gasbrennstelle durch ein Gasventil, dessen axial verschiebbarer Verschlußkörper durch den Druck einer Feder auf einen Ventilsitz gedrückt wird und mit einer Ankerplatte in Verbindung steht, die vor den Polflächen eines Magneten liegt, der durch ein von der zu überwachenden Gasflamme beheiztes Thermoelement erregbar ist und nach Erregung den Ventilverschlußkörper in der Offenstellung hält, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verbindung von Ventilverschlußkörper (8) und Ankerplatte (15) eine abschaltbare elek·: tromagnetische Kraft vorgesehen ist.

2. Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Ventilverschlußkörper (8) und Ankerplatte (15) zwei durch einen sie umgebenden Elektromagneten (21) miteinander kuppelbare Stahlkörperteile (6 und 14) angeordnet sind, von denen eines (6) mit dem Ventilverschlußstück (8) und das andere (14) mit der Ankerplatte (15) fest verbunden ist.

3. Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stahlkörperteile (6 und 14) koaxial in einem Führungsrohr (7) aus unmagnetischem Material geführt, auf dem Führungsrohr (7) zwei Stahlringe (10 und 22) mit Abstand voneinander angeordnet und daß das Führungsrohr (7) und die Stahlringe (10 und 22) mindestens teilweise von einer Magnetwicklung (25) umgeben sind.

4. Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die einander zugekehrten Stirnflächen der Stahlkörperteile (6 und 14) im Bereich eines zwischen den Stahlringen (10 und 22) vorhandenen Luftspaltes (23) liegen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen