DE2552141C2 - Automatisches Zünd- und Überwachungssystem - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein automatisches Zünd- und Überwachungssystem für gasbeheizte Geräte mit einem Gasbrenner, einem Brennstoffventil zum Steuern der Gaszufuhr zum Brenner, einem Zündelement in der Nähe des Brenneraustritts, einem in der Nähe des Zündelements angeordneten, von letzterem Wärme aufnehmenden Wärmefühlerelement, das aus einem Curie-Punkt-Material besteht, und einem mit dem Wärmefühlerelement zusammenwirkenden Magneten, der gegen Federkraft aus einer Anlage an dem Wärmefühlerelement heraus beweglich und mit dem Brennstoffventil wiFkverbunden ist.

Bei einem bekannten System dieser Art (US-PS 90 985) ist als Zündelement ein ständig beaufschlagter Zündbrenner vorgesehen, und der mit dem Wärmefühlerelement zusammenwirkende Magnet ist ein Elektromagnet. Die Brennstoffzufuhr zum Brenner wird nur geöffnet, wenn der Zündbrenner brennt. Zu diesem Zweck umfaßt der Wärmefühler eine Platte aus Curie-Punkt-Material, das den Magneten nur bei Erwärmung über den Curie-Punkt anzieht Deshalb erstreckt sich diese Platte teilweise in die Flamme des Zündbrenners, so daß sie bei Tätigkeit desselben normalerweise erhitzt ist Wenn aufgrund einer Thermostat-Messung festgestellt wird, daß Wärme benötigt wird, wird ein Elektromagnet beaufschlagt, der von der Platte angezogen wird und das Haupt-Gaszufuhrventil öffnet Der Thermostat fühlt den Wäxneanstieg und bewirkt bei Erreichen einer bestimmten Temperatur eine Unterbrechung des Stronvzuflusses zum Elektromagneten. Für das Ein- bzw. Ausschalten der Gaszufuhr hat das Curie-Punkt-Material der Platte nur dann eine Bedeutung, wenn der Zündbrenner zufällig einmal erlischt und die Platte dann abkühlt wodurch sie ihre magnetischen Eigenschaften verliert und den Elektromagneten freigibt, so daß das Gasventil geschlossen wird Diese Vorrichtung ist demnach lediglich bei Verwendung von Zündbrennern einsetzbar.

Ein Ausschalten des Zündbrenners ist nicht vorgesehen, so daß unnötige, beträchtliche Brennstoffverluste eintreten.

Weiterhin ist ein Zünd- und Überwachungs-Schaltgerät bekannt (DE-AS 12 29 477), bei dem eine Platte aus Curie-Punkt-Material vorgesehen ist, das bei Erreichen einer bestimmten Temperatur unmagnetisch wird. Diese Platte zieht einen in «iner Führung frei auf und ab beweglichen Magneten an. Bei Erhitzen durch eine Heiz- oder Zündspule wird die Platte unmagnetisch und gibt den Magneten frei, der unter Schwerkraft herabfällt und einen Schalter betätigt der den Stromzufluß zur Heizungsspule abschaltet Eine solche Schwerkraftschaltung entspricht nicht den an solche Schalter gestellten Sicherheitsanforderungen, und die zum Ausschalten des Zündstromes benötigte, durch den herabfallenden Magneten betätigte Relaisschaltung stellt einen zusätzlichen konstruktiven Aufwand sowie eine Erhöhung der anfälligen Teile dar. Auch ist eine unmittelbare Kontrolle der Brennstoffaufuhr durch das

■to Schaltgerät nicht vorgesehen, d.h. der Brennstoff strömt unabhängig davon aus, ob die Zündtemperatur der Heizspule erreicht ist oder nicht.

Weiterhin ist eine Einrichtung zur Flammenüberwachung bekannt (DE-OS 15 51987), bei der die Brennstoffzufuhr so gesteuert wird, daß sie nur erfolgt, wenn der Brenner gezündet hat, während bei Erlöschen der Flamme die Brennstoffzufuhr unterbunden wird. Die Flamme des Brenners wirkt dabei auf ein Fühlerelement ein, das einen elektrischen Schaltkreis betätigt, um die

so Brennstoffzufuhr in Abhängigkeit von der Brennerflamme aufrechtzuerhalten. Zu diesem Zweck ist ein verschiebbarer Dauermagnet vorgesehen, der bei Vorhandensein einer Flamme und Überschreiten des Curie-Punktes Kontakte im Stromkreis eines Brennstoffventils betätigt. Diese Überwachungseinrichtung überwacht weder die Temperatur eines Zündelements, noch öffnet sie das Brennstoffventil bei Erreichung der Zündtemperatur im Zündelement.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Ersatz für herkömmliche Zündbrenner und eine enefgiespärende Zünd- und Überwachungseinrichtung für Gasbrenner zu schaffen, die bei Erlöschen des Gasbrenners sofort und zuverlässig die Gaszufuhr unterbricht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Zündelement als elektrisches Zündelement ausgebildet ist, daß das Wärmefühlerelement oberhalb der ZündtemDeratur des Zündelementes unmaenetisch

und im Temperaturwirkungsbereich des Brenners angeordnet ist und daß der Magnet ein Permanentmagnet ist, der bei Erreichen der Curie-Temperatur des Wärmefühlerelementes das Kraftstoffventil öffnet

Durch das System nach der Erfindung wird die Verwendung eines Zündbrenners überflüssig, was zu einer erheblichen Energieersparnis führt, da das elektrische Zündelement nur kurzzeitig, nämlich bis zum ordnungsgemäßen Zünden des Brenners, betätigt zu werden braucht und damit wesentlich weniger Energie verbraucht, als dies bei einem dauernd brennenden Züfldbrenner der Fall ist Erst wenn das elektrische Zündelement auf die volle Gaszündtemperatur erwärmt ist wird die Gaszufuhr zum Brenner freigegeben, d. h. eine Energieversorgung erfolgt nur, wenn das Gerät in Betrieb gesetzt werden soll. Dies geschieht durch die Curie-Punkt-Platte des Wärmefühlerelementes, die, in Verbindung mit dem als Permanentmagneten ausgebildeten Magneten, eine außerordentlich einfache, preiswerte, zuverlässige und vor allem sichere Konstruktion bildet. Bei abgekühltem Wärmefüvilerelement wird also der Permanentmagnet ständig angezogen und damit die Gaszufuhr dauernd unterbrochen, während bei ausströmendem Gas durch die Anordnung des Wärmefühlerelementes im Temperaturwirkungsbereich des Brenners der Permangentmagnet bei Erreichen der Curie-Temperatur ständig freigegeben bleibt, so daß die Gaszufuhr ununterbrochen erfolgen kann. Ein solches System hat einen stark vereinfachten, kompakten, aus wenigen und einfachen Teilen bestehenden Aufbau sowie Schaltkreis und kann leicht in bestehende Küchenherde oder andere Standard-Gasgeräte, die einen elektrischen Anschluß haben, nachträglich eingebaut werden. Es eignet sich gerade auch für hohe Umgebungstemperaturen, bei denen übliche Vorrichtungen mit Zündbrenner nicht mehr funktionieren.

Bevorzugt kann das Wärmefühlerelement aus einer Ni-Fe-Legierung mit einer Curie-Temperatur über 250⁰C bestehen; dieses Material ist ohne Schwierigkeiten im Handel erhältlich, erfordert also keinen wesentlichen zusätzlichen Kostenaufwand, und hat die geeigneten Eigenschaften bezüglich der Zündtemperaturen üblicher gasförmiger Brennstoffe.

In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung kann das Zünd- und Überwachungssystem einen Schalter für einen das Zündelement und das elektrisch betätigbare Brennstoffventil mit elektrischer Energie versorgenden Stromschaltkreis umfassen, wobei dieser Schalter als von dem Magneten bzw. der diesen beaufschlagenden Feder betätigbarer Vr'echselschalter ausgebildet ist. So läßt sich in besonders einfacher Weise die Sicherheitsfunktioii des Gerätes realisieren, indem nämlich durch den Wechselschalter und seine beschriebene Anordnung sichergestellt ist, daß bei irgendwelchen Fehlern oder Schaden im System nur eine Schaltstellung erreichbar ist, und zwar die, in der das Brennstoffventil geschlossen gehalten wird. Um bei einer solchen Anordnung Kompaktheit, speziell hinsichtlich der Zahl der erforderlichen Bauteile, und leichte nachträgliche Einbaubarkeit besonders günstig zu gestalten, kann vorzugsweise der Wechselschalter einen mittleren, wechselweise mit den Kontakten für die Stromversorgung des Zündelementes oder des Brennstoffventil in Berührung tretenden federelastischen Schaltarm aufweisen, der von einem Ende eines an seinem anderen Ende den Permanentmagneten tragenden Schwenkhebel beaufschlagt sein Vann.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung der in der schematischen Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiole. Es zieigt

F i g, 1 ein« teilweise geschnittene Ansicht einer Gasbrenneranordnung mit einer bevorzugten Ausführungsform eines automatischen Zünd- und ÜberwachungssysteiTO in Normalsteilung, in der die Gaszufuhr zum Brenner unterbrochen ist;
Fig,2 eine Ansicht entsprechend Fig. 1, wobei

to jedoch Gas durch den Brenner strömt und zur Erzeugung einer Flamme gezündet worden ist;

F i g. 3 eine Ansicht einer Gasbrenneranordnung mit einem abgewandelten Wärmefühler- und Strömungssteuerungssystem in teilweisen Schnitten und

is F i g. 4 eine Ansicht des Zünd- und Überwachungssystems nach F i g. 1 und 2 unter Einbeziehung der elektrischen Schaltung.

Die F i g. 1 und 2 zeigen einen Brennerteil eines Gasgerätes, wie etwa eines Wäschetrockners, eines Küchenherdes od. dgl. Ein solcher Brennerteil wäre normalerweise mit einem Zündbcv-nner ausgerüstet der den Hauptbrenner zündet sobald fetzterer mit Gas versorgt wird. Bei dem eigentlichen Brenner 10 kann es sich, wie dargestellt, um einen Brenner in der Ausgestaltung für einen Wäschetrockner, in üblicher kreisförmiger Ausgestaltung für Kochzwecke oder um andere Formen und Ausgestaltungen von Brennern handeln. Der Brenner 10 wird von einem Rohr 12 versorgt, das an eine unter Druck stehende Gasversorgungsanlage angeschlossen ist, und zwar über ein Ventil 14 in einem Gehäuse 16.

In der Nähe des Brenners 10 ist eine Zünd- und Wärmefühlereinrichtung 18 angeordnet. Diese Einrichtung umfaßt ein längliches, kanal- oder rinnenförmiges metallisches Gehäuse 20, das am Hauptteil des Gerätes befestigt ist und mit seiner offenen Seite nach oben weist. An der Bodenwand des Gehäuses 20 ist ein elektrisch isolierender Block 22 aus hitzebeständigem Material befestigt. Der Block 22 weist in seiner Unterfläche eine Ausnehmung 24 auf, in der ein elektrisches Zündelement 26 befestigt ist. Bei dem Zündelement 26 kann es sich um einen Stab aus Silicium-Carbid handeln, der sich unter Zuführung von elektrischem Strom bis auf die Zündtempsratur erhitzt.

Abweichend davon kommt jedes andere geeignete hitzebeständige Material in Form von Platten oder Drähten in Frage.

Der Block 22 ist ferner mit einer rechtwinkligen, durchgehenden Öffnung 28 versehen. Innerhalb dieser

Öffnung 28 und knapp über dem Zündelement 26 sitzt eine Wärmefühierplatte 30. Die Wärmefühlerplatte 30 ruht auf einem Flansch 32 des Blockes 22. Dieser Flansch bildet eine die Öffnung 28 umgebende Schulter. Die Wärmefühlerplatte 30 wird in ihrer Lage von einem Paar nach unten gerichteter Arme M festgehalten. Diese Arme sind einstückig mit dem Gehäuse 20 ausgebildet. Die Unterwand dieses Gehäuses 20 weist eine Ausnehmung 36 auf, die mit der Öffnung 28 des Blockes 22 übereinstimmt. Die Arme 34 sind an gegenüberliegenden Seiten der Ausnehmung 36 nach unten gebogen.

Innerhalb des Kanals des Gehäuses 20 ist ein länglicher Hebel 38 vorgesehen. Er sitzt mit seinem Mittelabschnitt auf einem Schwenkstift 40, welcher an seinen Enden i,i den einander gegenüberliegenden Seitenwänden des Gehäuses 20 gelagert ist. Am vorderen Ende des einen Armes 38a des Hebels 38 ist ein Permanentmagnet 42 befestigt, und zwar mittels

einer Schraube 44, so daß sich der Abstand, um den der Permanentmagnet 42 vom Hebel .38 aus nach unten ragt, einstellen läßt.

Die Wärmefühlerplatte 30 besteht aus einem Material, das bei normaler Raumtemperatur magnetisch anziehbar ist. Hier kommt eine Nickel-Eisen-Legierung in Frage, deren Curie-Temperatur bei oder oberhalb der Zündtemperatur des Gases in diesem System liegt. Ein bevorzugtes Material dieser Art stellt eine im Handel erhältliche Nickel-Eisen-Legierung dar, die unter der Bezeichnung »INVAR 36« vertrieben wird. Sie besitzt eine Curie-Temperatur von 28O⁰C. Wenn diese Legierung auf ihre Curie-Temperatur oder darüber erwärmt wird, so verliert sie ihre magnetische Anziehbarkeit. Dementsprechend kann sie ihre Wärmefühl- oder Wärmeüberwachungsfunktion ausführen, wie es im weiteren noch beschrieben werden soll.

Bei normaler Temperatur wird der Permanentmagnet 42 von der WsrrriefuhlefMstts 30 2π^σ?ζο^σ?π und hsf'.ct unter Magnetwirkung an dieser Platte, wie es in Fig. I dargestellt ist. Eine Druckfeder 46 sitzt zwischen dem Arm 3Sa des Hebels und der Bodenwand des Gehäuses 20. Diese Feder verspannt den Arm 38a zusammen mit dem daran sitzenden Permanentmagneten 42 nach oben. Allerdings reicht die Kraft der Feder 46 nicht aus, den Permanentmagneten 42 von der Wärmefühlerplatte 30 zu lösen.

Eine Einstellschraube 48 sitzt am Ende des gegenüberliegenden Armes 3Sb des Hebels 38. Diese Einstellschraube 48 greift an einem bewegbaren Kontaktarm 52 eines einpoligen Umschalters 50 an. Der Kontaktarm 52 trägt zwei Kontakte .54 und 56 und wird nach oben verspannt, so daß der Kontakt 54 normalerweise an einem oberen stationären Kontakt 58 anliegt, während der Kontakt 56 in dieser Stellung von einem unteren stationären Kontakt 60 entfernt ist. Wenn sich der Permanentmagnet 42 von der Wärmefühlerplatte 30 trennt, so dreht sich der Hebel 38, wie in F i g. 2 dargestellt, unter der Wirkung der Feder 46 im Uhrzeigersinn um den Schwenkstift 40. Die Einstellschraube 48 drückt dabei den bewegbaren Kontaktarm 52 nach unten und trennt den Kontakt 54 vom Kontakt 58. wobei der Kontakt 56 mit dem Kontakt 60 in Berührung gebracht wird.

Fig.4 zeigt nicht nur eine schematische Darstellung des Zünd- und Wärmefühlersystems 18, sondern auch die elektrische Schaltung, die zur automatischen Betätigung dieses Systems dient. Das Rohr 12 steht mit einer Leitung 62 in Verbindung, die ihrerseits an eine Einlaßleitung 64 angeschlossen ist. Letztere ist mit einem Versorgungssystem für Druckgas verbunden. Das hier als Steuerventilanordnung vorgesehene Ventil 14 weist ein als Magnetventil arbeitendes Hauptventil 66 sowie ein ebenfalls als Magnetventil ausgebildetes Sicherheitsventil 68 auf. Das Sicherheitsventil 68 umfaßt einen Ventükopf 70, der von einer Feder 72 nach unten verspannt ist, so daß er normalerweise in einem Ventilsitz 74 sitzt Letzterer verbindet die Einlaßleitung 64 mit der Leitung 6Z Normalerweise wird also der Zustrom des Gases aus der Einlaßleitung 64 in die Leitung 62 unterbunden. Der Ventükopf 70 sitzt auf einem Ventilstift 76, der aus einem magnetisch-permeablen Metail besteht und derart verschieblich innerhalb eines Spulenkernes 78 angeordnet ist, daß er als Anker des Magnetventils arbeitet Das Sicherheitsventil 68 umfaßt ferner eine Spule 80, die den Spulenkern 78 umgibt und in der Lage ist, bei elektrischer Erregung den Ventilstift 76 anzuheben.

Das Hauptventil 66 ist ähnlich konstruiert und trägt einen Ventükopf 82, der von einer nicht dargestellten Feder nach unten verspannt wird, um normalerweise innerhalb eines Ventilsitzes 84 zu sitzen. Letzterer verbindet die Leitung 62 mit dem Rohr 12. Normalerweise wird also der Gaszustrom aus der Leitung 62 in das Rohr 12 unterbunden. Der Ventükopf 82 sitzt auf einem Ventilstift 86, welcher verschieblich innerhalb eines Spulenkernes 88 angeordnet ist und als Anker des

to Magnetventils arbeitet. Der Spulenkern 88 trägt eine Spule 90, die bei Stromzufuhr den Ventilstift 86 anhebt und damit den Ventilknpf 82 aus seiner Normalstellung, d. h. aus seiner Stellung innerhalb des Ventilsitzes 84 herauszieht.

Die Schaltung nach F i g. 4 umfaßt Einrichtungen, mit denen das Zündelement 26 an ein Paar Klemmen 92,94 einer elektrischen Stromquelle angeschlossen werden kann. Bei der Stromquelle kann es sich um übliche Hansversorgiingsnetze mit Wechselstrom von 110 oder 220 Volt handeln. Im einzelnen ist ein Anschluß des Zündelementes 26 über eine Leitung 96 mit der Klemme 92 verbunden. Der andere Anschluß des Zündelementes 26 steht über eine Leitung 98, einen Widerstand 102, einen Ein-Aus-Schalter 104 und eine Leitung 106 mit der anderen Klemme 94 in Verbindung. Der Ein-Aus-Schalter kann thermostatgesteuert sein oder von einem Zeitgeber eines automatischen Wäschetrockners oder dgl. autorn*"'sch betätigt werden. Es kann sich aber auch um einen manuell betätigbaren Schalter eines Küchenherdes handeln.

Ein Ende der Spule 80 des Sicherheitsschalters 68 ist über eine Leitung 108 mit der Leitung 96 verbunden, während das andere Ende der Spule 80 über eine Leitung 110 an die Leitung 100 angeschlossen ist. Ein Ende der Spule 90 des Hauptventiles 66 steht über eine Leitung 112 mit der Leitung % in Verbindung, während das andere Ende der Spule 90 über eine Leitung 114 an den stationären Kontakt 60 des Umschalters 50 angeschlossen ist. Der andere stationäre Kontakt 58 des Umschalters 50 steht über eine Leitung 116 mit der Leitung 100 in Verbindung. Der bewegbare Kontaktarm 52 des Umschalters 50 ist über eine Leitung 118, über den Schalter 104 und über die Leitung 106 an die Klemme 94 angeschlossen.

•»5 Wenn im Betrieb der Ein-Aus-Schalter 104 vom Zeitgeber, vom Thermostat oder manuell geschlossen wird, um den Brenner zu zünden, so schließt sich ein Stromkreis über dem Zündelement 26. Der Strom fließt von der Klemme 94 durch die Leitung 106, den geschlossenen Schalter 104 und die Leitung 118 zum Umschalter 50. Unter diesen Bedingungen haftet el ~r Permanentmagnet 42 an der Wärmefühlerplatte 30, wobei dann der Hebel 38 die Stellung nach F i g. 1 und 4 einnimmt Es berühren sich also die Kontakte 54 und 58 des Umschalters 50. Der Strom fließt dementsprechend durch den bewegbaren Schaltarm 52, die geschlossenen Kontakte 54, 58 und die Leitungen 116, 100 und 98 zu einem Anschluß des Zündelementes 26, sodann durch das Zündelement hindurch und schließlich über die Leitung 96 zur Klemme 92, wodurch der Kreis geschlossen ist Das Zündelement 26 wird mit Energie versorgt und folglich auf die Gaszündtemperatur erwärmt

Gleichzeitig fließt der Strom von der Klemme 94 durch die Leitung 106, den geschlossenen Schalter 104, die Leitung 118, die geschlossenen Kontakte 54,58 und durch die Leitungen 116, 100 und 110 zur Spule 80 des Sicherheitsventiles 68. Nach Passieren der Spule gelangt

der Strom durch die Leitungen 108 und % zur anderen Klemme 92 des Versorgungsnetzes zurück. Die Spule 80 wird erregt, um den Ventilstift 76 gegen die Wirkung der Feder 72 anzuheben und dadurch den Ventilkopf 70 aus dem Ventilsitz 74 herauszuziehen. Gas kann also aus der Einlaßleitung 64 in die Leitung 62 einströmen. Jedoch kann das Gas nicht zum Brenner 10 gelangen, da das Hi>"ptventil 66 noch nicht erregt ist. Dessen Ventilkopf 82 ruht nämlich weiterhin im Ventilsitz 84 und verhindert einen Zustrom des Gases aus der Leitung 62 in das Rohr 12. In dieser Anfangsstellung wird das Zündelement 26 erwärmt, bis es die Gaszündtemperatur erreicht.

Das Zündelement 26 heizt dann die Wärmefühlerplat te 30 auf die gleiche Temperatur auf. Diese Temperatur stellt die Curie-Temperatur der Wärmefühlerplatte dar. Die Wärmefühlerplatte verliert unter diesen Umständen ihre magnetische Anziehbarkeit und gibt den Permanentmagneten 42 frei. Die Feder 46 belastet also den Hebel 38 derart, daß er sich im Uhrzeigersinn um ?n den Schwenkstift 40 dreht und dabei den Arm 386 absenkt. Die Einstellschraube 48 drückt auf diese Weise den bewegbaren Schaltarm 52 herab. Dadurch werden die Kontakte 54 und 58 des Umschalters 50 voneinander getrennt, während sich die Kontakte 56 und 60 berühren (siehe F i g. 2). Der Gasstrom zum Brenner 10 wird dann durch die Schaltung wie folgt bewirkt:

Der Strom fließt von der Klemme 94 des Versorgungsnetzes durch die Leitung 106, den geschlossenen Ein-Aus-Schalter 104, die Leitung 118, den Schaltarm 52, di" geschlossenen Kontakte 56 und 60 sowie über die Leitung 114 zur Spule 90 des Hauptventils 66. Nach Passieren der Spule 90 fließt der Strom über die Leitungen 112 und 96 zur anderen Klemme 92 des Versorgungsnetzes zurück. Die Spule 90 des Magnetventils wird auf diese Weise erregt, um den Ventilkopf 82 anzuheben und das Gas aus der Leitung 62 durch das Rohr 12 zum Brenner 10 strömen zu lassen. Das Sicherheitsventil 68 wird offen gehalten, da der Strom nun von der Klemme 94 über die Leitung 106, den geschlossenen Schalter 104, den Widerstand 102 und die Leitungen 100 sowie 110 zur zugehörigen Spule 80 fließt. Nach Passieren dieser Spule gelangt der Strom über die Leitungen 108 und 96 zur anderen Klemme 92 des Versorgungsnetzes zurück. Der Widerstand 102 wirkt als Strombegrenzer für den Magnetschalter des Sicherheitsventils 68 und liefert ausreichend Strom, um dieses offen zu halten.

Das Gas fließt also durch die beiden offenen Magnetventile 66 und 68 sowie durch das Rohr 12 zum so Brenner 10. Beim Austritt aus der Brennerdüse wird das Gas von dem erhitzten Zündelement 36 in Brand gesetzt, um die gewünschte Brennerflamme zu ergeben. In diesem Stadium wird das Zündelement 26 nicht mehr erregt, da die Kontakte 54 und 58 des Umschalters 50 geöffnet sind. Das Trennen des Zündelements 36 von der Stromzufuhr nach dem Zünden des Brenners ist besonders vorteilhaft da auf diese Weise Strom gespart und das Zündelement gegen Beschädigungen durch Überhitzen geschützt wird.

Die Ramme des entzündeten Brenners 10 trifft auf die Wärmefühlerplatte 30 und hält letztere auf einer Temperatur, die oberhalb der Curie Temperatur liegt Die Kontakte 56 und 60 bleiben also miteinander in Berührung, so daß das Gas ständig weiter zum Brenner 10 strömt und die Brennerflamme unterhaken wird, bis der Ein-Aus-Schalter 104 durch Thermostat Zeitgeber oder manuell geöffnet wird. Dadurch wird der gesamte Stromkreis unterbrochen. Die Magnetventile 66 und 68 schließen, und die Brennerflamme erlischt. Auch kühlt sich die Wärmefühlerplatte 30 auf eine Temperatur unterhalb der Curie-Temperatur ab und zieht den Permanentmagneten 42 an. Dies läßt den Hebel 38 gegen den Uhrzeigersinn verschwenken. Dadurch kann der federverspannte Schaltarm 52 nach oben wandern. Die Kontakte 56 und 60 trennen sich voneinander, während die Kontakte 54 und 58 zur Berührung kommen. Das System wird also in seine Startposition zurückgestellt.

Für den Fall, daß das erhitzte Zündelement 26 das aus dem Brenner 10 strömende Gas nicht entzündet, beispielsweise weil es zieht oder weil die Stromversorgung nicht ausreicht, oder für den Fall, daß der Brenner 10 zufällig erlischt, schaltet das System automatisch den Zustrom von Gas zum Brenner ab. In einem solchen Fall kühlt die Wärmefühlerplatte 30, da keine Flamme vorhanden ist. auf einen Wert unterhalb der Curie-Temperatur ab und zieht den Permanentmagneten 42 an. Der Hebel 38 schwenkt dann derart, daß sich der Arm 386 anhebt. Dadurch öffnen sich die Kontakte 56 und 60 und trennen die Spule 90 des Hauptventils 66 von der Stromquelle. Letzteres schließt, wobei sein Ventilkopf 82 auf den Ventilsitz 84 gelangt, um den Gaszufluß zum Brenner abzuschalten. Nun wird das Zündelement 26 erregt und wieder erwärmt. Das Gas kann erst dann zum Brenner 10 strömen, wenn das Zündelement 26 seine Gaszündtemperatur erreicht hat. Dieses wird von der Wärmefühlerplatte 30 festgestellt.

Wenn der Stromkreis aus irgendwelchen Gründen unterbrochen wird, jedoch die Wärmefühlerplatte 30 zu heiß ist, um den Permanentmagneten 42 anzuziehen, dann wirkt der strombegrenzende Widerstand 102 als Sicherheitseinrichtung, um den Gasstrom zu unterbrechen. Da in einer solchen Situation der Permanentmagnet 42 nicht angezogen wird, bleiben die Kontakte 56 und 60 geschlossen, während die Kontakte 54 und 58 voneinander getrennt sind. Tritt m· . die Stromversorgung wieder ein, so öffnet sich das Hauptventil 66 auf Grund der Tatsache, daß die Kontakte 54 und 1>8 geschlossen sind. Das Sicherheitsventil 68 hingegen bleibt geschlossen, weil seine Stromversorgung lediglich über den als Begrenzer arbeitenden Widerstand 102 erfolgt. Dieser Widerstand ist so ausgelegt, daß das Magnetventil 68 in der Öffnungsstellung gehalten werden kann, sofern es vorher durch die geschlossenen Kontakte 54 und 58 beaufschlagt worden ist. Der Widerstand läßt jedoch nicht genügend Strom durch, um die Spule 80 des Sicherheitsventils 68 derart zu betätigen, daß letzteres aus seiner Schließstellung in ieine Öffnungsstellung gelangt.

Das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel eignet sich insbesondere für automatische Geräte, bei denen die Steuerung der Brennerzündung in automatischer Weise von einem Thermostaten oder einem Zeitgeber gesteuert wird. F i g. 3 zeigt nun ein weiteres Ausführungsbeispiel in Form eines vereinfachten Steuersystems, wie es sich insbesondere für Gas-Küchenherde eignet bei denen das öffnen des Gasventils manuell erfolgt

Bei diesem Ausführungsbeispiel ist ein Brenner 120 über eine Leitung 122 mit einem Ventilgehäuse 124 verbunden. Letzteres bildet eine untere Kammer 132, die mit einer oberen Kammer 134 in Verbindung steht und zwar über eine Öffnung 136. Die Öffnung 136, die von einem Ventilsitz 138 umgeben ist wird normalerweise von einer Ventilanordnung 140 geschlossen

gehalten. Das Ventilgehäuse 124 wird von einer Gaseinlaßleitung 128 versorgt, die an eine Druckgasquelle angeschlossen ist.

Unterhalb des Ventilgehäuses 124 sitzt ein elektrisches Zündelement 126, welches ähnlich wie das oben beschriebene Zündelement 26 ausgebildet ist. Bei einer Beaufschlagung mit elektrischem Strom kann es das aus der Düse des Brenners 120 ausströmende Gas entzünden. Auf einer festen Halterung 144 unmittelbar oberhalb des Zündelementes 126 ist eine Wärmefühlerplatte 130 befestigt, die im wesentlichen der oben beschriebenen Wärmefühlerplatte 30 entspricht. Die Platte 130 besteht aus einer Nickel-Eisen-Legierung, deren Curie-Temperatur etwa der Zündtemperatur des Gases entspricht. Bei normaler Raumtemperatur wird also die Wärmefühlerplatte 130 einen Permanentmagneten anziehen, ihre magnetische Anziehungsfähigkeit jedoch bei Erreichen ihrer Curie-Temperatur vL.lieren.

Die Ventilanordnung 140 umfaßt einen Ventükopf 146, der auf einem verlängerten Ventilstift 148 sitzt. Letzterer reicht verschiebbar durch eine öffnung 150 in der Bodenwand des Ventilgehäuses 124 und bildet eine Gleitdichtung mit einem Dichtelement 152, welches die öffnung 150 umgibt. Eine Druckfeder 154 sitzt zwischen dem Ventükopf 146 und der Bodenwand des Ventilgehäuses 124.

Der Ventükopf 146 hat die Form einer Scheibe aus elastischem Material und ist so groß, daß er in der in F i g. 3 gezeigten Weise auf dem Ventilsitz 138 aufsitzt, um den Durchfluß des Gases durch die öffnung 136 zu verhindern. Ein Permanentmagnet 142 ist am unteren Ende des Ventilstiftes 148 angeordnet. Dieser Permanentmagnet wird von der Wärmefühlerplatte 30 angezogen und greift an ihr an. In der Eingriffstellung des Permanentmagneten 142 wird der Ventükopf 146 gegen den Ventilsitz 138 gedrückt, wodurch kein Gas zum Brenner 120 strömen kann. Die Druckfeder 154 belastet den Ventükopf 146 in Aufwärts-Richtung, d. h. in Richtung auf die Öffnungsstellung, ist jedoch nicht kräftig genug, den Permanentmagneten von der Wärmefühlerplatte 130 abzuheben.

Wenn im Betridb eine nicht gezeigte manuelle Steuerung betätigt wird, um der Einlaßleitung 128 Gas zuzuführen und den Betrieb des Brenners 120 einzuleiten, so wird das Zündelement 126 beaufschlagt und beginnt sich zu erwärmen. Wenn das Zündelement 126 seine Gaszündtemperatur erreicht, heizt es außerdem die benachbarte Wärmefühlerplatte 130 auf deren Curie-Temperatur auf, wodurch die Platte ihre

ίο Anziehungskraft auf den Permanentmagneten 142 verliert. Die Wärmefühlerplatte gibt folglich den Permanentmagneten 142 frei, und die Druckfeder 154 hebt den Ventilkopf 146 vom Ventilsitz 138 ab, so daß das Gas dem Brenner 120 zuströmt.

Sobald das Gas aus der Brennerdüse ausströmt, wird es vom Zündelement 126 in Brand gesetzt, um die gewünschte Flamme zu bilden. Der Brenner ist derart angeordnet, daß seine Flamme die Wärmefühlerplatte 130 aufheizt und auf ihrer Curie-Temperatur hält, so daß

die Ventilanordnung 150 in ihrer Öffnungsstellung verbleibt. Es können herkömmliche, nicht dargestellte Zeitgeber vorgesehen sein, um das Zündelement 126 nach kurzer Zeit abzuschalten, so daß es seine Heiztätigkeit einstellt, nachdem der Brenner entzündet worden ist. Wenn der Kochvorgang beendet ist, kann der Benutzer die Flamme in üblicher Weise löschen, indem er die manuelle Steuerung bedient, die den Gasstrom durch das Einlaßrohr 1?8 unterbricht.

Es ist erkennbar, daß bei beiden oben beschriebenen Ausführungsformen kein Gas zum Brenner strömen kann, bevor nicht eine Zündtemperatur erreicht worden ist. Dieses stellt ein erstrebenswertes Sicherheitsmerkmal bei Systemen dieser Art dar. Das Wärmefühlerelement ist auf einen bestimmten Wert eingestellt und weist eine extreme Empfindlichkeit und Genauigkeit auf. Gleichzeitig ist die Einrichtung zum Zünden und zur Wärmeüberwachung einfach, kompakt und robust. Sie läßt sich ohne weiteres dort einsetzen, wo hohe Umgebungstemperaturen herrschen und andere Vorrichtungen funktionsunfähig sind.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Automatisches Zünd- und Überwachungssystem für gasbeheizte Geräte mit einem Gasbrenner, einem Brennstoffventil zum Steuern der Gaszufuhr zum Brenner, einem Zündelement in der Nähe des Brenneraustritts, einem in der Nähe des Zündelementes angeordneten, von letzterem Wärme aufnehmenden Wärmefühlerelement, das aus einem Curie-Punkt-Material besteht, und einem mit dem Wärmefühlerelement zusammenwirkenden Magneten, der gegen Federkraft aus einer Anlage an dem Wärmefühlerelement heraus beweglich und mit dem Brennstoffventil wirkverbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Zündelement (26, 125) als elektrisches Zündelement ausgebildet ist, daß das Wärmefühlerelement (30,130) oberhalb der Zündtemperatur des Zündelementes (26, 126) unmagnetisch und im Temperaturwirkungsbereich des Brenners angeordnet ist und daß der Magnet (42, 142) ein Permaaentmagnet ist, der bei Erreichen der Curie-Temperatur des Wärmefühlerelementes (30, 130) das Brennstoffventil (14,140) öffnet

2. Zünd- und Überwachungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Wärmefühlerelement (30, 130) aus einer Ni-Fe-Legierung mit einer Curie-Temperatur über 250⁰C besteht

3. Zünd- und Überwachungssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß es einen Schalter (50) für einen das Zündelement (26) und das elektrisch betätigbare Brennstoffventil (14) mit elektrischei Energie versorgenden Stromschaltkreis umfaßt, wobei diese? Schal¹ .τ (50) als von dem Magneten (42) bzw. der diesen beaufschlagenden Feder (46) betätigbarer Wechselsd jlter ausgebildet ist.

4. Zünd- und Überwachungssystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Wechseischalter (50) einen mittleren, wechselweise mit den Kontakten für die Stromversorgung des Zündelementes (26) oder des Brennstoffventils (14) in Berührung tretenden federelastischen Schaltarm (52) aufweist, der von einem Ende eines an seinem anderen Ende den Permanentmagneten (42) tragenden Schwenkhebel (38) beaufschlagt ist.