DE2655694A1 - Steuervorrichtung fuer eine gasbrennereinrichtung - Google Patents

Description

MÜIiLBR-BORE · DEUFEI, · SCHÖN · HERTBL 2655694 PATENTANWÄLTE

DR. WOLFGANG MÜLLER-BORE CPATENTANWAUTVON 19Z7-I97S) DR. PAUL. DEUFEL. DIPL.-CHEM. DR. ALFRED SCHÖN. DIPL.-CHEM WERNER HERTEL. DIPL.-PHYS.

P 2305 Hl

- 8. Dez, 1976

POTTERTON INTERKATIOITAIi LIMITED

Portotoello Works, Emscote Road, Warwick, England

Steuervorrichtung für eine Gasbrennereinrichtung

Die Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung für eine Gasbrenner einrichtung nach der deutschen Patentanmeldung, Amtliches Aktenzeichen P 2 44I 185.6),wie sie "beispielsweise als Gasboiler für Wohnungen mit Zentralheizungssystemen eingesetzt wird.

In der älteren deutschen Patentanmeldung, die als DT-OS 2 441 185 veröffentlicht wurde (entsprechend GB-PS 1 425 646) wird eine Steuervorrichtung für eine mit einem Lüfter versehene, mit einem gasförmigen Brennstoff "betriebene Ein-

2 _

709834/0639

richtung beschrieben, die ein erstes Gasventil zur Steuerung der Gaströmung zu einer Zünddüse, eine elektrische Zündeinrichtung zur Zündung des Gases an der Düse, einen Hauptgasbrenner in der Nähe der Zünddüse, ein zweites Gasventil zur Steuerung der Gasströmung zu dem Haupfbrenner, einen ersten Fühler zur Feststellung, ob an der Zünddüse eine Flamme vorhanden ist oder nicht, einen zweiten Fühler zur Feststellung, oTd durch eine elektrisch angetriebene Gebläse einrichtung eine vorgegebene Luftströmung erzeugt wird oder nicht, und eine elektrische Schaltung aufweist, um eine vorgegebene Zündfolge der Einrichtung nur dann auszulösen, wenn der erste Fühler .das Fehlen der Flamme und der zweite Fühler das Fehlen der Luftströmung feststellen.

Obwohl die Steuervorrichtung nach der älteren Anmeldung zufriedenstellend arbeitet, besteht immer ein Bedarf für eine Verbesserung einer solchen Vorrichtung, um eine noch größere Zuverlässigkeit und Sicherheit zu erhalten. Dies gilt insbesondere im vorliegenden Fall, da die Steuervorrichtung im Zentralheizungssystem von Haushalten eingesetzt werden soll, das heißt, ein solches System -wird im allgemeinen meistens von nicht besonders ausgebildeten Personen überwacht und bedient, nämlich den Hausbewohnern.

Deshalb wird gemäß der vorliegenden Erfindung die Steuervorrichtung nach der älteren Anmeldung so modifiziert, daß auch im unwahrscheinlichen Fall einer Störung oder eines Defektes eine erhöhte Wahrscheinlichkeit für den "sicheren" Ausfall der Steuervorrichtung besteht oder zuverlässig angezeigt wird, daß ein Fehler vorliegt. Die Art, in der sich ein möglicher Fehler bzw. Defekt bemerk-

709834/0639

-V-

"bar macht, hängt wiederum von der Art des fraglichen Defektes ab, wie im folgenden im einzelnen beschrieben werden soll.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Steuervorrichtung für eine mit einem Lüfter bzw. einem Gebläse versehene, mit einem gasförmigen Brennstoff betriebene Einrichtung vorgeschlagen, die ein erstes Gasventil zur Steuerung der Gasströmung zu einer Zünddüse, eine elektrische Zündeinrichtung zur Zündung des Gases an der Düse, einen Hauptgasbrenner in der Fähe der Zünddüse, ein zweites Gasventil zur Steuerung der Gasströmung zu dem Hauptbrenner, einen ersten Fühler zur Feststellung, ob an der Zünddüse eine Flamme vorliegt oder nicht, einen zweiten Fühler zur Feststellung, ob durch den elektrisch angetriebenen Lüfter eine vorher bestimmte Gasströmung erzeugt wird oder nicht,und eine elektrische Schaltung zur Auslösung einer vorher bestimmten Zündfolge aufweist, die sich dadurch auszeichnet, daß der erste und zweite Fühler jeweils erste und zweite Umschalter enthalten, die jeweils ein normalerweise geschlossenes Kontaktpaar und einen dritten, normalerweise offenen Kontakt haben, und daß ein dritter Schalter vorgesehen ist, der geschlossen wird, wenn der Steuervorrichtung ein Wärmebedarf angezeigt wird, wobei der normalerweise offene' Kontakt des zweiten Schalters mit dem gemeinsamen Kontakt des ersten Schalters durch den dritten Schalter verbunden ist und die normalerweise geschlossenen Kontakte des ersten Schalters beim Durchgang von elektrischem Strom so geschaltet werden, daß das erste Gasventil betätigt wird, und der normalerweise offene Kontakt des ersten Schalters beim Durchgang von elektrischem Strom geschaltet wird, um das zweite

709834/0639

.V

Gasventil zu betätigen.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung soll im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegenden, schematischen Zeichnungen näher erläutert werden.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Ausführungsform der Steuervorrichtung im ausgeschalteten Zustand; und

Fig. 2 diese Steuervorrichtung im eingeschalteten oder Betriebszustand.

Wie sich den Figuren entnehmen läßt, ist diese "-Steuervorrichtung in einen mit einem Lüfter versehenen Heißwasserboiler für einen Haushalt eingebaut.

Die Figuren sind auf ähnliche Weise wie die Figuren 1 und 2 der älteren Anmeldung ausgelegt, wobei, soweit wie möglich, während der gesamten Beschreibung identische Bezugszeichen für die verschiedenen mechanischen Bauteile verwendet worden sind. Diese Bauteile sollen deshalb hier nicht mehr im einzelnen beschrieben werden, da ihre Details ausführlich in der älteren Anmeldung erläutert worden sind.

Im einzelnen sind folgende Bauteile vorgesehen: Ein Boilergehäuse 1; eine Brennkammer 2; ein belüfteter Hauptbrenner 3; eine Haupt gas düse 4 5 ein Lüfteinlaß 5» eine Wärmetauschereinheit 6; ein elektrisch angetriebener Lüfterbzw. Gebläseflügel 7; eine Luftleitung 8; eine Zünddüse 9;

709834/0639

eine Funkenzündelektrode 1o; eine wärme empfindliche Sonde 11; ein expandierbarer Balg 12; eine Kapillarrohre 13» ein Hauptbrenner-Gasventil 14; ein Hauptbrenner/Zünddüse-Gasventil 15; ein Absperrhahn 16; ein Membrandruckfühler I7; Druckfühlerrohre 18» eine Dross el einrichtung I9; eine Programmiereinrichtung 2o; ein Wassertemperaturthermostat 21; ein Thermostat-Fühlerelement 22; eine Relaisspule 23; eine Sicherung 24; ein Funkengenerator 25; ein Hochspannungskabel 26; ein Zufuhrrohr 27 für die Zünddüse; und ein Druckfühlerschalter S3 mit einem dritten Eontakt 28.

Die hier beschriebene, bevorzugte Ausführungsform unterscheidet sich von der Ausführungsform nach den Figuren 1 und 2 der älteren Anmeldung dadurch, daß die beiden Gasventile 14 und 15 elektromagnetisch betätigt werden, wobei die Relaisbauteile durch S2 bzw. S1 angedeutet ..sind. Die Relaisspule 23 ist mit drei Paaren von normalerweise offenen Relaiskontakten 23A, 23B und 23c versehen. Ein zusätzlicher, unter der Steuerung der wärme empfindlichen Sonde 11 stehender Umschalter S4 ist ebenfalls vorgesehen. Der Umschalter S4 weist ein normalerweise geschlossenes Paar von Kontakten auf, die über einen Widerstand R miteinander verbunden sind. Der Widerstandwert des Widerstandes R ist so ausgewählt, daß der durch den Widerstand fließende Strom nicht ausreicht, um S1 zu betätigen (das heißt, um das Ventil 15 zu öffnen), jedoch ausreicht, um das Ventil 15 offen zu halten, sobald S4 seinen Zustand zu der in Figur 2 gezeigten Stellung ändert (wie im folgenden erläutert werden soll). Fließt kein Strom durch die Relaisspule 23, so sind die Relaiskontakte 23A und B offen, während der gemeinsame Anschluß 23c durch einen Kontakt 230» mit einem dritten Anschluß S'4 von S4 verbunden ist. Die elektrischen Verbindungen

9834/0639

für die verschiedenen Bauteile ergeben sich aus den Figuren.

Die Zündfolge dieser Steuervorrichtung läuft, ausgehend von dein in Figur 1 dargestellten ausgeschalteten Zustand, folgendermaßen ab:

a) Zu Beginn ist sogar während der "EIN" Phase der Programmiereinrichtung 2o die stromführende Leitung L von dem Rest der Schaltungsanordnung mit Ausnahme der normalerweise geschlossenen Kontakte von S3 isoliert, da der Boilerthermostat 21 offen ist, wenn durch den Fühler 22 kein Wärmebedarf angezeigt wird. Da weiterhin kein Strom durch die Relaisspule 23 fließt, sind die Relaiskontakte 23A, B und C offen, so daß kein Bauteil in der Schaltung aktiviert ist (Figur 1).

Id) Wird durch den Fühler 22 ein Wärmebedarf angezeigt, so schließt sich der Boilerthermostat 21 _f wodurch ein Strom durch die Relaisspule 23 fließen kann. Dadurch schließen sich also die Relaiskontakte, wie in Figur 2 angedeutet ist.

c) Durch das Schließen der Kontakte 23A entsteht eine "Selbstverriegelung" für das Relais auf ähnliche Weise, wie sie in der älteren Anmeldung verwendet wurde, so daß die stromführende leitung bei jeder Stellung der Kontakte des Schalters S3 mit dem Boilerthermostaten gekoppelt ist.

d) Der Lüfter 7 wird durch den Strom betätigt, der durch die geschlossenen Relaiskontakte 23C zugeführt wird.

— 7

709834/0633

e) In der Anfangsstufe des Betriebs des Lüfters 7 bleiben die Ventile H und 15 geschlossen, und der Funkengenerator bleibt außer Betrieb, da der dritte Kontakt, 28, an S3 offen und gegen die stromführende leitung isoliert ist (die an dem gemeinsamen Anschluß an S3 anliegt).

f) Nach einer geeigneten zeitlichen Verzögerung, die durch, die Dross el einrichtung I9 geliefert wird, wird S3 zu der in Figur 2 angedeuteten Stellung umgeschaltet. Dadurch kann dem Funkengenerator 25 (durch die Relaiskontakte 23B) und dem Relais S1 des Ventils 15 durch. S4 Strom zugeführt werden. Das Ventil 1.5 Öffnet sich, und die Zünddüse 9 wird gezündet. Das Ventil 14 bleibt geschlossen, da es noch elektrisch gegen die stromführende Leitung isoliert ist.

g) Die wärmeempfindliche Sonde 11 spricht auf die Flamme der Zünddüse 9 an und bewirkt, daß S4 zu der in Figur 2 angedeuteten Stellung umgeschaltet wird. Dadurch kann dem Relais S2 des Ventils I4 Strom zugeführt werden (die stromführende Leitung wird durch S3, 28, 23B und S»4 angekoppelt), so daß sich diese öffnen kann. Das Ventil I5 bleibt trotz der Umschaltung von S4 offen, da ein Strom durch den Widerstand R fließt. Der Hauptbrenner wird gezündet. Damit ist die Zündfolge beendet.

Sobald der Wärmebedarf befriedigt ist, öffnet sich der Thermostat 21, und der Relaisspule 23 wird kein Strom mehr zugeführt. Das Relais fällt ab, wodurch die Relaiskontakte 23A, B, C zu ihren in Figur 1 gezeigten, nicht betätigten Stellungen zurückgebracht werden, so daß die

703834/063

stromführende Leitung wieder isoliert wird. Der Lüfter läuft nicht mehr, die Relais S1 und S2 fallen at), um die Ventile 15 und H zu schließen.und die Schalter S3 und S4 kehren zu den in Figur 1 angedeuteten Stellungen zurück.

Die Vorteile der dargestellten und Tdeschriebenen Steuervorrichtung machen sich insbesondere in dem unwahrscheinlichen Pail eines Defektes oder einer Störung "bemerkbar, insbesondere dann, wenn die Kontakte 23A, B, C im geschlossenen Zustand zusammenschweißen, so daß sich eine unerwünschte ätromführende Verbindung mit anderen Bauteilen ergibt.

Der von den Kontakten 23A für die Selbstverriegelung geführte Strom ist klein, so daß es sehr unwahrscheinlich ist, daß diese Kontakte in der geschlossenen Stellung miteinander verschweißt werden.

Wenn die Kontakte 23c in der geschlossenen Stellung miteinander verschweißt werden, so wird dem Lüfter ständig Strom zugeführt. Der kontinuierliche Lauf des Lüfters zeigt an, daß ein solcher Defekt vorliegt.

Wenn die Kontakte 23B. im geschlossenen Zustand miteinander verschweißt werden, dann bleibt der Boiler bei jedem Zustand des Thermostaten 21 eingeschaltet. Dies führt schließ lich dazu, daß das Wasser zum Kochen kommt, wodurch ebenfalls das Vorliegen eines solchen Defektes angedeutet ist.

Dabei ergibt sich im einzelnen folgender Ablauf: Wenn nach Befriedigung des Wärmebedarfs der Thermostat 21 geöffnet wird, öffnen sich die Kontakte 23A und 23C aufgrund des

709834/0639

. At.

Stromverlustes durch die Relaisspule 23. Die Kontakte 23B "bleiben miteinander verschweißt. Obwohl die Schaltung zeitweilig die Verbindung mit der stromführenden leitung verliert, wenn sich die Kontakte 23C öffnen (und 23C» sich mit dem gemeinsamen Kontakt von 23C schließt), können S3 und S4 aufgrund ihrer mechanischen Trägheit nicht rasch genug zu ihren in Figur 1 dargestellten Stellungen zurückkehren. Sobald 230» mit dem gemeinsamen Kontakt von 23c geschlossen wird, werden die für S3 und S4 in Figur 2 gezeigten Stellungen beibehalten, da es eine direkte Verbindung mit der stromführenden Leitung gibt, die auf die Verbindung von 23c« mit S'4 zurückzuführen ist. Solange sich die Programmiereinrichtung in einer "EIK" Phase befindet, bleibt der Boiler bei jedem Zustand des Thermostaten 21 eingeschaltet.

Pat entansprüehe

4/0639

S t 8 t

Claims (7)

Pat entansprüche

1. Steuervorrichtung für eine mit einem lüfter ausgestattete, mit einem gasförmigen Brennstoff betreibbare Einrichtung, die ein erstes Gasventil für die Steuerung der Gasströmung zu einer Zünddüse, eine elektrische Zündeinrichtung für die Zündung des Gases an der Zünddüse, einen Hauptgasbrenner in der Fähe der Zünddüse, ein zweites Gasventil für die Steuerung der Gasströmung zu dem Haupfbrenner, einen ersten !Fühler zur !Feststellung-, ob an der Zünddüse eine Flamme vorhanden ist oder nicht, einen zweiten !Fühler für die !Feststellung, ob durch den elektrisch angetriebenen lüfter eine vorher "bestimmte Luftströmung erzeugt wird oder nicht, und eine elektrische Schaltung für die Auslösung einer vorher bestimmten Zündfolge aufweist, nach Patent ... (Patentanmeldung, amtliches Aktenzeichen P 24 4I 185.6), dadurch gekennzeichnet, daß der erste und zweite Fühler (11, 12, S1 oder S2; I7_f 18, I9, S3) jeweils erste und zweite Umschalter (S4 bzw. S3), die jeweils ein normalerweise geschlossenes Paar von Kontakten und einen dritten, normalerweise offenen Kontakt haben, und einen dritten Schalter (23B) aufweisen, der geschlossen wird, wenn der Steuervorrichtung ein Wärmebedarf angezeigt wird, wobei der

_ 11 _ 709834/0639 ORiQiNAL inspected

normalerweise offene Eontakt(28) des zweiten Schalters(S3) mit dem gemeinsamen Kontakt des ersten Schalters (S4) durch, den dritten Schalter (23B) verbunden ist, während die normalerweise geschlossenen Kontakte des ersten Schalters (S4) beim Durchgang eines elektrischen Stroms so geschaltet sind, daß das erste Gasventil 05) betätigt wird, und wobei die normalerweise offenen Kontakte (S»4) des ersten Schalters (S4) beim Durchgang eines elektrischen Stroms so geschaltet sind, daß das zweite Gasventil (H) betätigt wird.

2, Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch, gekennzeichnet, daß der dritte Schalter (23B) ein Teil eines elektromagnetischen Relais mit einer Arbeitsspule (23) ist, die in Reihe mit einem Wärmeanforderungsschalter (21) geschaltet ist, wobei die Arbeitsspule (23) derart angeordnet ist, daß sie in Reihe, zu einer elektrischen Versorgung (L^ N) liegt.

3. Steuervorrichtung nach. Anspruch. 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Relais über den dritten Schalter (23B) hinaus einen vierten Schalter (23A), der bei Erregung der Arbeitsspule (23) eine Selbsthalteschaltung bildet, und einen fünften Schalter (23C) aufweist, um den elektrisch angetriebenen lüfter (7) zu speisen.

- 12 -

709834/0633

4. Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 "bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Zündeinrichtung (1o, 25) zwischen den gemeinsamen Kontakt-des ersten Schalters(S4) und einem Anschluß (β) einer Motorwicklung für den lüfter (7) geschaltet ist.

5. Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 Ms 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Widerstand (R) parallel zu den normalerweise geschlossenen Kontakten des ersten Schalters(S4) vorgesehen ist.

6. Mit einem Lüfter ausgestattete, mit gasförmigem Brenn stoff "betreilDbare Einrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5 aufweist.

7. Verwendung einer Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 "bis 6 in einer mit einem Lüfter ausgestatteten, gasverbrennenden Wasserboilereinrichtung für ein Zentralheizungssystem für Haushaltszwecke.

70 ■'■ P 3 A / Π 639