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Einrichtung zum Zünden, Steuern und Überwachen
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des Hauptbrenners und des Zündbrenners eines gasbeheizten Geräts,
insbesondere Haushaltgeräts Zusammenfassung Es wird eine Einrichtung zum Zünden,
Steuern und Überwachen eines gasbeheizten Gerätes vorgeschlagen, das mit einem Hauptbrenner
und einem Zündbrenner versehen ist. Die Einrichtung hat ein Zündsicherungsventil,
ein thermostatisches Regelventil und ein Steuergerät, welches bei einem Einschaltbefehl
einen das Zündsicherungsventil in die Offenstellung überführenden Stellmotor einschaltet
und eine Zündvorrichtung am Zündbrenner in Betrieb setzt. Das wärmeempfindliche
Stellglied des thermostatischen Regelventils wirkt auf dessen Schließkörper und
auf einen Schalter ein, welcher die Gaszufuhr zum Haupt- und ZUndbrenner unterbricht,
sobald und solange das lJärmeempfindliche Stellglied den Gasdurchgang durch das
Regelventil so stark drosselt, daß ein einwandfreies Arbeiten des Hauptbrsnners
nicht gewährleistet ist.
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Stand der Technik Die Erfindung geht aus von einer Einrichtung nach
der Gattung des Hauptanspruchs. Es ist schon eine derartige Einrichtung vorgeschlagen
worden (DT-Patentanmeldung 26 44 656.0), bei welcher das Regelventil nur die Gas
zufuhr zum Hauptbrenner unterbricht, sobald und solange keine 6der nur eine sehr
geringe Wärmeanforderung vorliegt. Die Gaszufuhr zum Zündbrenner bleibt vom Regelventil
unbeeinflußt, so daß der Zündbrenner ständig, also auch bei fehlender Wärmeanforderung
eingeschaltet ist.
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Weiterhin sind Regelventile bekannt, die bis zu einer Kleinstellung
herunter kontinuierlich regeln und darunter als 2-Punkt-Regler arbeiten (DT-PS 1
229 928). Auch diese Regelventile beeinflussen nicht die Gaszufuhr zum Zündbrenner,
so daß dieser ständig brennt und Gas verbraucht.
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Vorteile der Erfindung Die erfindungsgemäße Einrichtung mit den kennzeichnenden
Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß der Zündbrenner in
den Betriebspausen des Hauptbrenners mit abgeschaltet wird, so daß sich der Gasverbrauch
insgesamt verringert.
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Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte
Weiterbildungen der im Hauptanspruch angegebenen Einrichtung möglich.
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Eine besonders einfache Anordnung ergibt sich, wenn der mit dem Stellglied
des Regelventil gekoppelte Schalter auf den Erregerstromkreis des Elektromagneten
des Zündsicherungsventils einwirkt.
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Die Erfindung läßt sich mit besonderem Vorteil bei solchen Geräten
anwenden, deren Regelventil bis zu einer Kleinstellung herunter kontinuierlich regelt
und darunter als 2-Punkt-Regler arbeitet. In diesem Fall braucht das Regelventil
nur einen Schließkörper für eine kontinuierlich gesteuerte Ventilöffnung zu haben,
während ein sogenanntes Kleinstellungsventil, das eine die kontinuierlich gesteuerte
Ventilöffnung umgehende Bypaßbohrung überwacht, ganz entfallen kann. Der mit dem
wärmeempfindlichen Stellglied des Regelventils verbundene Schalter übernimmt neben
seiner angestrebten Hauptfunktion der Überwachung des Zündgases auch die Funktion
des Kleinstellungsventils, so daß sich die Anordnung insgesamt vereinfacht.
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Zeichnung Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung
dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
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Es zeigen Fig. 1 ein schematisches Bild der Einrichtung insgesamt
und Fig. 2 einen Schaltplan des Steuergeräts nach Fig. 1.
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Beschreibung der Erfindung Die erfindungsgemäße Einrichtung hat ein
durch strichpunktierte Linien angedeutetes Armaturengehäuse 10 mit einem Einlaß
11, der in eine Kammer 12 des Gehäuses mündet. Diese ist über einen Durchgang 13
mit einer Kammer 14 verbunden. Der Durchgang 13 ist von einem Hauptventil 15 und
einem Hilfsventil 16 überwacht. Zwischen den Ventilen 15 und 16 ist eine Leitung
17 vom Gasweg abgezweigt, die zu einem Zündbrenner 18 führt. Das von einer Schließfeder
19 belastete Schließglied 20 des Hauptventils 15 ist mit dem Anker 21 eines Elektromagneten
22 verbunden, in dessen Erregerstromkreis ein im Bereich des Zündbrenners 18 angeordnetes
Thermoelement 23 und ein Arbeitskontakt 24 eines Einschaltrelais 25 in einem durch
strichpunktierte Linien angedeuteten Steuergerät 26 liegt. Das Schließglied 28
des
Hilfsventils 16 sitzt verschiebbar auf einem Stößel 29, der seinerseits verschiebbar
im Gehäuse 10 gelagert ist.
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Am Schließglied 28 greift eine Feder 30 an, die das Schließglied gegen
einen festen Anschlag 31 des Stößels 29 und diesen gegen das Schließglied 20 des
Hauptventils 15 drückt.
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Die Kammer 14 des Gehäuses 10 ist über ein thermostatisches Regelventil
34 mit einer Kammer 35 verbunden, von der eine Hauptgasleitung 36 über einen Injektor
37 zur Primärluftansaugung zum Hauptbrenner 38 des Gerätes führt. Das Ventil 34
hat ein mit einem Ventilsitz 39 zusammenarbeitendes Schließglied 40, das verschiebbar
auf einem Stößel 141 sitzt, welcher mit einem federnden Ausdehnungsbalg 42 eines
Thermostaten verbunden ist, dessen Wärmefühler mit 43 bezeichnet ist. Der Stößel
141 hat einen Endbund 44, gegen den das Schließglied 40 von einer Feder 145 gedrückt
ist. Das Ventil 34 regelt den Gasdurchgang nach Maßgabe des Wärmebedarfs, der von
dem Thermostaten 142> 43 ermittelt wird. Zur Sollwerteinstellung ist ein Drehgriff
46 vorgesehen, über welchen die Vorspannung des Ausdehnungsbalges 42 verstellt werden
kann.
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Dem Ventilsitz 39 des Regelventils 314 ist eine ständig geöffnete
Bypaßbohrung 50 zugeordnet, deren Durchgangsquerschnitt über eine Schraube 51 einstellbar
ist. Die Anordnung ist so getroffen, daß sich das Schließglied 40 auf den Ventilsitz
39 auflegt, wenn die Leistungsanforderung auf einen Wert abgesunken ist, bei welchem
die dann allein durch die Bypaßbohrung 50 tretende Gasmenge gerade noch eine einwandfrei
brennende Flamme am Hauptbrenner sicherstellt. Wenn danach die Leistungsanforderung
noch weiter absinkt, wird ein im folgenden noch näher beschriebener Schalter 52
geöffnet, der einen die Gas zufuhr zum Hauptbrenner 38 und zum Zündbrenner 18 unterbrechenden
Schaltzustand des Steuergerätes 26 herbeiführt.
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Das Hauptventil 15 und das Hilfsventil 16 bilden zusammen ein sogenanntes
Zündsicherungsventil, dessen Stößel 29 von einer
Feder 56, die stärker
als die Feder 30 ist, gegen ein hebelartiges Hubglied 57 gedeckt, das auf der Abtriebswelle
58 eines kurzschluafesten Stellmotores 59 unverdrehbar befestigt ist.
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Der Motor 59 ist über ein Zeitglied 60 gesteuert, das zusammen mit
dem Einschaltrelais 25 und einer Zündvorrichtung 61 das Steuergerät 26 bildet, welches
bei einer praktiacben Ausbildung wie der Stellmotor 59 an dem Gehäuse 10 der Gasarmatur
befestigt ist. Die Ztlndvorrichtung 61 speist eine Zündfunkenstrecke 62, die vor
der Mündung des Zündbrenners 18 angebracht ist. Ein Hauptschalter 63 überwacht die
Stromzufuhr zum Steuergerät 26, das in Figur 2 näher dargestellt ist.
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Vom Hauptschalter 63 führt eine Leitung 65 über den Schalter 52 zu
einem Verzweigungspunkt 66 im Steuergerät 26, von welchem eine Leitung 67 über den
Arbeitskontakt 68 eines Zeitrelais 69 zu einem Verzweigungspunkt 70 führt, wo sich
die Leitung zum stellmotor 59 und zur Zündvorrichtung 61 verzweigt. Das Zeitrelais
69 ist über eine Leitung 72 gespeist, die über einen temperaturabhängigen Widerstand
73 führt, dessen Widerstandswert bei Erwärmung ansteigt. Das Einschaltrelais 25
ist parallel zur Serienschaltung aus Widerstand 73 und Zeitrelais 69 geschaltet.
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Der bewegliche Kontakt des Schalters 52 ist über einen federnden Arm
75 mit dem Faltenbalg 42 des Thermostaten verbunden. Die Anordnung ist so getroffen,
daß der Schalter 52 über den kontinuierlichen Regelbereich des Ventiles 314 geschlossen
ist und sich erst öffnet, wenn das Schließglied 140 auf seinem Sitz 39 aufliegt
und sich der Faltenbalg 42 bei weiter sinkender Wärmeanforderung weiter ausdehnt.
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Zur Inbetriebnahme des von der dargestellten Einrichtung überwachten
und gesteuerten Gerätes ist der Hauptschalter 63 zu schließen. Dadurch werden, unter
der Voraussetzung, daß Wärmeanforderung vorliegt und der Schalter 52 geschlossen
ist, das
Zeitrelais 69 über den noch niederohmigen Widerstand 73
und das Einschaltrelais 25 erregt und deren Arbeitskontakte 68 und 24 geschlossen
Uher den Arheitskontakt 68 erhalten Motor 59 und Zundyorrichtung 61 Spannung, während
naher den Arbeitskontakt 24 der Erregerstromkreis des Elektromagneten 22 vorbereitend
geschlossen wird. Der Motor 59 läuft an und führt über das Hubglied 57 und. den
Stößel 29 den Anker 21 an den Elektromagneten 22 heran,.wobei das HilSstentil 16
geachlossen und das Hauptventil 15 geöffnet wird. Der Motor 59 ist danach blockiert
und drückt mit seinem vollen prçhmQment den Anker 21 so lange an den Magneten 22
an, bis der sich erwärmende Widerstand 73 den Erregerstrom des Zeitrelais 69 unter
den Haltestrom begrenzt. Das Zeitrelais 69 fällt danach ab und schaltet den Motor
59 und die Zündvorrichtung 61 aus. Das Hubglied 57 und die Abtriebswelle 58 des
Motors 59 werden nachfolgend von der Feder 56 im Uhrzeigersinn in die Ausgangslage
zurückgeschwenkt, in der ein nicht gezeigter Anschlag die Teile an einer weiteren
Rückdrehung hindert.
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Wenn in der durch den Widerstand 73 bemessenen Sicherheitszeit der
Zündbrenner ordnungsgemäß gezündet hat, bleiben bei der Rückbewegung des Stößels
29 der Anker 21 am Magneten 22 haften und das Hauptventil 15 offen. Der Stößel 29
nimmt über den Anschlag 31 das Schließglied 28 des Hilfsventils 16 nach oben mit,
wodurch Gas auch zum Hauptbrenner 38 gelangt und dort durch den Zündbrenner 18 gezündet
wird. Sollte in der durch den Widerstand 73 bemessenen Sicherheitszeit jedoch eine
Zündflamme nicht zustande gekommen sein, so fällt nach Stromloswerden des Motors
59 auch der Anker 21 vom Magneten 22 ab, so daß das Schließglied 20 dem nach oben
gehenden Stößel 29 folgen und das Hauptventil 15 schließen kann. Die Vorrichtung
kann danach durch Schließen des Hauptschalters 63 nur wieder in Betrieb genommen
werden, wenn der Widerstand 73 nach einer gewissen Abkühlungszeit niederohmig geworden
ist und das Zeitrelais 69 wieder ansprechen kann.
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Das Regelventil 34 steuert die zum Hauptbrenner 38 fließende Gasmenge
nach dem jeweils vorliegenden Wärmebedarf. Der Ausdehnungsbalg 42 läßt das Schließglied
40 so weit gegen den Ventilsitz 39 treten, daß die Summe der durch den Ventilsitz
39 und durch die Bypaßbohrung 50 fließenden Gasströme den jeweiligen Leistungsbedarf
deckt. Diese kontinuierliche Regelung geht von der Nennleistung des Hauptbrenners
38 bis zu einer unteren Leistungsgrenze, bei welchem der Brenner bei kontinuierlichem
Betrieb gerade noch ordnungsgemäß arbeitet.
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An dieser unteren Leistungsgrenze hat sich der Ausdehnungsbalg 42
gerade so weit gedehnt, daß das Schließglied 40 mit einer dem Gasdruck entsprechenden
Kraft auf dem Ventilsitz 39 aufliegt und das Gas allein durch die entsprechend bemessene
Bypaßbohrung 50 tritt.
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Wenn der Leistungsbedarf weiter sinkt, dehnt sich der Ausdehnungsbalg
42 des Regelventils noch weiter aus, was ihm dank der verschiebbaren Anordnung des
Schließgliedes 40 auf dem Stößel 41 möglich ist. Bei der weiteren Ausdehnung wird
aber über den elastischen Arm 75 der Schalter 52 geöffnet und die Stromzufuhr zum
Steuergerät 26 unterbrochen. Das bedingt ein Abfallen des Relais 25 im Steuergerät
26, so daß der Elektromagnet 22 stromlos wird und das Hauptventil 15 schließt.
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Dadurch wird die Gaszufuhr sowohl zum Hauptbrenner 38 als auch zum
Zündbrenner 18 unterbrochen, was gegenüber den bisherigen Anordnungen eine Energieeinsparung
bedeutet. Bei der nun eintretenden Abkühlung des beheizten Raumes zieht sich der
Ausdehnungsbalg 42 zusammen, bis der Schalter 52 wieder schließt.
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Dadurch wird das Steuergerät 26 erneut unter Strom gesetzt, worauf
über den Stellmotor 59 das Hauptventil 15 geöffnet und über den Zündgenerator 61
das Gas gezündet wird. In diesem unteren Leistungsbedarf arbeitet daher das Regelventil
34 als 2-Punkt-Regler. Das bei den bisherigen Ausführungen derartiger Regler vorhandene
Schnappventil für die Kleingasmenge entfällt, weil diese Funktion von dem Schalter
52 und dem ohnehin vorhandenen Hauptventil 15 mit übernommen wird.