DE2804685C3 - Automatische Gaszündsteuerung für einen Warmwasserbereiter - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine automatische Gaszündsteuerung für einen Warmwasserbereiter mit einer Haupt- und Hilfsflamme, die über Steuerventile mit einer Gaszuleitung verbunden sind, und mit einer vom Wasserpegel abhängigen Gaszuführsteuerung.

Die US-PS 31 09 415 beschreibt einen pegelgesteuerten Brenner für einen Warmwasserbereiter. Zur Pegelmessung wird hier eine Steigrohrströmung verwendet. Es sind dabei Einrichtungen vorgesehen, die auf die dynamischen Kräfte im Steigrohr ansprechen, wobei der Brenner nur im Betrieb ist, wenn die Boilerflüssigkeit durch die Leitungen hindurch zirkuliert, wodurch angezeigt wird, daß die Boilerflüssigkeit wenigstens einen vorbestimmten Pegel einnimmt. Rs handelt sich hierbei um eine komplizierte und störanfällige Anlage.

In der US-PS 24 49 538 wird ein thermostatgesteuerter Brenner für einen Warmwasserbereiter beschrieben. Dieser Warmwasserbereiter weist einen Hauptbrenner und einen Zündbrenner auf. Die Gasströmung zu diesen Brennern wird über solenoidbetätigte Ventile gesteuert. Es ist eine Pegelsteuerung vorgesehen, und diese Pegelsteuerung erfolgt über elektrische Kontakte im Behälter und über eine Elektronenröhre, und zwar eine Triode, wobei bei dieser Steuerung das Gitter dieser Triode eine wesentliche Rolle spielt. Für den Zündbrenner ist noch eine Heißleitersteuerung vorgesehen.

Es ist bekannt, daß Elektronenröhrensteuerungen nicht immer zuverlässig sind. Die bekannte Steuerung ist außerordentlich kompliziert, und die Gesamtsteuerung ist ferner noch von einem Thermostaten abhängig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, die Gaszündung zu vereinfachen und vor allen Dingen sicherzustellen, daß nur bei einer ausreichenden Gaszufuhr und bei einer richtigen Behälterfüllung eine Zündung erfolgen kann.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß ein Schwimmerventil in der Hauptgasleitung angeordnet ist, dessen Ventilstange einen Mikroschalter steuert, der in eine Hochspannungszündung für die Hilfsflamme und in eine Hochspannungszündung für die Hauptflamme eingeschaltet ist, und daß die Hochspannungszündungen durch von den zugeordneten Flammen beaufschlagbare Fotowiderstände schaltbar sind.

In vorteilhafter Weise wird von einem sehr robusten Schwimmerventil Gebrauch gemacht, das nicht nur die Hauptgasströmung steuert, sondern auch zwei Hochspannungszündkreise, wobei je ein Zündkreis für die Hauptflamme und für die Hilfsflamme vorgesehen ist, die durch sicher wirkende Fotowiderstände gesteuert werden, die den jeweiligen Flammen zugeordnet sind.

Mit besonderem Vorteil ist die Gaszufuhr zur Hilfsflamme und Hauptflamme über Transistorsteuerungen steuerbar und die Steuertransistoren sind über die Fotowiderstände schaltbar.

Die Erfindung wird unter Bezugnahme auf die Figuren der Zeichnung erläutert. Es zeigt

F i g. 1 ein Blockdiagramm des gesamten Zündsystems der Vorrichtung zur automatischen Gaszündkontrolle,

F i g. 2 eine senkrechte Schnittansicht einer Ausführungsform eines Wasserdruckfühlers, Mikroschalters und Gasströmungssteuerung,

Fig.3a und 3b senkrechte Schnittansichten einer Ausführungsform eines Alarmgebers,

Fig.4a und 4b senkrechte Schnittansichten einer Vorrichtung zur automatischen Gassteuerung für die Hilfsheizung und die Hauptheizung,

Fig. 5 ein Schaltbild des Gaszündkreises für die Hilfsheizung,

F i g. 6 ein Schaltbild des Hochspannungszündkreises für die Hilfsheizung,

F i g. 7 ein Schaltbild des Gaszündkreises für die Hauptheizung und

F i g. 8 ein kombiniertes Schaltbild der automatischen Gaszündkontrolle.

Die Funktion der Vorrichtung soll unter Bezug auf das Blockdiagramm der F i g. 1 erläutert werden, in dem ein Wasserdruckfühler als Block 1 dargestellt ist, und dieser Druckfühler steuert den Mikroschalter 2, und zwar schaltet er diesen ein oder aus. Der Wasserpegel oder Wasserdruckfühler 1 kann direkt die Gasströmungsrate im Gasströmungssteuerblock 3 bestimmen.

Ein Alarmblock 5 wird in Betrieb genommen, wenn der Gasdruck in der Gasquelle und im HaupUchieber 4 unter einen bestimmten Wert absinkt.

Die automatische Gaszündvorrichtung für die Hilfsheizung 6 beginnt zusammen mit dem Hochspannungszündkreis 7 zu arbeiten, wenn der Mikroschalter 2 eingeschaltet wird. Das Gas, welches aus der Hilfsgasdüse austritt, wird gezündet. Die automatische Gaszündvorrichtung für die Hauptheizung wird zusammen mit ihrem elektrischen Zündkreis im Block 9 in Betrieb genommen, wenn der Mikroschalter 2 eingeschaltet ist und wenn die Hilfsheizung das Gas in der Hilfsgasdüse 8 gezündet hat.

Das Gas, das aus der Hauptgasdüse im Block 10 austritt, wird dann durch den Betrieb der Gaszündvorrichtung im Block 9 über die Gasströmungssteuerung 3 gezündet.

Ein Zeitgeber ist als Block 11 dargestellt, und dieser dient dazu, den Betrieb der Schaltungen oder Kreise in den Blöcken 6 und 9 zu unterbrechen, wenn das Gas in einer vorbestimmten Zeit nicht gezündet hat.

Das in F i g. 1 dargestellte System zündet automatisch das Gas in erfolgreicher und sicherer Weise, und zwar lediglich dadurch, daß der Hauptgasschieber unter der Steuerung des Wasserpegel- oder Wasserdruckfühlers geöffnet wird.

Fig.2 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform der

Blöcke 1,2 und 3. Der Wasserpegelfühler 110 weist eine Platte 111 auf, welche die Wasserpegeländerung feststellt oder fühlt. Ein senkrechter Stab 112 bewegt sich durch die Änderungen des Wasserpegels aufwärts oder abwärts.

Der Schalterknopf 120 des Mikroschalters 12 wird durch die geneigten Seiten einer Siabaussparung 113 derart betätigt, daß der Schalter eingeschaltet wird.

Die Gasströmungssteuerung 13 weist einen Einlaß 130 und einen Auslaß 131 auf. Eine Scheibe oder JO Membran 133 ist an der Stange 112 befestigt Weiterhin weist die Steuerung eine Feder 132 auf. Das Ausmaß der Aufwärtsbewegung der Stange 112 steht unter dem Einfluß des Wasserpegels und steuert die Gasströmungsrate. Es ist zu erkennen, daß die Stange 112 in ihre Ausgangslage durch die Kraft der Feder 132 gedrückt wird, wenn der Wasserpegel abnimmt und daß die Stange gegen die Kraft der Feder 132 nach oben gedruckt wird, wenn der Wasserpegel zunimmt. Es findet also keine Gasströmung statt, wenn der Wasserpegel unter eine Sicherheitsgrenze abgefallen ist.

Die Ausbildung des Alarmgerätes ist in F i g. 3 dargestellt. Wenn der Gasdruck in der Gasquelle zu gering ist (F i g. 3A), gelangt die Kontaktplatte 142 des Alarmgebers 14 in Kontakt mit einem Grenzschalter 141, um einen elektrischen Schaltkreis zu einem Knarroder Weckeralarm zu schließen. Unter normalen Betriebsbedingungen, die in Fig. 3B dargestellt sind, ist der Gasdruck großer als die Kraft der Feder 144, und Gas strömt von der Eintrittsöffnung 140 zur Auslaßöffnung 143, und dies führt zu einer normalen Gaszu speisung.

Die Ausbildung einer automatischen Gassteuerung für die Hilfsheizung und die Hauptheizung ist in F i g. 4 gezeigt. Diese automatische Steuervorrichtung 15 weist eine Gaseinlaßöffnung 150 und eine Gasauslaßöffnung 151 auf, sowie eine elektromagnetische Spule 152, eine Stahlstange 153, eine Gummischeibe 154 und eine Feder 155. Wenn der Mikroschalter 12 in F i g. 2 eingeschaltet ist, so wird die elektromagnetische Spule 152 erregt, um einen magnetischen Fluß zu erzeugen, der die Stahlstange 153 derart anzieht, daß sie sich nach unten bewegt. Gas kann dann von der Eingangsöffnung 150 zur Ausgangsöffnung 151 strömen, und dadurch wird eine normale Gaszuspeisung erzeugt (s. F i g. 4B).

Die Hochspannungszündschaltungen für die Hilfsheizung sind in den Fig. 5 und 6 dargestellt. Wenn der Mikroschalter 12 in F i g. 2 eingeschaltet ist, so wird der in Fig. 5 dargestellte Zündkreis eingeschaltet. Zuerst steuert dieser Mikroschalter eine automatische Gassteuerung, um die Gaszuspeisung für die Hilfsheizung einzuschalten, wie es im Vorstehenden in Verbindung mit F i g. 4 erläutert wurde.

Das Relais RL 1 ist normalerweise zwischen seinen Kontaktpunkten A und B geschlossen. Wenn zu Beginn der Mikroschalter 12 geöffnet ist, so weist der Fotowiderstand CDSX einen hohen Widerstand auf, weil er nicht beleuchtet ist. Wenn der Mikroschalter 12 eingeschaltet wird, ist der Transistor TR 1 unterbrochen und der Widerstand R 2 ist derart eingestellt, daß der Transistor 77? 1 offen orl: ■ .Mn:/brachen ist, wenn der Schalter 12 eingeschaltet ist und kein Licht auf den Widerstand CDS 1 fällt. In diesem Betriebszustand wird der Transistor TR 2 in Durchlaßrichtung vorgespannt, und zwar zwischen seiner Basis PI und seiner Emitterelektrode, die an B+ liegt. Wenn das Relais RL1 erregt wird, werden die Kontaktpunkte B und C geschlossen. Es sei nunmehr auf Fig. 6 Bezug genommen. Durch die Wirkungsweise des Hochspannungskreises HV kann die Zündung ICR dadurch die Hilfsheizung zünden.

Nach der Zündung der Hilfsheizung nimmt der Widerstand des Fo to Widerstandes CDSt ab, da dieser durch die Hilfsheizung belichtet wird Wenn der Transistor TR1 in Durchlaßrichtung beaufschlagt wird, wird dadurch der Transistor 77? 2 in Sperrichtung zwischen seiner Basis und seiner Emitterelektrode beaufschlagt Da kein Strom mehr im Relais RL 1 fließt, fällt dies ab und die Kontakte A und B werden, was dem Normalzustand entspricht, geschlossen. Die Hochspannungszündschaltung unterbricht dann ihren Betrieb, weil die Kontakte Bund Cnunmehr geöffnet sind.

Die Gaszündschaltung für die Hauptheizung ist in Fi g. 7 dargestellt Wenn der Mikroschalter 12 (Fig.2) eingeschaltet ist, und ehe die Hilfsheizung gezündet wurde, fließt kein Strom im Relais 7?L2, dessen Kontaktpunkte D und E normalerweise geschlossen sind. In diesem Zustand ist der Widerstand R 4 derart eingestellt, daß der Transistor 77? 3 leitend ist. Der Widerstand von CDS 2 ist jedoch hoch genug, um den Transistor 77? 4 im Sperrzustand zu halten.

Wenn die Hilfsheizung gezündet ist, wird der Fotowiderstand CDS2 belichtet und dessen Widerstandswert nimmt ab. und der Transistor 77? 4 wird in Durchgangsrichtung zwischen seiner Basis und seiner Emitterelektrode vorgespannt Dann fließt ein Strom durch das Relais RL2 und die Kontaktpunkte £und F werden geschlossen. Dadurch wird eine automatische Gassteuerung für die Hauptheizung betätigt, um die Hauptheizung mit Gas zu speisen. Dies erfolgt in der Weise, daß ein Magnetfluß erzeugt wird, um einen Stahlstab anzuziehen, wie es in Verbindung mit F i g. 4 beschrieben wurde. Wenn Gas aus der Hauptgasdüse austritt, wird dieses unmittelbar durch die Hilfsheizung oder Hilfsflamme gezündet.

Wenn der Wasserdruck unter einen vorbestimmten Wert abfällt, bewegt sich der Stab 112 in Fig. 2 nach unten, und der Mikroschalter 12 wird ausgeschaltet. Wenn der Mikroschalter 12 ausgeschaltet ist, werden beide Zündkreise für die Hilfsflamme und für die Hauptflamme ausgeschaltet. Ferner wird die automatische Gasstsuerung für die Hilfsflamme und die Hauptflamme abgeschaltet und unterbricht die Gsszuspeisung.

In F i g. 8 ist eine bevorzugte Ausführungsform dat gestellt. Die Vorrichtung nimmt Wechselstrom auf, der über einen Transformator Ti und einen Gleichrichter D1 zu einem Gleichstrom umgeformt wird. Ein Zeitgeber 11 ist vorgesehen und dient als Zeitgeber für die Gaszündkreise der Hilfs- und Hauptflamme. Der Zeitgeber 11 weist Kondensatoren Cl, C2 und C3 und Widerstände /?8 und /?9 auf, die eine vorbestinmte /?C-Zeitkonstante ergeben, um die Spannung zwischen der Basis und der Emitterelektrode des Transistors TR 5 zu steuern. Ein Relais RL 3 ist normalerweise zwischen seinen Kontaktpunkten G und H geschlossen, und die Gaszündschaltung für die Hilfsflamme wird mit Gleichstrom gespeist, um einen Zündvorgang einzuleiten. Wenn die Hilfsflamme nicht innerhalb einer vorgegebenen Zeit gezündet wird, so wird der Transistor 77? 5 eingeschaltet, und das Relais RL 3 wird erregt und schließt die Kontaktpunkte H und /. Die Gaszündkreise werden abgeschaltet, und ein Alarm 5 wird ausgelöst.

Die erfindungsgemäße automatische Gaszündsteue-

hh*

rung ist sehr sicher und einfach. Wenn dem System nicht eine entsprechende Gasmenge zugeführt wird, so erzeugt der Alarm eine frühe Warnung. Wenn irgendein elektrischer Bauteil in den Zündschaltungen beschädigt ihren Betrieb, und weder die Hilfsflamme noch die Hauptflamine werden mit Gas gespeist. Lediglich durch das Öffnen der Hauptgasdüse und das Zünden der Hilfsflamme wird automatisch die Hauptflamine er-

oder unwirksam wird, unterbrechen die Schaltungen 5 zeugt.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Automatische Gaszündsteuerung fur einen Warmwasserbereiter mit einer Haupt- und Hilfsflamme, die über Steuerventile mit einer Gaszuleitang verbunden sind, und mit einer vom Wasserpegel abhängigen Gaszuführsieuerung, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schwimmerventil (13, 111) in der Hauptgasleitung angeordnet ist, dessen Ventilstange (112) einen Mikroschalter (12) steuert, der in eine Hochspannungszündung (F i g. 5) für die Hilfsflamme (8) und in eine Hochspannungszündung (Fig.7) für die Hauptflamme (10) eingeschaltet ist, und daß die Hochspannungszündungen durch von den zugeordneten Flammen beaufschlagbare Fotowiderstände (CDSi; CDS2) schaltbar sind.

2. Automatische Gaszündsteuerung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Gaszufuhr zur Hilfsflamme (8) und Hauptflamme (10) über Transistorsteuerungen (TR 1 — TR4; 15) steuerbar ist und daß die Steuertransistoren (TR 1; 77? 4) über die Fotowiderstände (CDS 1; CDS 2) schaltbar sind.