DE2805113C2 - Zündsystem für gasbetriebene Brenneinrichtungen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Zündsystem für gasbetriebene Brenneinrichtungen nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Bei der bekannten Bauart handelt es sich um einer. Sicherheitsschalter für Gasbrennstellen, wie sie für Kochgeräte aber auch für andere gasbetriebene Zwecke vorgesehen sein sollen. Die bekannten Bauformen gewährleisten das Abschalten der Gaszuführung auch bei Stromausfall.

Auch Seezeichen für die Schiffahrt werden häufig mit Gaslichtquellen betrieben. Obwohl solche Einrichtun- y, gen, insbesondere Seelaternen auf Bojen sehr zuverlässig sind gegen das Ausblasen der Gasflamme der Leuchte, kann es bei starken Stürmen doch zu einem gelegentlichen Verlöschen der Seelaternen kommen. Es sind daher Einrichtungen mit einer elektrischen Zündeinrichtung für die Gasflamme bekannt wie sie eingangs genannt wurden. Diese arbeiten mit einer Funkenzündung, die über einen batteriebetriebenen Zerhacker mit Transformator mit Hochspannung betrieben werden. Die Zündung wird eingeleitet, wenn w ein Thermofühler das Verlöschen der Zündflamme oder das Verlöschen der Gasflamme anzeigt. Unter Beachtung bestimmter Sicherheitsmaßnahmen können solche Einrichtungen auch bei Propangasbetrieb eingesetzt werden. Eine Anwendung bei dem wesentlich gefährlichcrcn Acetylengas scheidet jedoch aus Sicherheitsgründen aus. Acetylengas bildet bereits bei einer Volumenkonzentration von ca 2% mit Luft ein zündfähiges äußerst explosives Gemisch. Die eingangs genannten bekannten und mit Thermostrom betriebenen Sicherheitsmagnetventile bei Gasgeräten für allgemeine Anwendungen genügen der Sicherheitsforderung. Sie macht einen Einschaltvorgang für eine bestimmte Zeit erforderlich, bis der Thermostrom das Magnetventil geöffnet hält Für einen durch einen Dämmerungsschalter automatisch einzuleitenden Zündvorgang bei Seezeichen sind Zündsicherungen in dieser Form nicht zu verwenden. Ein Zündsystem, das auch für Acetylengas einsetzbar ist muß, insbesondere wenn es automatisch arbeiten soll, daher neben der betrieblichen Zuverlässigkeit auch noch die äußerste Sicherheit (fail-safe) aufweisen, trotzdem aber mit wirtschaftlichem Aufwand für den automatischen Betrieb in der Praxis geeignet sein.

Die eingangs genannte bekannte Bauart eines Zündsystemes für gasbetriebene Flammen (DE-OS 18 10 615) weist einen von der Versorgungsspannung zur Betätigungseinrichtung für das Elektromagnetventil zur Gaszufuhr in Reihe liegenden Kontakt oder ein Schaltgiied auf. Da nicht auszuschließen ist, daß dieses Schaltglied selbst z. B. durch Kurzschluß, versagt ist die bekannte Anordnung nicht ausfallsicher.

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde,, ein Zündsystem, insbesondere für gasbetriebene Beleuchtungseinrichtungen von Seezeichen zu schaffen, das ausfallsicher ist und das insbesondere auch für Acetylen ohne Einschränkung der Zuverlässigkeit und der Sicherheit geeignet ist

Die Erfindung besteht in den Merkmalen des Anspruches 1. Durch diese getaktete Energieübertragung wird das Sicherheitsmagnetventil zusammen mit der Zündeinrichtung aktiviert, so daß es durch die Start- und Steuerschaltung und durch die getaktete Energieübertragung möglich wird. Energie für die Betätigungseinrichtung des Sicherheitsmagnetventils bereitzustellen, wenn während des Aufheizvorganges die normalerweise von thermoelektrischen Zündsicherung aufgebrachte Thermoenergie noch niclr. ausreicht, um die Haltekraft für das elektromagnetisch betätigte Sicherheitsmagnetventil aufzubringen. Die erfindungsgemäße Ausgestaltung weist auch den Vorteil eines ausfallsicheren Verhaltens auf. Jeder Fehler, der an irgendeiner Stelle des Systems auftritt geht zur sicheren Seite, d. h. führt zum Schließen des Sicherheitsmagnetventils mit Sperren der Gaszufuhr. Trotzdem ist der Betrieb des automatischen Zündsystems durch einen Dämmerungsschalter möglich. Das neue Zündsystem kann auch für Acetylengas ohne Gefahr eingesetzt werden.

Durch die erfindungsgemäße Start- und Steuerschaltung wird das Sicherheitsmagnetventil geöffnet und stabil in der Stellung »offen« gehalten, bis im stationären Zustand die Thermoenergie dazu in der Lage ist. Trotzdem besteht absolute Sicherheit, daß der Erregerkreis für den zusätzlichen Betätigungsmagneten oder die zusätzliche Spule wieder unterbrochen wird, wenn ein Fehler in Gestalt einer Unterbrechung, eines Kurzschlusses oder Bauteildefekts aufgetreten ist. Ein besonderer Vorzug des Zündsystems mit der erfindungsgemäßen Start- und Steuerschaltung ist darin zu sehen, daß durch die getaktete Energieübertragung infolge der periodischen Arbeitsweise und der Speicherwirkung ein stabiles Arbeiten des Systems mit Beginn des Startvorganges auch bei kleinem Energieangebot der Gasflamme und geringer Versorgungsenergie der Batterie gegeben ist. Dies ist besonders wichtig bei Acetylen-Gaslicht und Blinklichtbetrieb von Kennun-

gen mit kurzen Heltet-iton und langen Dunkeipausen, Ferner ergeben sich durch dieses Arbeitsprinzip kleine BaugröQen <Jer Speicherkondensatoren,

In der Zeichnung ist die Erfindung anhand von Ausluhrungsbejspielen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung erläutert. Es zeigt

F i g. 1 die schematische Anordnung und den Aufbau einer erfindungsgemäßen Zündeinrichtung für eine Brenneinrichtung für Acetylen-Gaslicht die an einer Seelaterne angeordnet sein kann,

F i g. 2 die erfinaungsgemäße Start- und Steuerschaltung der Zündeinrichtung, wobei Zünd- und Hauptflamme durch Thermoelemente überwacht werden.

In der F i g. 1 ist eine Brenneinrichtung für die Beleuchtung einer Seelaterne gezeigt, die aus einem Gasdruckregler 1, einem elektrisch oder pneumatisch betriebenen Blinker 2, einem Gasbrenner 3 für die Hauptflamme und einem Zuleitungsrohr 4 für die Erzeugung einer Zündflamme besteht Der Gasdruckregler 1 wird über ein Gaszuführungsrohr 15 mit Acetylengas gespeist; der entsprechende Vorratsbehälter für das Acetylengas ist nicht gezeigt Von dem Gasdruckregler 1 aus führt eine Verbindungsleit'ing 16 zu einem Sicherheitsmagnetventil 5, das die Zufuhr des Gases sowohl zum Blinker 2 und damit zur Hauptflamme als auch zu dem Verbindungsrohr 17 zur Zündflamme schließt oder freigibt, je nachdem, ob der in dem Gehäuse 18 angeordnete Ventilverschluß 19 den entsprechenden Ventilsitz 20 abdeckt oder nicht. Der Ventilverschluß 19 sitzt an einem Ventilstift 21, der von einem im oberen Bereich des Gehäuses 18 angeordneten elektrisch betriebenen Haltemagnet 56 gegen die Wirkung der Schließfeder 22 in der oberen Stellung, der Offen-Stellung des Ventils gehalten wird, nachdem der Stift durch den Betätigungsmagneten 5a zunächst in diese Stellung gebracht worden ist und das Thermoelement 7 durch die Hauptflamme erhitzt wird und einen genügend großen Haltestrom abgibt.

Der Brenneinrichtung der F i g. 1 ist außerdem noch eine Anordnung zur Zündung zugeordnet. Diese besteht einmal aus einem weiteren Thermoelement 6, das, wie im einzelnen auch aus F i g. 2 zu ersehen ist, im Bereich der Zündflamme angeordnet ist. sowie aus einer Zündelektrode 8, die mit der Zuleitung 4 als anderen Pol zur Funkenerzeugung zusammenwirkt und aus einem Hochspannungserzeuger 9, der beispielsweise ein Zerhacker mit Transformator sein kann. Bleibt die Thermospannung des Thermoelementes 6 aus, so wird über den Hochspannungserzeuger 9 die Zündung ausgelöst, wobei durch den von der Elektrode 8 auf den oberen Teil des Rohres 4 überspringenden Funken ausströmendes Acetylengas gezündet wird.

Wie aus F i g. 2 ersichtlich ist, besteht die Start- und Steuerschaltung 24 aus dem Hochspannungserzeuger 9, der die Zündung auslöst, aus einem Thermospannungsverstärker 26, aus einem /?C-Zcitglied 27 sowie aus einem Multivibrator 28, der ein Relais 12 so ansteuert, daß dessen Kontakt 31 periodisch zwischen den Stellungen 12a und 126 wechselt. Der Multivibrator 28 besitzt ein unsymmetrisches Tastverhältnis f| : f₂, und zwar ist die Einschaltzeit U kürzer als die Ausschaltzeit h des Multivibrators= An der Start- und Steuereinrichtung angschlossen ist ein Dämmerungsschalter 25. der den Einschalt- und Ausschaltbefehl für die Brcnncinrichtung der Seelatecne beim Einsetzen bzw. bei Beendi- (,"> gung der Dunkelheit geben kann.

in der dargestellten Stellung legt der Kontakt 31 den Kondensator 30 über einen Ladewiderstand 10 an die Batterie 29, wodurch der Kondensator 30 aufgeladen wird. Wechselt der Kontakt 31 infolge Ansteuerung des Relais 12 durch den Multivibrator 28 von Stellung 12a nach Stellung i2b, so wird die vom Kondensator 30 aus der Batterie 29 übernommene Energie an die Spule des Betätigungsmagneten 5a abgegeben, der ein weiterer Kondensator 11 parallel geschaltet ist Der Kondensator 11 wirkt eis Energiespeicher für die Weitererregung der Spule 5a, solange der Kontakt 31 wieder von Stellung 12b auf Stellung 12a zurückfällt, wobei der Kondensator 30 erneut aufgeladen wird. Dieser Vorgang wiederholt sich periodisch während einer von einem weiteren Zeitglied 27 auf einige Sekunden begrenzten Sicherheitszeit T. Solange der Betätigungsmagnet 5a erregt ist hält dieser das Sicherheitsmagnetventil geöffnet, währenddessen sich das Thermoelement 7 durch die Hauptflamme erwärmt bis der Thermostrom zum Offenhalten des Sicherheitsmagnetventils ausreicht. Die maximale Dauer der Taktung des Relais 12 und damit die maximale Dauer der Ventilöffnung durch den Eetätigungsmagneten 5a ist durch ein Zeitglied 27 so bemessen, daß einerseitr,; ine zuverlässige Zündung erfoigen kann, andererseits b-:i gestörter Zündung ein sicheres Schließen des Sicherheitsmagnetventils 5 erfolgt bevor sich ein explosionsfähiges Gasgemisch gebildet hat Bei dem die Sicherheitszeit T bestimmenden Zeitglied 27 handelt es sich um eine Anordnung aus einem Widerstand R und einem Kondensator C, mit der die ausfallsichere Eigenschaft bekanntlich gewährleistet ist.

Die Einrichtung arbeitet unter normalc-n Bedingungen wie folgt: Der Dämmerungsschalter 25 gibt den Einschaltbefehl an den Hochspannungserzeuger 9 sowie über das Zeitglied 27, Eingang 27a, an den Multivibrator 28. Das führt zur periodischen Energieabgabe vom Kondensator 30 und zum öffnen des Sicherheitsmagnetventils 5. Über den Hochspannungserzeuger 9 und über die in F i g. 1 gezeigte Elektrode 8 erfolgt die Funkenerzeugung und damit die Zündung. Gleichzeitig gibt der Dämmerungsschalter 25 auch in nicht nä_rher dargestellter Weise einen Befehl an den Blinker 2, der mit einem separaten Blinkventil die Hauptflamme 14 pulsierend mit Gas versorgt. Ist die Zündung erfolgt, wird das Thermoelement 6 von der Zündflamme 13 erwärmt Sobald das Thermoelement eine ausreichende Temperatur angenommen hat, wird über den Thermoverstärker 26 der Hochspannungserzeuger 9 außer Betrieb gesetzt. Nach Zündung der Hauptflamme, die sofort zündet, wenn sich eine Zündflamme 13 gebildet hat, erwärmt sich das Thermoelement 7 und bewirkt, daß das Sicherheitsmagnetyentil 5 über den Haltemagneten 56 geöffnet bleibt. Über den Thermoverstärker 26 wird nicht nur der Hochspannungserzeuger 9, sondern über den Anschluß 276 auch das /?C-Zeitglied abgeschaltet, womit gleichzeitig der Multivibrator 28 gesperrt wird und seine Tätigkeit einstellt

Gibt der Dämmerungsschalter 25 den Abscha!*.befehl, weil das Tageslicht wieder ausreichend ist, dann wird der Blinker 2 abgeschaltet, so daß die Hauptflamme erlischt und das Sicherheitsmagnetventil 5 schließt. Im abgeschalteten Zustand sind daher grundsätzlich Hauptflamme 14 und Zündflamme 13 gelöscht.

Erlischt dagegen die Zündflamme, beispielsveisc infolge von Sturmeinwirkung, dann küh.en beide Thermoelemente 6 und 7 ab. Der Strom des Thermoelementes 6 sinkt dabei schnell auf einen Wert, der über den Thernioverstärker 26 die Wiederzündung auslöst. Dabei ist der Strom des tragen Thcrmoelcmen-

tes 7 in der Regel noch nicht unter den llaltestroni des Haltcmagneten 5b des Skherheitsmagnetvcntils 5 abgesunken, so daß dieses geöffnet geblieben ist. Sollte das Sicherheitsmagnetventil jedoch schon infolge von zu starker Abkühlung des Thermoelementes 7 geschlossen sein, wird über den Thermovcrstärker 26 und den Eingang 27ödes Zeitgliedes 27 ein erneuter Anstoß /um öffnen des .Sicherheitsmagnetventiles 5 über den Multivibrator 28, das Relais 12, den Kontakt J) und den Kondensator 30 gegeben. Auch der Hochspannungserzeuger 29 wird dann vom Thermoverstärker 26 dazu veranlaßt, über die Elektrode 8 funken zu erzeugen. Ks erfolgt daher ein automatisches Wiederzünden.

Es kann auch vorkommen, daß ein Wiederzünden oder ein Zündvorgang z. B. durch verstopfte Gaszufuhr zur Zündflamme verhindert ist. Auch in diesem lall kühlen beide Thermoelemente 6 und 7 ab. Da die Wiederzündung keinen Erfolg haben kann, läuft die Sicherheits/eil des KC/eitgliedes 27. die nur wenige Sekunden beträgt, ,ib und beendet das periodische Takten des Energiespeichers bzw. Kondensators 30. Die beiden Spulen 5,7 und 5b erhalten keine Energie, so daß das Sicherheitsmagnetventil 5 die Ciaszufuhr sperrt.

Das neue Zündsystem, vorwiegend für kleine empfindliche Gasflammen und kleinen Eig^nstromverbrauch konzipiert — also erschwerte Bedingungen — eignet sich selbstverständlich auch für andere Anwendungen mit gasbeii ebenen Geräten, z. B. Heleuchtungs- oder Heizeinrichtungen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

1. Patentansprüche:

   !.Zündsystem für gasbetriebene Brenneinrichtungen, insbesondere zur Beleuchtung von Seezeichen o. dgl, das mit einer thermoelektrischen Zündsicherung mit Sicherheitsmagnetvenlil für die Gaszufuhr und mit einer elektrisch betriebenen Zündvorrichtung versehen ist, wobei dem Sicherheitsmagnetventil eine Betätigungsmöglichkeit mit einer Erregerspule zugeordnet ist, die von einer Start- und ₎₀ Steuereinrichtung über einen als Kondensator ausgebildeten Energiespeicher zusammen mit der Zündvorrichtung auslösbar ist, der von einer Batterie aus aufladbar und über die Erregerspule entladbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Kondensator (30) taktweise aufladbar und entladbar ist
2. 2. Zündsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zu der Erregerspule (Sa, 5a') ein kleiner Nebenspeicher in Form eines weiteren Kondensators (11) liegt
3. 3. Zündsystem nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die taktweise Ladung und Entladung des Kondensators (30) über den Kontakt (31) eines Relais (12) erfolgt, das von einem in der Start- und Steuereinrichtung (24) vorgesehenen Multivibrator (28) erregbar ist
4. 4. Zündsystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Multivibrator (28) ein unsymmetrisches Tastverhältnis <i : b besitzt _M
5. 5. Zündsystem nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß dem Multibibrator (28) ein zeitbestimmendes RC-GWed (?7) zur Einstellung der Sicherheitszeit PJ des Sicherheiismagnetven tiles (S) vorgeschaltet ist. _J5