DE602004008101T2

DE602004008101T2 - Steuersystem für einen Gaskocher

Info

Publication number: DE602004008101T2
Application number: DE602004008101T
Authority: DE
Inventors: Jose Ignacio Mugica Odriozola; Inaki Ayastuy Aretxaga; Gonzalo Fernandez Llona
Original assignee: Coprecitec SL
Current assignee: Coprecitec SL
Priority date: 2004-12-29
Filing date: 2004-12-29
Publication date: 2008-04-24
Anticipated expiration: 2024-12-30
Also published as: WO2006069686A1; US7637476B2; EP1684015B1; EP1684015A1; DE602004008101D1; ES2290654T3; ATE369526T1; PL1684015T3; AU2005321552B2; AU2005321552A1; US20090194720A1

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft Steuerungssysteme insbesondere für Gaskocher bzw. Gaskochgeräte, ist jedoch auch bei anderen Arten von Gasgeräten einsetzbar, die wenigstens einen Gasbrenner und für jeden Gasbrenner ein Elektromagnetventil umfassen, das von einem Anwender mittels eines Bedienungselementes zum öffnen desselben betätigt werden kann.
Stand der Technik
Bei bekannten Anordnungen weisen Gaskochgeräte wenigstens einen Gasbrenner und für jeden Gasbrenner ein Elektromagnetventil zum öffnen oder Schließen des Gasstromes zu dem Gasbrenner auf, wobei das Elektromagnetventil magnetische Mittel umfasst, um den Gasstrom offen zu halten. Die Druckschrift EP 0 635 680 A1 offenbart ein Gasgerät mit einem Elektromagnetventil mit diesen Eigenschaften.
Zum Entzünden eines Brenners betätigt der Anwender manuell ein Bedienungselement. Bei Gaskochgeräten, die Elektromagnetventile entsprechend vorliegender Darstellung einsetzen, verschiebt das Bedienungselement bei Betätigung des Bedienungselementes die magnetischen Mittel des Elektromagnetventils, wodurch der Gasstrom geöffnet wird.
Bekannte Steuerungssysteme dieser Art von Gaskochgeräten umfassen neben weiteren Mitteln Mittel zum Erkennen, wann das Bedienungselement betätigt wird. Üblicherweise umfassen diese Mittel einen Schalter, der aktiviert wird, wenn der Anwender das Bedienungselement betätigt, wobei das Betätigen des Bedienungselementes von diesem Schalter erkannt wird. Die Druckschrift US 6,322,352 offenbart ein Steuerungssystem für Gaskochgeräte, bei dem das Betätigen des Bedienungselementes von einem Schalter erkannt wird.
Offenbarung der Erfindung
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Steuerungssystem für ein Gaskochgerät bereitzustellen, das die Betätigung des Bedienungselementes auf eine im Vergleich zum Stand der Technik alternative Weise erkennt.
Das erfindungsgemäße Steuerungssystem wird in Gaskochgeräten oder in anderen Arten von Gasgeräten der in Rede stehenden Art eingesetzt, die für jeden Gasbrenner ein Elektromagnetventil umfassen, um den Gasstrom zu dem Gasbrenner zu öffnen oder zu schließen, wobei das Elektromagnetventil magnetische Mittel, um den Gasstrom offen zu halten, sowie ein Bedienungselement umfasst, das manuell dazu betätigt wird, dass es auf die magnetischen Mittel des Elektromagnetventils derart einwirkt, dass der Gasstrom geöffnet wird.
Das erfindungsgemäße Steuerungssystem erzeugt einen Signalstrom, der durch die magnetischen Mittel fließt. Wird das Bedienungselement betätigt, so tritt eine Änderung des magnetischen Widerstandes der magnetischen Mittel ein, wobei das Steuerungssystem die Betätigung des Bedienungselementes je nach Änderung des magnetischen Widerstandes erkennt.
Bei dem erfindungsgemäßen Steuerungssystem ist die Verwendung von Schaltern zur Bestimmung, wann das einem Brenner zugehörige Bedienungselement betätigt wird, nicht von Nöten, weshalb das Steuerungssystem einfacher und weniger kostenintensiv ist.
Diese und weitere Vorteile und Eigenschaften der Erfindung erschließen sich im Lichte der Zeichnung und der Detailbeschreibung derselben.
Beschreibung der Zeichnung
1 zeigt ein allgemeines Schaubild eines Gaskochgerätes.
2 zeigt die magnetischen Mittel eines Elektromagnetventils in einem Zustand, in dem kein Gasstrom vorhanden ist.
3 zeigt die äquivalente magnetische Schaltung der magnetischen Mittel in dem Zustand von 2.
4 zeigt die magnetischen Mittel des Elektromagnetventils in einem Zustand, in dem ein Gasstrom vorhanden ist.
5 zeigt die äquivalente magnetische Schaltung der magnetischen Mittel in dem Zustand von 4.
6 zeigt ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Steuerungssystems.
7 zeigt das Impulssignal, das von dem Steuerungssystem erzeugt wird, die Spannung an den Klemmen der magnetischen Mittel und das sich ergebende Steuerungssignal.
Detailbeschreibung der Erfindung
1 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Gaskochgerätes, insbesondere eines Gaskamineinsatzes, wobei das Gaskochgerät eine Anzahl von Gasbrennern 1 und für jeden Gasbrenner 1 ein Elektromagnetventil 2 zum öffnen und Schließen des Gasstromes zu dem zugehörigen Gasbrenner 1 umfasst. Jedes Elektromagnetventil 2 umfasst magnetische Mittel 10, 11 und 12 zum Offenhalten des Gasstromes. Der Anwender öffnet den Gasstrom zu jedem Gasbrenner 1 durch manuelles Betätigen eines Bedienungselementes 3. Das Bedienungselement 3 wirkt auf die magnetischen Mittel 10, 11 und 12 des zugehörigen Elektromagnetventils 2.
Das erfindungsgemäße Steuerungssystem 20 erzeugt zum Zwecke der Erkennung, wann einige der Bedienungselemente 3 betätigt werden, einen Signalstrom I, der durch die magnetischen Mittel 10, 11 und 12 von jedem der Elektromagnetventile 2 des Gaskochgerätes fließt. Indes weisen die magnetischen Mittel 10, 11 und 12 eine spezifische Induktivität L, wie in 6 gezeigt ist, auf. Wird das Bedienungselement 3 betätigt und wird auf die magnetischen Mittel 10, 11 und 12 eingewirkt, so tritt eine Änderung der Induktivität der magnetischen Mittel 10, 11 und 12 des zugehörigen Elektromagnetventils 2 oder – gleichberechtigt hierzu – eine Änderung des magnetischen Widerstandes auf, da beide Größen umgekehrt proportional zueinander sind. Das Steuerungssystem 20 er kennt die Betätigung des Bedienungselementes 3 je nach Änderung des magnetischen Widerstandes.
Die magnetischen Mittel 10, 11 und 12 umfassen einen Kern 10, eine Platte 11 und eine um den Kern 10 gewickelte Wicklung 12, wie in 2 und 4 gezeigt ist. Der Signalstrom I fließt durch die Wicklung 12, was eine magnetomotorische Kraft
bewirkt.
3 zeigt die äquivalente magnetische Schaltung der magnetischen Mittel 10, 11 und 12, wenn der Signalstrom I durch die magnetischen Mittel 10, 11 und 12 fließt, wobei die magnetischen Mittel 10, 11 und 12 in dem in 2 dargestellten Zustand befindlich sind, das heißt in demjenigen Zustand, in dem kein Gasstrom vorhanden ist. Der magnetische Widerstand der magnetischen Mittel 10, 11 und 12 ist in diesem Zustand durch die nachfolgende Gleichung bestimmt.
Hierbei bezeichnen
den magnetischen Widerstand der magnetischen Mittel 10, 11 und 12;
den magnetischen Widerstand des Kernes 10;
den magnetischen Widerstand der Platte 11; und
den magnetischen Widerstand der Luft.
Wird das Bedienungselement 3 betätigt, so gelangt die Platte 11 in Kontakt mit dem Kern 10, wie in 4 gezeigt ist. In diesem Zustand ist, wenn der Signalstrom I durch die magnetischen Mittel 10, 11 und 12 fließt, die äquivalente magnetische Schaltung diejenige von 5, und der magnetische Widerstand der magnetischen Mittel 10, 11 und 12 ist durch die nachfolgende Gleichung bestimmt.
Da der magnetische Widerstand der Luft viel größer als der magnetische Widerstand der Platte 11 und der magnetische Widerstand des Kernes 10 ist, ist der sich ergebende magnetische Widerstand viel kleiner. Man beachte, dass bei einer Betätigung des Bedienungselementes 3 eine Änderung des magnetischen Widerstandes der magnetischen Mittel 10, 11 und 12 erfolgt. Das Steuerungssystem 20 erkennt die Änderung des magnetischen Widerstandes durch Prüfen der Spannung V an den Klemmen der magnetischen Mittel 10, 11 und 12.
Das Steuerungssystem 20, das schematisch in 6 gezeigt ist, umfasst einen Mikrokontroller 21. Der Mikrokontroller 21 erzeugt ein Impulsspannungssignal, das an dem Gate eines MOSFET-Transistors 22 anliegt, weshalb an dem Ausgang des MOSFET-Transistors 22 ein Impulssignal Vp erzeugt wird, das wiederum den Signalstrom I erzeugt, der durch die magnetischen Mittel 10, 11 und 12 fließt. Das Steuerungssystem 20 überprüft die Spannung V in jedem der Impulse des Impulssignals Vp.
Das Steuerungssystem 20 überprüft die Spannung V zu einem Probezeitpunkt t ab dem Beginn jedes Impulses, wodurch bestimmt wird, dass das Bedienungselement 3 betätigt worden ist, da sich aufgrund der durch die Betätigung verursachten Änderung des magnetischen Widerstandes die überprüfte Spannung V zwischen aufeinanderfolgenden Impulsen von einem im Vergleich zu einer Referenzspannung Vr kleineren Wert zu einem im Vergleich zu der Referenzspannung Vr größeren Wert bewegt. Um dies zu bewerkstelligen, wird diese Spannung V an das Gate eines Schmitt-Triggers 23 angelegt, der die Spannung V mit dem Referenzwert vergleicht, wobei der Referenzwert die Referenzspannung Vr ist. Damit wird ein Steuerungssignal Vc erzeugt und von dem Mikrokontroller 21 zu den Probezeitpunkten t gelesen.
Der Probezeitpunkt t liegt in dem Zeitintervall, das zwischen einem ersten Zeitpunkt t1 und einem zweiten Zeitpunkt t2 liegt, wie in 7 gezeigt ist. Der erste Zeitpunkt t1 ist der Zeitpunkt ab dem Beginn jedes Impulses, bei dem, wenn die magnetischen Mittel 10, 11 und 12 in dem Zustand gemäß 2 sind (Gasstrom geschlossen), die Spannung V die Referenzspannung Vr erreicht. Der zweite Zeitpunkt t2 ist der Zeitpunkt ab dem Beginn jedes Impulses, bei dem, wenn die magnetischen Mittel 10, 11 und 12 in dem Zustand gemäß 4 sind (Gasstrom offen) die Spannung V die Referenzspannung Vr erreicht.
Das Impulssignal Vp weist eine Frequenz zwischen 20 Hz und 1 kHz auf. Beim bevorzugten Ausführungsbeispiel wird ein Impulssignal Vp von 50 Hz verwendet.
7 zeigt die Spannung V an den Klemmen der magnetischen Mittel 10, 11 und 12 für den Zustand gemäß 2 (oberes Schaubild) und für den Zustand gemäß 4 (unteres Schaubild), zusätzlich zu den Steuerungssignalen Vc entsprechend dem jeweiligen Zustand. Für eine Versorgungsspannung Vcc des Steuerungssystems 20 von 5 V kann beispielsweise eine Referenzspannung Vr von 1 V gewählt werden. Für die Referenzspannung Vr liegt der erste Zeitpunkt t1 bei ungefähr 1,5 μm ab dem Beginn jedes Impulses eines Impulssignals Vp, wohingegen der zweite Zeitpunkt t2 ungefähr bei 3,5 μs ab dem Beginn von jedem der Impulse des Impulssignals Vp liegt. Damit liegt der Probenzeitpunkt t zwischen ungefähr 1,5 μs und ungefähr 3,5 μs ab dem Beginn von jedem der Impulse des Impulssignals Vp. Wie 7 deutlich macht, weist, wenn der Gasstrom geschlossen ist, das Steuerungssignal Vc zu dem Probenzeitpunkt t den Wert 0 auf. Demgegenüber weist, wenn der Gasstrom offen ist, das Steuerungssignal Vc zu dem Probenzeitpunkt t einen Wert von 1 auf.
Wird die Änderung des magnetischen Widerstandes der magnetischen Mittel 10, 11 und 12 erkannt, so wirkt das Steuerungssystem 20 auf einen Funkengenerator 4 (siehe 1) ein, wobei der Funkengenerator 4 eine Reihe von Funken erzeugt, um eine Flamme in dem zugehörigen Gasbrenner 1 zu entzünden.
Auf ähnliche Weise wirkt das Steuerungssystem 20 auf Hilfsmittel 5 (siehe 1) ein, wodurch die Hilfsmittel 5 veranlasst werden, einen Aufrechterhaltungsstrom Ia durch die magnetischen Mittel 10, 11 und 12 des zugehörigen Elektromagnetventils 2 fließen zu lassen, um den Gasstrom offen zu halten.
Der Aufrechterhaltungsstrom Ia wird für ein Zeitintervall erzeugt, das ausreichend ist, damit der Gasstrom offen gehalten werden kann, und zwar durch die Wirkung eines Thermokopplers 6, der in dem zugehörigen Gasbrenner 1 angeordnet ist (siehe 1). Ist die Flamme entzündet, so erwärmt sich der Thermokoppler 6 und erzeugt einen Aufrechterhaltungsstrom Ia, der durch die magnetischen Mittel 10, 11 und 12 des zugehörigen Elektromagnetventils 2 fließt. Erreicht der Thermokoppler 6 eine ausreichende Temperatur, so ist der Aufrechterhaltungsstrom Im derart, dass die magnetischen Mittel, 10, 11 und 12 des Elektromagnetventils 2 den Gasstrom zu dem zugehörigen Gasbrenner 1 offen halten.
Das erfindungsgemäße Steuerungssystem 20 kann nicht nur bei Kochgeräten, so beispielsweise bei Gaskamineinsätzen, Gasöfen und dergleichen eingesetzt werden, sondern auch bei anderen Arten von Gasgeräten, so beispielsweise bei Gaserhitzern, Boilern und Herden.
In der Beschreibung genannte Patentdokumente

• EP 0 635 680 A1
• US 6,322,352 B

Claims

Steuerungssystem für einen Gaskocher oder ein anderes Gasgerät, umfassend mindestens einen Gasbrenner (1) und für jeden Gasbrenner (1), ein Elektromagnetventil (2) zum öffnen und Schließen des Gasstroms zum Gasbrenner (1), wobei das Elektromagnetventil (2) magnetische Mittel (10, 11, 12) umfasst, um den Gasstrom offen zu halten, und ein manuell betätigtes Bedienungselement (3), das auf die magnetischen Mittel (10, 11, 12) des Elektromagnetventils (2) einwirken und somit den Gasstrom öffnen kann, und wobei das Steuerungssystem (20) erkennt, wann das Bedienungselement (3) betätigt wurde, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerungssystem (20) einen Signalstrom (I) erzeugt, der durch die magnetischen Mittel (10, 11, 12) fließt, so dass, wenn das Bedienungselement (3) betätigt wird, eine Änderung des magnetischen Widerstandes der magnetischen Mittel (10, 11, 12) eintritt, so dass das Steuerungssystem (20) die Betätigung des Bedienungselements (3) je nach Veränderung des magnetischen Widerstandes erkennt.
Steuerungssystem nach dem vorausgehenden Anspruch, wobei die Änderung des magnetischen Widerstandes anhand der Prüfung der Spannung (V) an den Klemmen der magnetischen Mittel (10, 11, 12) geprüft wird.
Steuerungssystem nach dem vorausgehenden Anspruch, wobei der Signalstrom (I) mit einem Impulssignal (Vp) erzeugt wird und die Spannung (V) während der Impulse des Impulssignals (Vp) geprüft wird.
Steuerungssystem nach dem vorausgehenden Anspruch, wobei die Spannung (V) während eines Probezeitpunkts (t) vom Beginn eines jeden Impulses geprüft wird, so dass das Steuerungssystem (20) bestimmt, dass das Bedienungselement (3) betätigt wurde, weil auf Grund der Änderung des magnetischen Widerstandes durch diese Betätigung sich die überprüfte Spannung (V) zwischen aufeinanderfolgenden Impulsen von einem niedrigeren Wert als die Referenzspannung (Vr) zu einem höheren Wert als die Referenzspannung (Vr) verlagert.
Steuerungssystem nach dem vorausgehenden Anspruch, wobei der Probezeitpunkt (t) in der Zeit zwischen einem ersten Zeitpunkt (t1) und einem zweiten Zeitpunkt (t2) liegt, wobei der erste Zeitpunkt (t1) der Zeitpunkt des Beginns eines jeden Impulses ist, in dem bei Betätigung des Bedienungselements (3) die Spannung (V) die Referenzspannung (Vr) erreicht, und der zweite Zeitpunkt (t2) der Zeitpunkt vom Beginn eines jeden Impulses ist, in dem bei Betätigung des Bedienungselements (3) die Spannung (V) die Referenzspannung (Vr) erreicht.
Steuerungssystem nach einem der vorausgehenden Ansprüche, wobei das Impulssignal (Vp) eine Frequenz zwischen 20 Hz und 1 kHz besitzt.
Steuerungssystem nach Anspruch 6, wobei das Impulssignal (Vp) eine Frequenz von 50 Hz besitzt.
Steuerungssystem nach einem der vorausgehenden Ansprüche, wobei der Funkengenerator (4) betätigt wird, wenn eine Änderung des magnetischen Widerstandes der magnetischen Mittel (10, 11, 12) erkannt wird, wobei der Funkengenerator (4) eine Reihe von Funken erzeugt, um eine Flamme im Brenner (2) zu entzünden.
Steuerungssystem nach einem der vorausgehenden Ansprüche, wobei Hilfsmittel (5) betätigt werden, wenn eine Änderung des magnetischen Widerstandes der magnetischen Mittel (10, 11, 12) erkannt wird, wodurch die Hilfsmittel (5) einen Strom zur Aufrechterhaltung (Ia) durch die magnetischen Mittel (10, 11, 12) fließen lassen, um den Gasstrom offen zu halten.