Elektrische Zünd- und Sicherheitsvorrichtung Die Erfindung betrifft eine elektrische Zünd- und Sicherheitsvorrichtung für Brenner mit gasförmigen oder flüssigen Brennstoffen mit einem Wärmefühler, welcher unter Einwirkung der Verbrennungswärme ein Abschlussorgan der Brennstoffleitung betätigt.
Bei bekannten Vorrichtungen dieser Art bewirkt der Wärmefühler das Öffnen der Brennstoffleitung, sobald er durch die Einwirkung der Zündflamme auf eine bestimmte Temperatur aufgeheizt worden ist. Wenn die Zündflamme aus irgendeinem Grunde er lischt, so muss sich der Wärmefühler, um die Brenn stoffleitung zu schliessen, erst bis auf diejenige Tempe ratur abkühlen, bei der er vorher die Leitung ge öffnet hat. Diese Abkühlung erfolgt bei mechanisch wirkenden Fühlern ziemlich langsam, und während der Abkühlungszeit strömt der Brennstoff weiter aus, ohne zu verbrennen. Dadurch können Schäden ver ursacht werden.
Der Erfinder hat sich die Aufgabe gestellt, eine elektrische Zünd- und Sicherheitsvorrichtung zu schaffen, die bei Erlöschen der auf den Fühler ein wirkenden Verbrennungswärme schon bei ganz ge ringer Abkühlung des Wärmefühlers die Brennstoff leitung schliesst und gegebenenfalls die Zündeinrich- tung sofort in Betrieb setzt, damit der Brenner bei Wiedereinsetzen der Brennstoffzufuhr sofort wieder zündet.
Die Erfindung besteht darin, dass ein Kontakt träger gegen eine Hemmungskraft verschiebbar in einem durch die Bewegung des Wärmefühlers be wegten Glied zwischen einem Gegenkontakt und einem Anschlag angeordnet ist.
Es folgt nun die Beschreibung des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels.
Fig. 1 zeigt in schematischer Darstellung den Schalt plan einer Zünd- und Sicherheitsvorrichtung, bei der der Wärmefühler lediglich die Brennstoffzuleitung zu dem Brenner steuert.
Fig. 2 zeigt eine Zünd- und Sicherheitsvorrichtung, bei der auch die Steuerung der elektrischen Zünd- einrichtung selbsttätig erfolgt.
Fig. 3a bis 3c zeigen die drei möglichen Betriebs stellungen des Kontaktträgers der Vorrichtung.
Fig. 4 zeigt einen Längsschnitt durch eine kon struktive Ausführungsform der eigentlichen Zünd- patrone.
Fig. 5 zeigt im Schnitt nach der Linie<I>A -B</I> in Fig. 4 eine im brennerseitigen Teil der Patrone etwas ab gewandelte Ausführungsform.
Fig. 6 zeigt den Schaltplan einer etwas abgewandel ten Ausführungsform.
Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung besitzt als Hauptteile den Brenner 1, die Zündpatrone 2, das Magnetventil 3 und den Schaltkasten 4. Im Bereich des Brennstoffaustrittes des Brenners 1 befindet sich eine elektrische Zündwendel 5. Der Wärmefühler steht, wie sich später aus der Beschreibung der Fig. 4 und 5 ergeben wird, unter dem Einfluss der Flamme des Brenners 1 und gegebenenfalls der Zündwendel 5. Der Wärmefühler selbst ist in Fig. 1 nicht dargestellt; er bewirkt bei seiner Erwärmung die Bewegung des Hebels 6 mit seinem Kontakt 7 auf den Gegenkontakt 8 zu. Die übrigen Bauteile der gesamten Vorrichtung werden im folgenden im Zusammenhang mit ihrer Wirkung beschrieben.
Die Klemmen 9 und 10 des Schaltkastens 4 sind an ein Wechselstromnetz üblicher Spannung, also etwa von 220 V, angeschlossen. Die Klemme 10 steht unmittelbar mit der Klemme 11 in Verbindung. Von der Klemme 9 aus führt eine Leitung über eine Siche rung 12 und einen Hauptschalter 13 einerseits über einen handbetätigten Druckschalter 14 zu der Klemme 15 und über eine Signallampe 16a zu der Klemme 10, anderseits über eine Signallampe 16 und einen dazu parallel geschalteten Kondensator 17 zu der Anschluss klemme 18 des Schaltkastens 4.
Zur Inbetriebsetzung des Brenners 1 wird zuerst der Hauptschalter 13 ge schlossen und sodann durch Drücken des Druck knopfschalters 14. die Klemme 15 unter Spannung gegen die Klemme 11 gesetzt. Die mit den Anschluss klemmen 11 und 15 des Schaltkastens 4 verbundenen Klemmen des Magnetventils 3 sind mit 11a und 15a bezeichnet. Beim Schliessen des Schalters 14 erhält die Primärwicklung 19 eines in dem Magnetventil 3 untergebrachten Transformators 20 Spannung. Hier durch wird von den Klemmen 21a und 22a des Ma gnetventils 3 und den entsprechenden Klemmen 21b und 22b der Zündpatrone 2 die Zündwendel 5 gespeist und kommt zum Glühen. Die hierbei erfolgende Er wärmung des Wärmefühlers bewirkt, dass der Kon takt 7 mit dem Kontakt 8 in Verbindung kommt.
Hierdurch werden die Klemmen 18b und 23b der Zündpatrone und damit auch die entsprechende Klemme 23a der Erregerwicklung 28 des Magnet ventils 3 mit der Klemme lla verbunden. Dadurch erhält die Erregerwicklung 28 des Magnetventils 3 über den Kondensator 17, die Signallampe 16 und Klemme 18 des Schaltkastens 4 sowie über Klemme 18b, 23b der Zündpatrone 2 und Klemme 23a des Magnetventils 3, Spannung. Hierbei wird das Ventil geöffnet und der Brenner 1 erhält Brennstoff, der sich an der glühenden Zündwendel 5 entzündet.
Nachdem der Brenner 1 die Erwärmung des Fühlers übernommen hat, kann der Druckknopfschalter 14 losgelassen werden, wodurch die Stromzufuhr zu der Zünd- wendel 5 unterbrochen wird. Wenn aus irgendeinem Grunde die Flamme des Brenners 1 erlischt und sich der auf den Hebel 6 einwirkende Wärmefühler etwas abkühlt, werden die Kontakte 7 und 8 voneinander getrennt, und die Erregerwicklung 28 des Ventils 29 wird stromlos. Das Ventil schliesst sich und kann sich erst wieder öffnen, wenn durch Betätigung des Druck knopfschalters 14 die Zündwendel 5 zum Glühen ge bracht worden ist.
Die Signallampen 16 und 16a ermöglichen dem Bedienenden eine Kontrolle der Vorrichtung. Beim Niederdrücken des Druckknopfschalters 14 leuchtet, wenn auch der Hauptschalter 13 geschlossen ist, die Signallampe 16a auf und zeigt an, dass die Zünd- wendel 5 an Spannung liegt. Wenn nun der Wärme fühler durch die Zündwendel 5 auf eine gewisse Temperatur gebracht ist, schliesst er die Kontakte 7 und 8 in der Zündpatrone 2. Dabei leuchtet die Signal lampe 16 auf und zeigt an, dass nun das Brennstoff ventil 29 geöffnet ist. Der Druckknopfschalter kann losgelassen werden. Hierbei erlischt die Signallampe 16a. Ein Erlöschen der Signallampe 16 zeigt eine Stö rung der Anlage, beispielsweise das Erlöschen des Brenners 1 an.
Die in Fig. 2 und 3 dargestellte Vorrichtung unter scheidet sich von der vorstehend geschilderten Vor richtung im wesentlichen dadurch, dass der an dem Hebel 6 der Zündpatrone 2 angebrachte Kontakt 7 nicht nur mit einem Gegenkontakt 8, der das Ventil 29 der Brennstoffleitung 30 steuert, sondern noch mit einem zweiten Gegenkontakt 31 zusammenarbeitet, der die Speisung der Zündwendel 5 der Zündpatrone 2 selbsttätig steuert. Der Schaltkasten 4 besitzt daher keinen Druckknopfschalter für die Steuerung der Zündwendel. Er weist im übrigen die gleichen Teile auf wie der Schaltkasten in Fig. 1. Die Vorrichtung arbeitet folgendermassen: Bei kaltem Wärmefühler nehmen der Hebel 6 und sein Kontakt 7 die in Fig. 3a gezeigte Stellung ein.
Bei Schliessung des Schalters 13 fliesst von den Klem men 32 und 33 des Schaltkastens 4 ein Strom über die Primärwicklung 34 des in dem Magnetventil 3 unter gebrachten Transformators 35. Die Teil-Sekundär- wicklung 36 entnimmt dem Transformator 35 den Strom für die Zündwendel 5, der dieser über die Klemmen 37a und 38a und die entsprechenden Klem men 37b, 38b und die beiden Kontakte 7 und 31 zu geführt wird.
Nach einer gewissen Erwärmung kommt der Kontakt 7 des Hebels 6, wie Fig. 3b zeigt, zusätz lich noch mit dem Kontakt 8 in der Zündpatrone 2 in Berührung, so dass auch der Gleichrichter 27 und damit die Erregerwicklung 28 des Ventils 29 über die Teil- Sekundärwicklung 39 und die Anschlussklemme 40, <I>41a, 40b</I> und 41b Spannung erhält. Das Ventil 29 öffnet, und der Brenner 1 entzündet sich an der glühenden Zündwendel 5. Bei weiterer Erwärmung des Wärmefühlers durch die Flamme des Brenners 1 werden, wie Fig. 3e zeigt, die Kontakte 7 und 31 ge trennt, und die Stromzufuhr zu der Zündwendel 5 wird unterbrochen.
Bei Erlöschen des Brenners 1 geht der Kontakt 7 nach einer geringen Abkühlung des Wärmefühlers in die Stellung nach Fig. 3a zurück. Das Ventil 29 wird geschlossen, und die Zündwendel 5 wird zum Glühen gebracht. Anschliessend kann sich, falls die Leitung 30 mit Brennstoff beschickt wird, der Brenner 1 wieder an der Zündwendel 5 entzünden und der geschilderte Vorgang wiederholt sich.
In dem Schaltkasten 4 ist anstelle des Kondensa- tors 17 der Fig. 1 ein Widerstand 42 parallel zu der Signallampe 16 geschaltet. Bei der Stellung der Zünd- patrone nach Fig. 3a brennt die Lampe hell, da durch sie und den Widerstand 42 der Zündstrom für die Zündwendel 5 fliesst. Bei der Stellung nach Fig. <B>3e</B> fliesst durch den Schaltkasten 4 nur noch der schwache Strom für die Erregerwicklung 28 des Ventils<B>29;
</B> die Lampe 16 brennt daher bei Dauerbetrieb der Vor richtung nur noch schwach und zeigt die Öffnung des Ventils 29 und das Abschalten der Zündwendel 5 an.
In den Fig. 4 und 5 sind zwei konstruktive Aus führungsformen der Zündpatrone 2 dargestellt. Die gegen Verschmutzung und Korrosion empfindlichen Teile der Patrone sind in einem Gehäuse untergebracht, das aus dem Deckel 43 und den Teilen 44 und 45 be steht. An dem Deckel 43 ist mittels der Schrauben 46 eine Scheibe 47 aus isolierendem Werkstoff befestigt. An den Deckel 43 ist eine Metallhülse 48 angelötet. In dieser Metallhülse ist ein zylindrischer Keramik stab 49 verschiebbar gelagert. Dieser Keramikstab stützt sich mit seiner Stirnseite 50 gegen einen An schlag 51 der Hülse 48 ab, der im dargestellten Bei spiel durch eine Einrollung geschaffen ist. Um den Keramikstab 49 ist ein Heizdraht 52 gewickelt, der mit der Zündwendel 5 in Reihe geschaltet ist.
Die Zündwendel 5 befindet sich vor der Stirnseite 50 des Keramikstabes 49. Zusammen mit der Isolierstoff Scheibe 47 ist durch die Schrauben 46 im Gehäuse, und zwar in einem Schlitz 53 der Scheibe 47, eine Metallplatte 54 befestigt. Diese trägt zwei Arme 55, die an ihrem äussern Ende mit einer Schneiden-Lage- rung 56 für einen hebelartigen Bügel 57 versehen sind. Dieser Bügel 57 wird durch den Keramikstab 49 unter Zwischenschaltung einer metallischen Druckplatte 58 und einer durch eine Einstellschraube 59 verschieb baren Kugel 60 geschwenkt. Er steht ausserdem unter der Wirkung einer Rückholfeder 61, deren Aufhänge arm 62 ebenfalls von der Metallplatte 54 ausgeht.
Der Bügel 57 besitzt an seinem andern freien Ende ein Auge 63, in dem ein Kontaktbolzen 64 verschiebbar gelagert ist. Der Kontaktbolzen besitzt einen ver dickten Kopf 65 als Endanschlag. Durch einen an dem Bügel 57 befestigten federnden Draht 66, der um das Auge 63 herumgeführt ist und in einem Ein schnitt 67 auf den Bolzen 64 drückt, wird auf den Bolzen 64 eine gewisse Reibung ausgeübt. Der Kon taktbolzen 64 arbeitet mit zwei Gegenkontakten 68 und 69 zusammen, deren jeder an einem federnden Blech 70 bzw. 71 befestigt ist. Das Blech 70 ist zusam men mit zwei Winkelblechen 72 und 73, das Blech 71 zusammen mit einem Winkelblech 74 durch je eine Schraube 75 an einer Scheibe 76 aus Isolierstoff be festigt. Zur Aufnahme des Endes der Schraube 77, welche die Gehäuseteile 44 und 45 miteinander ver bindet, ist in der Scheibe 76 eine Längsnut 78 vor gesehen.
Die Scheibe 76 ist mit der Scheibe 47 durch zwei Distanzbolzen 79 und 80 verbunden. In Vig. 4 ist nur der Distanzbolzen 79 sichtbar, in Fig. 5 da gegen sind beide Distanzbolzen zu sehen. In der Scheibe 76 befinden sich vier Metallgewindestücke 81, 82, 83 und 84. In die Gewindestücke 81 und 82 sind die beiden Befestigungsschrauben 75, in die Gewinde stücke 83 und 84 die Distanzbolzen 79 und 80 ein geschraubt. Alle vier Gewindestücke besitzen an ihrem andern Ende Befestigungsschrauben 85 für die vier Stromzuleitungen (Klemmen 37b,<I>38b, 40b</I> und 41b der Fig. 2), die durch den Hals 86 in das Gehäuse der Zündpatrone hineingeführt sind.
Mit den beiden Distanzbolzen 79 und 80 sind die beiden Strom zuleitungen des Heizdrahtes 52 und der Zündwendel 5 leitend verbunden. Mit dem Distanzbolzen 79 ist ausserdem über dem Aufhängearm 62 und die Rück holfeder 61 der Bügel 57 leitend verbunden.
Die beiden federnden Bleche 70 und 71, an denen die Gegenkontakte 68 und 69 befestigt sind, sind an ihren freien Enden rechtwinklig umgebogen und mit Schlitzen 87 bzw. 88 versehen, in welche die freien Enden der Winkelbleche 72 und 74 hineinragen. Die federnden Bleche 70 und 71 können sich daher nur in einem Bereich bewegen, der durch die Höhe der Schlitze 87 und 88 und die Dicke der Winkelbleche 72 und 73 festgelegt ist. Der obere Gegenkontakt 68 ist einstellbar durch eine Einstellschraube 89, die in das Winkelblech 73 eingeschraubt ist und das Winkel blech 72 unter elastischer Verformung verschwenken kann.
Der in Fig. 5 gezeigte Schnitt zeigt eine etwas andere Ausbildung des brennerseitigen Vorrichtungsendes. Es ist nämlich bei dieser Ausführung der Heizdraht 90 um die Metallhülse 48, die den Keramikstab 49 und einen Anschlag 51 für denselben enthält, herum gewickelt. Der Heizdraht 90 dient daher gleichzeitig als Zündwendel. Der Vorderteil der Vorrichtung ist in einem zusätzlichen Blechgehäuseteil 91 unterge bracht. Der Heizdraht 90 ist mittels der Schrauben 92 in Metallgewindestücken 93 und 94 befestigt.
Diese Metallgewindestücke sind ihrerseits mit den Distanz bolzen 79 und 80 verschraubt. Die Distanzbolzen 79 und 80 dienen also in beiden Fällen, d. h. sowohl bei innerhalb der Metallhülse 48 als auch ausserhalb der selben angeordnetem Heizdraht als Stromzuleitung für den Heizdraht und die Zündwendel. Diese Aus führung hat den Vorteil, dass die zur Heizung dienende Zündwendel leicht ausgewechselt werden kann.
Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist folgende: Der Gegenkontakt 68 steht mit der in Fig. 2 mit 37b bezeichneten Klemme in Verbindung. Der Gegen kontakt 69 steht mit der Klemme 40b in Verbindung. Die beiden Distanzbolzen 79 und 80 sind mit den An schlussklemmen 38b bzw. 41b verbunden. Solange die Metallhülse 48 nicht erwärmt wird, nehmen die Vor richtungsteile die in Fig. 4 dargestellte Lage ein. Wird nun der Hauptschalter 13 (Fig. 2) geschlossen, so er hält der Heizdraht 52 und die Zündwendel 5 bzw. der Heizdraht 90 Strom und kommt zum Glühen. Dabei wird die Metallhülse 48 erhitzt und dehnt sich aus.
Der sich gegen den Anschlag 51 der Metallhülse 48 ab stützende Keramikstab 49 folgt dieser Bewegung, weil er durch die Rückholfeder 61 über den Bügel 57 nach links gedrückt wird. Hierbei bewegt sich das rechte freie Ende des Bügels 57 und damit der Kontakt bolzen 64 nach unten. Das federnde Blech 70 und der Gegenkontakt 68 folgen dieser Bewegung zunächst, so dass der Heizdraht und die Zündwendel weiter unter Spannung bleiben. Nach einem gewissen Ver schiebeweg berührt der Kontaktbolzen 64 auch noch den Gegenkontakt 69. Hierdurch wird das Ventil 29 der Brennstoffleitung 30 geöffnet, und der Brenner 1 wird entzündet.
Durch die Brennerflamme wird die Metall hülse 48 weiter erwärmt, und der Bügel 57 mit seinem rechten freien Ende weiter nach unten geschwenkt. Dabei legt sich die obere Kante des Schlitzes 87 auf das Winkelblech 72 auf und der Kontaktbolzen 64 kommt ausser Berührung mit dem Gegenkontakt 68. Der Heizdraht 52 und die Zündwendel 5 bzw. der Heizdraht 90 werden stromlos. Bei weiterer Erwär mung der Metallhülse 48 wird das federnde Blech 71 nach unten gedrückt, da seine Federkraft geringer ist als die Reibung, mit der der Kontaktbolzen 64 in dem Auge 63 gehalten wird.
Sobald sich aber die Ober- kante des Schlitzes 88 gegen das Winkelblech 74 legt, wird der Bolzen 64 bei weiterer Verschwenkung des Bügels 57 in das Auge 63 hineingeschoben. Es ändert sich also der Abstand des Kopfes 65 des Kontakt bolzens 64 von dem obern Gegenkontakt 68 nicht mehr. Bei Erlöschen der auf die Metallhülse 48 ein wirkenden Flamme bewegt sich das freie Ende des Bügels 57 nach oben.
Nach einem geringen, durch die Höhe des Schlitzes 88 in dem federnden Blech 71 fest gelegten Schwenkweg wird die Berührung zwischen den Kontaktbolzen 64 und dem Gegenkontakt 69 aufgehoben, und das Ventil 29 in der Brennstoff- leitung 30 wird geschlossen. Anschliessend kommt der Kontaktbolzen 64 in Berührung mit dem obern Gegenkontakt 68, wodurch die Zündwendel Strom erhält. Die Zündwendel bleibt so lange unter Span nung, bis der Brenner 1 wieder entzündet wird.
An der Schraube 59 des Bügels 57 kann die Tempe ratur, bei welcher das Ventil 29 geöffnet wird, einge stellt werden. Die Zwischenschaltung der Kugel 60 wie auch die Lagerung des Bügels 57 auf einer Schneide 56 haben die Wirkung, dass der Bügel 57 sich nahezu reibungslos bewegt. Die Ausdehnung der Metallhülse 48 wird dadurch, dass sich die Schneidenlagerung 56 in unmittelbarer Nähe des Anlagepunktes des Bügels 57 an dem Wärmefühler befindet, stark vergrössert auf den Kontaktbolzen 64 übertragen. Die Differenz zwi schen der Temperatur, bei welcher das Ventil 29 ge öffnet wird und der Temperatur, bei der der Zünd- strom unterbrochen wird, kann an der Schraube 89 eingestellt werden.
Bei der in Fig. 6 gezeigten Vorrichtung dient zur Zündung der Stich- oder Brennerflamme 1 eine Funkenstrecke 95, die durch einen Funkenhammer 96 gesteuert wird. Diejenigen Teile der Vorrichtung, die in Aufbau und Wirkungsweise mit einzelnen Teilen der in den Fig. 1 bis 3 gezeigten Vorrichtungen iden tisch sind, sind in Fig. 6 mit den gleichen Bezugsziffern versehen wie in den Fig. 1 bis 3.
Von der Netzanschluss klemme 9 des Schaltkastens 4 führt einerseits eine Leitung unmittelbar über die Signallampe 97 und die Klemmen 98 und 98b zu dem Kontakt 7 der Zünd- patrone, anderseits eine Leitung über den mit dem Hauptschalter 13 gekoppelten Druckknopfschalter 14, den Widerstand 42, die Anschlussklemmen 99, 99b zu dem Kontakt 8 der Zündpatrone 2 und zu der Anschlussklemme 99a der Erregerwicklung 28 des Magnetventils 3.
Von der andern Netzanschluss klemme 10 führt eine Leitung über den Hauptschalter 13 und die Anschlussklemme <B>100</B> zu der Anschluss klemme 100b der Zündpatrone 2 und 100a des Magnet ventils 3.
Die Wirkungsweise dieser Vorrichtung ist folgende: Beim gleichzeitigen Schliessen des Druckknopf schalters 14 und des Hauptschalters 13 erhält der Funkenhammer 96 einerseits über den Hauptschalter 13 und die Anschlussklemmen <B>100,</B> 100b, anderseits über die Signallampe 97, die Klemmen 98, 98b und die bei kaltem Wärmefühler geschlossenen Kontakte 7, 31 Spannungen. Gleichzeitig erhält die Erregerwick- lung 28 des Magnetventils 3 über die Klemmen 100b, 100a einerseits und über die Sicherung 12 und die Klemmen 99, 99b, 99a anderseits Spannung. Das Ventil 29 öffnet sich und der ausströmende Brenn stoff entzündet sich an der Funkenstrecke 95.
Bei Er wärmung des Wärmefühlers durch die Brenner flamme löst sich der Kontakt 7 von dem Gegenkontakt 31 und kommt mit dem Gegenkontakt 8 in Berührung. Hierdurch wird der Funkenhammer 96 stromlos, und die Erregerwicklung 28 des Ventils 29 erhält über die Signallampe 97, die Klemmen 98, 98b, die Kontakte 7, 8 und die Klemmen 99a Spannung, auch wenn nun der Schalter 14 geöffnet wird. Die Signallampe 97 brennt weiter. Falls sie dies nach dem Loslassen des Druckknopfschalters 14 nicht tut, so war der be schriebene Vorgang noch nicht beendet und muss wiederholt werden.
Die beschriebene Vorrichtung kann entweder zur Zündung einer Zündflamme dienen, die dann den ganzen Brenner in Brand setzt, sie kann aber auch unmittelbar zur Zündung des gesamten Brenners ohne Zuhilfenahme einer Zündflamme verwendet werden. Im ersteren Falle kann auf eine Vorheizung des Wärmefühlers verzichtet werden.
Statt der im gezeichneten Ausführungsbeispiel zur Anwendung kommenden Reibungskraft, gegen die der Kontaktträger verschiebbar zwischen den Gegen kontakten angeordnet ist, kann auch mit flüssiger Reibung, mit einem magnetischen Feld oder mit Reibung und einem Magneten gearbeitet werden, ohne dass das Prinzip der Erfindung verlassen wird.
Electrical ignition and safety device The invention relates to an electrical ignition and safety device for burners with gaseous or liquid fuels with a heat sensor which, under the influence of the heat of combustion, actuates a closing element of the fuel line.
In known devices of this type, the heat sensor causes the fuel line to open as soon as it has been heated to a certain temperature by the action of the pilot flame. If the pilot flame goes out for any reason, the heat sensor must first cool down to the temperature at which it opened the line in order to close the fuel line. This cooling takes place quite slowly with mechanically acting sensors, and during the cooling time the fuel continues to flow out without burning. This can cause damage.
The inventor has set himself the task of creating an electrical ignition and safety device which, when the combustion heat acting on the sensor is extinguished, closes the fuel line and, if necessary, immediately starts the ignition device when the heat sensor has cooled down very slightly, so that the burner reignites immediately when the fuel supply is restarted.
The invention consists in that a contact carrier is arranged displaceably against an inhibiting force in a member moved by the movement of the heat sensor between a counter contact and a stop.
The description of the exemplary embodiment shown in the drawing now follows.
Fig. 1 shows a schematic representation of the circuit diagram of an ignition and safety device in which the heat sensor only controls the fuel supply line to the burner.
2 shows an ignition and safety device in which the control of the electrical ignition device also takes place automatically.
Fig. 3a to 3c show the three possible operating positions of the contact carrier of the device.
4 shows a longitudinal section through a constructive embodiment of the actual ignition cartridge.
Fig. 5 shows in section along the line <I> A -B </I> in Fig. 4 an embodiment slightly changed in the burner-side part of the cartridge.
Fig. 6 shows the circuit diagram of a somewhat modified embodiment.
The device shown in Fig. 1 has as main parts the burner 1, the ignition cartridge 2, the solenoid valve 3 and the switch box 4. In the area of the fuel outlet of the burner 1 is an electrical ignition coil 5. The heat sensor is, as will be seen later from the description 4 and 5, under the influence of the flame of the burner 1 and possibly the ignition coil 5. The heat sensor itself is not shown in FIG. 1; When it is heated, it causes the lever 6 to move with its contact 7 towards the mating contact 8. The other components of the entire device are described below in connection with their effect.
The terminals 9 and 10 of the switch box 4 are connected to an alternating current network with the usual voltage, ie approximately 220 V. The terminal 10 is directly connected to the terminal 11. From terminal 9, a line leads via a fuse 12 and a main switch 13 on the one hand via a manually operated pressure switch 14 to terminal 15 and via a signal lamp 16a to terminal 10, on the other hand via a signal lamp 16 and a capacitor 17 connected in parallel the connection terminal 18 of the control box 4.
To put the burner 1 into operation, the main switch 13 is first closed and then the terminal 15 is energized against the terminal 11 by pressing the push button switch 14. The terminals of the solenoid valve 3 connected to the connection terminals 11 and 15 of the switch box 4 are denoted by 11a and 15a. When the switch 14 is closed, the primary winding 19 of a transformer 20 accommodated in the solenoid valve 3 receives voltage. Here by the terminals 21a and 22a of the magnetic valve 3 and the corresponding terminals 21b and 22b of the ignition cartridge 2, the ignition coil 5 is fed and comes to glow. The heating of the heat sensor that takes place here causes the contact 7 to come into contact with the contact 8.
As a result, the terminals 18b and 23b of the ignition cartridge and thus also the corresponding terminal 23a of the field winding 28 of the solenoid valve 3 are connected to the terminal 11a. As a result, the excitation winding 28 of the solenoid valve 3 receives voltage via the capacitor 17, the signal lamp 16 and terminal 18 of the switch box 4 as well as via terminals 18b, 23b of the ignition cartridge 2 and terminal 23a of the solenoid valve 3. The valve is opened and the burner 1 receives fuel, which ignites on the glowing ignition coil 5.
After the burner 1 has taken over the heating of the sensor, the pushbutton switch 14 can be released, whereby the power supply to the ignition coil 5 is interrupted. If for any reason the flame of the burner 1 goes out and the heat sensor acting on the lever 6 cools down somewhat, the contacts 7 and 8 are separated from one another and the excitation winding 28 of the valve 29 is de-energized. The valve closes and can only open again when the ignition coil 5 has been brought to glow ge by pressing the push button switch 14.
The signal lamps 16 and 16a enable the operator to control the device. When the pushbutton switch 14 is depressed, if the main switch 13 is also closed, the signal lamp 16a lights up and indicates that the ignition coil 5 is energized. When the heat sensor is brought to a certain temperature by the ignition coil 5, it closes the contacts 7 and 8 in the ignition cartridge 2. The signal lamp 16 lights up and indicates that the fuel valve 29 is now open. The push button switch can be released. The signal lamp 16a goes out. If the signal lamp 16 goes out, this indicates a fault in the system, for example the burner 1 has gone out.
The device shown in Fig. 2 and 3 differs from the device described above essentially in that the contact 7 attached to the lever 6 of the ignition cartridge 2 not only with a mating contact 8 which controls the valve 29 of the fuel line 30, but also cooperates with a second mating contact 31, which automatically controls the feeding of the ignition coil 5 of the ignition cartridge 2. The switch box 4 therefore does not have a push button switch for controlling the ignition coil. Otherwise it has the same parts as the switch box in FIG. 1. The device works as follows: When the heat sensor is cold, the lever 6 and its contact 7 assume the position shown in FIG. 3a.
When the switch 13 is closed, a current flows from the terminals 32 and 33 of the switch box 4 via the primary winding 34 of the transformer 35 accommodated in the solenoid valve 3. The partial secondary winding 36 draws the current for the ignition coil 5 from the transformer 35, which this via the terminals 37a and 38a and the corresponding Klem men 37b, 38b and the two contacts 7 and 31 is guided.
After a certain amount of heating, the contact 7 of the lever 6, as shown in FIG. 3b, also comes into contact with the contact 8 in the ignition cartridge 2, so that the rectifier 27 and thus the excitation winding 28 of the valve 29 via the partial Secondary winding 39 and the connection terminal 40, <I> 41a, 40b </I> and 41b receives voltage. The valve 29 opens and the burner 1 ignites on the glowing ignition coil 5. When the heat sensor is further heated by the flame of the burner 1, as Fig. 3e shows, the contacts 7 and 31 ge separates, and the power supply to the ignition coil 5 is interrupted.
When the burner 1 goes out, the contact 7 returns to the position shown in FIG. 3a after the heat sensor has cooled down slightly. The valve 29 is closed and the ignition coil 5 is made to glow. Subsequently, if the line 30 is charged with fuel, the burner 1 can re-ignite at the ignition coil 5 and the process described is repeated.
In the switch box 4, instead of the capacitor 17 in FIG. 1, a resistor 42 is connected in parallel with the signal lamp 16. In the position of the ignition cartridge according to FIG. 3 a, the lamp burns brightly, since the ignition current for the ignition coil 5 flows through it and the resistor 42. In the position according to FIG. 3e, only the weak current for the excitation winding 28 of the valve 29 flows through the switch box 4;
The lamp 16 therefore burns only weakly when the device is in continuous operation and indicates the opening of the valve 29 and the switching off of the ignition coil 5.
4 and 5, two constructive embodiments of the ignition cartridge 2 are shown. The sensitive to dirt and corrosion parts of the cartridge are housed in a housing that consists of the cover 43 and parts 44 and 45 be. A disk 47 made of insulating material is fastened to the cover 43 by means of the screws 46. A metal sleeve 48 is soldered to the cover 43. In this metal sleeve, a cylindrical ceramic rod 49 is slidably mounted. This ceramic rod is supported with its end face 50 against a stop 51 of the sleeve 48, which is created in the illustrated case by a curling. A heating wire 52, which is connected in series with the ignition coil 5, is wound around the ceramic rod 49.
The ignition coil 5 is located in front of the end face 50 of the ceramic rod 49. A metal plate 54 is fastened together with the insulating material disk 47 by the screws 46 in the housing, specifically in a slot 53 of the disk 47. This carries two arms 55 which are provided at their outer end with a blade bearing 56 for a lever-like bracket 57. This bracket 57 is pivoted by the ceramic rod 49 with the interposition of a metallic pressure plate 58 and a ball 60 displaceable by an adjusting screw 59 ble. It is also under the action of a return spring 61, the suspension arm 62 of which also extends from the metal plate 54.
At its other free end, the bracket 57 has an eye 63 in which a contact pin 64 is slidably mounted. The contact pin has a thickened head 65 ver as an end stop. A certain amount of friction is exerted on the bolt 64 by a resilient wire 66 attached to the bracket 57, which is guided around the eye 63 and in a cut 67 on the bolt 64 presses. The con tact bolt 64 works with two mating contacts 68 and 69, each of which is attached to a resilient plate 70 and 71, respectively. The plate 70 is together men with two angle plates 72 and 73, the plate 71 together with an angle plate 74 by a screw 75 on a disc 76 made of insulating material be fastened. To receive the end of the screw 77, which ver binds the housing parts 44 and 45 together, a longitudinal groove 78 is seen in the disc 76 in front.
The disk 76 is connected to the disk 47 by two spacer bolts 79 and 80. In Vig. 4 only the spacer bolt 79 is visible, in Fig. 5, however, both spacer bolts can be seen. In the disc 76 there are four metal threaded pieces 81, 82, 83 and 84. In the threaded pieces 81 and 82, the two fastening screws 75, in the threaded pieces 83 and 84, the spacer bolts 79 and 80 are screwed. All four threaded pieces have fastening screws 85 at their other end for the four power supply lines (terminals 37b, 38b, 40b and 41b of FIG. 2), which are led through the neck 86 into the housing of the ignition cartridge.
The two power lines for the heating wire 52 and the ignition coil 5 are conductively connected to the two spacer bolts 79 and 80. The bracket 57 is also conductively connected to the spacer bolt 79 via the suspension arm 62 and the return spring 61.
The two resilient plates 70 and 71, to which the mating contacts 68 and 69 are attached, are bent at right angles at their free ends and provided with slots 87 and 88, respectively, into which the free ends of the angle plates 72 and 74 protrude. The resilient plates 70 and 71 can therefore only move in a range which is determined by the height of the slots 87 and 88 and the thickness of the angle plates 72 and 73. The upper mating contact 68 is adjustable by an adjusting screw 89 which is screwed into the angle plate 73 and the angle plate 72 can pivot under elastic deformation.
The section shown in Fig. 5 shows a somewhat different design of the burner-side device end. In this embodiment, the heating wire 90 is namely wound around the metal sleeve 48 which contains the ceramic rod 49 and a stop 51 for the same. The heating wire 90 therefore simultaneously serves as an ignition coil. The front part of the device is placed in an additional sheet metal housing part 91 under. The heating wire 90 is fastened in threaded metal pieces 93 and 94 by means of the screws 92.
These threaded metal pieces are in turn screwed to the spacer bolts 79 and 80. The spacer bolts 79 and 80 are used in both cases, d. H. both inside the metal sleeve 48 and outside the same arranged heating wire as a power supply for the heating wire and the ignition coil. This design has the advantage that the ignition coil used for heating can easily be replaced.
The mode of operation of the device is as follows: the mating contact 68 is connected to the terminal designated 37b in FIG. 2. The counter contact 69 is connected to the terminal 40b. The two spacer bolts 79 and 80 are connected to the connection terminals 38b and 41b, respectively. As long as the metal sleeve 48 is not heated, the device parts take the position shown in FIG. If the main switch 13 (FIG. 2) is now closed, it holds the heating wire 52 and the ignition coil 5 or the heating wire 90 current and starts to glow. The metal sleeve 48 is heated and expands.
The ceramic rod 49 supporting itself against the stop 51 of the metal sleeve 48 follows this movement because it is pressed to the left by the return spring 61 via the bracket 57. Here, the right free end of the bracket 57 and thus the contact bolt 64 moves down. The resilient sheet metal 70 and the mating contact 68 initially follow this movement so that the heating wire and the ignition coil remain under tension. After a certain displacement, the contact pin 64 also touches the mating contact 69. This opens the valve 29 of the fuel line 30, and the burner 1 is ignited.
The metal sleeve 48 is further heated by the burner flame, and the bracket 57 is pivoted further down with its right free end. The upper edge of the slot 87 rests on the angle plate 72 and the contact pin 64 comes out of contact with the mating contact 68. The heating wire 52 and the ignition coil 5 or the heating wire 90 are de-energized. When the metal sleeve 48 heats up further, the resilient plate 71 is pressed down, since its spring force is less than the friction with which the contact pin 64 is held in the eye 63.
As soon as the upper edge of the slot 88 rests against the angle plate 74, the bolt 64 is pushed into the eye 63 upon further pivoting of the bracket 57. The distance between the head 65 of the contact pin 64 and the upper mating contact 68 no longer changes. When the flame acting on the metal sleeve 48 goes out, the free end of the bracket 57 moves upwards.
After a small pivoting path, fixed by the height of the slot 88 in the resilient plate 71, the contact between the contact pins 64 and the mating contact 69 is canceled, and the valve 29 in the fuel line 30 is closed. The contact pin 64 then comes into contact with the upper mating contact 68, as a result of which the ignition coil receives current. The ignition coil remains under tension until burner 1 is re-ignited.
At the screw 59 of the bracket 57, the temperature at which the valve 29 is opened can be set. The interposition of the ball 60 as well as the mounting of the bracket 57 on a cutting edge 56 have the effect that the bracket 57 moves almost smoothly. The expansion of the metal sleeve 48 is transferred to the contact pin 64 in a greatly enlarged manner because the cutting edge bearing 56 is located in the immediate vicinity of the contact point of the bracket 57 on the heat sensor. The difference between the temperature at which the valve 29 opens and the temperature at which the ignition current is interrupted can be set on the screw 89.
In the device shown in FIG. 6, a spark gap 95 which is controlled by a spark hammer 96 is used to ignite the stick or burner flame 1. Those parts of the device which are identical in structure and mode of operation with individual parts of the devices shown in FIGS. 1 to 3 are given the same reference numerals in FIG. 6 as in FIGS. 1 to 3.
From the mains connection terminal 9 of the switch box 4, on the one hand, a line leads directly via the signal lamp 97 and the terminals 98 and 98b to the contact 7 of the ignition cartridge; Connection terminals 99, 99b to the contact 8 of the ignition cartridge 2 and to the connection terminal 99a of the field winding 28 of the solenoid valve 3.
A line leads from the other mains connection terminal 10 via the main switch 13 and the connection terminal <B> 100 </B> to the connection terminal 100b of the ignition cartridge 2 and 100a of the solenoid valve 3.
The mode of operation of this device is as follows: When the push-button switch 14 and the main switch 13 are closed at the same time, the spark hammer 96 receives the terminals 98 via the main switch 13 and the connection terminals 100, 100b on the one hand, and the signal lamp 97 on the other , 98b and the closed contacts 7, 31 when the heat sensor is cold. At the same time, the excitation winding 28 of the solenoid valve 3 receives voltage via the terminals 100b, 100a on the one hand and via the fuse 12 and the terminals 99, 99b, 99a on the other hand. The valve 29 opens and the outflowing fuel ignites at the spark gap 95.
When he heats the heat sensor by the burner flame, the contact 7 is released from the counter contact 31 and comes with the counter contact 8 in contact. As a result, the spark hammer 96 is de-energized and the excitation winding 28 of the valve 29 receives voltage via the signal lamp 97, the terminals 98, 98b, the contacts 7, 8 and the terminals 99a, even if the switch 14 is now opened. The signal lamp 97 continues to burn. If it does not do this after releasing the pushbutton switch 14, the process described was not yet completed and must be repeated.
The device described can either be used to ignite an ignition flame, which then sets the entire burner on fire, but it can also be used directly to ignite the entire burner without the aid of an ignition flame. In the former case, preheating of the heat sensor can be dispensed with.
Instead of the frictional force used in the illustrated embodiment, against which the contact carrier is slidably disposed between the counter-contacts, it is also possible to work with liquid friction, with a magnetic field or with friction and a magnet, without departing from the principle of the invention.