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Verfahren und Vorrichtung zum Anzünden und Sichern eines Brenners Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Anzünden und Sichern eines Brenners, wobei man bei Betriebsaufnahme des Brenners eine Zündvorrichtung in Funktion setzt und zugleich derart auf eine Brennersicherung einwirkt, dass man den Brennstoff einleiten kann.
Solche Verfahren sind grundsätzlich bekannt, bei welchen man mittels der Zündvorrichtung einen Stab erhitzt, durch dessen Wärmeausdehnung die Brennersicherung derart beeinflusst wird, dass die Einleitung des Brennstoffes bewirkt bzw. ermöglicht wird. Der eintretende Brennstoff wird dann durch die Zündvorrichtung gezündet, und die Brennerflamme sorgt nun für die weitere Erhitzung des Stabes oder Thermofühlers, welcher die Sicherungseinrichtung überwacht. Die Erhitzung des Stabes bzw. dessen Wärmeausdehnung geht aber, besonders wenn eine nicht allzu grosse Heizleistung der Zündvorrichtung vorgesehen sein soll, derart träge vor sich, dass vom Augenblick des Einschaltens der Zündvorrichtung bis zur eigentlichen Inbetriebnahme des Brenners erheblich Zeit verstreicht, was z. B. bei Brennern von Kochherden sehr unerwünscht ist.
Die mechanisch arbeitende Brennersicherung bietet sehr geringe Freiheit in der gegenseitigen Anordnung des Brenners und der Sicherungsorgane.
Diese Nachteile können beim erfindungsgemässen Verfahren zum Anzünden und Sichern eines Brenners vermieden werden, indem man eine thermoelektrische Brennersicherung vorsieht und zur Betriebsaufnahme mit einem elektrischen Strom auf deren Magnetsystem einwirkt, solange die Zündvorrichtung in Funktion ist, und dadurch die Einleitung des Brennstoffes nur bei wirksamer Zündvorrichtung ermöglicht.
Es ist dabei also möglich, anstelle des erwähnten Stabes, welcher eine grosse Wärmekapazität aufweist, ein die Brennersicherung überwachendes Thermoelement vorzusehen, welches sehr rasch anspricht oder aber die durch ein Thermoelement überwachte Brennersicherung kann bei Inbetriebnahme des Brenners gleichzeitig mit der Zündvorrichtung mit elektrischer Fremdenergie gespiesen werden, so dass sie unabhängig von der thermischen Trägheit des Thermo- elementes augenblicklich anspricht. In der gegenseitigen Anordnung des Brenners und der Sicherungsorgane ist man absolut frei.
Im folgenden sind anhand der Zeichnung zwei Ausführungsbeispiele der erfindungsgemässen Vorrichtung zum Anzünden und Sichern eines Brenners sowie eine Detailvariante erläutert.
Fig. 1 ist eine schematische Darstellung des ersten Ausführungsbeispiels, und Fig. 2 ist eine entsprechende Darstellung des zweiten Ausführungsbeispiels.
Fig. 3 zeigt die Detailvariante.
In Fig. 1 ist ein z. B. als Herdbrenner verwendbarer Gasbrenner 1 schematisch dargestellt, welcher über eine Gasleitung 2 und ein Sicherungsventil 3 ge- spiesen werden kann. Das Sicherungsventil 3, welches zugleich als Absperr- und Regulierorgan dienen kann, wird durch ein im Bereiche der Brennerflamme angeordnetes Thermoelement 4 in der Weise überwacht, dass eine Gaszufuhr zum Brenner nur möglich ist, wenn das Thermoelement erhitzt ist und demzufolge in der Wicklung 5 des Magneten 6 der Sicherungsvorrichtung ein Thermostrom von solcher Stärke fliesst,
dass der Magnet 6 einen Ventilteller 7 entgegen der Wirkung einer Schliessfeder 8 zu halten vermag. Thermoelektrisch überwachte Sicherungsventile 3, die zugleich auch als Absperr- und Regulierorgane dienen können, sind z. B. in den Schweizer Patenten Nrn. 344388 und 338804 der Anmelderin eingehend beschrieben. Im Bereiche der aus dem Brenner 1 ausströmenden Gase und zugleich im Bereiche des
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Thermoelementes 4 ist eine als Anzündvorrichtung dienende Heizspirale 9 angeordnet, welche durch Schliessen eines Schalters 10 mit einer nicht dargestellten Stromquelle verbunden und damit auf eine zur Entzündung der aus dem Brenner ausströmenden Gase genügende Temperatur gebracht werden kann.
Die in Fig. 1 dargestellte Anzünd- und Sicherungsvorrichtung arbeitet wie folgt: Im dargestellten Betriebszustand wird das Thermoelement 4 durch die Brennerflamme erhitzt und liefert einen Thermostrom, durch welchen der Magnet 6 des Sicherungsventils 3 genügend erregt wird, um den Ventilteller 7 entgegen der Wirkung der Druckfeder 8 zu halten. Erlöscht die Brennerflamme aus irgendeinem Grunde, so erkaltet das Thermoelement und der Thermostrom sinkt ab, bis die Schliessfeder 8 den Ventilteller 7 vom Magneten 6 zu lösen vermag, denselben gegen den obern Rand der Gaszuleitung 2 presst und damit die Gaszufuhr zum Brenner unterbindet.
Um den Brenner wieder in Betrieb zu nehmen, wird zuerst der Schalter 10 geschlossen, so dass die Heizspirale 9 erhitzt wird. Dieselbe erhitzt auch das Thermoelement 4, so dass dasselbe in kurzer Zeit einen genügenden Thermostrom liefert, um ein Öffnen des Sicherungsventils zu gestatten. Dieses Öffnen geschieht in der Weise, dass man den Magneten 6 zur Berührung mit dem Ventilteller bringt und den nun haftenden Ventilteller wieder in die in Fig. 1 dargestellte Lage anhebt. Dabei kann wieder Gas zum Brenner 1 strömen und wird bei seinem Austritt aus demselben von der Heizspirale 9 gezündet. Die Erwärmung des Thermoelementes wird nun wieder von der Brennerflamme übernommen, und die Heizspirale muss, um die Brennersicherung wirksam werden zu lassen, ausgeschaltet werden.
Zum betriebsmässigen Abstellen des Brenners wird der Magnet 6 mit dem daran haftenden Ventilteller 7 nach unten gegen den Ventilsitz gepresst.
Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist es erforderlich, zur Inbetriebnahme des Brenners zuerst den Schalter 10 zu schliessen, dann das Sicherungs- und Regulierventil 3 zu öffnen und schliesslich den Schalter 10 wieder zu öffnen. Besonders bei Brennern, die keine Betriebsregulierung erfordern, sondern mit konstanter Leistung arbeiten, wäre es erwünscht, diese Manipulationen zu vereinfachen. Das ist möglich, wenn man anstelle eines einfachen Thermoelementes eine Thermosäule verwendet, die genügend elektrische Energie liefert, um mindestens ein Hilfsventil zu öffnen. Durch Öffnen des Hilfsventils kann mit Hilfe des Gasdruckes ein Hauptventil geöffnet werden, welches den Hauptgasstrom zum Brenner freigibt.
Die Anordnung müsste ferner so getroffen sein, dass das Hauptventil beim Schliessen des Hilfsventils auch geschlossen wird. Wird bei einer derartigen Anordnung die Thermosäule durch die Heiz- und Zündspirale 9 erhitzt, so liefert sie einen Thermostrom, durch welchen das Hilfs- ventil direkt und folglich auch das Hauptventil indirekt geöffnet und der Brennstoff zum Brenner zu- ger führt wird. Ist der Brenner "e - zündet, so kann der Stromkreis zur Heizspirale 9 unterbrochen werden, und die weitere Erwärmung der Thermosäule wird durch die Brennerflamme übernommen.
Erlöscht der Brenner, so erkaltet die Thermosäule, das Hilfsventil schliesst sich und bewirkt auch die Schliessung des Hauptventils, wodurch die Gaszufuhr zum Brenner unterbrochen wird. Zum betriebsmässigen Abstellen des Brenners können willkürlich betätigbare Mittel zum Schliessen des Hilfsventils vorgesehen sein. Eine weitere Ausführungsform einer Anzünd- und Sicherungsvorrichtung, die gestattet, den Brenner lediglich durch Schliessen eines elektrischen Stromkreises in Betrieb zu nehmen, ist in Fig.2 dargestellt, in welcher entsprechende Teile gleich bezeichnet sind wie in Fig. 1. Anstelle des Kochbrenners 1 ist ein Strahlbrenner 11 vorgesehen, welcher z.
B. als Grillbrenner in einem Gasherd verwendet werden kann. Solche Strahlbrenner werden üblicherweise nicht geregelt, und es ist daher nur ein Absperrventil, jedoch kein Regulierventil erforderlich. Die Heiz- spirale 9, welche über den Schalter 10 mit einer nicht dargestellten Gleichstromquelle verbunden werden kann, ist in Serie mit dem aus der Thermosäule oder dem Thermoelement 4 und der Wicklung 5 gebildeten Stromkreis geschaltet, so dass beim Schliessen des Schalters 10 ein relativ starker Gleichstrom durch die Wicklung 5 des Magneten 6 fliesst und denselben genügend erregt, damit dieser den Ventilteller 7 aus seiner Schliessstellung anzuziehen vermag.
Beim Schliessen des Schalters 10 wird also das Sicherungsventil 3 geöffnet und Gas zum Brenner 11 zugelassen. Zugleich wird das Thermoelement oder die Thermo- säule 4 durch die Heiz- und Zündspirale 9 geheizt, so dass bereits ein genügender Thermostrom geliefert wird, um den Ventilteller 7 am Magneten 6 festzuhalten, wenn der Brenner gezündet wird. Der Schalter kann nun geöffnet werden, und die Brennerflamme sorgt für die weitere genügende Erhitzung des Thermo- elementes oder der Thermosäule 4.
Erlöscht der Brenner, so erkaltet das Thermoelement 4, und der Ventilteller 7 wird durch die Schliessfeder 8 vom Magneten 6 getrennt und gegen den Ventilsitz gepresst, um die weitere Gaszufuhr zum Brenner _zu unterbinden. Anstatt den Stromkreis der Heiz- und Zündspirale 9 direkt an den Thermostromkreis anzuschliessen, könnte auf dem Magneten 6 eine separate, mit der Spirale 9 in Serie oder parallel zu derselben geschaltete Spule vorgesehen sein, welcher eine zum Öffnen des Sicherungsventils genügende elektrische Leistung zugeführt werden könnte.
Um auch ein betriebsmässiges Abstellen des Brenners durch elektrische Steuerung zu erzielen, könnte bei der in Fig. 2 dargestellten Schaltung ein weiterer, punktiert angedeuteter Schalter 12 vorgesehen sein, mittels welchem der Thermostromkreis kurzgeschlos-
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sen und damit der Ventilteller 7 zum Abfallen gebracht werden kann. Zur normalen Bedienung des Brenners würde es in diesem Falle genügen, zum Einschalten den Schalter 10 und zum Ausschalten den Schalter 12 zu betätigen.
Der Schalter 10 könnte auch gemäss Fig.3 als Umschalter mit neutraler Mittelstellung ausgebildet sein, welcher normalerweise geöffnet wäre und in einer Arbeitsstellung zum Anschliessen der Gleichstromquelle an die Teile 5 und 9, und in der andern Arbeitsstellung zum Kurzschliessen des Thermostrom- kreises benützt werden könnte. Die Schalterstellungen könnten dabei sinngemäss etwa mit Ein , Sicherung und Aus bezeichnet werden. Diese vollelektrische Steuerung hätte auch den Vorteil, dass das Siche- rungs- und Absperrventil 3 in einem vollständig geschlossenen, dichten Gehäuse untergebracht werden könnte.
Natürlich könnte auch bei der Schaltung gemäss Fig.2 oder der oben beschriebenen Ausführungsvariante hierzu nach Fig. 3 oder bei der Variante, bei welcher eine separate Einschaltwicklung auf dem Magneten 6 vorgesehen ist, lediglich ein Hilfsventil mit sehr kleiner Steuerbewegung elektrisch gesteuert werden, während ein Hauptventil auf pneumatischem Wege mittels des Hilfsventils gesteuert würde.
Es wäre bei den Ausführungsarten der erfindungsgemässen Vorrichtung, bei welchen die thermoelektrische Brennersicherung bei der Betriebsaufnahme des Brenners mit elektrischer Fremdenergie gespiesen wird, nicht unbedingt erforderlich, das Thermoelement im Heizbereiche der Zündvorrichtung anzuordnen, wobei man aber die Brennersicherung so lange mit der Stromquelle verbunden halten müsste, bis das Thermoelement durch die gezündete Brennerflamme genügend erhitzt wäre, um die Gaszufuhr aufrechtzuerhalten. Dabei könnte anstelle einer Heizspirale eine andere geeignete Zündvorrichtung, z. B. ein Funkenzünder, vorgesehen sein, welcher weniger Energie benötigt.
Das erfindungsgemässe Zünd- und Sicherungsverfahren ermöglicht eine vollautomatische Brennersteue- rung und gestattet insbesondere ohne Zündflammen und ohne für dieselben erforderliche Zuleitungen und Überwachungsorgane auszukommen. Die für die Steuerung der Zünd- und Sicherungsvorrichtung benötigte elektrische Energie ist gering, und man kann daher mit Batteriebetrieb auskommen. Es ist daher kein Anschluss an das Lichtnetz erforderlich und die für Schwachstrom bemessenen Installationen verursachen keine wesentlichen Kosten.