Elektrisch gesteuerte vollautomatische Gasmangelzündsicherung für Gasflammen Die Erfindung betrifft eine elektrisch gesteuerte vollautomatische Gasmangelzündsicherung für Gas flammen, bei welcher eine Zünd- oder Brennerflamme über ein oder mehrere Thermoelemente eine Strom- bzw. Spannungsänderung bewirkt, die zur Steuerung eines Relais ( Thermorelais ) dient, derart,
dass es über einen Hilfsstromkreis bei Nichtbrennen der Zünd- oder Brennerflamme einen Zündvorgang veranlasst und ein Hauptbrennerventil geschlossen hält, während es beim Brennen der genannten Flamme den Zünd- vorgang ausschaltet und das Hauptbrennerventil öffnet und offenhält, wobei das Relais selbsttätig und direkt, somit ohne Verwendung eines irgendwie gearteten Verstärkers oder sonstigen Zwischengliedes, je einen Hilfsstromkreis überwacht, von denen der eine einen Zündtransformator und der andere das Hauptbrenner ventil enthält.
Bereits in dem schweizerischen Patent Nr. 369.088 vom 8.6.1959 ist eine thermoelektrisch gesteuerte, vollautomatische Gasmangelzündsicherung beschrieben.
Aufgabe der Erfindung ist es, diese Gasmangel- zündsicherung zu verbessern, insbesondere zu ver hindern, dass bei kurzzeitigem Strommangel bis zum Abklingen des Thermoelementes Gas unverbrannt zum Hauptbrenner ausströmen und bei der darauf fol genden Zündung zu Verpuffungen oder zu Explosionen führen kann.
Dieser Nachteil wird durch die Anord nung eines dem Thermorelais zugeschalteten über- wachungsrelais behoben, das mit eintretendem Strom mangel im Hilfsstromkreis das in der Gaszuleitung sitzende Hauptbrennerventil nicht nur sofort schliesst, sondern auch - nach Beheben der Ursache der Strom unterbrechung im Hilfsstromkreis - so lange ge schlossen hält, bis der durch den erneut einsetzenden Zündvorgang wiederkommende Thermostrom das von ihm beherrschte Thermorelais zurückschaltet und damit das Hauptbrennerventil wieder geöffnet wird.
Vorteilhafterweise kann das Zündgasventil mit dem Überwachungsrelais starr gekuppelt werden.
In beiliegender Zeichnung ist ein Ausführungsbei spiel des Erfindungsgegenstandes dargestellt. Es zeigen: Fig. 1 eine thermoelektrisch gesteuerte vollautoma tische Gasmangelzündsicherung mit einem, einem Thermorelais zugeordneten überwachungsrelais.
Fig. 2 eine in Betriebsstellung befindliche Gas- mangelzündsicherung in Form eines Schaltschemas, bei der das überwachungsrelais mit dem Zündgasventil vereinigt ist.
Fig. 3 eine Einzelheit in schematischer Darstellung, wobei zu erkennen ist, dass das überwachungsrelais mit dem Zündgasventil starr gekuppelt ist.
Wird der Schalter 1 in der Fig. 1 geschlossen, dann liegt die Netzspannung über die Ruhekontakte 2 - 3 eines Temperaturfühlers 4 und die Ruhekontakte 5 - 6 eines thermischen Auslösers 7 sowie über die Kontakte 8 - 9 eines Thermorelais 10 an der Primärspule eines Zündtransformators 11, sofern ein in der Netzleitung befindlicher Druckschalter 26, der vom Gasdruck über eine Membran 27 betätigt wird, geschlossen ist.
Die Sekundärspannung des Zündtransformators 11 wird an eine Zündelektrode 12 geführt und bildet dort Funken, die an eine Düse 13 der Zündbrennerflamme überspringen. Mit dem Schliessen des Schalters 1 wird gleichzeitig die Spule des Zündbrennerventils 14 an die Netzspannung angeschlossen, so dass dieses Ventil 14 den Weg für das Gas zu der Zünddüse 13 freigibt.
Hier entzündet es sich an den von der Sekundär wicklung des Zündtransformators 11 erzeugten Zünd- funken. Nachdem die Spannung eines Thermoele- mentes 15 den Ansprechwert des Thermorelais 10 erreicht hat, wird dessen Kontaktpaar 8 - 9 unter brochen und statt dieses ein Kontaktpaar 16 - 17 ge schlossen.
Damit liegt die Netzspannung an der Spule eines Hauptbrennerventils 18, sofern ein Kontaktpaar 24 - 25 eines nur bei grossen Magnetventilen not wendigen, alsdann diesem vorzuschaltenden Zwischen relais 23, und die Kontaktpaare 3l-32 und 33-34 eines der Spule des Hauptbrennerventils 18 nachgeschalteten, dem Thermorelais 10 zugeordneten überwachungs- relais 30 geschlossen ist bzw. sind. Mit der Erregung der Spule des Hauptbrennerventils 18 öffnet sich dieses. Gleichzeitig zeigt eine Signallampe 19 den Betriebszustand des Hauptbrennerventils 18.
Das durch eine Düse 20 des Hauptbrenners ausströmende Gas entzündet sich an der Gaszündflamme. Mit dem Umschalten des Thermorelais 10 von dem Kontakt paar 8 - 9 auf das Kontaktpaar 16 - 17 wird zugleich der Zündtransformator 11 abgeschaltet. Die Gas- mangelzündsicherung ist dann im Betriebszustand.
Es erscheint unnötig, auf die Wirkungsweise des Temperaturfühlers 4 und des thermischen Auslösers 7 einzugehen, da die Wirkungsweise dieser Geräte an sich bekannt ist und da sich an der vorstehend auf gezeigten Wirkungsweise der Gasmangelzündsicherung insoweit nichts ändert.
Fällt aus irgendeinem Grund der Netzstrom aus, dann wird die Spule des Überwachungsrelais 30 nicht mehr erregt, die Kontaktpaare 31 - 32 und 33 - 34 werden geöffnet, das Zwischenrelais 23 fällt ab, wobei das ihnen zugeordnete eine Kontaktpaar 24 - 25 geöff net wird, so dass die Spule des Hauptbrennerventils 18 unbelastet wird und das Hauptbrennerventil 18 augen blicklich die Gaszufuhr zur Brennerdüse 20 sperrt, während das andere Kontaktpaar 35 - 36, das im Primärstromkreis sitzt, geschlossen wird.
Die Zünd- sicherung setzt sich aber erst dann wieder in Gang, wenn die Spannung des Thermoelementes 15 so weit abgefallen ist, dass die Kontakte 16 - 17 geöffnet und dafür die Kontakte 8 - 9 des Thermorelais 10 ge schlossen werden und der Netzstrom wieder vorhanden ist, also nach Behebung der Ursache der Stromunter brechung. Der Netzstrom fliesst wieder durch die Primärwicklung des Zündtransformators 11 und der Zündvorgang wiederholt sich in der bereits be schriebenen Weise.
Eine Unterbrechung im Netzstrom kann auch da durch hervorgerufen werden, dass der Gasstrom so stark sinkt, dass die Membrane 27 des Druckschalters 26 infolge ihres Eigengewichtes fällt und dabei diesen öffnet. Bei wiederkommendem Gas wird der Druck schalter 26 wieder selbsttätig geschlossen und die Zündsicherung setzt sich in der zuvor beschriebenen Weise erneut selbsttätig in Betrieb.
In Analogie mit der Fig. 1 ist in der Fig. 2 mit 1 der Hauptschalter, mit 4 der diesem nachgeordnete Thermostat, mit 2, 3 dessen Ruhekontakte, mit 11 der mit dem Thermostat 4 in Reihe geschaltete Zünd- transformator und mit 10' ein den Primärstromkreis des Zündtransformators 11 rückleitungsseitig beherr schendes Thermorelais bezeichnet. Im Sekundärstrom kreis des Zündtransformators ist eine Glühzündspirale 12' angeordnet.
Mit dem Schliessen des Primärstrom kreises entzündet sich an der aufglühenden Glühspirale 12', die auch durch einen Zündfunkengeber ersetzt werden kann, das über eine Gasnebenstromleitung 43, das Zündgasventil 14 und eine Gasnebenstromleitung 44 ausströmende Zündgas.
Nachdem die Spannung des von der Zündgasflamme erhitzten Thermoelementes 15 den Ansprechwert des Thermorelais 10' erreicht hat, wird dessen Ruhekontaktpaar 8 - 9 und damit dessen einer Hilfsstromkreis unterbrochen und statt dieses das Kontaktpaar 16 - 17 und damit dessen anderer Hilfsstromkreis geschlossen, womit die Netz spannung - wie nachstehend noch näher erläutert wird - an der Spule des Hauptbrennerventils 18 liegt.
Mit dem Schliessen des Netzstromkreises durch Ein schalten des Hauptschalters 1 und des Thermostaten 4 wird aber auch ein weiterer Stromkreis geschlossen, in dem u. a. der Gleichrichter 56 sowie das dem Thermorelais 10' über dessen zweites Ruhekontakt paar 8' - 9' zugeordnete Überwachungsrelais 30 ange ordnet ist. Das überwachunsrelais 30 steuert me chanisch das Zündgasventil 14 ohne starre Kupplung (s. Fig. 2) oder mit starrer Kupplung (s. Fig. 3). Das Überwachungsrelais 30 weist ferner zwei Kontaktpaare 31- 32 und 33 - 34 auf.
Bei erregtem überwachungs- relais 30 wird über sein Kontaktpaar 31 - 32 sein Stromkreis direkt geschlossen. Gleichzeitig wird aber auch die Rückleitung des magnetisch gesteuerten Hauptbrennerventils 18 über das andere Kontaktpaar 33 - 34 des Überwachungsrelais 30 geschlossen. Wie die Fig. 2 weiter erkennen lässt, ist dem Gleichrichter 56 wechselstromseitig der thermische Auslöser 7 mit seinem Ruhekontakt 6 vorgeschaltet und ein zum Ruhekontakt 9 des Thermorelais 10' führender, einen Widerstand 60 aufnehmender Strom kreis parallel geschaltet.
Die Inbetriebnahme und Wirkungsweise der An lage ist wie folgt: Der Hauptschalter 1 sei geschlossen, und der Thermostat 4 liege, ebenso wie das Thermorelais 10', an den ihnen zugeordneten Ruhekontakten 2 - 3 bzw. 8 - 9 und 8' - 9'. Damit ist der eine, den Zündtransfor- mator einschliessende, vom Thermorelais 10' be herrschte Stromkreis geschlossen. Ferner liegt der an die netzseitige Zuleitung angeschlossene thermische Auslöser 7 an seinem Ruhekontakt 6. Demzufolge ist der Gleichrichter 56, da er mit seinem Ausgang an die Netzrückleitung angeschlossen ist, stromdurchflossen. Das ihm nachgeschaltete Überwachungsrelais 30 wird dadurch gleichzeitig erregt.
Die vom überwachungs- relais 30 zum Gleichrichter 56 führende Rückleitung ist nämlich über das zweite Kontaktpaar 8' - 9' des Thermorelais 10' geschlossen. Das vom überwachungs- relais 30 gesteuerte Zündgasventil 14 gibt gleichzeitig den Durchfluss des Gasnebenstromes zu dem das Thermoelement 15 aufnehmenden Zündkopf frei.
Das von der Gasnebenstromleitung 43 über das geöffnete Zündgasventil 14 zur Gasnebenstromleitung 44 strömende Gas entzündet sich an der nächst dem Zündkopf angeordneten, vom Sekundärstrom des Transformators 11 durchflossenen und erglühenden Zündspirale 12'. Die Zündgasflamme ruft nun an der heissen Lötstelle des Thermoelementes 15 einen Ther- mostrom hervor, der das Thermorelais 10' nach Er reichung seines Ansprechwertes umschaltet.
Die Ruhe kontaktpaare 8 - 9 und 8'- 9' werden dadurch geöffnet und der vom Thermorelais 10' beherrschte andere Stromkreis, der das magnetisch gesteuerte Haupt brennerventil 18 enthält, wird durch Überbrückung des Kontaktpaares 16 -17 geschlossen. Das über das geöffnete Hauptbrennermagnetventil 18 ausströmende Gas entzündet sich nunmehr an der Zündgasflamme. Mit dem Öffnen des Kontaktpaares 8 - 9 des Thermo- relais 10' wird gleichzeitig der eine, den Zündtrafo enthaltende Stromkreis abgeschaltet.
Das Überwachungsrelais 30 dient aber auch als Sperrelais bei kurzzeitiger Stromunterbrechung, z. B. bei Öffnen des Kontaktpaares 2 - 3 des den zu be heizenden Raum überwachenden Thermostaten 4, weil die beiden Kontaktpaare 31- 32 und 33 - 34 des Überwachungsrelais 30 geöffnet werden und damit das Hauptbrennermagnetventil 18 und das Zündgas- ventil 14 augenblicklich in Schliessstellung gehen.
Ein Wiedereinschalten des Überwachungsrelais 30 und des Zündtransformators 11 kann aber erst erfolgen, wenn die Thermospannung des Thermoelementes 15 den Ansprechwert des Thermorelais 10' unterschrit ten und dieses, 10', auf das Ruhekontaktpaar 8 - 9 zurückgeschaltet hat.
Der thermische Auslöser 7 hat die Aufgabe, bei wiederholt erfolgloser Zündung nach einer vorge sehenen Zeit, z. B. 30 Sekunden, den Zündtransfor- mator 11 und das Überwachungsrelais 30 abzuschal ten. Erst wenn die Störung beseitigt und der nicht näher bezeichnete Druckknopf des thermischen Aus lösers 7 eingedrückt ist, kann die Anlage in der vor geschriebenen Art wieder in Betrieb genommen wer den.
Eine wesentliche Vereinfachung der Gasmangel- zündsicherung wird darin gesehen, dass das Zünd- gasventil von dem Überwachungsrelais mechanisch gesteuert wird, so dass der durch den erneut ein setzenden Zündvorgang der Zündgasflamme wieder kommende Thermostrom das Thermorelais wieder in die Betriebsstellung bringt und somit den einen Hilfs stromkreis einschaltet und dabei das von diesem be herrschte Hauptbrennerventil wieder öffnet und gleichzeitig den den Zündtransformator aufnehmen den anderen Hilfsstromkreis abschaltet,
bei einsetzen dem Zündvorgang jedoch, ausser dem Thermorelais auch das Hauptbrennerventil in seine andere End- stellung zurückschaltet. Das Überwachungsrelais bil det also mit dem Zündgasventil eine bauliche Einheit, wobei Relais handelsüblicher Art verwendet werden können.
Das Überwachungsrelais und das elektromagne tisch gesteuerte Hauptbrennerventil werden vorteil haft im Gleichstromkreis eines von einem Wechsel strom gespeisten Gleichrichters liegen. Es ist eine bekannte Tatsache, dass Relais, die durch Gleich strom gesteuert werden, mit grösseren Spannungs unterschieden als solche durch Wechselstrom erregte arbeiten können. Schliesslich arbeiten von Gleichstrom gespeiste Relais auch brummfrei.
Dem Gleichrichter wird zweckmässigerweise ein thermischer Auslöser vorgeschaltet und ein Wider stand in einem Nebenstromkreis derart angeordnet, dass dieser vom Thermorelais bei dessen Übergang in die Betriebsstellung zusammen mit dem Zünd- transformator abgeschaltet wird.
Die Anordnung des Widerstandes hat den Vorteil, dass eine Angleichung an den Ansprechwert des durch den thermischen Auslöser gehenden und auf diesen abgestimmten Stromes erreicht wird und dass der Widerstand mit dem den Transformator beherrschenden Hilfsstrom kreis durch das Thermorelais bei dessen Übergang in die Betriebsstellung abgeschaltet wird.