WO2011054022A2 - Ventilvorrichtung sowie verfahren zur thermoelektrischen zündsicherung für gasbetriebene geräte - Google Patents

Ventilvorrichtung sowie verfahren zur thermoelektrischen zündsicherung für gasbetriebene geräte Download PDF

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Definitions

  • the invention relates to a valve device for gas-operated devices, having a gas inlet and at least one gas outlet lass valve housing, in which for selectively releasing a flow path from the gas inlet to the gas outlet in a active state, a magnetic force exerting magnets z is provided z, which has a having movable closure member for closing the flow path, and a method for thermoelectric ignition protection of a gas-powered device.
  • valve devices or methods are used in particular in open or closed gas burners, space heaters, water heaters, water heaters, oven controls, absorber refrigerators, caravan heaters, patio heaters, infrared burners and the like.
  • thermoelectric ignition protection in particular a wide variety of solenoid valves are known.
  • thermoelectric ignition fuse with a valve housing and a button is known in which on the one hand a safety valve and on the other hand a
  • Control valve is provided.
  • Protective cap forms a circumferential collar, wherein on the end face of this annular collar one end of the winding is attached.
  • thermoelectric ignition fuses are, for example from DE 80 05 56 U and DE 91 17 110 Ul known.
  • the aim of the present invention is now to provide a Ventilvorrich ⁇ device of the initially mentioned kind, which is compact, by which a regulation of the gas passage is possible in a simple manner, while ensuring that at the same time in case of extinguishment of the gas flame Gas passage is reliably prevented.
  • the latter objectives should also be achieved with the method according to the invention.
  • valve device of the initially defined kind is characterized in that a movable valve body is received in the valve housing having an internal flow channel with at least one inlet opening and at least one outlet ⁇ opening for the bypassed gas, regardless of the position of the movable valve body, the inlet opening of the inner flow channel in a non-active state of Magneteinsat zes from the closure part is sealingly closed.
  • valve body movably received in the valve body can be easily regulated, the gas flow and thus the size of the gas flame.
  • the valve body Regardless of the Stel ⁇ ment of the valve body is, however, si ⁇ cherhog by the sealing completion of the inner flow channel with the help of the closure part that - unless the magnetic insert is not activated - a gas passage is prevented.
  • the activation of the magnetic insert, in particular a electromagnets gnets recorded in the magnetic insert is usually ensured by a starting phase of the device with the aid of a heated gas from the pilot flame or a thermal ⁇ elements. Therefore, if the gas flame does not heat the thermo ⁇ element, the magnetic insert is no longer
  • valve body between the gas outlet completely occlusive closed position and the gas outlet completely releasing open position is arbitrarily positionable. Accordingly, with the aid of the valve device, if the closure element is arranged in the open position against the magnetic insert, gas passage can be prevented with the aid of the valve body and thus the gas flame can be extinguished.
  • valve body With regard to a possible automatic operation of the valve device, it is advantageous if a control or regulating unit is provided for positioning the valve body. It is also convenient to achieve the activation of the magnetic insert with a single control command, that a control unit is provided for activating the magnetic insert.
  • the valve body In order to be able to position the valve body in a simple manner in a wide variety of positions between an open position and a closed position, it is advantageous if the valve body is assigned a drive unit, preferably a stepper motor, preferably controlled via the control unit.
  • the valve body is designed as a one-piece hollow body.
  • the valve body may, however, also be composed telescopically of at least two parts.
  • valve body When the valve body has an outer circumferential recess on ⁇ , which is connected to the at least one outlet opening of the inner flow channel, can be regulated in a simple manner the gas passage characterized by the outer well to the gas outlet in the valve housing is arranged at least partially in alignment. On the more or less aligned or overlapping arrangement of the recess with respect to the gas outlet can thus be easily controlled, the free passage opening and thus the gas flowing through. If, in addition to the gas flame to be protected a pilot flame is provided for heating the thermocouple, it is advantageous if at least two gas outlets, in particular for a Zündgasan gleich or a main burner port, are provided, depending on the position of the valve body one or both gas outlets the outlet of the . Flow channels communicate.
  • the valve device is in a closed position, on the other hand, the closure part is moved to a position in which it is held by the magnetic insert in its active state, it is advantageous if when activated the Control unit of the valve body is positioned in the closed position, so that the Ver ⁇ closing part is positioned against the force of a spring such that an armature of the closure part is substantially applied to an electromagnet of the magnetic insert.
  • the Steuert. Control unit is configured to control or regulate an auxiliary current for activation of the magnetic insert within a predetermined safety time interval or until reaching a threshold value for a source voltage of a thermocouple.
  • control unit When the control unit is adapted to switch a switching device, in particular a transistor, after reaching the threshold value for the source voltage of the thermocouple in a closed position, in which the magnetic insert. is supplied with the source voltage of the thermocouple, it is possible - apart from changes in position of the valve body - to maintain the safety function of the valve device, with only a minimum maintenance energy for the transistor is required, but no further power supply is needed.
  • a switching device in particular a transistor
  • the method of the initially cited type is characterized in that a movable valve body is moved into a closed position for igniting a gas flame, wherein the valve body entrains a closure body, so that the closure body rests against an active magnetic insert and the closure body is held by a magnetic force, wherein the valve body is then moved into a position in which the closure body, an inner flow passage in the valve body is released, wherein the closure body seals the inner flow passage regardless of the position of the closure body in the absence of magnetic force.
  • valve body and the Ver ⁇ closure body By moving the valve body and the Ver ⁇ closure body so that it can be gripped by the force exerted by the magnetic insert magnetic force the entrainment, it is ensured that, before the valve body is converted into an at least partially open position, the gas flow path is released, wherein, in the take-away the closure body of this particular is displaced against the elastic force of a spring, so that it is preferably ensured due to this elastic force in the absence of magnetic force that a gas passage is impossible.
  • the closure body is held in its open position, on the other hand to one of the active gas or
  • the magnetic insert is fed with an auxiliary current at the beginning of the ignition of a gas flame and after ignition of the gas flame of the magnetic insert is fed via a coming from a thermocouple electromagnetic force, said in the line coming from the thermocouple, a transistor is arranged.
  • a transistor is arranged in order to ensure that the transistor is checked before each start of the device.
  • the auxiliary current is diverted to the thermocouple in the event of a short circuit of the transistor. Such a diversion is ensured in particular due to the lower internal resistance of the thermocouple; by redirecting the auxiliary flow is thus
  • FIG. 1 shows a sectional view of the valve device according to the invention in a non-activated state of a magnetic insert.
  • FIG. 2 shows a sectional view according to FIG. 1, wherein a valve body is transferred to a lower closed position after initiation of a start command;
  • Fig. 3 is a sectional view according to FIGS. 1 and 2, wherein a valve body is shown in an upwardly shifted open position.
  • FIG. 1 shows a valve apparatus 1 for gas-operated appliances, which has a valve housing 2 with a gas inlet 3 and a gas outlet 4.
  • a valve body 5 is slidably received, which is designed as a hollow body, so that a flow channel 6 with a
  • Inlet opening 7 and a gas outlet opening 8 is provided.
  • the hollow body 5 is in this case by means of two sealing rings 9 in an inner channel 10 of the valve housing 2 sealingly movable movable.
  • a stepping motor 11 is provided, which is connected via a threaded spindle 12 with the valve body 5.
  • the stepper motor 11 is again verbun ⁇ with a control unit 13, via which the motor is activated.
  • valve body 5 In the position shown in FIG. 1, the valve body 5 is in an upper position, in which the Gasaustrittsöff ⁇ tion 8 of the valve body 5 with the gas outlet 4 of
  • Valve body 2 is in communication. However, the gas inlet opening 7 in the inner flow channel 6 of the valve body 5 is closed tightly via a sealing plate 14 of a closure element 15 of a magnetic insert 16.
  • the magnetic insert 16 has, in particular, an electromagnet 17, which is received in a stationary manner in the valve housing via a fixing 18. In the position shown in Fig. 1, the magnetic insert 16 or the electromagnet 17 is not activated, i. There is no magnetic force exerted, so that the closure member 15 is disposed via a spring element 19 in a position remote from a protective cap 20 position in which it seals the gas inlet opening 7 in the flow channel 6.
  • the magnetic insert 16 and the recorded herein electromagnet 17 is via a conduit 21, 24 to the control unit 13 verbun ⁇ via which an auxiliary current in a start phase, if the provided with the valve device gas appliance is to be acti ⁇ fourth, to activate the Electromagnet 17 is ⁇ leads.
  • the controller 13 is connected via a line 22 to a field effect transistor (FET) 23, which is connected via the line 24 as well as the line 21 to the electromagnet 17.
  • FET field effect transistor
  • a thermocouple 25 is provided, which is connected via a line 26 to the control unit 13, so that, unless before the expiry of a pre give ⁇ NEN safety time sufficient electromotive force (EMF) is detected at a measuring point 27, the FET 23 in the conducting state over ⁇ is performed and the solenoid 17 of the magnetic insert 16 is supplied with this emf.
  • EMF electromotive force
  • Actuator 11 is activated, so that the valve body 5 is transferred to the lower closed position shown in FIG.
  • the closure piston 5 is up to a stop 27 of a unte ⁇ ren armature plate 15 'of the shutter member 15 moves downward.
  • the movable valve body 5 is - if the magnetic insert 16 is not activated - sealed in any position by the sealing plate 14 of the magnetic insert 16, so that a gas inlet from the gas inlet 3 is not possible.
  • This auxiliary current is fed until at a measuring point 27 ⁇ a sufficient from the thermocouple 25 back EMF is detected, but no longer than for the duration of the guard time. ⁇ to coincide with the activation of the auxiliary current to an ignition system 28 is activated and the movable valve body 5 driven by the step motor 6 to the desired position (see. FIG. 3).
  • a further (not shown) gas outlet be provided which leads to an ignition ⁇ burner, then depending on the position of the valve body 5, only a single gas outlet or both can be shared. If the power supply ends before a sufficient EMF is still produced by the thermocouple 25, the armature plate 15 'can not be held by the magnetic insert 16 and its electromagnets 17, so that the sealing plate 14 via the force of the spring 19 to the inlet opening 7 in the Flow channel 6 is ge ⁇ presses, regardless of the position in which the Ven ⁇ til stresses 5 is currently located (see Fig. 1). As a result, it is reliably ensured that the flow path through the valve device 1 is interrupted. The ignition is thus switched off ⁇ , which is a so-called. Security or lockout.
  • the flow path from the gas inlet 3 to gas outlet 4 remains demzu ⁇ follow open until either the EMF of the thermocouple 25 is less than the holding threshold value, the FET is turned off (for example, because the desired temperature has been reached) or, however, the valve body 5 is positioned so far down that the inlet opening 7 is supported on the sealing plate 14 of the circuit member ⁇ Ver. 5
  • the valve body 5 can therefore be positioned so that the variable overlap of the recess 29 with the gas outlet 4 different sized free outlet openings can be ⁇ a set.
  • thermocouple 25 can be provided, via which the ignition system 28 already before the sufficient EMF of the thermocouple 25 can be turned off, whereby the power consumption is further reduced. Since the thermocouple 25 requires a certain cooling time in the event of a flame breakage of the burner 30 until the required holding EMF is undershot, a re-ignition test can be initiated by the flame detector during this time.
  • actuators include a start, stop, more power, and less power button, and depending on the software, the more and less power buttons may be replaced by a reference potentiometer and a thermistor, thereby providing a high performance thermostatic modulation of the burner output can be achieved.
  • the actuators can of course also be replaced or supplemented by external keys or an RF remote control or the like.

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Abstract

Ventilvorrichtung (1) sowie Verfahren zur thermoelektrischen Zündsicherung für gasbetriebene Geräte, mit einem einen Gaseinlass (3) und zumindest einen Gasauslass (4) aufweisenden Ventilgehäuse (2), in dem zur selektiven Freigabe eines Strömungsweges vom Gaseinlass (3) zum Gasauslass (4) ein in einem aktiven Zustand eine magnetische Kraft ausübender Magneteinsatz (16) vorgesehen ist, welcher einen beweglichen Verschlussteil (15) zum Verschließen des Strömungsweges aufweist, wobei ein beweglicher Ventilkörper (5) im Ventilgehäuse (4) aufgenommen ist, welcher einen inneren Strömungskanal (6) mit zumindest einer Eintrittsöffnung (7) und zumindest einer Austrittsöffnung (8) für das durchzuleitende Gas aufweist, wobei unabhängig von der Stellung des beweglichen Ventilkörpers (5) die Eintrittsöffnung (7) des inneren Strömungskanals (6) in einem nicht aktiven Zustand des Magneteinsatzes (16) vom Verschlussteil (15) dichtend abgeschlossen ist.

Description

Ventilvorrichtunq; sowie Verfahren zur thermoelektrischen
Zündsicherung für qasbetriebene Geräte
Die Erfindung betrifft eine Ventilvorrichtung für gasbetriebene Geräte, mit einem einen Gaseinlass und zumindest einen Gasaus- lass aufweisenden Ventilgehäuse, in dem zur selektiven Freigabe eines Strömungsweges vom Gaseinlass zum Gasauslass ein in einem aktiven Zustand eine magnetische Kraft ausübender Magnete nsät z vorgesehen ist, welcher einen beweglichen Verschlussteil zum Verschließen des Strömungsweges aufweist, sowie ein Verfahren zur thermoelektrischen Zündsicherung eines gasbetriebenen Gerätes .
Derartige Ventilvorrichtungen bzw. Verfahren werden insbesondere bei offenen oder geschlossenen Gasbrennern, Raumheizgeräten, Warmwasserbereitern, Durchlauferhitzern, Backofensteuerungen, Absorber-Kühlgeräten, Caravan-Heizgeräten, Terrassenheizern, Infrarotbrennern und dergl. eingesetzt.
Grundsätzlich sind drei unterschiedliche Systeme am Markt eta¬ bliert, nämlich eine sog. thermoelektrische Zündsicherung, Ser- vomembranventile mit Feuerungsautomatik sowie
Sicherheitsmagnetventile mit einem Feuerungsautomat.
Zur thermoelektrischen Zündsicherung sind insbesondere unterschiedlichste Magnetventile bekannt.
Aus der DE 103 16 642 B2 ist eine thermoelektrische Zündsicherung mit einem Ventilgehäuse und einem Taster bekannt, bei welchem einerseits ein Sicherheitsventil und andererseits ein
Regelventil vorgesehen ist.
Aus der DE 20 2005 021 724 Ul ist beispielsweise ein Magnetein¬ satz für thermoelektrische Zündsicherungen von gasbeheizten Ge¬ räten bekannt, bei welchem ein Bund für den Sitz einer
Schutzkappe einen umlaufenden Ringbund ausbildet, wobei auf der Stirnfläche dieses Ringbundes ein Ende der Wicklung befestigt ist .
Weitere thermoelektrische Zündsicherungen sind beispielsweise aus der DE 80 05 56 U und der DE 91 17 110 Ul bekannt.
Ziel der vorliegenden Erfindung ist es nun, eine Ventilvorrich¬ tung der eingangs angeführten Art zu schaffen, welche kompakt aufgebaut ist, durch welche eine Regulierung des Gasdurchtritts auf einfache Weise möglich ist, wobei zugleich sichergestellt sein soll, dass im Falle eines Erlöschens der Gasflamme ein Gasdurchtritt zuverlässig verhindert wird. Letztgenannte Ziele sollen auch mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erzielt werden.
Die Ventilvorrichtung der eingangs angeführten Art ist dadurch gekennzeichnet, dass ein beweglicher Ventilkörper im Ventilgehäuse aufgenommen ist, welcher einen inneren Strömungskanal mit zumindest einer Eintrittsöffnung und zumindest einer Austritts¬ öffnung für das durchzuleitende Gas aufweist, wobei unabhängig von der Stellung des beweglichen Ventilkörpers die Eintrittsöffnung des inneren Strömungskanals in einem nicht aktiven Zustand des Magneteinsat zes vom Verschlussteil dichtend abgeschlossen ist .
Durch Vorsehen eines im Ventilgehäuse beweglich aufgenommenen Ventilkörpers kann auf einfache Weise der Gasfluss und somit die Größe der Gasflamme reguliert werden. Unabhängig von der Stel¬ lung des Ventilkörpers wird durch den dichtenden Abschluss des inneren Strömungskanals mit Hilfe des Verschlussteils jedoch si¬ chergestellt, dass - sofern der Magneteinsatz nicht aktiviert ist - ein Gasdurchtritt verhindert wird. Demzufolge sind vor¬ teilhafterweise Regel- und Sicherheitsfunktion in einer einzigen Ventilvorrichtung vereint. Die Aktivierung des Magneteinsatzes, insbesondere eines im Magneteinsatz aufgenommenen Elektroma- gnets, wird üblicherweise nach einer Startphase des Geräts mit Hilfe eines von der Gas- bzw. einer Zündflamme beheizten Thermo¬ elements sichergestellt. Sofern daher die Gasflamme das Thermo¬ element nicht beheizt, ist der Magneteinsatz nicht mehr
aktiviert, so dass der bewegliche Verschlussteil vom Magnetein¬ satz nicht mehr in seiner vorzugsweise eingezogenen Offenstel¬ lung gehalten wird, sondern vom Magneteinsatz freigegeben wird und somit vorzugsweise mit Hilfe eines Federelements in eine den Strömungskanal abdichtende Stellung überführt wird. Somit ist sichergestellt, dass bei Abriss der Gasflamme der innere Strö- mungskanal, unabhängig von der Position des Ventilkörpers, von dem Verschlusselement abgedichtet wird.
Um mit Hilfe des Ventilkörpers eine stufenlose Regelung des Gasdurchtritts und somit eine beliebige Regelung der Größe der Gasflamme zu erzielen, ist es günstig, wenn der Ventilkörper zwischen einer den Gasauslass zur Gänze verschließenden Schließstellung und einer den Gasauslass vollständig freigebenden Offenstellung beliebig positionierbar ist. Demzufolge kann mit Hilfe der Ventilvorrichtung auch, sofern das Verschlusselement in der am Magneteinsatz anliegenden Offenstellung angeordnet ist, mit Hilfe des Ventilkörpers Gasdurchtritt verhindert werden und somit die Gasflamme zum Erlöschen gebracht werden.
Hinsichtlich einer möglichst automatischen Bedienung der Ventilvorrichtung ist es günstig, wenn eine Steuer- bzw. Regeleinheit zur Positionierung des Ventilkörpers vorgesehen ist. Ebenso ist es günstig, um mit einem einzigen Steuerbefehl die Aktivierung des Magneteinsatzes zu erzielen, dass eine Steuer- bzw. Regeleinheit zur Aktivierung des Magneteinsatzes vorgesehen ist. Um den Ventilkörper auf einfache Weise in unterschiedlichsten Positionen zwischen einer Offen- und einer Schließstellung positionieren zu können, ist es vorteilhaft, wenn dem Ventilkörper eine vorzugsweise über die Steuer- bzw. Regeleinheit angesteuerte Antriebseinheit, insbesondere ein Schrittmotor, zugeordnet ist. Zur Bereitstellung eines Ventilkörpers mit einem inneren Strömungskanal ist es aus konstruktiver Sicht besonders einfach, wenn der Ventilkörper als einteiliger Hohlkörper ausgeführt ist. Selbstverständlich kann der Ventilkörper jedoch auch teleskopartig aus zumindest zwei Teilen zusammengesetzt sein.
Wenn der Ventilkörper eine äußere umlaufende Vertiefung auf¬ weist, welche mit der zumindest einen Austrittsöffnung des inneren Strömungskanals verbunden ist, kann auf einfache Weise der Gasdurchtritt dadurch reguliert werden, indem die äußere Vertiefung mit dem Gasauslass im Ventilgehäuse zumindest teilweise fluchtend angeordnet wird. Über die mehr oder weniger fluchtende bzw. überlappende Anordnung der Vertiefung hinsichtlich des Gasauslasses kann somit auf einfache Weise die freie Durchtrittsöffnung und somit die durchströmende Gasmenge geregelt werden. Sofern zusätzlich zu der abzusichernden Gasflamme eine Zündflamme zwecks Erwärmung des Thermoelements vorgesehen ist, ist es günstig, wenn zumindest zwei Gasauslässe, insbesondere für einen Zündgasanschluss bzw. einen Hauptbrenneranschluss , vorgesehen sind, wobei in Abhängigkeit von der Position des Ventilkörpers einer der oder beide Gasauslässe mit der Austrittsöffnung des. Strömungskanals in Verbindung stehen.
Um sicherzustellen, dass in einer Startphase zum Entzünden einer Gasflamme einerseits zunächst die Ventilvorrichtung in einer Schließstellung vorliegt, andererseits der Verschlussteil in eine Stellung überführt wird, in welcher er vom Magneteinsatz in seinem aktiven Zustand gehalten wird, ist es von Vorteil, wenn bei Aktivierung der Steuer- bzw. Regeleinheit der Ventilkörper in der Schließstellung positioniert wird, so dass der Ver¬ schlussteil gegen die Kraft einer Feder derart positioniert ist, dass ein Anker des Verschlussteils im Wesentlichen an einem Elektromagnet des Magneteinsatzes anliegt.
Um sicherzustellen, dass in einer Startphase zum Entzünden einer Gasflamme das Verschlusselement über den Magneteinsatz in seinem aktiven Zustand gehalten wird, ist es günstig, wenn die Steuerbzw. Regeleinheit dazu eingerichtet ist, innerhalb eines vorgegebenen Sicherheitszeitintervalls bzw. bis zum Erreichen eines Schwellenwerts für eine Quellenspannung eines Thermoelements einen Hilfsstrom zur Aktivierung des Magneteinsatzes zu steuern bzw. zu regeln.
Wenn die Steuer- bzw. Regeleinheit dazu eingerichtet ist, eine Schalteinrichtung, insbesondere einen Transistor, nach Erreichen des Schwellenwerts für die Quellenspannung des Thermoelements in eine Schließstellung zu schalten, in welcher der Magneteinsatz . mit der Quellenspannung des Thermoelements versorgt wird, ist es möglich - abgesehen von Positionsänderungen des Ventilkörpers - die Sicherheitsfunktion der Ventilvorrichtung aufrecht zu halten, wobei lediglich eine minimale Erhaltungsenergie für den Transistor erforderlich ist, jedoch keine weitere Stromzufuhr benötigt wird. Hinsichtlich einer kostengünstigen Herstellung und einer einfachen Montage sowie eines geringen Platz- und Materialaufwands und zur Reduzierung von Fehler- und Störquellen ist es günstig, wenn die Ventilvorrichtung samt der Steuer- bzw. Regeleinheit und einem Zündsystem und einem Energiespeicher als modulares Bauelement ausgebildet ist.
Das Verfahren der eingangs angeführten Art ist dadurch gekennzeichnet, dass zum Entzünden einer Gasflamme ein beweglicher Ventilkörper in eine Schließstellung verschoben wird, wobei der Ventilkörper einen Verschlusskörper mitnimmt, so dass der Verschlusskörper an einem aktiven Magneteinsatz anliegt und der Verschlusskörper über eine magnetische Kraft gehalten wird, wobei der Ventilkörper anschließend in eine Stellung verschoben wird, in welcher vom Verschlusskörper ein innerer Strömungskanal im Ventilkörper freigegeben wird, wobei der Verschlusskörper bei Wegfall der magnetischen Kraft den inneren Strömungskanal unabhängig von der Stellung des Verschlusskörpers abdichtet. Durch das Verschieben des Ventilkörpers und die Mitnahme des Ver¬ schlusskörpers, so dass dieser von der vom Magneteinsatz ausgeübten Magnetkraft ergriffen werden kann, ist sichergestellt, dass, bevor der Ventilkörper in eine zumindest teilweise Offenstellung überführt wird, der Gasströmungsweg freigegeben ist, wobei beim Mitnehmen des Verschlusskörpers dieser insbesondere gegen die elastische Kraft einer Feder verschoben wird, so dass vorzugsweise aufgrund dieser elastischen Kraft bei Wegfall der magnetischen Kraft sichergestellt ist, dass ein Gasdurchtritt unmöglich ist.
Um einerseits zu gewährleisten, dass bevor noch eine Gasflamme entzündet ist der Verschlusskörper in seiner Offenstellung gehalten wird, andererseits um eine von der aktiven Gas- bzw.
Zündflamme abhängige Beibehaltung der Offenstellung durch ein stromsparendes Verfahren zu erzielen, ist es von Vorteil, wenn zu Beginn des Entzündens einer Gasflamme der Magneteinsatz mit einem Hilfsstrom gespeist wird und nach Entzünden der Gasflamme der Magneteinsatz über eine von einem Thermoelement kommende elektromagnetische Kraft gespeist wird, wobei in der vom Thermoelement kommenden Leitung ein Transistor angeordnet ist. Um sicherzustellen, dass der Transistor vor jedem Start des Geräts überprüft wird, ist es günstig, wenn im Falle eines Kurzschlusses des Transistors der Hilfsstrom auf das Thermoelement umgeleitet wird. Eine derartige Umleitung ist insbesondere aufgrund des geringeren Innenwiderstands des Thermoelements gewährleistet; durch das Umleiten des Hilfsstroms ist somit
sichergestellt, dass der Verschlussteil nicht in seiner Offenstellung gehalten wird, da der Magneteinsatz nicht aktiviert wird und somit keine Magnetkraft auf den Verschlussteil ausgeübt wird. Demzufolge ist unabhängig von der Position des Ventilkörpers bei einer derartigen Fehlerart sichergestellt, dass keine Gasfreigabe erfolgt.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von einem in den Zeichnungen dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiel, auf das sie jedoch nicht beschränkt sein soll, noch näher erläutert. Im Einzelnen zeigen in der Zeichnung:
Fig. 1 eine Schnittdarstellung der erfindungsgemäßen Ventilvorrichtung in einem nicht aktivierten Zustand eines Magneteinsatzes;
Fig. 2 eine Schnittansicht gemäß Fig. 1, wobei ein Ventilkörper nach Einleiten eines Startbefehls in eine untere Schließstellung überführt ist;
Fig. 3 eine Schnittansicht gemäß den Fig. 1 und 2, wobei ein Ventilkörper in einer nach oben verschobenen Offenstellung gezeigt ist.
In Fig. 1 ist eine Ventilvorrichtung 1 für gasbetriebene Geräte gezeigt, welche ein Ventilgehäuse 2 mit einem Gaseinlass 3 und einem Gasauslass 4 aufweist. In dem Ventilgehäuse 2 ist ein Ventilkörper 5 verschieblich aufgenommen, der als Hohlkörper ausgebildet ist, so dass ein Strömungskanal 6 mit einer
Eintrittsöffnung 7 und einer Gasaustrittsöffnung 8 vorgesehen ist. Der Hohlkörper 5 ist hierbei mit Hilfe zweier Dichtringe 9 in einem inneren Kanal 10 des Ventilgehäuses 2 dichtend verschieblich beweglich. Zur gesteuerten Positionierung des Ventilkörpers 5 in dem Ventilgehäuse 2 ist ein Schrittmotor 11 vorgesehen, der über eine Gewindespindel 12 mit dem Ventilkörper 5 verbunden ist. Der Schrittmotor 11 wiederum ist mit einer Steuereinheit 13 verbun¬ den, über welche der Motor 11 aktiviert wird.
In der in Fig. 1 gezeigten Stellung befindet sich der Ventilkörper 5 in einer oberen Stellung, in welcher die Gasaustrittsöff¬ nung 8 des Ventilkörpers 5 mit dem Gasauslass 4 des
Ventilgehäuses 2 in Verbindung steht. Die Gaseintrittsöffnung 7 in den inneren Strömungskanal 6 des Ventilkörpers 5 ist jedoch über eine Dichtungsplatte 14 eines Verschlusselements 15 eines Magneteinsatzes 16 dicht abgeschlossen. Der Magneteinsatz 16 weist insbesondere einen Elektromagneten 17 auf, der über eine Fixierung 18 in dem Ventilgehäuse ortsfest aufgenommen ist. In der in Fig. 1 gezeigten Stellung ist der Magneteinsatz 16 bzw. der Elektromagnet 17 nicht aktiviert, d.h. es wird keine magnetische Kraft ausgeübt, so dass der Verschlussteil 15 über ein Federelement 19 in einer von einer Schutzkappe 20 entfernten Stellung angeordnet ist, in welcher er die Gaseintrittsöffnung 7 in den Strömungskanal 6 dichtend abschließt.
Der Magneteinsatz 16 bzw. der hierin aufgenommene Elektromagnet 17 ist über eine Leitung 21, 24 mit der Steuereinheit 13 verbun¬ den, über welche ein Hilfsstrom in einer Startphase, sofern das mit der Ventilvorrichtung versehene gasbetriebene Gerät akti¬ viert werden soll, zur Aktivierung des Elektromagneten 17 zuge¬ führt wird.
Ferner ist das Steuergerät 13 über eine Leitung 22 mit einem Feldeffekttransistor (FET) 23 verbunden, der über die Leitung 24 ebenso wie die Leitung 21 mit dem Elektromagneten 17 verbunden ist. Darüber hinaus ist ein Thermoelement 25 vorgesehen, das über eine Leitung 26 mit dem Steuergerät 13 verbunden ist, so dass, sofern an einer Messstelle 27 vor Ablauf einer vorgegebe¬ nen Sicherheitszeit eine ausreichende elektromotorische Kraft (EMK) detektiert wird, der FET 23 in den leitenden Zustand über¬ geführt wird und der Elektromagnet 17 des Magneteinsatzes 16 mit dieser EMK versorgt wird. Sofern nun ein Befehl zur Aktivierung des (nicht gezeigten) gasbetriebenen Geräts, d.h. z.B. über einen manuell betätigbaren Knopf oder über einen Thermostat, abgegeben wird, wird der
Stellmotor 11 aktiviert, so dass der Ventilkörper 5 in die in Fig. 2 gezeigte untere Schließstellung überführt wird. Hierbei wird der Verschlusskolben 5 bis zu einem Anschlag 27 einer unte¬ ren Ankerplatte 15' des Verschlusselements 15 nach unten bewegt. Der bewegliche Ventilkörper 5 wird - sofern der Magneteinsatz 16 nicht aktiviert wird - in jeder beliebigen Stellung von der Dichtplatte 14 des Magneteinsatzes 16 verschlossen, so dass ein Gaseintritt vom Gaseinlass 3 nicht möglich ist.
Nach Erreichen der in Fig. 2 gezeigten unteren Endposition, die durch die mechanischen Abmessungen des Magneteinsatzes 16 vorge¬ geben ist, wird von der Steuereinheit 13 über die Leitung 21 ein Hilfsstrom eingespeist, so dass der Elektromagnet 17 des Magne¬ teinsatzes 16 aktiviert wird und die Ankerplatte 15' des Ver¬ schlussteils 15 von dem Elektromagneten 17 mit Hilfe der
Magnetkraft festgehalten wird.
Dieser Hilfsstrom wird solange eingespeist, bis an einer Mess¬ stelle 27 eine vom Thermoelement 25 ausreichende EMK detektiert wird, längstens jedoch für die Dauer der Sicherheitszeit. Zu¬ gleich mit der Aktivierung des Hilfsstroms wird ein Zündsystem 28 aktiviert und der bewegliche Ventilkörper 5 mit Hilfe des Schrittmotors 6 auf die gewünschte Position gefahren (vgl. Fig. 3) . Durch das Verfahren des Ventil körpers 5 wird, sobald eine Vertiefung 29 des Verschlusskörpers 5 zumindest teilweise über¬ lappend mit dem Gasauslass 4 im Ventilgehäuse 2 ist, ein Strömungsweg für das Gas freigegeben, so dass ein Brenner 30 mit Gas versorgt wird, welches über das Zündsystem 28 entzündet werden kann .
Alternativ dazu, dass lediglich ein einziger Brenner 30 vorgese¬ hen ist, kann zusätzlich zu dem Gasauslass 4 ein weiterer (nicht gezeigter) Gasauslass vorgesehen sein, welcher zu einem Zünd¬ brenner führt, wobei sodann je nach Stellung des Ventilkörpers 5 lediglich ein einziger Gasauslass oder jedoch beide freigegeben sein können. Sofern die Stromeinspeisung endet, bevor noch vom Thermoelement 25 eine ausreichende EMK erzeugt wird, kann die Ankerplatte 15' nicht vom Magneteinsatz 16 bzw. dessen Elektromagneten 17 gehalten werden, so dass die Dichtungsplatte 14 über die Kraft der Feder 19 an die Eintrittsöffnung 7 in den Strömungskanal 6 ge¬ drückt wird, unabhängig davon in welcher Position sich der Ven¬ tilkörper 5 gerade befindet (vgl. Fig. 1). Demzufolge ist zuverlässig gewährleistet, dass der Strömungsweg durch die Ventilvorrichtung 1 unterbrochen ist. Die Zündung wird somit abge¬ schaltet, wobei es sich hierbei um eine sog. Sicherheits- bzw. Störabschaltung handelt.
Wird hingegen an der Messstelle 27 vor Ablauf der Sicherheits¬ zeit eine ausreichende EMK detektiert, wird der FET 23 in den leitenden Zustand übergeführt und der Elektromagnet 17 des Ma¬ gneteinsatzes 16 mit dieser EMK anstelle des Hilfsstroms versorgt .
Der Strömungsweg vom Gaseinlass 3 zum Gasauslass 4 bleibt demzu¬ folge solange geöffnet, bis entweder die EMK des Thermoelements 25 den Halteschwellenwert unterschreitet, der FET ausgeschaltet wird (z.B. weil die gewünschte Temperatur erzielt wurde) oder jedoch der Ventilkörper 5 soweit unten positioniert wurde, dass die Eintrittsöffnung 7 auf der Dichtungsplatte 14 des Ver¬ schlussteils 5 aufliegt.
Der Ventilkörper 5 kann demzufolge so positioniert werden, dass durch die veränderliche Überlappung der Vertiefung 29 mit dem Gasauslass 4 unterschiedlich große freie Austrittsöffnungen ein¬ gestellt werden können.
In dieser Betriebsart ist außer einer minimalen Erhaltungsladung für den FET 23, welcher vorzugsweise über eine (nicht näher ge¬ zeigte) Stromquelle, insbesondere Batterie, gespeist wird, keine weitere Stromzufuhr erforderlich. Lediglich sofern die Position des Ventilkörpers 5 verändert werden soll, ist eine Stromzufuhr an den Stellmotor 11 erforderlich.
Zusätzlich kann ein (nicht gezeigter) Flammenwächter vorgesehen sein, über welchen das Zündsystem 28 bereits vor Ausreichen der EMK des Thermoelements 25 abgeschaltet werden kann, wodurch der Stromverbrauch weiter reduziert wird. Da das Thermoelement 25 bei einem Flammabriss des Brenners 30 eine gewisse Abkühlzeit benötigt, bis die erforderliche Halte-EMK unterschritten wird, kann in dieser Zeit vom Flammenwächter ein Wiederzündversuch eingeleitet werden.
Vorteilhafterweise umfassen (nicht gezeigte) Betätigungselemente eine Start-, Stopp-, Mehr-Leistung- und Weniger-Leistung-Taste, wobei je nach Software die Mehr- und Weniger-Leistung-Taste durch ein Referenzpotentiometer und einen Thermistor ersetzt werden können, wodurch eine thermostatische Modulierung der Brennerleistung erreicht werden kann. Die Betätigungselemente können selbstverständlich auch durch externe Tasten oder eine RF-Fernbedienung oder dergl. ersetzt bzw. ergänzt werden.

Claims

Patentansprüche :
1. Ventilvorrichtung (1) für gasbetriebene Geräte, mit einem einen Gaseinlass (3) und zumindest einen Gasauslass (4) aufwei¬ senden Ventilgehäuse (2), in dem zur selektiven Freigabe eines Strömungsweges vom Gaseinlass (3) zum Gasauslass (4) ein in ei¬ nem aktiven Zustand eine magnetische Kraft ausübender Magneteinsatz (16) vorgesehen ist, welcher einen beweglichen
Verschlussteil (15) zum Verschließen des Strömungsweges aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass ein beweglicher Ventilkörper (5) im Ventilgehäuse (4) aufgenommen ist, welcher einen inneren Strömungskanal (6) mit zumindest einer Eintrittsöffnung (7) und zumindest einer Austrittsöffnung (8) für das durchzuleitende Gas aufweist, wobei unabhängig von der Stellung des beweglichen Ventilkörpers (5) die Eintrittsöffnung (7) des inneren Strömungska¬ nals (6) in einem nicht aktiven Zustand des Magneteinsatzes (16) vom Verschlussteil (15) dichtend abgeschlossen ist.
2. Ventilvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkörper (5) zwischen einer den Gasauslass (4) zur Gänze verschließenden Schließstellung und einer den Gasauslass (4) vollständig freigebenden Offenstellung beliebig positionier¬ bar ist.
3. Ventilvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuer- bzw. Regeleinheit (13) zur Positio¬ nierung des Ventilkörpers (5) vorgesehen ist.
4. Ventilvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuer- bzw. Regeleinheit (13) zur Ak¬ tivierung des Magneteinsatzes (16) vorgesehen ist.
5. VentilVorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass dem Ventilkörper (5) eine vorzugsweise über die Steuer- bzw. Regeleinheit (13) angesteuerte Antriebseinheit, insbesondere ein Schrittmotor (11), zugeordnet ist.
6. Ventilvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkörper (5) als einteiliger Hohlkörper ausgeführt ist.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge¬ kennzeichnet, dass der Ventilkörper (5) eine äußere umlaufende Vertiefung (29) aufweist, welche mit der zumindest einen Austrittsöffnung (8) des inneren Strömungskanals (6) verbunden ist.
8. Ventilvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei Gasauslässe (4), insbesondere für einen Zündgasanschluss bzw. einen Hauptbrenneranschluss , vorgesehen sind, wobei in Abhängigkeit von der Position des Ven¬ tilkörpers (5) einer der oder beide Gasauslässe (4) mit der Austrittsöffnung (8) des Strömungskanals (6) in Verbindung stehen.
9. Ventilvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass bei Aktivierung der Steuer- bzw. Regeleinheit (13) der Ventilkörper (5) in der Schließstellung positioniert wird, so dass der Verschlussteil (15) gegen die Kraft einer Feder (19) derart positioniert ist, dass ein Anker (151) des Verschlussteils (15) im Wesentlichen an einem Elektromagneten (17) des Magneteinsatzes (16) anliegt.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuer- bzw. Regeleinheit (13) dazu eingerichtet ist, innerhalb eines vorgegebenen Sicherheitszeitintervalls bzw. bis zum Erreichen eines Schwellenwerts für eine Quellenspannung eines Thermoelements (25) einen Hilfsstrom zur Aktivierung des Magneteinsatzes (16) zu steuern bzw. zu regeln.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuer- bzw. Regeleinheit (13) dazu eingerichtet ist, eine Schalteinrichtung (23), insbesondere einen Transistor, nach Er¬ reichen des Schwellenwerts für die Quellenspannung des Thermoelements (25) in eine Schließstellung zu schalten, in welcher der Magneteinsatz (16) mit der Quellenspannung des Thermoelements (25) versorgt wird.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 11, dadurch ge¬ kennzeichnet, dass die Ventilvorrichtung (1) samt der Steuerbzw. Regeleinheit (13) und einem Zündsystem (28) und einem Energiespeicher als modulares Bauelement ausgebildet ist.
13. Verfahren zur thermoelektrischen Zündsicherung eines gasbetriebenen Gerätes, dadurch gekennzeichnet, dass zum Entzünden einer Gasflamme ein beweglicher Ventilkörper (5) in eine
Schließstellung verschoben wird, wobei der Ventilkörper (5) einen Verschlusskörper (15) mitnimmt, so dass der Verschlusskörper (15) an einem aktiven Magneteinsatz (16) anliegt und der Verschlusskörper (15) über eine magnetische Kraft gehalten wird, wobei der Ventilkörper (5) anschließend in eine Stellung verschoben wird, in welcher vom Verschlusskörper (15) ein innerer Strömungskanal im Ventilkörper freigegeben wird, wobei der Ver¬ schlusskörper bei Wegfall der magnetischen Kraft den inneren Strömungskanal (6) unabhängig von der Stellung des Verschluss¬ körpers (5) abdichtet.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass zu Beginn des Entzündens einer Gasflamme der Magneteinsatz (16) mit einem Hilfsstrom gespeist wird und nach Entzünden der Gasflamme der Magneteinsatz (16) über eine von einem Thermoelement (25) kommende elektromagnetische Kraft gespeist wird, wobei in der vom Thermoelement (25) kommenden Leitung ein Transistor (23) an¬ geordnet ist.
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass im Falle eines Kurzschlusses des Transistors (23) der Hilfsstrom auf das Thermoelement umgeleitet wird.
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