DE3234532A1

DE3234532A1 - Automatischer brennstoffzufuhrunterbrecher

Info

Publication number: DE3234532A1
Application number: DE19823234532
Authority: DE
Inventors: Kunio Tokyo Shimizu
Original assignee: TOUTO DENKI KK
Current assignee: TOUTO DENKI KK
Priority date: 1982-06-15
Filing date: 1982-09-17
Publication date: 1983-12-15
Also published as: FR2528545B3; GB2122397B; IT1155927B; DE3234532C2; FR2528545A1; JPS58219325A; GB2122397A; IT8268105A0; US4491142A

Description

Glawe, DeIfs_# Moll & Partner - ρ 10572/82 - Seite

Automatischer BrennstoffZufuhrunterbrecher

Die Erfindung betrifft eine automatische Einrichtung zur Unterbrechung der Brennstoffzufuhr, die in einen Brenner wie z.B. einen Gasbrenner eingebaut werden kann, dem Brennstoff fluid kontinuierlich zugeführt wird, um gezündet und in Brand gehalten zu werden.

Bei Brennern für Stadtgas wurden häufig sogenannte automatische Sicherheitseinrichtungen verwendet, durch die ein Entweichen von Gas vermieden werden soll und die auf Temperatur reagierende Einrichtungen wie z.B. Bimetalleinrichtungen sind. Solche auf die Temperatur reagierende Einrichtungen des Standes der Technik weisen einen Strömungsunterbrecher auf, der in einer Leitung für die Gaszufuhr zu einer Brennstelle angeordnet ist. Diese auf die Temperatur reagierende Einrichtung wird normalerweise durch einen Teil der Verbrennungswärme erwärmt, die von der Brennstelle erzeugt wird. Während der Verbrennung wird die Einrichtung so betätigt, daß der Strömungsunterbrecher in dem die Strömung durchlassenden Zustand gehalten wird (das heißt ein Zustand, in dem das Gas kontinuierlich durch das Gasrohr fließt und die Verbrennung aufrechterhält). Verschwindet die Gasflamme aus irgendwelchen Gründen, wird die auf die Temperatur reagierende Einrichtung gekühlt, und der Strömungsunterbrecher wird automatisch in den den Durchlaß blockierenden Zustand umgeschaltet (den Zustand, in dem das durch das Gasrohr strömende Gas blockiert wird) und wird in diesem Zustand gehalten. Bei solchen temperaturempfindlichen Einrichtungen des Standes der Technik, die Bimetalleinrichtungen oder dergleichen verwenden, kann der Strömungsunterbrecher nicht völlig

Glawe, DeIfs, Moll & Partner - ρ 10572/82 - Seite y

in seinen den Durchlaß sperrenden Zustand gebracht werden, bis sich die temperaturempfindliche Einrichtung genügend abgekühlt hat. Als Ergebnis wird häufig noch eine Menge von Gas während eines Zeitraums nach Erlöschen der Gasflamme und Betätigung des Strömungsunterbrechers durchgelassen und entweicht in die Umgebung. Dies hat häufig zu Gasvergiftungen und Gasexplosionen geführt.

Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung einer automatischen Brennstoffzufuhr-Unterbrechungseinrichtung, die sofort bei Erlöschen der Flamme im Brenner betätigt wird und dann die Zufuhr des Brennstoffes wie z.B. von Stadtgas zur Verhinderung des Entweichens von Brennstoff unterbricht.

Die erfindungsgemäße Lösung ergibt sich aus dem kennzeichnenden Teil des Hauptanspruches. Weitere vorteilhafte Fortentwicklungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen genannt.

Die Erfindung wird im Folgenden beispielsweise unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen anhand von vorteilhaften Ausführungsformen beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 in perspektivischer Darstellung einen Brenner mit einer erfindungsgemäßen automatischen Brennstoffzufuhr-Unterbrechungseinrichtung;

Fig. 2 in einer perspektivischen Ansicht wichtige Teile der automatischen Brennstoffzufuhr-Unterbrechungseinrichtung der Erfindung;

Fig. 3a,b Querschnittsansichten zur Verdeutlichung der Arbeitsweise des Strömungsunterbrechers der automatischen Brennstoffzufuhr-Unterbrechungseinrichtung;

Glawe, DeIfs, Moll & Partner - ρ 10572/82 -

Fig. 4 ein Schaltschema der Stromsteuerschaltung, die Teil des Strahlungsaufnehmenden und den Unterbrecher erregenden Kreises bildet;

Fig. 5a,b eine Einzelheit der Brennereinrichtung mit Zusatzteilen in der Nähe eines Handbetätigungsknopfes, wobei Fig. 5a einen Querschnitt durch den Knopf und Fig. 5b einen Querschnitt entlang der Linie A-A in Fig. 5 zeigt, wobei gezeigt ist, wie der Knopf mit dem Strömungsunterbrecher gekoppelt ist;

Fig. 6a,b Querschnittsansichten durch die in Fig. 5a,b gezeigten Teile in einem anderen Zustand dieser Teile, wobei Fig. 6b ein Querschnitt in derselben Ebene ist wie in Fig. 5b; und

Fig. 7 u. 8 Querschnittsansichten, die die Arbeitsweise von zwei weiteren Ausführungsformen des Strömungsunterbrechers zeigen.

Fig. 1 zeigt in einer perspektivischen Ansicht von außen einen Gasbrenner, der mit der erfindungsgemäßen automatischen Unterbrechungsei nrichtung versehen ist. Der gezeigte Gasbrenner schließt ein Abschaltventil 4.1, das zur Steuerung der Gaszufuhr geöffnet und geschlossen werden kann, und eine Brenneinheit 60 ein, die eine Menge des durch das Ventil 41 zugeführten Gases verbraucht. Es ist ein Knopf 31 vorgesehen, der als manuelle Steuereinrichtung wirkt, mit dem das Ventil 41 geöffnet und geschlossen werden kann. Wird das Ventil 41 durch Betätigung des Knopfes 31 geöffnet, wird ein piezoelektrisches Zündsystem betätigt, und es wird ein Zündfunken von Zündelektroden 47 desselben abgegeben. In einer Gaszufuhrleitung, die zum Brenner 60 führt, ist weiterhin eine Strömungsunterbrechungseinrichtung

* *-■'·■·· 323Λ532

Glawe, DeIfs, Moll & Partner - ρ 10572/82 - Seite

1 eingefügt, und zwar getrennt von dem Ventil 41.

Fig. 2 zeigt in einer perspektivischen Darstellung wichtige Teile des Gasbrenners der Fig. 1. Die Strömungsunterbrechungseinrichtung 1 nimmt zwei stabile Zustände ein, das heißt den Zustand, in dem die Einrichtung 1 den Durchlaß offenhält, und den Zustand, in dem die Einrichtung 1 den Durchlaß verschließt. Die Umschaltung dieser Fluidunterbrechungseinrichtung 1 zwischen den beiden stabilen Zuständen wird durch einen strahlungaufnehmenden und den Strömungsunterbrecher erregenden Mechanismus 11 bewirkt, der den gegenwärtigen Zustand der Verbrennung detektiert. Die Fluidunterbrechungseinrichtung 1 kann auch in die den Durchlaß öffnende Stellung gebracht werden, wenn das Ventil 41 geöffnet wird.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sollen nun unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen ausführlicher beschrieben werden.

Bezugsziffer 1 bezeichnet allgemein die Strömungsunterbrechungseinrichtung. Eine erste Ausführungsform 1a dieser Strömungsunterbrechungseinrichtung weist ein röhrenförmiges Gehäuses 3 auf, das selbst mit gegenüberstehenden offenen Enden 9, 2 versehen ist, die als Einlaß und Auslaß für den Brennstoff dienen. Das röhrenförmige Gehäuse 3 weist eine Ventilkammer 10 und einen Ventilsitz 10' nacheinander in Strömungsrichtung auf. Die Ventilkammer 10 enthält einen Ventilkörper 6 aus weichem magnetischem Material, der in der Kammer frei beweglich ist. Es sind nachgiebige Vorspannmittel 5 vorgesehen, durch die der Ventilkörper 6 normalerweise so gedrückt wird, daß er vom Ventilsitz 10' gelöst wird und dabei den Durchlaß öffnet. Diese nachgiebigenVorspannmittel 5 weisen in der gezeigten Ausführungsform eine Schraubenfeder auf. Um den Ventilkörper 6 dagegen gegen die Kraft der

Glawe, DeIfs, Moll & Partner - ρ 10572/82 - Seite

elastischen Vorspannungseinrichtungen 5 zu drücken und dadurch den Durchgang zu unterbrechen, ist ein Permanentmagnet 7 vorgesehen, dessen Magnetkraft die gewünschte Spannungskraft erzeugt. Der Permanentmagnet 7 ist ringförmig und so lose um den Umfang des Gehäuses 3 herum angeordnet, daß der ringförmige Permanentmagnet 7 in Axialrichtung in bezug auf das Gehäuse 3 bewegbar ist. Dieser Permanentmagnet 7 wird durch eine Feder 4 in einer Stellung gehalten, in der der Ventilkörper 6 der stärksten magnetischen Anziehung des Magneten 7. ausgesetzt ist. Insbesondere ist der Permanentmagnet 7 elastisch zu der Stellung vorgespannt, die dem Ventilkörper 6 am nächsten ist. In dieser Stellung wird durch Erregereinrichtungen 8a und einen Vorsprung 3· verhindert, daß er sich weiter in Rückwärtsrichtung bewegt (das heißt in den Figuren nach rechts). Wie weiter unten ausführlicher beschrieben werden wird, sind die Erregereinrichtungen 8a fest um den äußeren Umfang des Gehäuses 3 angebracht,in dem die Ventilkammer 10 gebildet ist, und stehen dem Permanentmagneten 7 gegenüber. Wird der Permanentmagnet 7 in der Stellung gehalten, in der er dem Ventilkörper 6 am nächsten steht, überwindet die Magnetwirkung des Permanentmagneten 7 die Kompressionskraft der elastischen Vorspannungseinrichtungen 5, so daß der Ventilkörper 6 sofort auf den Ventilsitz 10' bewegt wird und dort festgehalten wird, so daß der Durchlaß gesperrt ist (siehe Fig. 3a). Wird der Permanentmagnet 7 vom ιVentilkörper 6 wegbewegt, so wird die Kompressionskraft der elastischen Vorspanneinrichtungen 5 größer als die Magnetwirkung des Permanentmagneten 7, was dazu führt, daß der Ventilkörper 6 sich in der Ventilkammer 10 frei bewegt, und zwar vom Ventilsitz 10" weg, und daß er dort verbleibt, so daß der Durchlaß

Glawe, DeIf s, Moll & Partner - ρ 10572/82 - Seite fr"

geöffnet wird (siehe Fig. 3b). Der letztere Vorgang findet unter der magnetischen Wirkung der Erregereinrichtungen 8a statt. Insbesondere weisen diese Erregereinrichtungen 8a elektromagnetische. Einrichtungen wie einen Solenoid auf. Wird die Wicklung der Erregereinrichtungen 8a erregt, so wird der Permanentmagnet 7 von den Erregereinrichtungen 8a, die dem Permanentmagneten 7 gegenüberstehen, durch eine abstoßende Magnetkraft] wegbewegt, die von den Erregereinrichtungen 8a erzeugt wird. Der Permanentmagnet 7 wird auf diese Weise von den Erregereinrichtungen 8a so lange getrennt gehalten, wie die Wicklung erregt ist. Die die Strömung unterbrechende Einrichtung 1a wird daher in ihrem zweiten stabilen Zustand (das heißt dem den Durchlaß öffnenden Zustand) gehalten. Sobald wie die Erregereinrichtung 8a entregt wird, verschwindet die abstoßende Magnetkraft der Erregereinrichtung 8a, und der Permanentmagnet 7 wird durch Federkraft wieder so gedrückt, daß er sich dem Ventilkörper 6 nähert. Erreicht der Permanentmagnet 7 seine feste Stellung nahe dem Ventilkörper 6, wird die Strömungsunterbrechungseinrichtung 1a wieder in den ersten stabilen Zustand (das heißt den den Durchlaß unterbrechenden Zustand) gebracht.

Die Erregung der Erregungseinrichtung 8a zur Erzeugung der abstoßenden Magnetkraft wird durch die strahlungsaufnehmende und erregende Einrichtung 11 bewirkt, die einen Lichtsensor 12 und eine Sensorschaltung 13 aufweist. Auf diese Weise wird durch die Zusammenarbeit der elastischen Vorspannungseinrichtungen 5 und des Permanentmagneten 7 der erste stabile Zustand erreicht,in dem. die Kraft der nachgiebigen Vorspannungsmittel 5 in ausreichendem Maße überwunden wird, so daß der Ventilkörper 6 auf dem Ventilsitz 10¹ ruht und dabei der Durchlaß (siehe Fig. 3a) unterbrochen wird. Außerdem wird auf diese Weise der zweite

...10

Glawe, Delfs, Moll & Partner - ρ 10572/82 - Seite >θ"

stabile Zustand erreicht, in dem die Kraft der elastischen Vorspannungseinrichtung 5 in ausreichendem Maße die magnetische Wirkung des Permanentmagneten 7 überwindet, so daß der Ventilkörper 6 von dem Ventilsitz 10' gelöst wird, wodurch der Durchlaß geöffnet wird (siehe Fig. 3b). Das Umschalten zwischen dem ersten stabilen Zustand (das heißt dem den Durchlaß unterbrechenden Zustand) und dem< zweiten stabilen Zustand (das heißt dem den Durchlaß öffnenden Zustand) wird durch axiale Verschiebung des Permanentmagneten 7 in bezug auf das Gehäuse 3 erreicht, wobei er näher an den Ventilkörper 6 herangebracht wird oder von demselben wegbewegt wird.

Der Permanentmagnet 7 ist elastisch durch die Feder 4 zu der Stellung vorgespannt, die dem Ventilkörper 6 so nahe wie möglich ist, und wird dann dort durch diese Vorspannkraft festgehalten, so daß die Strömungsunterbrechungseinrichtung 1a in ihrem ersten stabilen Zustand gehalten wird (das heißt dem den Durchlaß unterbrechenden Zustand). Um die Strömungsunterbrechungseinrichtung 1a in ihren zweiten stabilen Zustand zu bringen (das heißt den den Durchlaß öffnenden Zustand), muß auf den Permanentmagneten 7 eine Kraft ausgeübt werden, die größer ist als die Kompressionskraft der Feder 4 und dieser Kraft entgegengesetzt ist.

Die strahlung- oder lichtaufnehmende und erregende Einrichtung 11 weist den Lichtsensor 12 und die Sensorschaltung 13 auf. Der Lichtsensor 12 kann ein fotoelektrischer Wandler wie ein Fototransistor sein, der im allgemeinen in erster Linie für die Detektion von Ultrarotstrahlen verwendet wird. Die Sensorschaltung 13 kann eine Stromsteuerschaltung bekannter Art sein, die zum Erregen der Erregungseinrichtung 8a der Strömungsunterbrechungseinrichtung 1 mit Hilfe einer Batterie 14 als Reaktion auf

. ..11

Glawe, DeIfs, Moll & Partner - ρ 10572/82 - Seite -PT

Fotosignale, die vom Lichtsensor 12 empfangen werden, ausgebildet ist. Insbesondere arbeitet diese strahlen- bzw. lichtempfangende und erregende Einrichtung 11 so, daß Licht, das von einem wärmeempfindlichen Leuchtmedium (N) abgegeben wird, das auf dem Brennerkopf 43 des Gasbrenners in der Nähe einer Düse 44 angebracht ist, durch den Fotosensor 12 detektiert wird,und daß die entsprechenden Detektionssignale durch , die Sensorschaltung 13 auf die Wicklung der Erregungsein-r richtungen 8a übertragen wird, die zur Strömungsunterbrechungseinrichtung 1 gehören. '

Fig. 4 ist ein Schaltschema der Sensorschaltung, die für die lichtempfangende und erregende Einrichtung verwendet wird. Als solche Sensorschaltung 13 wird bei dieser Ausführungsform ein GAS-003 (A-D)-Sensor verwendet. Die Sensorschaltung 13 ist jedoch nicht auf eine solche besondere Schaltung beschränkt und kann eine andere Schaltung sein, die man gewöhnlich verwendet, zum Beispiel ein Relais vom Univibratortyp. Die Sensorschaltung 13 kann anders gesagt irgend eine Anordnung sein, die auf die Erregungseinrichtungen 8a der Strömungsunterbrechungseinrichtung 1 abgestimmt ist. Als wärmeempfindliches Leuchtmedium (N) wird eine Platte aus einem Wärmeleiter verwendet, die Nichromdraht, Kupferdraht, Eisendraht oder ähnliches enthält, der plattenförmig flach gedrückt ist. Ein solches wärmeempfindliches Leuchtmedium (N), das irgendeine dieser thermischen Leiterplatten enthält, wird verwendet, um die Wirkungsweise des Lichtsensors 12 zu verbessern. Die von der Düse 44 des Brennerkopfes 43 brennende Flamme wird thermisch zu dem wärmeempfindlichen Leuchtmedium (N) geleitet, wodurch eine konstante Wärmestrahlung erhalten wird, so daß der Fotosensor 12 der lichtempfangenden und erregenden Einrichtung 11 einer solchen konstanten

12

Glawe, DeIfs, Moll & Partner - ρ 10572/82 - Seite

thermischen Strahlung ausgesetzt werden kann.

Eine Reihe von experimentellen Untersuchungen haben gezeigt, daß die Probleme, die bei den üblichen Anordnungen auftreten, bei denen die leuchtende Flamme, die von der Düse 44 des Brennerkopfes 43 abgegeben wird, direkt mit dem Fotosensor 12 detektiert werden, z.B. !Instabilität der Leuchtkraft der Flamme, schlechte Empfindlichkeit des Fotosensors 12 als auch fehlende Reaktion der lichtempfangenden und erregenden Einrichtung 1 insbesondere bei kleiner Flamme, auf wirksame Weise durch die erfindungsgemäße Anordnung vermieden werden. Das Ergebnis dieser Versuche ist in der folgenden Tabelle gezeigt. Bei diesen Versuchen wurde ein kommerziell erhältlicher Fototransistor, ein Gasbrenner Modell 127 580 (hergestellt von Fukuda Metalworking Industries Co., Ltd.) und ein Toshiba P1-1 fotoelektrischer Beleuchtungsmesser als Meßinstrument verwendet. Das verwendete Gas hatte einen Heizwert von 5.000 kcal.

.13

* 'S

/ta

Glawe, DeIfs, Moll & Partner - ρ 10572/82 - Seite

Jfaterial	Entfernung von Flamne (mn)	Leuchtkraft (Lux)	FlaitmenhShe (cm)	Ansprech zeit (see.)
(1) nur		3,0	7	1,2
Flanme	150	2,0 0,3	5 4	2,0 (kein An sprechen)
(2) Nichran-		10,5	7	0,75
draht	150	9,0	5	0,8
(Platte)		8,3	3	0,42
		7,0	0,5	1/0
(3) Nichrcm-		8,5	7	0,81
draht	150	7,6	5	0,98
(Spule)		6,8	3	1,3
		4,0	0,5	1,52
(4) Kupfer draht (Spule)	150	7,4	7	2,6 (nach einmali gem Anspre chen ver brannt)
(5) Eisen
draht	150	6,5	7	3,22
(Spule)

...14

Glawe, DeIfs, Moll & Partner - ρ 10572/82 - Seite

Durch die in der Tabelle aufgeführten Versuchsergebnisse wurde herausgefunden, daß Nichromdraht, der in Plattenform gebracht ist, als wärmeempfindliches Leuchtmedium (N) das Günstigste ist.

Solange, wie die Verbrennung im Brenner andauert, erregt die lichtempfangende und erregende Einrichtung 11 weiterhin die Erregungseinrichtungen 8a, durch deren Wirkung dann die Strömungsunterbrechungseinrichtung 1a in ihrem zweiten stabilen Zustand gehalten wird (das heißt dem den Durchlaß öffnenden Zustand), und zwar unter Wirkung der abstoßenden Magnetkraft, die von den Erregungseinrichtungen bewirkt wird. Verschwindet jedoch die Verbrennungsflamme (Zustand des Entweichens von Gas) aufgrund irgendwelcher Gründe, so wird die Erregung der Erregungseinrichtung 8a von der lichtempfangenden und erregenden Einrichtung 1a beendet, wodurch die abstoßende Magnetkraft auch verschwindet, was dazu führt, daß die Strömungsunterbrechungseinrichtung 1a in ihren ersten stabilen Zustand umgeschaltet wird (das heißt den den Durchfluß unterbrechenden Zustand), so daß die Zufuhr von Brennstoff (Gas) unterbrochen wird.

Aus diesem ersten stabilen Zustand wird die Pluidunterbrechungseinrichtung 1a wieder in den den Durchlaß öffnenden Zustand durch eine Betätigungseinrichtung 17 für den Permanentmagneten gebracht. Insbesondere ist ein Gleiter 20 vorgesehen, der in Richtung eines Pfeiles auf einer Führungsplatte 18 gleiten kann, die auf dem Brenner selbst befestigt ist. Wie in den Fig. 2 und 3 gezeigt ist, ist dieser Gleiter 20 zwischen dem Permanentmagneten 7 und der Erregungseinrichtung 8a angeordnet und wird normalerweise durch die Federkraft so beaufschlagt, daß er zusammen mit dem Permanentmagneten 7 in die dem Ventilkörper 6 nahe

.. .15

Glawe, Delfs, Moll & Partner - ρ 10572/82 - Seite

Stellung kommt. Um die Fluidunterbrechungseinrichtung 1a aus dem ersten stabilen Zustand oder dem den Durchfluß unterbrechenden Zustand in den zweiten stabilen Zustand oder den den Durchfluß öffnenden Zustand umzuschalten, kann der Gleiter 20 gegen die Federkraft der Feder 4 dadurch gedrückt werden,indem der Permanentmagnet 7 nach vorwärts gedrückt wird. Diese Betätigungseinrichtung 17 für den Permanentmagneten ist arbeitsmäßig mit einem Handbetätigungsknopf 31 verknüpft, um die drückende Bewegung des Permanentmagneten 7 zu erreichen .

In der Nähe des Handbetätigungsknopfes 31 ist ein scheibenförmiges Betätigungselement 24 vorgesehen, dag mit dem Handbetätigungsknopf 31 verbunden oder von ihm gelöst werden kann. Der Handbetätigungsknopf 31 ist mit Kupplungssteuereinrichtungen 30 versehen, die gleichzeitig betätigt werden können, wenn der Knopf 31 betätigt wird, wodurch diese beiden Komponenten automatisch miteinander gekuppelt werden können. Fig. 5a,b und Fig. 6a,b stellen im einzelnen die Weise dar, wie das Betätigungselement 24 mit dem Handbetätigungsknopf 31 gekuppelt wird. Wie in den Fig. 5a,b gezeigt ist, ragt die Kupplungssteuereinrichtung 30 seitlich von einer Vorderseite des Knopfes 31 vor. Diese Kupplungssteuereinrichtung 30 weist eine blättchenförmige Blattfeder auf, die hakenförmig gekrümmt ist, deren eines Ende am Knopf 31 befestigt ist und deren anderes Ende sich zur rückseitigen Oberfläche des Knopfes 31 als ein freies Ende erstreckt. Das Betätigungselement 24 ist drehbar und lose auf dem äußeren Umfang einer Drehachse 29 für den Knopf 31 befestigt und in ihrem ebenen Bereich mit einem kreisbogenförmigen Schlitz 26 versehen. Außerdem ist ein Draht 22, der Teil eines Übertragungsmechanismus bildet, an seinem einen Ende mit diesem Betätigungselement 24 verbunden. Wird der Handbetätigungsknopf 31 mit Fingern betätigt, so kommen diese (nicht gezeigten); Finger insbe-

16

Glawe, DeIfs, Moll & Partner - ρ 10572/82 - Seite

sondere in Berührung mit der Kupplungssteuereinrichtung 30, die dann entsprechend gedrückt wird, wie dies in Fig. 6a gezeigt ist. Dadurch ragt das freie Ende 61 der Kupplungssteuereinrichtung 30 von der rückwärtigen Oberfläche 31 des Knopfes hervor und greift in den Schlitz 21 des Betätigungselementes 24 ein, so daß der Handbetätigungsknopf 31 mit dem Betätigungselement 24 gekuppelt ist. Bei Drehen des Handbetätigungsknopfes 31 von diesem Zustand im Gegenuhrzeigersinn, wie dies in Fig. 5b gezeigt ist, um das Ventil 41 zu öffnen, wird bewirkt,daß sich auch das Betätigungselement 24 im Gegenuhrzeigersinn dreht. Diese Drehung wird durch den Draht 22 auf den Gleiter 20 übertragen, wie dies in Fig. 6b gezeigt ist. Dadurch drückt der Gleiter 20 den Permanentmagneten 7 gegen die Federkraft der Feder 4 und bringt dadurch die Fluidunterbrechungseinrichtung 1a vom ersten stabilen Zustand oder dem den Durchfluß unterbrechenden Zustand in den zweiten stabilen Zustand oder den den Durchfluß öffnenden Zustand. Werden die Finger vom Handbetätigungsknopf 31 gelöst, so kehrt die Kupplungssteuereinrichtung 30 in ihren in Fig. 5a gezeigten ursprünglichen Zustand zurück; als Ergebnis hiervon kommt das Betätigungselement 24 außer Eingriff mit dem Handbetätigungsknopf 31. Das Betätigungselement 24 und der Gleiter 20 erreichen dadurch ihren ursprünglichen Zustand unter der Federkraft der Feder 4, die zur Fluidunterbrechungseinrichtung gehört.

Wird das Ventil 41 durch Drehung des Handbetätigungsknopfes 31 in der beschriebenen Weise geöffnet, wird die Fluidunterbrechungseinrichtung 1a automatisch in die den Durchlaß öffnenden Zustand gebracht, und der Brenner wird automatisch mit Brennstoff oder Gas versorgt.

Es soll nun beschrieben werden, wie die erfindungsgemäße Vorrichtung benutzt wird. Nachdem die erfindungsgemäße

. . .17

Glawe, DeIfs, Moll & Partner - ρ 10572/82 - Seite

Einrichtung in den Gasbrenner selbst eingebaut worden ist, wie dies in Fig. 1 dargestellt ist, wird die Gaszufuhr durch ein Gasrohr 46 begonnen (das Hauptventil für die Gaszufuhr ist geöffnet). In diesem Zustand wird der Ventilkörper 6 durch Wirkung der Magnetkraft des Permanentmagneten 7 auf dem Ventilsitz 10' ruhend festgehalten, so daß die Fluidunterbrechungseinrichtung 1a in ihrem ersten stabilen Zustand ist (das heißt dem den Durchfluß unterbrechenden Zustand). Dadurch ist die Zufuhr von Gas vollständig unterbrochen.

Bei Drehen des Knopfes 31 wird durch das Betätigungselement 24 bewirkt, daß der Permanentmagnet 7 von der Erregereinrichtung 8a aufgrund der Wirkung des Gleiters 20 getrennt wird. Der Permanentmagnet 7 entfernt sich dadurch vom Ventilkörper 6, der sich vom Ventilsitz 10' entfernt. Die Fluidunterbrechungseinrichtung 1a wird auf diese Weise in ihren zweiten stabilen Zustand umgeschaltet, in der sich der Ventilkörper 6 frei innerhalb der Ventilkammer 10 bewegt und es dem Gas ermöglicht ist, in das Gasrohr (siehe Fig. 6b) zu strömen. Gleichzeitig mit dieser Gaszufuhr strömt das Gas durch den Brennerkopf 43 des Gasbrenners selbst, und die Gasmenge, die kontinuierlich durch die Düse 44 abgegeben wird, wird gezündet. Im Moment der Zündung gibt das temperaturempfindliche Leuchtmedium (N) eine Strahlung ab, die wiederum durch den Fotosensor 12 detektiert wird. Die entsprechenden Signale werden durch die Sensorschaltung zu der Erregereinrichtung 8a geleitet und erregen dieselbe. Der Permanentmagnet 7 wird dann der abstoßenden Magnetkraft der Erregereinrichtung 8a ausgesetzt. Dadurch wird die Fluidunterbrechungseinrichtung 1a im zweiten stabilen Zustand gehalten (das heißt dem Zustand mit geöffnetem Durchlaß).

Verschwindet die Flamme aus irgendwelchen Gründen bei der Düse (Zustand des ausströmenden Gases), so verschwindet

...18

ι'":-:'": ._:; 3234532 Glawe, Delfs, Moll & Partner - ρ 10572/82 - Seite

die vom temperaturempfindlichen Leuchtmedium (N) abgegebene Strahlung. Gleichzeitig wird der Fotosensor 12 entsprechend betätigt, und die Erregung der Erregereinrichtung 8a durch die Sensorschaltung 13 wird beendet. Als Ergebnis verschwindet die Magnetwirkung der Erregereinrichtung 8a, und der ' Permanentmagnet 7 wird federnd wieder in Richtung des Ventilkörpers 6 gedrückt, so daß die Magnetkraft des Permanent-

magneten 7 bewirkt, daß der IVentilkörper 6 wieder auf dem Ventilsitz 10¹ ruht, so daß'die Fluidunterbrechungseinrichtung 1a in ihren ersten stabilen Zustand umgeschaltet wird (das heißt den den Durchfluß unterbrechenden Zustand). Eine solche Umschaltung wird sofort durch entsprechende Stromsteuerung der Sensorschaltung 13 bewirkt. Bei Verlöschen der Gasflamme wird daher die Fluidunterbrechungseinrichtung betätigt, um ein Ausströmen von Gas zuverlässig zu verhindern. Diese Unterbrechung wird durch den ersten stabilen Zustand der Fluidunterbrechungseinrichtung 1a erhalten und zuverlässig aufrechterhalten, falls nicht der Handbetätigungsknopf 31 wiederum betätigt wird.

Fig. 7 und 8 zeigen andere Ausführungsformen der Fluidunterbrechungseinrichtung. Diese Fluidunterbrechungseinrichtungen 1b, 1c weisen Ventilkörper 6 aus magnetischem Material, die federnde Vorspanneinrichtung 5, die die Ventilkörper 6 normalerweise so vorspannen, daß sie von den Ventilsitzen 10' getrennt sind, so daß die Durchlässe geöffnet sind, und die Erregereinrichtungen 8b, 8c auf, die im Falle ihrer Betätigung die Ventilkörper 6 gegen die Federkraft der federnden Vorspannungseinrichtungen 5 so bewegen, daß sie auf dem Ventilsitz 10'aufsitzen und dabei den Durchlaß abschließen, so daß diese Fluidunterbrechungseinrichtungen 1b bzw. 1c ihren ersten stabilen Zustand annehmen, in dem die Magnetkraft der Erregereinrichtungen 8b, 8c in ausreichendem Maße die Federkraft der genannten federnden Vorspannungseinrichtungen 5 über-

.. .19

Glawe, DeIfs, Moll & Partner - ρ 10572/82 - Seite

winden, so daß die Ventilkörper 6 gezwungen werden, auf den Ventilsitzen 10· aufzusitzen, wodurch die Durchflüsse abgeschaltet werden. Die Anordnung ist dabei so getroffen, daß im zweiten stabilen Zustand die Federkraft der federnden Vorspannungseinrichtungen 5 in ausreichendem Maße die Magnetkraft der Erregereinrichtungen 8b, 8c überwindet und so die Ventilkörper 6 von den Ventilsitzen 10' trennt, so daß der Durchfluß geöffnet wird.

Die Fluidunterbrechungseinrichtung 1b von Fig. 7 weist einzelne Erregereinrichtungen 8b auf, die fest um den äußeren Umfang des Gehäuses 3 angeordnet sind, während die Fluidunterbrechungseinrichtung 1c von Fig. 8 die ersten Erregereinrichtungen 8b und die zweiten Erregereinrichtungen 8c aufweist, die beide um den äußeren Umfang des Gehäuses 3 herum fest angeordnet sind.

Die Fluidunterbrechungseinrichtung 1b ist so aufgebaut, daß Erregung der Erregereinrichtungen 8b bewirkt, daß eine Magnetkraft in diesen Erregereinrichtungen 8b erzeugt wird, durch die der Ventilkörper 6 aus weichem magnetischem Material, der sich frei in der Ventilkammer 10 bewegt, auf den Ventilsitz 10' gezwungen wird. Die Fluidunterbrechungseinrichtung 1b nimmt daraufhin ihren ersten stabilen Zustand oder den den Durchlaß unterbrechenden Zustand ein (siehe Fig. 7a).

Bei Entregung der Erregereinrichtung 8b.verschwindet auch die magnetische Wirkung der Erregereinrichtung 8b, und der Ventilkörper 6 wird unter Wirkung der Federkraft der federnden Vorspannungseinrichtung 5 vom Ventilsitz 10' getrennt. Auf diese Weise nimmt der Ventilkörper 6 wieder seine freie Stellung innerhalb der Ventilkammer 10 ein, und die Fluidunterbrechungseinrichtung 1b nimmt wieder den zweiten stabilen Zustand oder den Zustand mit offenem Durchlaß ein (siehe

...20

Glawe, Delfs, Moll & Partner - ρ 10572/82 - Seite

Fig. 7b).

Die Fluidunterbrechungseinrichtung 1c der dritten Ausführungsform ist so aufgebaut, daß Erregung der ersten Erregereinrichtung 8b eine magnetische Wirkung erzeugt, daß der Ventilkörper 6 angezogen wird und der innerhalb der Kammer 10 frei bewegliche Ventilkörper 6 gezwungen wird, sich auf den Ventilsitz 10' zu setzen. Dadurch wird der erste stabile Zustand oder der den Durchfluß unterbrechende Zustand erreicht (siehe Fig. 8a). Ein Umschalten der Erregung von der ersten Erregereinrichtung 8b zur zweiten Erregereinrichtung 8c bewirkt eine Magnetwirkung, durch die der Ventilkörper 6 angezogen wird, ■ vom Ventilsitz 10 getrennt wird und dann wiederum frei in der Ventilkammer 10 angeordnet ist, wodurch der zweite stabile Zustand oder der den Durchlaß öffnende Zustand der Fluidunterbrechungseinrichtung 1c erreicht wird (siehe Fig. 8b).

Als Ergebnis von während der Verbrennung erzeugter Wärme gibt das wärmeempfindliche Leuchtmedium (N) Strahlung ab, die dann durch den Fotosensor 12 detektiert wird. Die entsprechenden Detektionssignale werden an die Erregereinrichtungen 8b, 8c in derselben Weise wie beim Falle der Erregereinrichtung 8a angelegt mit der Ausnahme, daß im Falle der Fluidunterbrechungseinrichtung 1b eine Sensorschaltung 13 vorgesehen ist, die die Erregereinrichtung 8b bei Auslöschen der Flamme erregt (die Verbrennung wird aus irgendwelchen Gründen unterbrochen, und der Fotosensor 12 detektiert keine Strahlung), das heißt, die Magnetwirkung wird in der Erregereinrichtung 8b nur dann entwickelt, wenn der Fotosensor 12 nicht der von der Gasflamme kommenden Strahlung ausgesetzt ist.

Die Fluidunterbrechungseinrichtung 1c weist bei der dritten Ausführungsform die Sensorschaltung 13 auf, durch die die erste Erregereinrichtung 8b bei Auslöschen der Gasflamme erregt (die Verbrennung wird aus irgendwelchen Gründen

..21

Glawe, DeIfs, Moll & Partner - ρ 10572/82 - Seite

unterbrochen), so daß die Magnetwirkung in der ersten Erregereinrichtung 8b entwickelt wird. Durch diese Schaltung wird die zweite Erregereinrichtung 8c dagegen solange erregt, wie der Fotosensor 12 die Strahlung detektiert, wodurch die magnetische Wirkung in der zweiten Erregereinrichtung 8c entwickelt wird.

Die Art und Weise, wie die beiden in Fig. 7 und 8 gezeigten Ausführungsformen arbeiten, kann wie folgt zusammengefaßt werden.

(1) Fluidunterbrechungseinrichtung 1b:

Die Einrichtung 1b wird in ihrem zweiten stabilen Zustand, das heißt dem Zustand mit offenem Durchlaß (Fig. 7b) so lange gehalten, als die Zufuhr von Gas für die Verbrennung konstant aufrechterhalten wird, wobei eine Gasmenge durch die Düse 44 des Brennerkopfes 43 entweicht und brennt und so lange das fotoempfindliche Leuchtmedium (N) Strahlung abgibt, die durch den Fotosensor 12 detektiert wird. Die Einrichtung 1b wird in ihren ersten stabilen Zustand, das heißt den die Zufuhr unterbrechenden Zustand (siehe Fig. 7a) umgeschaltet, bei dem bei Verschwinden der Strahlung von dem wärmeempfindlichen Leuchtmedium (N) der Fotosensor 12 betätigt wird und die Erregereinrichtung 8b durch die Sensorschaltung 13 so betätigt, daß der Ventilkörper 6 den Durchlaß verschließt, wenn die Flamme aus irgendwelchen Gründen verlischt (Zustand von ausströmendem Gas).

(2) Fluidunterbrechungseinrichtung 1c:

Die Einrichtung 1c wird in ihrem zweiten stabilen Zustand gehalten, das heißt dem Zustand mit offenem Durchlaß (siehe Fig. 8b), indem die zweite Erregereinrichtung 8c erregt ist, so lange die Gasverbrennung andauert. Sie wird umgeschaltet in ihren ersten stabilen Zustand, das heißt den Zustand mit unterbrochenem Durchlaß (siehe

...22

Glawe, DeIfs, Moll & Partner - ρ 10572/82 - Seite

Fig. 8a), indem die Erregung von der zweiten Erregereinrichtung 8c zur ersten Erregereinrichtung 8b umgeschaltet ist, wenn die Flamme aus irgendwelchen Gründen verschwindet.

Bei beiden Ausführungenformen 8b, 8c der Fluidunterbrechungseinrichtung kann die Gaszufuhr automatisch angehalten werden, wenn die Gasflamme verschwindet.

Leer seite

Claims

Patentansprüche

/ 1.1 Automatischer BrennstoffZufuhrunterbrecher für eine ^■" Brennereinrichtung mit einem Abschaltventil und einem Brenner, die eine Fluidunterbrechungseinrichtung in der Brennstoffzuführungsleitung aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß er einen Fotosensor (12), der zum Detektieren von Verbrennung im Brenner (43) über ein strahlungsemitierendes wärmeempfindliches Leuchtmedium (N) ausgebildet ist, und eine Sensorschaltung (13) aufweist, die beim Erlöschen der Flamme die Fluidunterbrechungseinrichtung (1,1a,1b,1c) von einer ersten stabilen Stellung, in der der Durchlaß geöffnet ist, in eine zweite stabile Stellung, in der der Durchlaß geschlossen ist, umschaltet.
2. Automatischer BrennstoffZufuhrunterbrecher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fluidunterbrechungseinrichtung (1,1a,1b,1c) bei Schließen des Abschaltventils (41) in die zweite stabile Stellung

Glawe, DeIfs, Moll & Partner - ρ 10572/82 - Seite

oder Stellung mit offenem Durchlaß schaltbar ist.
3. Brennstoffzufuhrunterbrecher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Zusammenhang mit dem Fotosensor (12) und der Sensorschaltung (13) eine Stromsteuerschaltung vorgesehen ist, durch die ein Strom abgebbar ist, wenn der Fotosensor (12) der von dem wärmeempfindlichen Leuchtmedium (N) ausgestrahlten Strahlung ausgesetzt ist.
4. Brennzufuhrunterbrecher nach Anspruch 1,2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Fluidunterbrechungseinrichtung (1, 1a, 1b, 1c) einen Ventilkörper (6) aus magnetischem Material, federnde Vorspannungsmittel (5), durch den der Ventilkörper (6) vom Ventilsitz (10*) im Normalzustand abgehoben wird, wodurch der Durchlaß geöffnet wird, und einen Permanentmagneten (7) aufweist, durch dessen Magnetkraft der Ventilkörper (6) gegen die Kraft der federnden Vorspannungseinrichtung (5) auf den Ventilsitz (10') zum Schließen des Durchlasses gedrückt wird, wobei im ersten stabilen Zustand die Magnetkraft größer ist als die elastische Kraft, wodurch das Ventil geschlossen ist, und wobei im zweiten stabilen Zustand die elastische Kraft grosser ist als die Magnetkraft des Permanentmagneten (7), so daß der Ventilkörper (6) vom Ventilsitz (10¹) abgehoben wird und der Durchlaß geöffnet wird, und daß Umschalten vom zweiten stabilen Zustand zum ersten stabilen Zustand durch Verschieben des Permanentmagneten (7) in Richtung auf den Ventilkörper (6) und Umschalten vom ersten stabilen Zustand in den zweiten stabilen Zustand durch Verschieben des Permanentmagneten (7) vom Ventilkörper (6) weg bewirkbar ist.

Glawe, DeIfs, Moll & Partner - ρ 10572/82 - Seite
5. Automatischer Brennstoffzufuhrunterbrecher nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung so getroffen ist, daß die Umschaltung vom zweiten stabilen Zustand zum ersten stabilen Zustand durch Verschieben des Permanentmagneten (7) durch eine elastische Kraft zum Ventilkörper (6) und die Umschaltung vom ersten stabilen Zustand zum zweiten stabilen Zustand durch Verschiebung des Permanentmagneten (7) vom Ventilkörper (6) weg durch Wirkung einer Magnetkraft einer Erregereinrichtung (8a) erfolgt.
6. Brennstoffzufuhrunterbrecher für eine Verbrennungseinrichtung, die eine Pluidunterbrechungseinrichtung in einer Zuleitung für den Brennstoff aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein wärmeempfindliches Leuchtmedium (N) aufweist, das bei Erwärmung durch die Brennstoff verbrennung eine Strahlung abgibt, die durch einen lichtempfangenden und erregenden Mechanismus (12, 13) mit einem Fotosensor (12) detektierbar ist, wodurch Erregereinrichtungen (8a,b,c) erregbar sind, durch deren dadurch erzeugte Magnetkraft ein innerhalb einer Ventilkammer (10) frei angeordneter Ventilkörper (6) gegen einen Ventilsitz (10') drückbar ist, wodurch der Brennstoffdurchlaß unterbrochen wird.