DE2710940A1

DE2710940A1 - Electronic monitor for gas fired appliances - closes safety valve on flame failure and responds to gas leaks

Info

Publication number: DE2710940A1
Application number: DE19772710940
Authority: DE
Inventors: Ernst Ing Grad Sandmann
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1977-03-12
Filing date: 1977-03-12
Publication date: 1978-09-14

Abstract

The electronic monitor for gas fired appliances does not use mechanical components, such as setting clock or open relay contacts. The safety closing system is tripped additionally with a gas leakage detector. The gas is ignited by application of supply voltage. In case of successful ignition the electronic control system switches the gas appliance to normal operation. In case of supply voltage failure the monitoring system records a disturbance. In this case the safety circuit closes directly the safety valve. The latter can be opened after the previously carried out ignition process. The safety circuit is controlled also by a gas detector which switches the safety valve off in case of gas leak.

Description

P a t e n t b e s c h r e 1 b u n g P a t e n t b e s c h r e 1 b u n g

Bezeichnung: Elektronische Überwachungseinrichtung zur Sicherung, Zündung, Steuerung und Regelung von Gasgeräten.Designation: Electronic monitoring device for security, Ignition, control and regulation of gas devices.

1. E i n l e i t u n g 1.1. Anwendungsgebiet Das System dieser Uberwachungseinrichtung eignet sich als Zünd-Sicherheitseinrichtung in Gasgeräten.1. INTRODUCTION 1.1. Area of application The system of this monitoring device is suitable as an ignition safety device in gas appliances.

Hierzu einige Beispiele, in denen derartige Steuerungen Anwendung finden: Gas-lfaushaltsherd, Gas-Strahler, Gas-Kühlschränke, Camping-Kocher, Propan-Leuchten usw. Here are a few examples in which such controls are used find: gas household stoves, gas emitters, gas refrigerators, camping stoves, propane lights etc.

1.1.1. Herkömmliche Steuerungen 1.1.1.]. Mechanisches Sicherungssystem Hierzu zählen z.B. Membranschalter, Bi-Metall-und Ausdehnungszündsicherungen.1.1.1. Conventional controls 1.1.1.]. Mechanical security system These include, for example, membrane switches, bi-metal and expansion ignition fuses.

1.1.1.2. Elektrisches Sicherungssystem Unter diesen Systemen sind thermoelektrische Zündsicherungen bekannt. >uls eine weitere Uberwachungseinrichtung seien noch solche genannt, die auf der Grundlage der stromleitenden Ionisationsstrecke einer Gasflamme oder auf die ultraviolette Strahlung einer Gasflamme ansprechen.1.1.1.2. Electrical security system Among these systems are known thermoelectric ignition fuses. > uls another monitoring device those based on the conductive ionization path may also be mentioned respond to a gas flame or to the ultraviolet radiation of a gas flame.

2. Elektronische Überwachungseinrichtung 2.1. Anforderungen an eine derartige Einrichtung 2.1.1. Sie soll nach Nöglichkeit verschleißfrei arbeiten, d.h. keine mechanisch schaltenden Bauteile beinhalten.2. Electronic monitoring device 2.1. Requirements for a such facility 2.1.1. If possible, it should work without wear, i.e. do not contain any mechanically switching components.

2.1.2. Eine derartige Steuerung sollte vom Prinzip her geräteunabhängig sein.2.1.2. In principle, such a control should be device-independent be.

2.1.3. Die Ausführung einer derartigen Steuerung sollte aus einem kompl. Baustein bestehen (Service freundlich).2.1.3. Such control should be carried out from a complete Module pass (service friendly).

2.2. Darstellung und allgemeine Funktion (Zeichn. Nr.: 0977 - 01) 2.2.1. Zünd-Verlauf Von der Gas flasche aus gelangt das Gas üblicherweise vom Druckregler über den Absperrhahn zum Sicherheitsventil. T)ieses Sicherheitsventil muß zunachst vom elektronischen Steuerbaustein geöffnet werden, d.h. ein Magnetventil wird geöffnet und zwar für eine fest vorgegebene Zeit. Jetzt gelangt das Gas zum Zündbrenner und strömt nus. Die Zündelektrode, die am Ziindhrenner integriert ist, erzeugt jetzt während der Öffnungszeit des Ventils eine Zündspannung. Kommt es ei diesem Vorgang schließlich zur Zündung des Gases, dann erwairmt diese Flamme ein Thermoelement, welche ebenfalls am Zündbrenner integriert ist. Dieses Thermoelement erzeugt bei dieser Beheizung eine hMK, die einem Magneteinsatz, der sich im Sicherheitsventil befindet, zugeführt wird. Der im Thermoelement erzeugte Thermostrom erregt im Weicheisenkern des Magneteinsatzes ein Feld. Der Magnet des Magneteinsatses hält dann eine Ankerplatte, die durch das Magnetventil zuvor angelegt wurde, fest, solatlge Thermostrom fließt. Nach Ablauf der fest eingegebenel Zeit fällt das Magnetventil ab, jedoch der Gasweg bleibt frei, da das Thermoelement für eine Selbsthaltung sorgt. Hiermit ist der Zündvorgang beendet.2.2. Representation and general function (drawing no .: 0977 - 01) 2.2.1. Ignition process From the gas cylinder, the gas usually comes from the pressure regulator via the shut-off valve to the safety valve. T) this safety valve must first can be opened by the electronic control module, i.e. a solenoid valve is opened for a fixed time. Now the gas reaches the pilot burner and flows nus. The ignition electrode, which is integrated on the igniter, now generates an ignition voltage during the opening time of the valve. If this happens finally to ignite the gas, then this flame warms up Thermocouple, which is also integrated on the pilot burner. This thermocouple generates at this heating has a hMK, which has a magnetic insert, which is located in the safety valve is located, is supplied. The thermal current generated in the thermocouple excites the soft iron core of the magnet insert a field. The magnet of the magnet insert then holds an anchor plate, which was previously applied by the solenoid valve, as long as the thermal current is flowing. After the fixed time has elapsed, the solenoid valve drops out, but the gas path remains free, as the thermocouple ensures that it is self-locking. Herewith is the Ignition process ended.

2.2.2. Sicherheits-Abschalt-Verlauf Dieser wird durch Abschalten der Versorgungsspannung hervorgerufen, d.h., bei Abschalten oder Ausfall der Versorgungsapannung wird mit Hilfe des elektronischen Bausteins parallel zum Thermoelement eine Gegen-EKK, d.h., eine Spannung mit umgekehrten Vorzeichen erzeugt, welche im Magneteinsatz des Sicherheitsventils ein Gegenfeld erzeugt, das zur Folge hat, daß die angezogene Ankerplatte jetzt plötzlich abfällt und das Magnetventil schließt. Die Gaszufuhr ist unterbrochen.2.2.2. Safety shutdown process This is activated by switching off the Supply voltage caused, i.e. when the supply voltage is switched off or fails with the help of the electronic module, a counter-EKK is created in parallel to the thermocouple, i.e., a voltage with the opposite sign is generated, which in the magnet insert of the safety valve generates an opposing field, which has the consequence that the attracted The anchor plate suddenly falls off and the solenoid valve closes. The gas supply is interrupted.

Diese. Schaltungszustände können zudem noch im späteren Seriengerät durch Signalanzeigen signalisiert werden. These. Circuit states can also be used in the later series device be signaled by signal displays.

2.3. Vorteile eines solchen Systems Im Vergleich zu herkömmlichen Steuerungen liegt der Vorteil im wesentlichen darin, daß dieses System keinerlei mechanische Bauteile erfordert. (Stelluhr, offene Relaiskontakte). Zudem besteht noch die Möglichkeit, diese Sicherheitsabschaltung zusätzlich mit einem Gas-Detektor auszulösen. Dieses würde bedeuten, daß irgendwo, sei es an Verschraubungen oder sonstigen undichten Stellen in der Gas-Zufuhr, ausströmende Gase mittels Gas-Detektor registriert würden, welche dann die übliche Sicherheitsabschaltung ausl(st.2.3. Advantages of such a system compared to conventional ones Controls, the advantage is essentially that this system does not have any requires mechanical components. (Clock, open relay contacts). In addition, there is there is also the option of this safety shutdown with a gas detector trigger. This would mean that somewhere, be it on fittings or other leaks in the gas supply, escaping gases by means of a gas detector would be registered, which then triggers the usual safety shutdown (st.

3. Schaltungstechnische Realisierung (Zeichn.-Nr. 0977 - 02) 3.1. Wirkungsweise Mit Anschluß der Netzspannung (Punkte 1 - 2) wird der Schaltung eine Versorgungsspannung zugeführt.3. Circuit implementation (drawing no. 0977-02) 3.1. Mode of operation When the mains voltage is connected (points 1 - 2), the circuit becomes a Supply voltage supplied.

Bei Betätigen der Taste 11511 (Punkte 3 - 4) wird der Timer-Baustein getriggert, der jetzt eine fest eingestellte Zeit ablauft (ca. 30 sec.) und im dieser Zeit den Transistor Tr. 1 aufsteuert, welcher bewirkt, daß das Reed-Relais"A" anzieht, d.h., Kontakt a wird geschlossen. t)amit wird der Triac durchlässig, d.h., am Mognetventil (Punkte 9 - 10) und am Zündtrafo "Z" liegt jetzt Netzspannung. Dieses bewirkt, daß einmal das Sicherheitsventil geöffnet wird und zum anderen, daß der Zündtrafo am Zündbrenner seine erforderliche Spannung abgibt. Zudem wird, solange die Versorgungsspannung anliegt, der Elco C8 aufgeladen. Der Thyristor ist, solange Netzspannung anliegt, $Punkte 1 - 2) gesperrt. Erst wenn die Netzspannung abfällt wird der rlllyristor mittels Transistor Tr 2 und Tr 3 angesteuert und durchlässig. Ein rassheres Schaltverhalten bewirkt die Diodenkombination D1 und D2, die direkt am Transformato (T) angeschlossen ist. When the button 11511 (points 3 - 4) is pressed, the timer module is activated triggered, which now runs for a fixed time (approx. 30 sec.) and in this Time opens the transistor Tr. 1, which causes the reed relay "A" to pick up, i.e., contact a is closed. t) this makes the triac permeable, i.e. at the magnet valve (Points 9-10) and the ignition transformer "Z" is now connected to mains voltage. This causes the safety valve is opened once and on the other hand that the ignition transformer at the pilot burner delivers its required voltage. In addition, as long as the supply voltage is present, the Elco C8 is charged. The thyristor is so long Mains voltage is present, $ points 1 - 2) blocked. Only when the mains voltage drops the rlllyristor is controlled by means of transistor Tr 2 and Tr 3 and permeable. The diode combination D1 and D2, which directly is connected to the transformer (T).

Der Elco C8 wird jetzt iiber den Thyristor parallel zum Thermoelement (Punkte 5 - 6) geschaltet, jedoch mit umgekehrter Polarität wie die vom Thermoelement erzeugte EMK. Dieses bewirkt ein Gegenfeld in Magneteinsatz, welches ein direkt Verschließen des Sicherheitsventils bewirk. The Elco C8 is now connected to the thermocouple via the thyristor (Points 5 - 6) switched, but with the opposite polarity as that of the thermocouple generated emf. This causes an opposing field in the magnet insert, which is a direct Closing the safety valve effect.

4. Abschließende Betrachtung Bei richtiger Dimensionierung der Bauteile ist eine derartige Schaltung in jeder Weise sicherer und zuverlässiger als bereits bestehende mechanische und elektrische Zünd-Sicherheitsschalter.4. Concluding consideration With correct dimensioning of the components such a circuit is in every way safer and more reliable than already existing mechanical and electrical ignition safety switches.

Zum Schaltungssystem sei noch gesagt, daß durch geringfügige Schaltungsänderung 1) eine Zündung oiine weiteres netzsynchron ablaufen kann und nicht, wie hier angegeben, über Taste "S" (Punkte 3 - 4), 2) die Gegenspannung nicht mit einem Kondensator (C8) sondern mit einer Spule erzeugt wird, 3) die Schaltung kann noch in soweit erweitert werden, daß die Sicherheitsabschaltung nicht nur mit dem Abfallen der Netzspannung ausgelöst wird, sondern noch parallel mittels eines Gas-Detektors, welcher auf ausströmende Gase (z.]3. durch undichte Stellen in der Gaszufuhr) reagiert und ebenso die Sicherheitsabschaltung auslöst. Regarding the circuit system, it should be said that by making slight changes to the circuit 1) one ignition or another can run synchronously with the mains and not, as stated here, Do not use the "S" key (points 3 - 4), 2) to reduce the counter voltage with a capacitor (C8) but is generated with a coil, 3) the circuit can can still be expanded to such an extent that the safety shutdown not only with the If the mains voltage drops, it is triggered in parallel by means of a gas detector, which reacts to escaping gases (e.g. 3. through leaks in the gas supply) and also triggers the safety shutdown.

L e e r s e i t eL e r s e i t e

Claims

l 'a t e n t a n s p r ü c h e General term: Electronic monitoring device of gas devices, characterized in that the gas device by applying the supply voltage is ignited, either synchronously or via a separate start button. if after a constant ignition time the ignition was successful, then switches the electronic control switches the gas appliance to normal operation.

If the supply voltage fails, the monitoring device registers directly a fault, whereby a safety circuit directs the safety valve closes, which is only opened again by the ignition process described above can be.

Dependent claim: Characterized in that the safety circuit not only reacts if the supply voltage fails, but also in parallel is controlled by means of a gas detector, which registers escaping gases and this causes a safety shutdown.