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Vorrichtung zur Regelung der Gaszuiuhr gasbeheizter Geräte.
Es sind schon Thermostatventile bekannt, die den Gaszufluss zu einem Gasbrenner beherrschen und durch die Wärme einer Zündflamme oder durch die Wärme des Hauptbrenners offen gehalten werden, während sie sich beim Erlöschen der Zündflamme oder der Flammen des Hauptbrenners selbsttätig schliessen, um den weiteren Gaszufluss zum Hauptbrenner zu verhindern.
Es sind auch schon Gasfernzünder bekannt, bei denen die durch die Gasleitung geschickte Druckwelle eine dauernd brennende Flamme vergrössert, die ihrerseits in vergrössertem Zustand einen Thermostat berührt, der sich nun ausdehnt und mittels eines Schaltwerks einen Hahn in der Gashauptleitung öffnet oder schliesst, je nachdem der Hahn vor der Aussendung der Druckwelle geschlossen oder geöffnet war.
Die Erfindung unterscheidet sich von diesen bekannten Vorrichtungen dadurch, dass die Heizwirkung eines Steuerbrenners, der den wärmeempfindlichen Schliessteil (Thermostat) eines in der Hauptgasleitung angeordneten Hauptgasventils durch Erwärmung steuert, durch Bewegungsglieder (z. B.
Thermostaten bzw. vom Druck oder der Strömung betätigte Mittel) beeinflusst wird, die unter dem Einfluss der Betriebszustände des Gasgeräts oder des Hauptbrenners (z. B. der Temperatur, der Strömung oder des Druckes des Gases oder des zu beheizenden Mittels) stehen.
Die Veränderung der Einwirkung der Steuerflamme auf das Hauptventil erfolgt vorteilhaft dadurch, dass die Spitze der Steuerflamme dem wärmeempfindlichen Teil des Hauptventils genähert bzw. von ihm entfernt wird. Das Nähern bzw. Entfernen der Steuerflamme kann sowohl dadurch erfolgen, dass man den Steuerbrenner gegenüber dem Thermostat des Hauptventils bewegt, indem man den Steuerbrenner z. B. gegen das Ventil hinschwenkt oder von ihm wegschwenkt, als auch dadurch, dass man die Länge der Steuerflamme durch Vermehrung bzw. Verminderung der Steuergasmenge verändert.
Während das Verschwenken des Steuerbrenners eine mechanische Verbindung zwischen dem Steuerbrenner und den Steuervorrichtungen (Wärmefühler, Wasserströmschloss, Druckregler od. dgl. ) bedingt, hat die an zweiter Stelle genannte Regelung durch Änderung der Steuerflammenlänge den Vorteil, dass keinerlei mechanische Kupplungen, Hebel oder Gestänge erforderlich sind. Es genügen vielmehr leicht zu beherrschende Druckänderungen in der die Steuerflamme speisenden Gasleitung.
Besonders einfach gestaltet sich dabei die Druckregelung, indem man einen durch die Strömung des Hauptgases bewegbaren Staukörper vorsieht, der den Steuergasfluss zur Steuerflamme in Abhängigkeit von der Strömgeschwindig- keit des Hauptgases regelt, derart, dass der Steuergasstrom mit wachsender Strömgesehwindigkeit des Hauptgases gedrosselt, mit fallender Strömgeschwindigkeit dadegen vermehrt wird, um eine Verkleinerung bzw. Vergrösserung der Steuerflamme und dadurch eine Verkleinerung bzw. Vergrösserung des Hauptventildurchlasses zu erhalten.
Die Erfindung ist in der Zeichnung in beispielsweisen Ausführungsformen dargestellt, u. zw. zeigt Fig. 1 eine Einrichtung mit veränderlicher Steuerflammenlänge in verschiedenen Arbeitsstellungen, Fig. 2 einen Schnitt durch eine besondere Ausführungsform des Hauptventils, Fig. 3 einen Querschnitt nach Linie VII-VII der Fig. 4, die einen Längsschnitt durch ein Ausführungsbeispiel eines Flammenreglers bei einer Einrichtung nach Fig. 1 zeigt, Fig. 5 und 6 zeigen eine Ausführungsform, bei der das Öffnen und Schliessen einer Anzündgasleitung durch Verschwenken des Steuerbrenners bewirkt wird, Fig. 7 und 8 eine weitere Ausführungsform mit mechanisch bewegter Steuerflamme.
Eine Hauptgasleitung 10 ist an den Einlass 11 eines Hauptgasventils A angeschlossen, von dessen Auslass 12 eine Brennerleitung 1. 3 zu dem Hauptgasbrenner führt. Der Abschluss des Hauptventil-
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einlasses 11 gegen den Auslass 12 erfolgt durch eine wärme empfindliche Spreizmembran 15 aus irgendeinem hitzebeständigen Metall, z. B. Stahlblech. Die Spreizmembran 15 verschliesst den Einlass 11,
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Erwärmung und Wölbung frei.
Gegenüber der Spreizmembran 15 ist ein kleiner Brenner B, Steuerbrenner genannt - vorzugs- weise ein beim Erlöschen seiner Flamme sich selbsttätig schliessender Sieherheitsbrenner-so angeordnet, dass die Flamme des Brenners ungefähr gegen die Mitte der : Membrane 15 gerichtet ist, um diese zu erwärmen. Der Steuerbrenner B besteht aus einem Gehäuse 17, das durch eine wärmeempfindliche
Spreizmembran 18 abgeschlossen ist, die eine Brenneröffnung 19 besitzt und einen Ventilteller 20 trägt.
Solange die Spreizmembran 18 kalt ist, drückt sie den Ventilteller 20 auf seinen Sitz 21, der das Ende einer von der Hauptgasleitung JM abgezweigten Steuergasleitung 22 bildet. Wird die Membran 18 erwärmt (Fig. l), so hebt sie den Ventilkörper 20 und öffnet den Auslass für das Steuergas. das der Brenneröffnung 19 zuströmt und dort verbrannt wird.
In die Steuergasleitung 22 sind die verschiedenen Regler und Schalter hintereinander oder parallel zueinander eingeschaltet, welche die Heizleistung des Hauptbrenners 14 beeinflussen sollen. Bei dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel ist ein Wärmeschalter C, ein Handschalter D und ein Wasser- stromschalter E vorgesehen, wie sie für einen Wasserdurehlauferhitzer benötigt werden.
Der Wärmeschalter C besteht aus einem Ventilgehäuse, das durch eine Zwischenwand 23 in einen
Einlassraum 24 und einen Auslassraum 25 geteilt ist. Die Durchlassöffnung 26 in der Zwischenwand 23 wird durch einen Ventilkörper 27 beherrscht, der mittels einer undehnbaren Stange 28 an einem Dehn- rohr 29 befestigt ist, das z. B. in den Wasserraum 30 eines Wassererhitzershineinragt. Solange das Wasser
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lass 26 und schliesst den Schalter C.
Der Handschalter D besteht aus einem Hahngehäuse 31 mit Hahnküken 32, das eine einfache Bohrung 33 hat. Er dient zum willkürlichen Abstellen des Geräts.
Der Wasserströmschalter E besteht aus einer Gaskammer 34, in der ein Ventilkörper 35 angeordnet ist, der mit einem Auslass 36 zusammenwirkt, um den durch die Gaskammer fliessenden Steuergasstrom zu regeln. Der Ventilkörper 35 ist an einem Hebel 37 befestigt, der bei 38 verschwenkbar gelagert ist und, eine Trennwand 38 durchdringen, in eine Wasserleitung 40 hineinragt, wo er mit einem durch die
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der Gaskammer 34.
Um bei der Unterbrechung des Steuergasstromes durch irgendeinen der beschriebenen Schalter ein Erlöschen der Flamme am Steuerbrenner B zu verhindern, ist das Brennergehäuse 17 mit der Hauptgasleitung 10 noch durch eine Wächtergasleitung 44 verbunden, deren Auslass ebenfalls durch das Thermo- statventil18-21 beherrscht wird. Die Wächtergasmenge wird durch eine in der Wächtergasleitung 44 vorgesehene einstellbare Drossel 45 geregelt. An Stelle der besonderen Leitung 44 könnte man natürlich auch an jedem der Schalter C, D, E einen kleinen Durchlass vorsehen, der dauernd geöffnet bleibt und die erforderliche Wächtergasmenge durchlässt. (S. z. B.
Schalter H in den Fig. 5 und 6.)
Ausserdem ist das Brennergehäuse 17 an eine ebenfalls von der Hauptgasleitung 10 vor dem Haupt-
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Anzündschalter F besteht aus einem Gehäuse 47 mit einer Zwischenwand 48, deren Durchlassöffnung durch einen Ventilkörper 49 unter der Wirkung einer Feder 50 verschlossen wird. Der Ventilkörper 49 ist an einer aus dem Gehäuse 47 herausragenden Stange 51 befestigt, die einen Fingerdruckknopf 52 trägt. Wird auf den Druckknopf 52 gedrückt, so öffnet sieh das Ventil 49 und lässt einen kräftigen Anzündgasstrom in das Gehäuse 17 des Steuerbrenners B strömen. Das Anzündgas entweicht ungehindert durch die Brenneröffnung 19 und kann dort mittels eines beliebigen Feuerzeugs angezündet werden.
Um auch bei Druckschwankungen in der Hauptgasleitung 10 eine gleichbleibende Flammenhöhe am Hauptbrenner 14 einzuhalten, ist in der Hauptgasleitung 10 ein Flammenregler G vorgesehen. Der Flammenregler besteht aus einem Staukörper, z. B. einer federnd biegsamen Stauscheibe 53, die in den Hauptgasstrom hineinragt und je nach der Stärke der Gasströmung dem Einlass 54 der Steuergasleitung 22 mehr oder weniger genähert wird (Fig. 1). Durch die hiemit verbundene Drosselung des Steuergas- stroms wird die Länge der Zündflamme verändert, bei einer Druckerhöhung z. B. verkürzt, wodurch wieder das wärmeempfindliche Hauptventil im Sinne des Schliessens beeinflusst wird.
Eine Umgehungleitung 55 mit verstellbarer Drossel 56 gestattet die Einstellung des auf die Stauscheibe 53 wirksamen Staudrucks. Die Wirkungsweise der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung ist folgende :
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Es sei zunächst angenommen, dass jede Gasleitung und auch die Wasserleitung geschlossen ist und das Wasser in dem Erhitzer 30 kalt ist. Soll das Gerät in Betrieb genommen werden, so kann dies nur dadurch geschehen, dass man die Steuerflamme am Steuerbrenner B anzündet.
Zu diesem Zweck drückt man auf den Druckknopf 52 des Anzündschalters F, so dass das Anzünd- gas durch die Anzündleitung 46 zum Steuerbrenner B strömt. Das aus der Brenneröffnung 19 austretende
Anzündgas wird entzündet und bildet eine Flamme, welche die Spreizmembran-M erwärmt, so dass sie sich nach aussen wölbt und das Ventil 20 öffnet. Nun strömt das Wächtergas über die Wächtergas- leitung 44 in das Steuerbrennergehäuse 17 und unterhält eine kleine Wächterflamme, deren Wärme- übertragung jedoch noch nicht genügt, um die wärmeempflindliche Spreizmembran 15 des Hauptventils A zum Öffnen zu veranlassen.
Wird jetzt der Wasserhahn 42 geöffnet (wie dargestellt), so öffnet der Strömungsdruck des Wassers auf die Stauscheibe 41 das Ventil 35 des Wasserströmschalters E. Nun fliesst das Steuergas durch die
Steuergasleitung 22 zum Steuerbrenner B und verstärkt die dort brennende kurze Wächterflamme zu einer langen Steuerflamme, deren Spitze die Spreizmembran 15 des Hauptgasventils. 4 berührt, so dass die sich wölbende Spreizmembran 16 den Gasdurchfluss zum Hauptbrenner 14 öffnet.
Das aus dem Haupt- brenner austretende Hauptgas kann durch die Steuerflamme selbst entzündet werden, indem man sie so anordnet, dass sie an der Spreizmembran 15 des Hauptventils A vorbei in die Brennerzone hineinsteht oder indem man sie durch ein Ablenkblech 67 ganz oder teilweise zum Hauptbrenner 14 hinlenkt. Vorteil- haft wird das Ablenkblech 57 wärmeleitend mit der Mitte der Spreizmembran 16 verbunden, einesteils um eine unmittelbare Berührung zwischen Flamme und Spreizmembran zu verhindern, und anderseits um die ganze Flammenwärme der Membranmitte zuzuleiten.
Ebenso könnte man natürlich auch eine
Zündleiter (Kletterflamme) 58 vorsehen (strichliert dargestellt), die ihr Gas aus dem Gehäuse 17 des
Steuerbrenners B oder aus der Brennerleitung 13 hinter dem Hauptgasventil A erhält.
Tritt eine Druckwelle in der Hauptgasleitung 10 auf, die eine Druckerhöhung mit sich bringt, so bewegt das rascher strömende Hauptgas die Stauscheibe 53 des Flammenreglers G gegen den Einlass 54 der Steuergasleitung 22 und drosselt das Steuergas ab. Infolgedessen wird die Steuerflamme am Steuer- brenner B kürzer, so dass die Spreizmembran 15 des Hauptventils nicht mehr so stark erwärmt wird, ihre Wölbung vermindert und damit den Hauptgasfluss zum Hauptbrenner 14 drosselt. Die Flammen des Hauptbrenners werden also durch die Druckerhöhung nicht verstärkt, sondern behalten stets gleiche Länge.
Wird der Handsehalter D in der Steuerleitung 22 geschlossen oder der Wasserhahn 42 zugedreht, so dass das Ventil 35 des Wasserströmschalters E schliesst, oder wird durch Erreichung der zulässigen Höchsttemperatur des Wassers der Wärmesehalter C geschlossen, so wird der Fluss des Steuergases unterbrochen bzw. stark vermindert, so dass die Steuerflamme am Steuerbrenner B sich verkürzt und die erkaltende Spreizmembran 15 des Hauptgasventils Li die Hauptbrennerleistung entsprechend vermindert.
Erlischt die Steuer-oder Wächterflamme aus irgend einem Grund, so schliesst die Spreizmembran 15 selbsttätig das Hauptventil A, so dass auch der Hauptbrenner 14 erlischt, während die Spreizmembran 18 am Steuerbrenner B selbsttätig das Ventil 20 schliesst und auch den Wächter- bzw. Steuergasstrom unterbricht. Es kann also an keiner Stelle unverbranntes Gas ausströmen.
Damit die Spreizmembran 15 des Hauptventils A bei einer Verkürzung der Steuerflamme rasch folgt und den Hauptgasstrom drosselt, ist es nötig. für eine gute Wärmeabfuhr zu sorgen. Dies geschieht einmal dadurch, dass der Membranrand gut wärmeleitend mit dem Gehäuse des Hauptgasventils verbunden wird, und zweitens dadurch, dass der kalte Frisehgasstrom gegen die Mitte der Spreizmembran 15 gerichtet wird (Fig. 2). Zu diesem Zweck wird sowohl der Ventilsitz des Hauptgasventils A wie auch der Ventilkörper so gestaltet, dass der zwischen ihnen durchtretende Hauptgasstrom gegen die Membranmitte gerichtet ist.
In Fig. 2 wird dies dadurch erreicht, dass der Ventilsitz 16 mit einem erhöhten düsenförmigen Rand 76 versehen ist und dass der an der Spreizmembran 15 aufgehängte Ventilkörper 59 eine dieser Düse entsprechende konische Gestalt besitzt. Ausserdem kann man auf der gasberührten Seite der Spreizmembran 15 noch Kühlrippen 77, z. B. aus dünnemBandeisen, anbringen, die nur die Membranmitte berühren und sonst frei in den Gasstrom hineinragen. Durch die Anordnung der Kühlrippen 77 erreicht man, dass die der Membranmitte zugeführte Wärme sehr rasch wieder abgeführt wird, so dass die Membran 15 nur langsam öffnet, wenn sie von der Steuerflamme getroffen wird, und rasch schliesst, sobald die Einwirkung der Steuerflamme aufhört.
In den Fig. 3 und'4 ist eine weitere Ausführungsform des Flammenreglers G dargestellt, die sich von dem in der Fig. 1 dargestellten Flammenregler nur dadurch unterscheidet, dass die zur Umgehung der Stauscheibe 53 dienende Umgehungsleitung 55 durch ein Hohlniet 60 gebildet wird, mit dem die federnde Stauscheibe 53 an einem Einsatz 61 befestigt ist, der auch den Einlass 54 der Steuergasleitung 22 trägt. Durch die Vereinigung der Stauscheibe 53 mit der von ihr beherrschten Drosselöffnung 54 zu einem leicht auswechselbaren Bauteil ist eine einfache Herstellung des Flammenreglers ermöglicht.
In den Fig. 5 und 6 ist eine der Fig. 1 entsprechende Einrichtung gezeigt, bei der das Öffnen und Schliessen der Anzündgasleitung 46 durch Verschwenken des Steuerbrenners B erfolgt. A ist das Haupt-
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dessen wärmeempfindliehe Membran. M die Brenneröffnung 19 enthält und ein Ventil 20 trägt. Das Ventil 20 beherrscht den Ausgang einer Steuerleitung M, die von einem zweiten Rohr 79 umschlossen wird, das als Anzündgasleitung dient. Die beiden ein Doppelrohr bildenden Rohre 78 und 79 sind mit einem Hahnküken 80 verbunden, das in einem Hahngehäuse M drehbar ist. Das Küken 80 und sein Gehäuse 81 bilden zusammen den schon aus Fig. 1 bekannten Anzündgasschalter F.
Das das Steuergas führende Rohr 78 ist durch das Hahnküken 80 Lindurehgeführt und mündet in einen Raum 82, der durch die ebenfalls bekannte Steuergasleitung 22 unter Zwischenschaltung eines oder mehrerer Sel alter H mit der Hauptgasleitung 10 verbunden ist. Der Schalter H besitzt ein Hahnküken ? mit einer weiten Bohrung 84 für den Durchgang einer grossen Steuergasmenge und eine enge Bohrung 85 für eine kleine Wächtergasmenge. Das Rohr 79 dagegen mündet in eine Längsbohrung 86 des Kükens 80. die eine Querbohrung 87 hat.
Diese Querbohrung 87 kann durch Drehen des Hahnkükens 80 mit einer Querbohrung 55 des Hahngehäuses 81 zur Deckung gebracht werden, um das Anzündgas aus der Anzündleitung 46 in das Rohr 79 treten zu lassen.
Bei niehtbrennender Steuerflamme sperrt das Ventil 20 des Steuerbrenners B den Auslass für das Steuergas, und die kalte Spreizmembran 15 des Hauptgasventils A verschliesst den Durchgang-M für das Hauptgas. Will man die Steuerflamme entzünden, so wird der Steuerbrenner B um die Drehachse des Anzündschalters F geschwenkt, so dass die Querbohrungen 87 und 88 einander decken und das Anzündgas durch das Rohr 79 in das Gehäuse 17 des Steuerbrenners B strömen kann. Das aus der Brenneröffnung 19 ausströmende Anzündgas wird entzündet, worauf die Hitze der Anzündflamme die
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austreten (Fig. 5). Jetzt wird der Steuerbrenner B wieder in seine Arbeitsstellung zurückgeschwenkt, in der seine Brenneröffnung 19 gegen die Spreizmembran 15 des Hauptventils gerichtet ist (Fig. 6).
Durch diese Schwenkung wird die Anzündleitung 46,79 wieder unterbrochen, so dass der Steuerbrenner nur noch auf dem Wege 22, 78 Gas erhält. Die austretende Gasmenge hängt also nur noch davon ab, ob der Schalter H in der Steuergasleitung 22 geöffnet oder geschlossen ist. Ist der Schalter H geschlossen (Fig. 5), so lässt die enge Bohrung 85 des Schalterkükens 83 nur eine kleine Gasmenge durchtreten, die gerade ausreicht, eine schwache Wächterflamme zu unterhalten, damit das Ventil 20 des Steuerbrenners B geöffnet bleibt. Wird der Schalter H geöffnet (Fig. 6), so fliesst über die weite Bohrung 84 ein starker Steuergasstrom, der die Wächterflamme zur Steuerflamme verstärkt, so dass die erhitzte Spreizmembran 15 des Hauptgasventils A den Gasdurehlass zum Hauptbrenner öffnet (Fig. 6).
Die in den Fig. 5 und 6
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in der Arbeitsstellung schwer zugänglich ist, weil er durch die Verschwenkung in eine für das Anzünden günstigere Lage gebracht werden kann.
Die Fig. 7 und 8 zeigen eine weitere Ausführungsform einer Steuervorrichtung für ein wärmeempfindliches Hauptventil, bei der die Beeinflussung der Steuerflamme auf mechanischem Weg erfolgt. A ist wieder das Hauptgasventil mit der wärmeempfindlichen Spreizmembran 15, die den Durchlass. 16 des Hauptgasventils beherrscht. Über der Spreizmembran 15 ist eine Schutzhaube 62 angeordnet, deren Öffnung 63 nur den mittleren Teil der Spreizmembran 15 freilässt.
Die Schutzhaube 62 hat zweckmässig die Gestalt eines gegen die Membran gerichteten Trichters, damit sie nur der Membranmitte nahe kommt, im übrigen aber zur Vermeidung einer Strahlwirkung von der Spreizmembran weit absteht, so dass eine ungehinderte Kühlluftzirkulation zwischen der Membran und der Sehutzhaube möglich ist. Eine solche Schutzhaube kann natürlich auch bei Einrichtungen nach den Fig. 1-6 verwendet werden. B ist der Steuerbrenner, . der vorteilhaft entsprechend dem in Fig. 1 dargestellten Steuerbrenner ausgebildet ist. Der Steuerbrenner b ist mittels eines Hahngelenks 64, 65 versehwenkbar mit dem Ende der Steuergas- leitung 22 verbunden.
Durch das Verschwenken des Steuerbrenners B kann man also gleichzeitig die Richtung der Steuerflamme gegen die Spreizmembran 15 sowie die Stärke des Steuergasstromes ändern, u. zw. ist das Hahngelenk 64, 65 so ausgebildet, dass sein Gasdurchlass voll geöffnet ist, wenn die Steuerflamme gegen die Mitte der Spreizmembran 15 gerichtet ist (Fig. 8), während der Gasdurchlass um so mehr geschlossen wird, je weiter die Steuerflamme nach der Seite geschwenkt wird (Fig. 7). Es ist jedoch Vorsehung getroffen, dass auch in der seitlichsten Grenzstellung des Steuerbrenners (Fig. 7) noch ein kleiner Gasdurchlass bestehen bleibt, der eine kleine Wächterflamme speist. Der Steuerbrenner B ist durch irgendwelche mechanische Übertragungsmittel, z.
B. durch einen Lenker 66, mit dem bewegten Arbeitsteil eines Reglers oder Schalters H'verbunden. Bei dem gezeichneten Ausführungsbeispiel ist der Schalter HI ein Wasserströmschalter mit einer Membran 67, die in einem Gehäuse eingeschlossen ist, das sie in zwei Kammern 68, 69 teilt. Beide Kammern 68 und 69 sind an eine Wasserleitung 70, 74 angeschlossen, die eine Drosselstelle 71 enthält und mittels eines Wasserhahns 72 absperrbar ist. Die Kammer 68 ist-in der Strömriehtung des Wassers gesehen-vor der Drossel 71 an den Teil 70 der Wasserleitung angeschlossen ; die Kammer 69 dagegen ist durch einen Kanal 73 hinter der Drossel 71 mit dem Teil 74 der Wasserleitung verbunden.
Solange der Wasserhahn 72 geschlossen ist, herrscht in der Wasserleitung 70, 74 auf beiden Seiten der Drossel 71 und also auch in beiden Kammern 68 und 69
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druck, während in dem Leitungsteil 74 hinter der Drossel und somit auch in der Kammer 69 ein geringerer
Druck herrscht. Die Membran 67 wird daher in der Richtung des geringeren Drucks durehgebeult (Fig. 8), wobei sie eine mit ihr verbundene Stange 75 bewegt. Die Stange 75 ist durch den Lenker 66 mit dem
Steuerbrenner B bewegungsschlüssig verbunden, so dass der Steuetbrenner, den Schaltbewegungen der Membran 67 folgend, um das Hahngelenk 64. 66 hin und her geschwenkt wird.
Die Einrichtung ist so getroffen, dass der Steuerbrenner B bei geschlossenem Wasserhahn 72 ganz zur Seite geschwenkt ist (Fig. 7), so dass nur eine kleine Wächterflamme brennt, die nicht imstande ist, die Spreizmembran 15 zum Öffnen des Hauptgasventils zu bewegen. Wird Her Wasserhahn 72 geöffnet, so bewegt sich die Membran 67 nach rechts und verschwenkt den Steuerbrenner B so, dass die Steuerflamme durch die Öffnung 63 der Schutzhaube 62 gegen die Mitte der Spreizmembran 15 gerichtet ist.
Gleichzeitig wird die kleine Wächterflamme durch das Öffnen des Gasdurchlasses im Hahngelenk 64, 66 zu einer kräftigen Steuerflamme verstärkt, welche die Spreizmembran 15 so stark erwärmt, da. ss sie sich wölbt und den Gasdurchlass zum Hauptbrenner freigibt (Fig. 8).
Wird der Wasserhahn 72 nur teilweise geschlossen, so bewegt sich die Membran 67 nur ein kurzes Stück gegen ihre Ruhelage zurück ; dabei verschwenkt sie auch den mit ihr gekuppelten Steuerbrenner B, dessen Flamme durch die Verengung des Gasdurchlasses im Hahngelenk 64, 65 etwas verkleinert und gleichzeitig durch die Verschwenkung aus der Mitte der Spreizmembran 15 in ihrer Wirkung geschwächt wird. Die Spreizmembran 15 wird also nicht mehr so stark erwärmt und kühlt sich durch den an ihr vorbeistreichenden Hauptgasstrom ab, so dass sie ihre Wölbung vermindert und den Gasdurchlass 16 wieder etwas verengt. Die Brennerleistung wird also dem jeweiligen Wasserdurchfluss angepasst. In der Steuerleitung 22 können noch weitere Regler und Schalter z.
B. Handsehalter, Wärmeschalter, Flammenregler u. dgl., angeordnet sein, die den Steuergasstrom und damit die Flammenlänge in gleicher Weise regeln wie die Schalter C, D, G in Fig. 1. Ebenso wird man zweckmässig eine Wächtergas-und Anzündleitung vorsehen, wie dies in Fig. 1 gezeigt wurde.
An Stelle einer Schwenkbewegung könnte man dem Steuerbrenner auch eine geradlinige Bewegung geben.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Vorrichtung zur Regelung der Gaszufuhr gasbeheizter Geräte, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizwirkung eines Steuerbrenners (B), der den wärmeempfindliehen Schliessteil (Thermostat 15) eines in der Hauptgasleitung (10, 13) angeordneten Hauptgasventils (A) durch Erwärmung steuert, durch Bewegungsglieder (z. B. Thermostaten 18, 29 bzw. vom Druck oder der Strömung betätigte Mittel 41, 53 Fig. 1 bzw. 67 Fig. 7) beeinflusst wird, die unter dem Einfluss der Betriebszustände des Gasgerätes (30) oder des Hauptbrenners (14) (z. B. der Temperatur, der Strömung oder des Druckes des Gases oder des zu beheizenden Mittels) stehen.
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Device for regulating the gas supply of gas-heated devices.
Thermostatic valves are already known which control the gas flow to a gas burner and are kept open by the heat of a pilot flame or by the heat of the main burner, while they close automatically when the pilot flame or the flames of the main burner go out to allow further gas flow to the main burner to prevent.
Gas remote igniters are also known in which the pressure wave sent through the gas line enlarges a permanently burning flame, which in turn touches a thermostat in an enlarged state, which now expands and opens or closes a valve in the main gas line by means of a switching mechanism, depending on the The cock was closed or open before the pressure wave was sent.
The invention differs from these known devices in that the heating effect of a control burner, which controls the heat-sensitive closing part (thermostat) of a main gas valve arranged in the main gas line by heating, is carried out by moving elements (e.g.
Thermostats or means operated by pressure or flow) which are under the influence of the operating conditions of the gas appliance or the main burner (e.g. the temperature, the flow or the pressure of the gas or the medium to be heated).
The change in the effect of the control flame on the main valve is advantageously carried out in that the tip of the control flame is brought closer to or removed from the heat-sensitive part of the main valve. The approach or removal of the control flame can be done by moving the control burner relative to the thermostat of the main valve, by moving the control burner z. B. swings towards the valve or swings away from it, as well as by changing the length of the control flame by increasing or reducing the amount of control gas.
While the swiveling of the control burner requires a mechanical connection between the control burner and the control devices (heat sensor, water lock, pressure regulator or the like), the regulation mentioned in the second position by changing the control flame length has the advantage that no mechanical couplings, levers or rods are required are. Rather, easily controllable pressure changes in the gas line feeding the control flame are sufficient.
The pressure control is particularly simple by providing a baffle that can be moved by the flow of the main gas and that regulates the control gas flow to the control flame depending on the flow rate of the main gas, in such a way that the control gas flow is throttled with increasing flow rate of the main gas, with decreasing flow rate On the other hand, the flow velocity is increased in order to obtain a reduction or enlargement of the control flame and thereby a reduction or enlargement of the main valve passage.
The invention is shown in the drawing in exemplary embodiments, u. Between Fig. 1 shows a device with variable control flame length in different working positions, Fig. 2 shows a section through a particular embodiment of the main valve, Fig. 3 shows a cross section along line VII-VII of Fig. 4, which shows a longitudinal section through an embodiment of a flame regulator in a device according to FIG. 1, FIGS. 5 and 6 show an embodiment in which the opening and closing of an ignition gas line is effected by pivoting the control burner, FIGS. 7 and 8 show a further embodiment with a mechanically moved control flame.
A main gas line 10 is connected to the inlet 11 of a main gas valve A, from whose outlet 12 a burner line 1.3 leads to the main gas burner. The completion of the main valve
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inlet 11 against outlet 12 is carried out through a heat-sensitive expansion membrane 15 made of any heat-resistant metal, e.g. B. sheet steel. The expansion membrane 15 closes the inlet 11,
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Warming and warping free.
Opposite the expansion membrane 15 is a small burner B, called a control burner - preferably a safety burner that closes automatically when its flame goes out - so that the flame of the burner is directed approximately towards the center of the membrane 15 in order to heat it. The control burner B consists of a housing 17, which is through a heat-sensitive
Spreading membrane 18 is closed, which has a burner opening 19 and a valve disk 20.
As long as the expansion membrane 18 is cold, it presses the valve disk 20 onto its seat 21, which forms the end of a control gas line 22 branched off from the main gas line JM. If the membrane 18 is heated (FIG. 1), it lifts the valve body 20 and opens the outlet for the control gas. which flows towards the burner opening 19 and is burned there.
The various regulators and switches, which are intended to influence the heating output of the main burner 14, are switched on one behind the other or in parallel in the control gas line 22. In the exemplary embodiment shown in FIG. 1, a heat switch C, a manual switch D and a water flow switch E are provided, as are required for a continuous water heater.
The heat switch C consists of a valve housing through a partition 23 in a
Inlet space 24 and an outlet space 25 is divided. The passage opening 26 in the intermediate wall 23 is dominated by a valve body 27 which is fastened by means of an inextensible rod 28 to an expansion tube 29, which z. B. protrudes into the water space 30 of a water heater. As long as the water
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leave 26 and close switch C.
The manual switch D consists of a valve housing 31 with a valve plug 32 which has a simple bore 33. It is used to switch off the device at will.
The water flow switch E consists of a gas chamber 34 in which a valve body 35 is arranged, which cooperates with an outlet 36 in order to regulate the control gas flow flowing through the gas chamber. The valve body 35 is attached to a lever 37 which is pivotably mounted at 38 and, penetrating a partition wall 38, protrudes into a water pipe 40, where it is connected to a through the
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the gas chamber 34.
In order to prevent the flame at the control burner B from going out when the control gas flow is interrupted by any of the described switches, the burner housing 17 is connected to the main gas line 10 by a guard gas line 44, the outlet of which is also controlled by the thermostat valve 18-21. The amount of guard gas is regulated by an adjustable throttle 45 provided in the guard gas line 44. Instead of the special line 44, one could of course also provide a small passage on each of the switches C, D, E, which remains open continuously and allows the required amount of guard gas to pass through. (P. E.g.
Switch H in Figs. 5 and 6.)
In addition, the burner housing 17 is also connected to the main gas line 10 in front of the main
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Ignition switch F consists of a housing 47 with an intermediate wall 48, the passage opening of which is closed by a valve body 49 under the action of a spring 50. The valve body 49 is fastened to a rod 51 which protrudes from the housing 47 and carries a finger push button 52. If the push button 52 is pressed, the valve 49 opens and allows a powerful flow of ignition gas to flow into the housing 17 of the control burner B. The ignition gas escapes unhindered through the burner opening 19 and can be ignited there using any lighter.
In order to maintain a constant flame height on the main burner 14 even with pressure fluctuations in the main gas line 10, a flame regulator G is provided in the main gas line 10. The flame regulator consists of a bluff body, e.g. B. a resiliently flexible baffle plate 53, which protrudes into the main gas flow and depending on the strength of the gas flow, the inlet 54 of the control gas line 22 is more or less approached (Fig. 1). The associated throttling of the control gas flow changes the length of the pilot flame. B. shortened, which again affects the heat-sensitive main valve in the sense of closing.
A bypass line 55 with an adjustable throttle 56 allows the dynamic pressure acting on the baffle plate 53 to be adjusted. The operation of the device shown in Fig. 1 is as follows:
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It is initially assumed that each gas line and also the water line is closed and the water in the heater 30 is cold. If the device is to be put into operation, this can only be done by lighting the control flame on control burner B.
For this purpose, the push button 52 of the ignition switch F is pressed so that the ignition gas flows through the ignition line 46 to the control burner B. The emerging from the burner opening 19
Ignition gas is ignited and forms a flame, which heats the expansion membrane-M so that it bulges outwards and the valve 20 opens. The guard gas now flows through the guard gas line 44 into the control burner housing 17 and maintains a small guard flame, the heat transfer of which, however, is not sufficient to cause the heat-sensitive expansion membrane 15 of the main valve A to open.
If the water tap 42 is now opened (as shown), the flow pressure of the water on the baffle 41 opens the valve 35 of the water flow switch E. The control gas now flows through the
Control gas line 22 to control burner B and amplifies the short guard flame burning there into a long control flame, the tip of which is the expansion membrane 15 of the main gas valve. 4, so that the arching expansion membrane 16 opens the gas flow to the main burner 14.
The main gas emerging from the main burner can be ignited by the control flame itself, by arranging it in such a way that it protrudes past the expansion membrane 15 of the main valve A into the burner zone or by being wholly or partially directed to the main burner 14 through a baffle 67 steers. The baffle 57 is advantageously connected to the center of the spreading membrane 16 in a thermally conductive manner, on the one hand to prevent direct contact between the flame and the spreading membrane, and on the other hand to conduct the entire flame heat to the middle of the membrane.
You could of course also have one
Provide ignition conductor (climbing flame) 58 (shown in dashed lines), the gas from the housing 17 of the
Control burner B or from the burner line 13 behind the main gas valve A receives.
If a pressure wave occurs in the main gas line 10, which increases the pressure, the faster flowing main gas moves the baffle plate 53 of the flame regulator G towards the inlet 54 of the control gas line 22 and throttles the control gas. As a result, the control flame on the control burner B becomes shorter, so that the expansion diaphragm 15 of the main valve is no longer heated so much, its curvature is reduced and thus the main gas flow to the main burner 14 is throttled. The flames of the main burner are not intensified by the pressure increase, but always keep the same length.
If the hand switch D in the control line 22 is closed or the water tap 42 is turned off so that the valve 35 of the water flow switch E closes, or if the heat holder C is closed when the maximum permissible temperature of the water is reached, the flow of the control gas is interrupted or greatly reduced , so that the control flame on the control burner B is shortened and the cooling membrane 15 of the main gas valve Li reduces the main burner output accordingly.
If the control or guard flame goes out for any reason, the expansion membrane 15 automatically closes the main valve A, so that the main burner 14 also goes out, while the expansion membrane 18 on the control burner B automatically closes the valve 20 and also interrupts the guard or control gas flow . So unburned gas cannot escape at any point.
It is necessary so that the spreading membrane 15 of the main valve A quickly follows the control flame when the control flame is shortened and throttles the main gas flow. to ensure good heat dissipation. This is done on the one hand by the fact that the membrane edge is connected to the housing of the main gas valve in a way that conducts heat well, and on the other hand that the cold Frisehase gas flow is directed towards the center of the expansion membrane 15 (FIG. 2). For this purpose, both the valve seat of the main gas valve A and the valve body are designed so that the main gas flow passing between them is directed towards the center of the membrane.
In FIG. 2, this is achieved in that the valve seat 16 is provided with a raised nozzle-shaped edge 76 and that the valve body 59 suspended from the expansion membrane 15 has a conical shape corresponding to this nozzle. In addition, on the gas-contacted side of the expansion membrane 15, cooling fins 77, e.g. B. made of thin band iron, which only touch the center of the membrane and otherwise protrude freely into the gas flow. The arrangement of the cooling ribs 77 ensures that the heat supplied to the center of the membrane is dissipated again very quickly, so that the membrane 15 opens only slowly when it is hit by the control flame and closes quickly as soon as the effect of the control flame ceases.
3 and 4 show a further embodiment of the flame regulator G, which differs from the flame regulator shown in FIG. 1 only in that the bypass line 55 serving to bypass the baffle plate 53 is formed by a hollow rivet 60 which the resilient baffle plate 53 is attached to an insert 61 which also carries the inlet 54 of the control gas line 22. By combining the baffle plate 53 with the throttle opening 54 controlled by it to form an easily exchangeable component, the flame regulator can be manufactured easily.
In FIGS. 5 and 6, a device corresponding to FIG. 1 is shown, in which the ignition gas line 46 is opened and closed by pivoting the control burner B. A is the main
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its heat-sensitive membrane. M contains the burner opening 19 and a valve 20 carries. The valve 20 dominates the output of a control line M which is enclosed by a second pipe 79 which serves as an ignition gas line. The two pipes 78 and 79, which form a double pipe, are connected to a tap 80 which can be rotated in a tap housing M. The plug 80 and its housing 81 together form the ignition gas switch F already known from FIG.
The pipe 78 carrying the control gas is led through the cock plug 80 Lindureh and opens into a space 82 which is connected to the main gas line 10 by the also known control gas line 22 with the interposition of one or more Sel old H. The switch H has a cock plug? with a wide bore 84 for the passage of a large amount of control gas and a narrow bore 85 for a small amount of guard gas. The tube 79, on the other hand, opens into a longitudinal bore 86 of the plug 80 which has a transverse bore 87.
This transverse bore 87 can be made to coincide with a transverse bore 55 of the tap housing 81 by turning the cock plug 80 in order to allow the ignition gas to pass from the ignition line 46 into the pipe 79.
When the control flame is not burning, the valve 20 of the control burner B blocks the outlet for the control gas, and the cold expansion membrane 15 of the main gas valve A closes the passage M for the main gas. If you want to ignite the control flame, the control burner B is pivoted about the axis of rotation of the ignition switch F so that the transverse bores 87 and 88 cover each other and the ignition gas can flow through the pipe 79 into the housing 17 of the control burner B. The ignition gas flowing out of the burner opening 19 is ignited, whereupon the heat of the ignition flame the
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exit (Fig. 5). Now the control burner B is swiveled back into its working position in which its burner opening 19 is directed against the expansion membrane 15 of the main valve (Fig. 6).
As a result of this pivoting, the ignition line 46, 79 is interrupted again, so that the control burner only receives gas on the path 22, 78. The amount of gas escaping therefore only depends on whether the switch H in the control gas line 22 is open or closed. If the switch H is closed (FIG. 5), the narrow bore 85 of the switch plug 83 only allows a small amount of gas to pass through, which is just sufficient to maintain a weak flame monitor so that the valve 20 of the control burner B remains open. If the switch H is opened (Fig. 6), a strong flow of control gas flows through the wide bore 84, which intensifies the guard flame to become a control flame, so that the heated expansion membrane 15 of the main gas valve A opens the gas passage to the main burner (Fig. 6).
The in Figs. 5 and 6
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is difficult to access in the working position because it can be brought into a more favorable position for lighting by pivoting.
7 and 8 show a further embodiment of a control device for a heat-sensitive main valve, in which the control flame is influenced mechanically. A is again the main gas valve with the heat-sensitive expansion membrane 15, which is the passage. 16 of the main gas valve mastered. A protective hood 62 is arranged over the expansion membrane 15, the opening 63 of which only leaves the central part of the expansion membrane 15 free.
The protective hood 62 expediently has the shape of a funnel directed towards the membrane so that it only comes close to the center of the membrane, but otherwise protrudes far from the expansion membrane to avoid a jet effect, so that an unimpeded circulation of cooling air between the membrane and the protective hood is possible. Such a protective hood can of course also be used in devices according to FIGS. 1-6. B is the control burner,. which is advantageously designed according to the control burner shown in FIG. The control burner b is pivotably connected to the end of the control gas line 22 by means of a tap joint 64, 65.
By pivoting the control burner B you can change the direction of the control flame against the expansion membrane 15 and the strength of the control gas flow, u. Zw. The tap joint 64, 65 is designed so that its gas passage is fully open when the control flame is directed towards the center of the spreading membrane 15 (Fig. 8), while the gas passage is closed all the more, the further the control flame is Page is pivoted (Fig. 7). Provision has been made, however, that even in the most lateral limit position of the control burner (FIG. 7) there is still a small gas passage which feeds a small guard flame. The control burner B is by some mechanical transmission means, e.g.
B. by a handlebar 66, with the moving working part of a controller or switch H 'connected. In the illustrated embodiment, the switch HI is a water flow switch with a membrane 67 that is enclosed in a housing that divides it into two chambers 68, 69. Both chambers 68 and 69 are connected to a water line 70, 74 which contains a throttle point 71 and can be shut off by means of a water tap 72. The chamber 68 is — seen in the flow direction of the water — connected in front of the throttle 71 to the part 70 of the water line; the chamber 69, on the other hand, is connected to the part 74 of the water pipe by a channel 73 behind the throttle 71.
As long as the water tap 72 is closed, there is a throttle 71 in the water line 70, 74 on both sides and thus also in both chambers 68 and 69
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pressure, while in the line part 74 behind the throttle and thus also in the chamber 69 a lower
There is pressure. The membrane 67 is therefore durehgebulge in the direction of the lower pressure (FIG. 8), moving a rod 75 connected to it. The rod 75 is through the handlebar 66 with the
Control burner B connected in a motion-locked manner, so that the control burner, following the switching movements of the membrane 67, is pivoted back and forth about the tap joint 64, 66.
The device is designed in such a way that the control burner B is swiveled completely to the side when the water tap 72 is closed (FIG. 7), so that only a small guard flame burns, which is unable to move the expansion membrane 15 to open the main gas valve. If the faucet 72 is opened, the membrane 67 moves to the right and swivels the control burner B so that the control flame is directed through the opening 63 of the protective hood 62 towards the center of the expansion membrane 15.
At the same time, the small guard flame is strengthened by opening the gas passage in the tap joint 64, 66 to a powerful control flame, which heats the expansion membrane 15 so strongly that. ss it arches and opens the gas passage to the main burner (Fig. 8).
If the water tap 72 is only partially closed, the membrane 67 only moves a short distance back against its rest position; in the process it also pivots the control burner B coupled to it, the flame of which is somewhat reduced in size by the narrowing of the gas passage in the tap joint 64, 65 and at the same time weakened in its effect through pivoting from the center of the expansion membrane 15. The spreading membrane 15 is therefore no longer heated so much and cools down by the main gas flow sweeping past it, so that it reduces its curvature and narrows the gas passage 16 again somewhat. The burner output is therefore adapted to the respective water flow. In the control line 22, further controllers and switches z.
B. hand held switch, heat switch, flame regulator u. The like., which regulate the control gas flow and thus the flame length in the same way as the switches C, D, G in FIG. 1. A guard gas and ignition line will also be provided, as shown in FIG.
Instead of a pivoting movement, the control burner could also be given a straight movement.
PATENT CLAIMS:
1. Device for regulating the gas supply of gas-heated devices, characterized in that the heating effect of a control burner (B) which controls the heat-sensitive closing part (thermostat 15) of a main gas valve (A) arranged in the main gas line (10, 13) by heating, by means of movement members (e.g. thermostats 18, 29 or means 41, 53 Fig. 1 or 67 Fig. 7 actuated by pressure or flow), which under the influence of the operating states of the gas device (30) or the main burner (14 ) (e.g. the temperature, the flow or the pressure of the gas or the medium to be heated).