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Sicherungseinrichtung für einen Brenner
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zeigen einen Gasbrenner mit einem Regulierhahn im Schnitt nach Linie li-li in Fig. 3 bzw. im Schnitt nach Linie III-III in Fig. 2. Fig. 4 zeigt einen Axialschnitt durch einen weiteren Gasbrenner mit Regulierhahn, Fig. 5 zeigt einen Schnitt nach Linie V-V in Fig. 4, Fig. 6 zeigt einen Schnitt nach Linie VI-VI in Fig. 4.
Der in Fig. l dargestellte Gasbrenner, z. B. für einen Kochherd, weist ein Reguliergehäuse 1, einen Brennerträger 2 und einen Träger 3 für einen Thermofühler 4 auf, wobei die Teile 1 - 3 aus einem Stück bestehen. Es ist damit Gewähr geboten, dass die richtige gegenseitige Lage des Mischrohres 5 des Brenners und der Brennerdüse 6 am Reguliergehäuse, sowie des Thermofühler 4 und der Brenneröffnungen 7 bzw. der Brennerflamme 8 stets beibehalten wird. Das Reguliergehäuse 1 ist mittels einer Membran 9 und eines Deckels 10 abgeschlossen. Am Deckel 10 ist eine Betätigungsschraube 11 vorgesehen, die durch die ihr erteilte Regulierdrehung in axialer Richtung verschoben wird und mittels einer federbelasteten Kugel 12 gegen eine im Zentrum der Membran 9 angebrachte Steuerplatte 13 wirkt.
An der Innenseite
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sche Ende des Ventilbolzens 17 dient als Reguliernadel 18 in der Düsenöffnung 6 und dient der Betriebsregulierung, wie später noch eingehender erläutertwerden wird. Die Reguliernadel 18 weist eine zentrale Bohrung auf, durch welche in der dargestellten Regulierstellung das zum Unterhalt des Kleinfeuers erforderliche Gas ausströmen kann.
Mittels eines Halters 19 sind am unteren Ende des Ventilbolzens 17 ein Stützteller 20 und ein Hufeisenmagnet 21 aus remanenzfreiem magnetisierbarem Material befestigt. Der Hufeisenmagnet 21 ist mit einer Wicklung 22 versehen, die mit dem als Thermoelement ausgebildeten Thermofühler 4 über einen Leiter 23 bzw. über Masse verbunden ist. Im Halter 19 ist ein tellerartiger, ebenfalls aus remanenzfreiem, magnetisierbarem Material bestehender Ventilteller 24 mittels eines Zapfens 25 axial verschiebbar gelagert. Der Ventilteller 24 ist mit einer Dichtungsscheibe 26 versehen, die den Gaseinlassstutzen 27 durch Aufsitzen auf dessen oberen Rand 28 dicht abschliessen kann. Zwischen dem Gaseinlassstutzen 27 und dem Ventilteller 24 ist eine Druckfeder 29 und zwischen dem Stützteller 20 und dem Ventilteller 24 eine Druckfeder 30 angeordnet.
Die Druckfeder 29 ist schwächer als die Druckfeder 30, so dass die letztere den Ventilteller 24 bei jeder beliebigen Stellung des Regulierbolzens 17 entgegen der Wirkung der Feder 29 mit genügendem Druck auf den Sitz 28 aufzupressen vermag, so dass kein Gas mehr in das Reguliergehäuse einströmen kann.
Der in Fig. 1 dargestellte Gasbrenner bzw. seine Sicherung arbeitet wie folgt : Wird bei der dargestellten Kleinfeuerstellung die Brennerflamme aus irgend einem Grunde, z. B. durch überkochendes Gut gelöscht, so erkaltet das Thermoelement 4, der durch die Erregerwicklung 22 des Magneten 21 fliessende Strom wird schwächer, womit auch die Tragkraft des Magneten 21 abnimmt bis sie geringer wird als die Differenz zwischen den Druckkräften der Feder 30 und der Feder 29. In diesem Augenblick löst sich der als Magnetanker wirkende Ventilteller 24 vom Magneten 21 und wird durch die Druckfeder 30 nach unten auf seinen Sitz 28 gepresst. Der Gasfluss nach dem gelöschten Brenner wird damit unterbunden.
Zugleich wirkt der Druck der Feder 30 über den Teller 20, den Hebel 15, die Kugel 12 und die letztere belastende Feder auch auf die Regulierschraube 11, die jedoch dank ihrer Selbsthemmung durch diesen axialen Druck nicht aus der eingenommenen Lage verschoben werden kann. Soll nun der Brenner wieder in Betrieb genommen werden, so muss durch Hineindrehen der Regulierschraube 11 der Hebel 15 im Gegenuhrzeigersinn um die Achse 14 verschwenkt und damit der Ventilbolzen 17 entgegen dem Druck der Feder 30 gesenkt werden, bis der Magnet 21 wieder auf den Ventilteller 24 aufliegt. Dabei wird die Reguliernadel 18 ebenfalls nach unten verschoben, so dass die Düse 6 auf maximale Öffnung gebracht wird.
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ben, ohne jedoch den Ventilteller 24 mitzunehmen, welcher unter dem Drucke der Feder 30 für jede mögliche Regulierstellung des Ventilbolzens 17 geschlossen bleibt.
Es ist also erforderlich, zum Öffnen des Ventiltellers 24 zuerst am Thermofühler den Zustand zu schaffen, der dem normalen Brennerbetrieb entspricht, also das Thermoelement 4 zu erhitzen. Dies kann mittels eines Zündholzes geschehen, dessen Flamme in den Bereich des Thermoelementes 4 gebracht wird. Es beginnt damit ein Thermostrom zu fliessen, welcher den mit dem Ventilteller 24 in Berührung stehenden Magneten 21 innerhalb kurzer Zeit so stark erregt, dass seine Haftkraft den Druck der Feder 30 überwiegt.
Während der Zeit, da der Kraftschluss des Magneten noch nicht hergestellt ist, der Magnet 21 jedoch entgegen der Wirkung der Feder 30 in Berührung mit dem Teller 24 zu halten ist, braucht die Schraube 11 nicht in dieser Lage festgehalten
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zu werden, da sie selbstverständlich auch in dieser Schliessstellung durch Selbsthemmung gegen Verdre- hung unter der Reaktion der Feder 30 gesichert ist. Es kann daher die ganze Aufmerksamkeit dem Erhit- zen des Thermoelementes gewidmet werden, während das Regulierorgan selbsttätig in seiner Schliesslage verbleibt.
Wird nach genügender Erregung des Magneten die Regulierschraube 11 im öffnenden Sinne be- tätigt, so gibt die Kugel 12 die Steuerplatte 13 frei, der Hebel 15 kann sich im Uhrzeigersinne verdrehen und der Ventilbolzen 17 mit dem Magneten 21, welcher durch sein Haften am Ventilteller 24 die Wir- kung der Druckfeder 30 aufgehoben hat und diesen mitnimmt, gehen unter der Wirkung der Feder 29 nach oben. Damit kann das Gas in das Reguliergehäuse 1 einströmen und da die Düse gemäss Vorstehendem an- fänglich voll offen ist, wird der Brenner immer über die Grossfeuerstellung in Betrieb gesetzt. Der da- durch bedingte starke Gasstrom wird durch die immer noch im Bereiche des Thermoelementes gehaltene
Zundholzflamme sofort entzündet. Es ist also wesentlich, dass das Thermoelement 4 sich im Zündbereich des Brenners befinde, damit die soeben erwähnte Zündung sicher erfolgen kann.
Im Folgenden wird nun das Thermoelement 4 durch die Brennerflamme 8 selbst auf der erforderlichen Temperatur gehalten, um den Magneten 21 in genügendem Masse zu erregen. Erlöscht die Flamme in irgend einer Regulierstel- lung des Brenners, so fällt der als Magnetanker ausgebildete Ventilteller 24 in der oben beschriebenen
Weise ab und sperrt die Gaszufuhr zum Brenner augenblicklich.
Der Magnet 21 bildet also eine zwischen dem Betätigungselement (Schraube 11) und dem Regulier- element 24 des Regulierorgans des Brenners angeordnete, mit diesem bewegliche und in Abhängigkeit vom
Zustand des Thermofühler ein- und ausrückbare Kupplung, wobei die zwischen den Kupplungshälften 21 und 24 angeordnete Feder 30 bei ausgerückter Kupplung das Regulierelement unabhängig von der Regu- lierstellung in die Schliesslage bringt. Der gemeinsame Halter 2,3 für den Brenner und das Thermoele- ment 4 leistet Gewähr dafür, dass sich das Thermoelement stets im Heizbereich und im ZUndbereich des
Brenners befindet. Das Regulierorgan kann stets nur aus seiner geschlossenen Stellung geöffnet werden, muss also auch nach dem Ansprechen der Sicherung z.
B. beim Erlöschen der Flamme zuerst in die
Schliessstellung gebracht werden, bevor der Brenner wieder in Betrieb genommen werden kann. Ein Öff- nen des Brenners ist dabei überhaupt nicht möglich, ohne dass auch für die Zündung desselben gesorgt ist.
Die in Fig. 1 dargestellte Anordnung könnte natürlich auch in dem Sinne abgeändert sein, dass der
Tragteller 20 und der Magnet 21 direkt mit dem Hebel 15 verbunden wären, wobei der Ventilteller 24 und der Ventilbolzen 17 mit der Reguliernadel 18 als gemeinsames Regulierelement ausgebildet wären, welches in der beschriebenen Weise mit den Betätigungselementen gekuppelt werden kann. Ferner wäre es natürlich denkbar, bei der Ausführungsform gemäss Fig. l überhaupt keine Reguliernadel 18 vorzusehen und den Ventilteller 24 als Absperr- und Regulierorgan zu verwenden.
Der Vorteil der Sicherungsanordnung gemäss Fig. l liegt erfindungsgemäss darin, dass das Regulierelement, d. h. die Schraube 11, in jeder Stellung selbsthemmend ist. Dadurch werden die Gegendrücke der Federn 29 und 30, insbesondere diejenigen der starken Sicherungsfeder 30, am eigentlichen Regulierknopf gar nicht fühlbar, d. h. die Schraube 11 kann durch diese Gegendrücke nicht aus der eingenommenen Lage verschoben werden. Das ist,'wie eingangs erwähnt, besonders wichtig bei Betriebsaufnahme, indem dann die volle Aufmerksamkeit dem Erhitzen des Thermoelements und dem Zünden des Brenners gewidmet werden kann.
Dank der federbelasteten, kraftschlüssigen Bewegungsübertragung vom Betätigungselement 11 auf das Regulierelement kann der Magnet 21 bei geschlossener Stellung des Regulierorganes stets mit einer bestimmten, angemessenen Kraft auf den als Magnetanker ausgebildeten Ventilteller 24 aufliegen. Es ist daher nicht erforderlich, dass das Betätigungselement des Reguliersystems immer eine ganz bestimmte Nullage einnehme, damit der Magnet 21 an den Ventilteller 24 anliege, sondern diese Nullstellung kann innerhalb gewisser Grenzen liegen. Dieser Umstand ist von ganz besonderer Bedeutung, da ohnedies das richtige Anliegen des Magneten in der betriebsbereiten Ausgangsstellung immer etwas in Frage gestellt wäre. Jeder kleinste Luftspalt zwischen dem Magnet 21 und dem Teller 24 könnte nämlich bereits zur Folge haben, dass der Magnet den Ventilteller 24 nicht mitzunehmen vermöchte.
In Fig. 2 und 3 ist eine Brennersicherung gemäss der Erfindung für einen Brenner mit Regulierhahn dargestellt. Der Brenner 31 (in Fig. 2 strichpunktiert angedeutet) ist direkt über dem Hahngehäuse 32 angeordnet, in welchem die Brennerdüse 33 vorgesehen ist. An der Welle 52 des Hahnkükens 34 ist ein Ankerstab 35 aus dem erwähnten remanenzfreien magnetisierbaren Material befestigt. Auf einem halbkreisförmigen Stab 38 ist ein Hufeisenmagnet 36 der oben beschriebenen Art mit einer Erregerwicklung 37 verschiebbar angeordnet. Die Erregerwicklung 37 ist an das Thermoelement 4 angeschlossen, welches sich im Heiz- und Zundbereich des Brenners 31 befindet (s. hiezu Fig. 1). Zwischen dem Magnet 36 und dem Ankerstab 35 ist eine starke, auf dem Stab 38 verschiebbar gehaltene Druckfeder 39 vorgesehen.
Der
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Magnet 36 ist mit einem mit der Betätigungswelle 45 des Reiberhahns verbundenen Teil 42 verbunden und wird also mit dem Betätigungsorgan des Hahns zwangsläufig bewegt. Die Wellen 52 und 45 sind frei dreh- bar ineinander gelagert. Der Teil 42 mit dem Magnet 36 und der Ankerstab 35 sind zwischen zwei An- schlägen 40 und 41 beweglich. Die in Fig. 2 ausgezogen dargestellte Stellung der Teile entspricht voll offener Regulierstellung. Wird die Flamme gelöscht, so nimmt der Thermostrom ab, bis die Haftkraft des
Magneten 36 unter die Druckkraft der Schliessfeder 39 sinkt, worauf der Ankerstab in die punktiert dar- gestellte Lage am Anschlag 41 geworfen und damit der Hahn geschlossen wird.
Der Magnet 36 verbleibt in der ausgezogen dargestellten Lage und somit verbleibt auch das Betätigungsorgan des Reiberhahns in der Offenstellung. Soll jedoch der Brenner in normaler Weise ausser Betrieb gesetzt werden, so werden die Teile 35 und 36 in gekuppeltem Zustande in die in Fig. 2 punktiert dargestellte Lage verbracht. Das
Betätigungsorgan des Reiberhahns rastet dabei in der Schliessstellung z. B. unter Federdruck hinter einem
Anschlag, so dass alle Teile nach Erlöschen der Flamme in der dargestellten Schliesslage verbleiben, trotzdem die Haftkraft des Magneten 36 nun aufhört. Wird zum Öffnen des Hahns aus dieser normalen
Schliessstellung einfach das Betätigungsorgan aus der Rast gehoben und aufgedreht, so wird der Hahn nicht geöffnet, weil der entregte Magnet 36 den Ankerstab 35 mit dem Hahnreiber nicht mitnehmen kann.
Wird dagegen vor der Betätigung des Hahns z. B. mit einem Zündholz für Erhitzung des Thermoelemen- tes 4 gesorgt und damit der Magnet 36 erregt, so haftet dieser am Ankerstab 35 und wird denselben mitnehmen, wenn das Betätigungsorgan des Reiberhahns aufgedreht wird. Die durch den Magneten 36 ge- kuppelten Teile können nun in irgendwelche Regulierstellungen gebracht werden, aus welchen bei einem ungewollten Erlöschen des Brenners stets eine Rückführung des Hahnreibers in die Schliessstellung und des
Betätigungsorgans in die Offenstellung erfolgt.
Wie erwähnt wird auch hier das Betätigungsorgan in seiner Schliessstellung verriegelt, so dass es bei
Betriebsaufnahme entgegen der Wirkung der Schliessfelder 37 in seine Schliessstellung gebracht und automatisch in derselben verbleiben kann, ohne von Hand festgehalten zu werden. Dadurch ist es auch wieder möglich, die volle Aufmerksamkeit dem Erhitzen des Thermoelementes zuzuwenden und das Bet tigungsorgan erst aus der Schliesslage zu entfernen, wenn das Thermoelement genügend erhitzt bzw. der Magnet 36 genügend erregt ist.
Die Fig. 4, 5 und 6. zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäss gesicherten Reiberhahns. Entsprechende Teile sind gleich bezeichnet wie in Fig. 2 und 3. Das Thermoelement 4 ist in ähnlicher Weise wie gemäss Fig. l auf einen Träger montiert, welcher mit dem Träger des Brenners 31 verbunden ist. Das Hahnküken 34 ist in einem Hahngehäuse 43 untergebracht, welches vorne durch einen Deckel 44 abgeschlossen ist. Die Betätigungswelle 45 ist mit einer : Mitnehmergabel 46 verbunden, in welche ein Mitnehmerstab 47 greift. Die Betätigungswelle 45 wird durch eine Feder 48 stets nach innen gepresst, wobei ein mit derselben verbundener Raststab 49 in der Schliesslage des Regulierhahns in einen Rastschlitz 50 des Hahngehäuses 43 ragt und die Betätigungswelle 45 in dieser Lage sichert.
Der Mitnehmerstab 47 greift in eine Hülse 51, in welcher der Magnet 36 befestigt ist. Der Ankerstab 35 liegt in der aus Fig. 6 ersichtlichen Weise seitlich an die beiden Pole des Magneten 36 an und sitzt fest auf der Welle 52 des Hahnkükens 34, auf welcher ebenfalls eine Torsionsfeder 53 angebracht ist, die das Hahnküken stets im Uhrzeigersinn der Fig. 5 und 6 zu verdrehen trachtet, bis es in seiner Schliessstellung mit einer Schulter 54 gegen einen im Hahngehäuse 43 eingelassenen Stift 55 anschlägt. Die Torsionsfeder 53 sorgt zugleich für den erforderlichen Axialdruck auf das Hahnküken 34.
Soll der Brenner aus der dargestellten Ruhelage in Betrieb genommen werden und wird hiezu lediglich die Betätigungswelle 45 im Gegenuhrzeigersinne der Fig. 5 und 6 gedreht, so verlassen die Pole des unerregten Magneten 36 den Ankerstab 35 ohne denselben und damit das Hahnküken 34 mitzunehmen.
Wird dagegen vor der Betätigung des Hahns das Thermoelement 4 z. B. mit einer Zündflamme geheizt, so wird der Magnet 36 erregt und haftet am Ankerstab 35, womit eine starre Kupplung zwischen dem Betätigungselement und dem Regulierelement des Hahns geschaffen ist. Wird nun die Betätigungswelle 45 nach rechts in Fig. 4 herausgezogen, um den Raststab 49 aus dem Ra stschlitz 50 auszuheben, und im Gegenuhrzeigersinne (Fig. 5 und 6) verdreht, so wird der Magnet 36 über die Mitnehmergabel 46, den Mitnehmerstab 47 und die Hülse 51 im gleichen Sinne verdreht und nimmt den Ankerstab und das Hahnküken im gleichen Drehsinn mit, wobei jede beliebige Regulierstellung erreicht werden kann. Die Torsionsfeder dreht dabei mit den durch den erregten Magneten 36 starr gekuppelten Teilen 34 und 51 mit.
Fällt die Erregung des Magneten 36 jedoch infolge Erlöschens des Brenners dahin, so genügt die Vorspannung der Torsionsfeder 53 unabhängig von der momentanen Regulierstellung, um das Hahnküken 34 in-die Schliessstellung zurückzuverdrehen, während die nun entkuppelten Teile 36, 51. 47, 46 und 56 in die Offenstel- lung übergehen, wie an Hand der schematischen Fig. 2 dargelegt wurde. Um den Brenner wieder in Be-
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trieb zu nehmen, muss, wie an Hand der Fig. 2 erläutert, das Betätigungsorgan wieder in die Schliesslage verbracht werden, um eine erneute Kupplung des Magneten 36 mit dem Ankerstab 35 zu ermöglichen.
Dabei wird gemäss der Erfindung wiederum das Betätigungsorgan in seiner Schliesslage selbsttätig festgehalten und braucht nicht von Hand gegen die Wirkung der Schliessfeder gehalten zu werden, bis das Thermoelement erhitzt bzw. der Kupplungsmagnet'erregt ist.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Sicherungseinrichtung für einen Brenner mit mindestens einem im Heizbereich des Brenners angeordneten ThermofUhler, durch welchen die Brennstoffzufuhr zum Brenner gesperrt ist, solange er nicht eine minimale Temperatur aufweist, wobei zwischen einem die Brennstoffzufuhr zum Brenner ttberwa- chenden Abschlussorgan, auf welches z. B. durch Federkraft oder Schwerkraft ständig in schliessendem Sinne eingewirkt wird, und einem Betätigungsorgan für das Abschlussorgan, auf welches z.
B. durch Federkraft oder Schwerkraft ständig im öffnenden Sinne eingewirkt wird, eine durch den Thermoftihler überwachte Kupplung vorgesehen ist, welche den zum Öffnen des Schliessorgans bzw. zur Einleitung der Brennstoffzufuhr zum Brenner erforderlichen Kraftschluss zwischen Absperrorgan und Betätigungsorgan ausschliesslich bei erwärmtem Thermofühler ermöglicht, dadurch gekennzeichnet, dass das Betätigungsorgan mindestens in seiner Schliesslage gegen jede Verschiebung selbsttätig verriegelt ist.