DE3700728C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Steuerung der Gaszu­ fuhr zu einem Gasbrenner gemäß dem Oberbegriff des Patentan­ spruches 1.

Eine derartige Vorrichtung, wie sie aus der DE-PS 9 53 903 hervor­ geht, bewirkt, daß beim Inbetriebsetzen des Gasbrenners immer die Vollgasmenge zum Brenner freigegeben wird. Dabei ist zunächst die Entlüftung der Gaszufuhrleitung erforderlich, wodurch der für die Zündung erforderliche Zeitraum wesentlich bestimmt wird. Bei der bekannten Vorrichtung besteht die Schalteinrichtung für die Umgehungsleitung aus einer elektromotorisch verstellbaren Drosselklappe.

Aus dem DE-GM 84 36 738 ist es außerdem bekannt, den Gasdurch­ satz eines Gasbrenners während der Anzündphase zu vergrößern, so daß die im Ruhezustand nach längerer Betriebspause im Zünd­ brennerrohr befindliche Luft schneller ausgetrieben werden kann.

Schließlich geht aus der AT-PS 2 70 938 ein Zündgasbrenner mit einer Vordrossel hervor, welche einen unveränderlichen Gasdurch­ laßquerschnitt aufweist, der kleiner als der Durchlaßquerschnitt der auswechselbaren Zünddüse ist. Dadurch ist die Zündgasmenge fest eingestellt.

Aufgabe der Erfindung ist es, mit einer Vorrichtung der eingangs bezeichneten Gattung bei Ausbildung des Brenners als Zündgas­ brenner den Zeitraum, der nach einer Betriebspause bei der Inbetriebnahme des Zündgasbrenners für die Entlüftung der Gaszu­ fuhrleitung erforderlich ist, auf ein Minimum zu verringern, um damit den Zündvorgang zu beschleunigen.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patent­ anspruches 1 gelöst.

Über die Umgehungsleitung kann zu Beginn des Zündvorganges zwecks rascher Verdrängung der in der Gaszufuhrleitung enthaltenen Luft temporär anstelle der gedrosselten Gasmenge in der Gaszu­ fuhrleitung eine größere, nichtgedrosselte Gasmenge zugeführt werden.

Die Erfindung ermöglicht eine nennenswerte Einsparung im Zündgas­ verbrauch, weil die in der Gaszufuhrleitung enthaltene Drossel auf einen dem tatsächlichen Mindestbedarf des Zündgasbrenners entsprechenden geringen Durchsatz bemessen werden kann, wogegen für den Zündvorgang selbst unter manueller Betätigung des Schiebers gegen den Druck der Rückholfeder temporär der größere Querschnitt der Umgehungsleitung zur Verfügung steht.

Aus der pro Zeiteinheit größeren Menge des während des Zünd­ vorganges dem Zündgasbrenner zugeführten Gases resultiert ferner eine erhebliche Verkürzung der Haltezeit der Thermoelektrik bei jedem Startvorgang. Andererseits wird infolge des geringeren Durchsatzes des im Normalbetrieb zugeführten Zündgases die Schließzeit bis zum Erlöschen der Zündflamme erheblich verkürzt.

Schließlich kann die erfindungsgemäße Vorrichtung auch für jederlei Heizgeräte verwendet werden, ohne daß es zusätzlicher Vorrichtungen, wie Entlüftungszündbrenner, bedarf. Die Zündgas­ versorgung wird auf einfachste Weise überwachbar.

Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.

So ist es bei Ausbildung der Vorrichtung gemäß Anspruch 2 bzw. 3 möglich, die Entlüftung der Gaszufuhrleitung ohne weiteres Zutun beim Zündvorgang selbsttätig eintreten zu lassen. Zu diesem Zweck ist die zunächst offene, der temporär erhöhten Gaszufuhr zum Zündgasbrenner dienende Umgehungsleitung mittels des Thermoventiles bzw. Membranventiles verschließbar, um dadurch die Zeitspanne der erhöhten, der Luftverdrängung dienenden Zündgaszufuhr zu begrenzen.

Entsprechend einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung steht eine Kammer des Membranventiles über eine zweite, vorzugs­ weise regelbare Drossel mit der Gaszufuhrleitung in Verbindung. Diese zweite Drossel bewirkt bei Öffnung des Zufuhrventils eine langsame Schließung des Membranventiles und damit der Umgehungsleitung. Die dem Zündgasbrenner zugeführte Gasmenge wird dadurch vom Querschnitt der in der Gaszufuhrleitung ent­ haltenen Drossel bestimmt.

Weiterhin kann in der Umgehungsleitung oder in der Gaszufuhrleitung eine dritte Drossel angeordnet sein, deren Durchsatz größer als der Durchsatz der ersten Drossel, jedoch kleiner als der der Gaszufuhrleitung selbst ist. Dadurch gelangt zunächst sowohl über die Gaszufuhrleitung als auch über die Umgehungsleitung eine vergleichsweise große Gasmenge zum Zündgasbrenner, so daß die dort vorhandene Luft rasch verdrängt wird.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind nachstehend anhand der Zeichnungen erläutert. In diesen Zeichnungen stellen die

Fig. 1 und 2 eine Ausführungsform einer erfindungsge­ mäßen Vorrichtung während des Zündvorganges und im Normalbetrieb,

Fig. 3 eine Vorrichtung mit einem in der Umgehungsleitung angeordneten Thermoventil und

Fig. 4 in gleicher Darstellung mit einem druckbeeinflußten Membranventil und

Fig. 5 eine Vorrichtung mit einem Zündgaszufuhrventil dar, in das die der Entlüftung dienenden Organe integriert sind.

Bei der Ausführungsform nach den Fig. 1 und 2 zweigt in der die Zündgaszufuhr zu einem Zündgasbrenner 1 regelnden Armatur 2 von der Gaszufuhrleitung 3 eine Umgehungsleitung 4 ab. In der Zweigleitung 5 der zum Zündgasbrenner 1 führenden Gaszufuhr­ leitung 3 ist eine - gegebenenfalls einstellbare - erste Drossel 6 vorgesehen, die den Leitungsquerschnitt auf das für die Versorgung des Zündgasbrenners 1 erforderliche Minimum verringert. Die diese Drossel 6 umgehende Umgehungsleitung 4 mündet hinter der Drossel 6 in die Zweigleitung 5, an deren Ende sich eine dem Zündgasbrenner 1 zugeordnete Entlüftungsdüse 7 befindet.

Der Durchsatz in den beiden Leitungen 4 und 5 wird vom Schieber 8 gesteuert, der mittels einer Drucktaste 9 gegen die Einwirkung der Rückholfeder 10 betätigbar ist und einen Durchlaß 1 aufweist, dessen Querschnitt größer ist als jener der Drossel 6, die sich in Strömungsrichtung des Zündgases hinter diesem Schieber 8 in der Zweigleitung 5 befindet.

Die Verwendung eines solchen Schiebers 8 zur Steuerung der Zündgaszufuhr erbringt den Vorteil, daß die Übergänge zwischen dem Öffnen und Schließen der Leitungen 4 und 5 stetig erfolgen.

Während des Zündvorganges ist gemäß Fig. 1 die Drucktaste 9 der Armatur 2 eingedrückt, so daß für die Zündgaszufuhr zum Zündgasbrenner 1 der volle Querschnitt der Umgehungsleitung 4 zur Verfügung steht und die in der Leitung 5 befindliche Luft sehr rasch vom Zündgas verdrängt wird. Die dadurch gewonnene Intensität der Zündflamme 12 verkürzt auch die Zeit bis zum Wirksamwerden der Thermoelektrik.

Nach Beendigung des Zündvorganges und Loslassen der Drucktaste 9 wird der Schieber 8 von der Rückholfeder 10 in seine Ausgangs­ lage (Ruhelage) nach Fig. 2 rückverstellt, und die Gasver­ sorgung des Zündgasbrenners 1 erfolgt nun nur noch über die Zweig­ leitung 5 der Gaszufuhrleitung 3, nämlich über den Durchlaß 11 des Schiebers 8, die Drossel 6 der Zweigleitung 5 und die Ent­ lüftungsdüse 7, daß heißt in einer reduzierten, für die Versorgung der Zündflamme 12 gerade noch ausreichenden Mindestmenge, wodurch sich die Schließzeit bis zum Erlöschen der Zündflamme 12 erheb­ lich verkürzt.

Nach der in Fig. 3 dargestellten Variante zweigt von der un­ mittelbar zum Zündgasbrenner 1 führenden, die erste Drossel 6 enthaltenden Gaszufuhrleitung 3 eine Umgehungsleitung 4 ab, die eine dritte Drossel 13 mit einem Querschnitt enthält, der größer sein kann als jener der Drossel 6. In dieser Umgehungs­ leitung 4 befindet sich ein im kalten Zustand, also bei noch nicht gezündeter Zündflamme 12, offenes Thermoventil 14, bestehend aus dem von einer Feder 15 beeinflußten, dem Ventilsitz 16 zugeordneten Ventilkörper 17 und einem in einer Kupfer- oder Messingführung geführten stabförmigen Thermoelement 18 sowie dem von diesem Thermoelement 18 betätigten, dichtend geführten Stößel 19.

Das Thermoelement 18 befindet sich im Bereich der Zündflamme 12, und seine thermische Ausdehnung im Falle der Hitzeeinstrahlung dieser Zündflamme 12 hat gegen den Druck der Rückholfeder 15 eine Sperre der Umgehungsleitung 4 durch das Ventil 14 zur Folge.

Die Funktion dieser Vorrichtung zur Entlüftung der Gaszufuhr­ leitung 3 ergibt sich daraus wie folgt:

Nach dem Öffnen eines - nicht dargestellten - in der Gaszufuhr­ leitung 3 angeordneten Zufuhrventiles gelangt das Zündgas zunächst in einer durch die summierten Querschnitte der Drosseln 6 und 13 vorgegebenen, also vergleichsweise großen Menge sowohl über die Gaszufuhrleitung 3 als auch - durch das von der Feder 15 offengehaltene Ventil 14 - über die Umgehungsleitung 4 zum Zündgasbrenner 1 und verdrängt dadurch rasch die in der Leitung 5 nach einer Betriebspause noch vorhandene Luft.

Nach der solcherart vollzogenen Entlüftung der Leitung 5 und dem Zünden der Zündflamme 12 durch den Zünder 20 wird das Thermo­ element 18 von dieser Zündflamme 12 erhitzt, dehnt sich und schließt als Weggeber mit dem Ventilkörper 17 die Umgehungs­ leitung 4. Ab diesem Zeitpunkt strömt das Zündgas nur noch über die Gaszufuhrleitung 3 allein, und zwar in der durch den Querschnitt der Drossel 6 allein bestimmten, für den Bedarf der Zündflamme 12 gerade noch ausreichenden Menge.

Nach Fig. 4 ist anstelle des Thermoelementes 18 in der Umgehungs­ leitung 4 ein Membranventil 21 mit dem von einer Membran gehaltenen Ventilkörper 22 und dem Ventilsitz 23 vorgesehen. Dieser Ventil­ körper 22 wird von einem Stößel 24 gegen die Wirkung einer Feder 25 verstellt. Die Kammer 26, in der sich der Stößel 24 bewegt, steht unter atmosphärischem Druck. Der Stößel 24 ist mit einem von einer weiteren Membran 27 gehaltenen Membran­ teller 28 verbunden; diese Membran 27 begrenzt eine Kammer 29, die über eine zweite Drossel 30 mit der Gaszufuhrleitung 3 in Verbindung steht.

Erhöht sich - nach Öffnen des Zufuhrventiles - der Druck in dieser Kammer 29 mit einer durch die Drossel 30 regelbaren Verzögerung allmählich, wird das Membranventil 21 und damit die Umgehungsleitung 4 geschlossen und die Menge des dem Zünd­ gasbrenner 1 insgesamt zugeführten Gases wird nun vom Querschnitt der in der Gaszufuhrleitung 3 enthaltenen Drossel 6 auf die für die Versorgung für die Zündflamme 12 gerade noch erforder­ liche Mindestmenge begrenzt.

Die Drossel 13 mit dem größeren Querschnitt ist bei dieser Ausführungsform in der Leitung 5 angeordnet, sie könnte aber - wie in der Fig. 4 gestrichelt angedeutet - auch in der Umgehungs­ leitung 4 angeordnet sein. Diese Drossel 13 begrenzt die Menge des der Zündflamme 12 zugeführten Gases, solange das Membran­ ventil 21 noch nicht geschlossen ist.

Gemäß der Fig. 5 sind die der Entlüftung des Zündgasbrenners 1 dienenden Organe in das die Zündgaszufuhr in die Gaszufuhr­ leitung 3 regelnde Zündgaszufuhrventil integriert. Die Gaszufuhr­ leitung 3 mündet bei dieser Ausführungsform in eine Ventilkammer 32, in der sich der Ventilkörper 33 bewegt, der mittels einer Dich­ tung 34 gegen den Ventilsitz 35 abgedichtet ist, unter dem Druck einer sich gegen die Wandung 36 der Ventilkammer 32 ab­ stützenden Feder 37 steht und in seinem Inneren eine koaxiale Führung für einen Stößel 38 aufweist, der seinerseits von einer Feder 39 beeinflußt und gegen die Ventilkammer 32 abgedichtet ist. Der Ventilkörper 33 ist mittels eines in einer Führung 40 mit der Dichtung 41 geführten Weggebers 42 mechanisch verstellbar, um die Gaszufuhr aus der Kammer 32 in eine Versorgungsleitung 43 freizugeben, in der sich die erste Drossel 6 befindet, über die das Gas in eine zum Zündgasbrenner 1 führende Zündgaszufuhr­ leitung 44 gelangt.

Dem Stößel 38 des Ventilkörpers 33 ist der Ventilteller 22 des Membranventils 21 zugeordnet, der über eine Dichtung mit dem Ventilsitz 23 zusammenwirkt und unter dem Druck einer Feder 25 an diesen Ventilsitz 23 angedrückt wird. Der Ventilteller 22 wird ferner über diese Feder 25 vom Membranteller 28 der Membran 27 beeinflußt, die die Kammer 29 begrenzt, die über die Leitung 45 und die Drossel 30 mit der Gaszufuhrleitung 3 in Verbindung steht.

Wird nun zum Zünden des Zündgasbrenners 1 das - nicht dargestellte - Haupt-Gasventil und sodann das Zündgaszufuhrventil 33-35 geöffnet, gelangt Gas aus der Zündgaszufuhrleitung 3 über die Kammer 32, über die Leitung 43, in einer durch die Drossel 6 begrenzten, dem Mindestbedarf des Zündgasbrenners 1 entsprechenden Menge sowie über die Leitung 44 zum Zündgasbrenner 1. Zusätzlich zum Mindestbedarf wird aus einer Kammer 47, in der die Ventilteile 22, 23 angeordnet sind, über die Umgehungsleitung 4 und eine diese fortsetzende weitere Zündgaszufuhrleitung 46 Gas zugeführt, wobei die Leitung 46 zur Drossel 13 mit größerem Querschnitt für eine temporär erhöhte dem Verdrängen der Luft dienende Gaszufuhr führt. In der Kammer 28 baut sich - verzögert durch die regelbare Drossel 30 - Druck auf, und der Ventilteller 22 wird von diesem Druck und von der Feder 25 gegen den Ventilsitz 23 gedrückt und wirkt damit dem Druck des vom Weggeber 42 bewegten Stößels 38 entgegen, so daß sich bei zunehmendem Gasdruck in der Kammer 29 die dem Zündgasbrenner 1 zuströmende Gasmenge allmählich verringert. Sobald die Luft im Zündgasbrenner 1 völlig verdrängt, die Zünd­ flamme 12 gezündet und die Entlüftungsphase beendet ist, kann das der Entlüftung dienende Ventil 21 geschlossen bleiben, und die Gasversorgung der Zündflamme 12 erfolgt dann nur noch über die Versorgungsleitung 43, die Drossel 6 und die Zündgas­ zufuhrleitung 44.

Um die bestimmungsgemäße Funktion dieser Entlüftungsvorrichtung zu gewährleisten, müssen folgende Bedingungen erfüllt sein.

In der Offenstellung des Ventiles 21 muß die Kraft der auf den Stößel 38 wirkenden Feder 39 größer als die Kraft der auf den Ventilteller 22 wirkenden Feder 25 sein; in der Geschlossen­ stellung dieses Ventiles 21 hingegen ist es - bei offenem Ven­ til 33-35 - umgekehrt, die Kraft der Feder 39 muß die Summe der Kraft der Feder 25 und des auf die Fläche der Membran 27 wirkenden Gasdruckes unterschreiten. Die Kraft der Feder 37 ist entsprechend dem Erfordernis der Gasdichtheit des Ventiles 33-35 bei abgefallener Thermoelektrik bzw. des vom Thermoelement bei geöffneter Stellung zur Verfügung gestellten Stromes zu bemessen. Hierbei sind auch noch die Stopfbuchsenreibung und dauernd auftretende Kräfte zu berücksichtigen. Die Drossel 13 erhält also nur dann Gas, wenn das Ventil 21 während des Zünd­ vorganges noch offen ist.

Claims (9)

1. Vorrichtung zur Steuerung der Gaszufuhr zu einem Gasbrenner mit einer in der Gaszufuhrleitung (3) dem Brenner vorgeordneten ersten Drossel (6), welcher eine Umgehungsleitung (4) zugeordnet ist, die mit einer Schalteinrichtung zum Einschalten der Umgehungs­ leitung (4) während des Zündvorganges unter temporär erhöhter Gaszufuhr zum Brenner versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß bei Ausbildung des Brenners als Zündgasbrenner (1) die Schalteinrichtung aus einem gegen die Wirkung einer Rückholfeder (10) betätigbaren Schieber (8) besteht, der zumindest einen Durchlaß (11) aufweist, welcher einen größeren Querschnitt als die erste Drossel (6) hat, deren Durchsatz dem Mindest­ bedarf des Zündgasbrenners (1) entspricht, und welcher in der Ruhestellung des Schiebers (8) in die Gaszufuhr­ leitung (3) einbezogen und nur während der Betätigung des Schiebers (8) in die Umgehungsleitung (4) verstell­ bar ist (Fig. 1, 2).

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß anstelle des Schiebers ein von der Zündflamme (12) beeinflußtes Thermoventil (14) in der Umgehungs­ leitung (4) vorgesehen ist, durch das diese nach beendigtem Zündvorgang verschließbar ist (Fig. 3).

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß anstelle des Schiebers ein vom Druck in der Gas­ zufuhrleitung (3) beeinflußtes Membranventil (21) in der Umgehungsleitung (4) vorgesehen ist, durch das diese nach beendigtem Zündvorgang verschließbar ist (Fig. 4 und 5).

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kammer (29) des Membranventiles (21) über eine zweite, vorzugsweise regelbare Drossel (30) mit der Gaszufuhrleitung (3) in Verbindung steht (Fig. 4 und 5) .

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekenn­ zeichnet durch eine in der Umgehungsleitung (4) oder in der Gaszufuhrleitung (3, 5) angeordnete dritte Drossel (13), deren Durchsatz größer als der Durchsatz der ersten Drossel (6), jedoch kleiner als der der Gaszufuhrleitung (3) selbst ist (Fig. 3, 4 und 5).

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß koaxial mit dem vom Druck in der Gaszufuhrleitung (3) beeinflußten Membranventil (21) in der Gaszufuhrleitung (3) ein die Gaszufuhr steuerndes Zündgaszufuhrventil (33-35) derart ange­ ordnet ist, daß die erste Drossel (6) während des Zündvorganges über eine Versorgungsleitung (43) an jene Ventilkammer (32) angeschlossen ist, in der sich der Ventilkörper (33) des Zündgaszufuhrventils (33-35) bewegt (Fig. 5).

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß an jene Ventilkammer (32) auch die Umgehungsleitung (4) angeschlossen ist (Fig. 5).

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch einen vom Ventilkörper (33) des Zündgaszufuhrventiles (33-35) kraftschlüssig betätigbaren Ventilteller (22) des Membranventils (21) in der Umgehungsleitung (4) (Fig. 5).

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilteller (22) durch einen federnd axial im Ventilkörper (33) des Zündgaszufuhrventils (33-35) geführten Stößel (38) betätigbar ist und selbst mit einer Feder (25) gegen einen Membranteller (28) der Membran (27) des Membranventiles (21) abgestützt ist (Fig. 5).