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Rilekstausicherung fiir gasbeheizte Geräte.
Gegenstand des Stammpatentes Nr. 137734 ist eine Rückstausicherung für gasbeheizte Geräte, bei der die gestauten und nach rückwärts strömenden Abgase Sicherheitsvorrichtungen betätigen, die das Schliessen des dem Brenner vorgeschalteten Gashauptventils bewirken. Das Stammpatent bezieht sich insbesondere auf eine Rückstausicherung, bei welcher die infolge eines Rückstaues zurückströmenden Abgase einer Warteflamme zugeführt werden, die-z. B. auf thermostatischem Wege-das Hauptgasventil beherrscht, indem das Hauptventil durch die brennende Warteflamme offengehalten wird, während es sich beim Erlöschen der Warteflamme selbsttätig schliesst. Tritt ein Rückstau ein, so wird die Warteflamme infolge der Sauerstoffarmut der ihr zugeführten Abgase erstickt, so dass das Hauptventil sich selbsttätig schliesst.
Damit wird auch der Hauptbrenner ausgelöscht und die Bildung weiterer Abgasmengen verhindert.
Bei den im Stammpatent gezeigten Ausführungsbeispielen (Fig. 4-7) wurden sowohl die vom Hauptbrenner aufsteigenden Abgase als auch die aus dem Abzug zurückströmenden Abgase zu der Warteflamme geführt. Diese Anordnung hatte den Nachteil, dass gerade bei einem durch starken Wind verursachten Rückstau in den aus dem Abzug zurückströmenden Abgasen zuviel Frischluft aus dem Schornstein enthalten sein konnte, so dass die Warteflamme nicht rasch genug erstickt wurde.
Die Erfindung betrifft eine Verbesserung dieser Rückstausicherung und besteht darin, dass die der Warteflamme zuzuführenden Abgase-die Löschgase-nur dem vom Hauptbrenner kommenden Abgasstrom entnommen werden, u. zw. an einer Stelle, an der die Brennerabgase einen kräftigen Auftrieb haben und an der bei Stau'oder Rückstaustrom ein Überdruck auftritt, also z. B. ein Stück oberhalb der Zugunterbrechung. Durch diese Anordnung gelingt es, den sauerstoffarmen Brennerabgasen einen Teilstrom zu entnehmen, der völlig ausreicht, um die Warteflamme rasch und sicher zu ersticken. Die Wirkung dieser Anordnung kann noch wesentlich verbessert werden, wenn man das Rohr kühlt, in das der aus dem Brennerabgasstrom entnommene Löschgasstrom übergeleitet wird.
In dem kalten Rohr kühlen nämlich die Lösehgase rasch ab und fallen durch ihre eigene Schwere in dem Rohr herab zu der zu erstickenden Warteflamme. Infolgedessen sind nur ganz geringe Kräfte nötig, um die Abgase in das Rohr hineinzubringen, weil die herabfallenden kalten Löschgase eine Saugwirkung auf das obere Ende des Fallrohrs ausüben, die den Eintritt der Abgase erleichtert. Die Wirkung der Anordnung tritt sogar so leicht ein, dass es unter Umständen nötig ist, Verzögerungsmittel vorzusehen, um ein allzu häufiges Erlöschen der Warteflamme, z. B. bei kurzen Windstössen, zu verhindern. Die Verwendung einer abgezweigten Löschgasleitung macht es ganz besonders einfach, die Einwirkung der Löschgase auf die Warteflamme in ganz bestimmter Weise von der Dauer und Stärke des Rückstaus abhängig zu machen.
Um die Auswirkung des Rückstaues auf die Warteflamme zu verzögern, genügt es nämlich in die vom Abzug zur Warteflamme führende Löschgasleitung eine oder mehrere Erweiterungen einzuschalten, so dass die bei Rückstau in die Lösehgasleitung gedrückten Abgase erst diese Erweiterungen ausfüllen müssen, ehe sie zur Warteflamme gelangen können. Man kann nun durch geeignete Bemessung der eingeschalteten Erweiterung genau die Dauer oder Stärke des Rückstaues bestimmen, bei dem ein Ersticken der Warteflamme und damit ein Absperren des Hauptbrenners eintreten soll. *) Erstes Zusatzpatpnt Nr. 144123.
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Will man umgekehrt die Schnelligkeit des Ansprechens der Schutzvorrichtung erhöhen, so kann man über der Eintrittsöffnung des Löschgasrohres eine Leitfläche anbringen, durch welche die aus dem Abzug zurückströmenden, stark mit Luft vermischten, also sauerstoffreichen Abgase abgeleitet und z. B. durch die Zugunterbrechung abgeführt werden, während die vom Hauptbrenner kommenden sauerstoffarmen Abgase wie unter einem Dach gestaut werden, so dass sie leichter in das Löschgasrohr übertreten.
In den Zeichnungen ist die Erfindung in mehreren Ausführungsbeispielen dargestellt, u. zw. zeigt Fig. 1 und 2 ein Schema eines Flüssigkeitserhitzers mit Warteflammensicherung bei normalem Abzug und im Falle des Rückstaues, Fig. 3 die gleiche Anordnung mit eingebauter Leitplatte, Fig. 4 ein Schema eines Gasheizofens mit Zündflammensicherung, Fig. 5 einen Schnitt durch einen Gasbadeofen mit verzögerter Rückstausicherung, Fig. 6 eine Rückansicht des Gasbadeofens nach Fig. 5 bei abgenommener Rückwand, Fig. 7 die Verbindung der Löschgasleitung mit dem Warteflammenbrenner.
Bei dem in den Fig. 1-3 gezeigten Flüssigkeitserhitzer wird die Flüssigkeit in der Wärmeaustauschvorrichtung 10 erhitzt. Über der Verbrennungskammer 11 ist eine Zugunterbrecherhaube 12
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führt über ein Hauptgasventil 23 zu dem Hauptbrenner 16. Die Membran 24 dieses Hauptgasventils besitzt eine Drosselführung 25, durch die dauernd ein schwacher Steuergasstrom von der Hochdruckseite 26 in die Steuerkammer 27 fliesst. Von der Steuerkammer 27 führt eine Steuergasleitung 28 zum Brenner 29 einer Warteflamme, die auf ein die Steuergasleitung 28 beherrschendes Thermostatventil. 32 einwirkt.
In dem gezeichneten Ausführungsbeispiel ist der Warteflammenbrenner 29 als Sicherheitszündbrenner ausgebildet, u. zw. dadurch, dass das Brennergehäuse 29 durch eine Thermostatscheibe 30 abgeschlossen ist, die eine Brenneröffnung 31 enthält und einen Ventilteller 32 trägt. Ist die Thermostatscheibe 30 kalt, so drückt sie den Ventilteller 32 auf seinen Sitz und verschliesst dadurch den Ausgang der Steuerleitung 28, so dass das Steuergas sich in der Steuerkammer 27 des Hauptventils ansammelt und die Membran 24 gegen den Hauptventilsitz presst (Fig. 3). Wird die Thermostatscheibe 30 jedoch durch eine Flamme, z. B. die Warteflamme, erhitzt, so wölbt sie sich und öffnet das Ventil 32, so dass der Druck aus der Steuerkammer 27 entweicht und das Gashauptventil sich öffnet.
Diese Warteflamme, deren Brenner natürlich auch eine andere Ausbildung haben kann, ist so angeordnet, dass sie im Wege der Löschgase liegt und von diesen erstickt wird.
Vor dem Abzugstutzen 13 zweigt nämlich eine Rohrleitung 43 ab, die als zweckmässig gegen Wärmeaufnahme geschütztes Fallrohr 44 ausserhalb der Abgasführung der Wärmeaustauschvorrichtung 10 bis in die unmittelbare Nähe der Warteflamme geführt wird. Bei normalem Zug nehmen die Abgase ihren Weg von der Brennerkammer 11 durch die Zugunterbrecherhaube 12 und den Abgasstutzen 13 in den Schornstein (Fig. 1). Tritt ein Stau ein (Fig. 2), so treffen die vom Brenner 16 hochsteigenden Abgase im Abzugstutzen 13 auf eine ihrem Auftrieb widerstrebende Abgasluftsäule. Infolgedessen entsteht in der Zugunterbrechungshaube 12 ein Überdruck, der die Abgase durch die Zugunterbrecher- öffnungen 15 in den Aufstellungsraum des Geräts zu drängen versucht.
Ein Teil der Abgase dringt dabei in die Löschgasleitung 43 und gelangt bis zu dem Zündbrenner 29, dessen Warteflamme in den sauerstoffarmen Abgasen erstickt (Fig. 2). Nach dem Erlöschen der Zündflamme erkaltet die Thermostatscheibe 30 und drückt sofort den Ventilteller 32 auf seinen Sitz, wodurch die Steuergasleitung 28 geschlossen
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Abgase in die Lösehgasleitung 43 hineinzudrücken.
Bei dem in Fig. 3 dargestellten Flüssigkeitserhitzer ist oberhalb der Eintrittsöffnung der Löschgasleitung 43 eine schräg nach unten gerichtete Leitplatte 45 angeordnet. Die Leitplatte 45 fängt die vom Brenner 16 hochsteigenden sauerstoffarmen Abgase und staut sie vor dem Löschgasrohr 43. Die aus dem Schornstein zurückströmenden, mit Luft vermischten Abzuggase dagegen werden durch die Platte 45 am Eintritt in das Löschgasrohr 43 verhindert und zur Zugunterbrechung abgeleitet.
Bei dem Gasheizofen der Fig. 4 wird die Hauptgasleitung 18 durch ein Thermostatventil 46 geschlossen, wenn der Ofen ausser Betrieb ist. Wird die Membran des Ventils durch eine gegen sie gerichtete Zündflamme erhitzt, so öffnet das Ventil 46 den Gasdurchfluss und das Gas strömt zu dem Hauptbrenner ? 6. Das verbrannte Gas steigt in den Heizkörpern 47 empor und entweicht durch den Abzugstutzen 48. Vom Abzugstutzen 48 führt wieder eine Löschgasleitung 43 zu dem Zündbrenner 29.
Bei Rückstau gelangen die sich stauenden Abgase in das Rohr 43 und strömen in ihm bis zur Zündflamme, die erlischt und dadurch das Schliessen des thermostatischen Hauptgasventils 46 bewirkt. In die Löschgasleitung 43 kann eine kastenförmige Erweiterung 49 eingebaut sein, in der sich die abwärts strömenden Löschgase erst ansammeln, ehe sie zur Zündflamme gelangen. Es wird so verhindert, dass die Zündflamme bei jedem kurzzeitigen Rückstau, z. B. durch kurze Windstösse, sofort ausgelöscht wird.
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einem Blechaussenmantel 50 umschlossen werden, der mit den Zugunterbrechungsöffnungen 15 versehen ist. 13 ist der Abgasstutzen.
Das kalte Wasser gelangt durch Leitung 51 über ein Ventil 52 in eine Rohrschlange 53 und wird dort durch die emporsteigenden heissen Gase erhitzt. Das Gas strömt von der Hauptgasleitung 18 über ein Hauptgasventil23 zu dem Hauptbrenner 16. Als Rückstausicherung wird auch hier die Zündflamme benutzt. Von der Zugunterbreehungshaube 72 zweigt wieder die Löschgasleitung 43 ab, die als Fallrohr 44 innerhalb des Bleehaussenmantels 50 bis zu dem selbsttätigen Sicherheitszündbrenner 29 führt. In das Fallrohr 44 ist ein flacher kastenförmiger Behälter 49 eingeschaltet, der von dem Blechaussenmantel 50 mitumschlosssen wird. Tritt in dem Abzug für die Abgase ein Stau ein, so entsteht in der Zugunterbrechungshaube 12 durch die heissen Brennergase eine Druckerhöhung.
Infolgedessen wird ein Teil der sauerstoffarmen Abgase in die Löschgasleitung 43 gedrängt und durch das Fallrohr 44 nach unten geleitet. Um das Abwärtsströmen der Löschgase in dem Fallrohr 44 zu verstärken, ist das Fallrohr und die Erweiterung 49 durch eine Zwischenwand 58 vom Wärmeaustauscher 10 getrennt. Die Zwischenwand 58 soll die Wärme von der Lösehgasleitung 43, 44 fernhalten. Es kann auch noch eine besondere Kühlung (Wasser, Luft) für die Löschgasleitung 43, 44 vorgesehen sein. Die in dem kalten Fallrohr sich rasch abkühlenden Abgase sinken in dem Fallrohr 44 rasch herab und üben dadurch eine Saugwirkung auf die aus der Zugunterbrecherhaube 12 nachdrängenden Abgase aus.
Haben die Löschgase die Zündflamme gelöscht, so schliesst die Membran 30 des Zündbrenners 29 das Zündventil 32, und es tritt in der Steuerkammer 27 des Membranventils 23 ein Druck auf, der die Membran 44 gegen den Gasdurchlass presst und ihn schliesst.
Fig. 7 zeigt den Sicherheitszündbrenner 29 mit einem lösbaren Anschluss der Abgasleitung 43, 44 in grösserem Massstab. An den Stutzen 59 des Zündbrenners ist das Ventilgehäuse 29 befestigt, das durch eine mit einer Brenneröffnung 31 versehene Membran 30 abgeschlossen ist. 32 ist ein Ventilkörper, der bei erloschener Zündflamme unter Zwischenschaltung einer Feder 61 durch die Membran 30 auf den Ventilsitz 60 gepresst wird. Das Steuergas gelangt durch eine Leitung 28 zu dem Ventil.
Wird die Membran 30 durch eine Flamme erwärmt, so wölbt sie sich, hebt das Ventil. 32 von dem Sitz 60 ab und lässt das Steuergas ausströmen. 63 ist eine Öffnung, durch die man einen Anzündgasstrom unter Umgehung des geschlossenen Ventils 32 zur Brenneröffnung 31 schicken kann, um eine Anzündflamme zu bilden. An das Ende der Löschgasleitung 43, 44 ist ein Metallschlauch 64 angeschlossen, der in einem Mundstück 65 endet. Dieses Mundstück 65 ist wie ein Deckel geformt, der das Ventilgehäuse 29 des Zündventils umschliesst und bis auf eine der Brenneröffnung 31 gegenüberstehende Öffnung 67 in der Deckplatte 66 des Mundstückes abdeckt.
Zwischen der Deckplatte 66 und der Membran 30 ist ein Zwischenraum freigelassen, durch den die Löschgase von allen Seiten auf die Brenneröffnung 31 zuströmen, um durch die Öffnung 67 abzufliessen. Auf diese Weise wird die durch die Deckelöffnung 67 hindurchschlagende Zündflamme rasch und sicher erstickt, ohne irgendeine Beeinträchtigung der Flammen des Hauptbrenners, die ungestört weiterbrennen, bis das Hauptgasventil 25 infolge des Erlöschen der Zündflamme auf die schon mehrfach beschriebene Weise geschlossen wurde.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Rückstausicherung für gasbeheizte Geräte nach dem Patente Nr. 137734, bei der im Wege der Rückstaugase eine Warteflamme angeordnet ist, die durch die rückströmenden Gase erstickt wird und durch ihr Erlöschen das Schliessen des dem Hauptbrenner vorgeschalteten Hauptgasventils bewirkt, dadurch gekennzeichnet, dass der Warteflamme durch eine Leitung (43, 44) ein Abgasstrom zugeführt wird, der aus den vom Verbrennungsraum herkommenden sauerstoffarmen Abgasen an einer solchen Stelle des Abgasweges abgezweigt wird, an der bei Stau oder Rückstrom ein Überdruck herrscht.