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Gerät zum Feststellen einer Strömung eines gasförmigen Mediums in einer Rohrleitung, insbesondere Luftmangelsicherung für
Gebläsebrenner u. dgl.
Auf vielen Gebieten der Technik ist es notwendig festzustellen, ob in einer Rohrleitung eine Strömung eines gasförmigen Mediums vorhanden ist. Es ist dabei nicht die Frage gestellt, wie gross die Menge des durchströmenden Gases ist, sondern es ist lediglich die Feststellung verlangt, ob überhaupt eine Gasströmung vorhanden ist bzw. dass ihre Intensität nicht einen gewissen Grenzwert unterschreitet. Dieses Problem tritt beispielsweise bei Feuerungen mit Gebläsebrennern für flüssige oder gasförmige Brennstoffe auf, bei denen es darauf ankommt, dass der Brenner stets mit einem gewissen Luftüberschuss betrieben wird.
Es besteht daher in diesem Fall und auch vielen andern Fällen der Wunsch nach einer Luftmangelsicherung, die bei einem bestimmten Mindestwert der Strömungsintensität zumindest eine Anzeige auslöst, jedoch stehen der Erfüllung dieses Wunsches erhebliche Schwierigkeiten gegenüber, wenn-wie es z. B. bei den erwähnten Feuerungen der Fall ist - betriebsmässige Schwankungen dieses Grenzwertes eintreten. Solche Schwankungen treten ein, wenn bei ein und derselben Brennertype die Brennerleistung ge- ändert oder wenn in einer Feuerung fallweise mit verschiedenen Brennergrössen gearbeitet wird. Das Interesse an einer flexiblen Meldeeinrichtung besteht übrigens vom Standpunkt des Erzeugers bzw.
Benutzers aus auch insofern, als er trachten muss, aus Gründen der Erzeugungsökonomie, der Betreuung und des Verkaufserfolges mit wenigen oder sogar nur einer Gerätetype für weite Bereiche auskommen zu können.
Die bekannten Geräte zur Feststellung einer Gasströmung basieren auf dem Turbinen-oder Druckmessprinzip. Ihr Wesen ist wohlbekannt, so dass es hier nicht näher erläutert werden muss, ebenso bekannt ist aber auch ihr Nachteil, nämlich dass Messbereichänderungen in weiteren Grenzen nur mit Typenstufungen überstrichen werden können. In der Feuerungstechnik werden vornehmlich druckempfindliche Geräte verwendet, die in die Brennerluftzufuhrleitung eingeschaltet sind. Wiewohl sie bei normalen Betriebsbe- dingungen verlässlich arbeiten, besitzen sie den Nachteil, dass bei Änderungen der Luftströmungsverhältnisse auf der Kesselseite, etwa durch Kesselklappen, Schornsteinverschlüsse u. dgl. Zustände angezeigt werden, die als normal gelten, wogegen aber eine dabei zufällig auftretende Störung in der Luftzufuhr unterschlagen wird.
Erfindungsgemäss konnte ein Gerät geschaffen werden, welchem diese Nachteile nicht anhaften, da es auf die Strömung selbst reagiert, jedoch im Gegensatz zu andern nach diesem Wirkungsprinzip arbeitenden Geräten leicht an verschiedene Betriebsbedingungen angepasst werden kann.
Zur Lösung dieser Aufgabe geht die Erfindung von einem weiteren Gerätetyp zum Feststellen einer Strömung eines gasförmigen Mediums in einer Rohrleitung aus, bei dem in die Rohrleitung ein um eine ausserhalb einer seiner Symmetrieachsen liegende Achse schwenkbarer Windflügel eingesetzt ist, wobei die Anzeige über eine vorliegende Gasströmung von der Schwenkbewegung abgeleitet ist. Das Neue an der Erfindung besteht dabei darin, dass der Windflügel ausserdem um eine zu seiner Schwenkachse geneigte, vorzugsweise mit dieser einen Winkel von 900 einschliessende und in einerQuerschnittsebene der Rohrleitung liegende weitere Achse verdrehbar ist.
Wird ein solcher Windflügel von der Gasströmung getroffen, so vollführt er eine Schwenkung um die erste der beiden genannten Achsen, welche Verschwenkung zur Anzeige des Gasstromes herangezogen
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werden kann, etwa indem die als körperlich ausgebildete Welle mit dem Antrieb eines Mikroschalters verbunden ist, der einen Warnstromkreis oder sonstige Steuer- und Anzeigeeinrichtungen schaltet.
Durch Verdrehung des Windflügels um die zweite der genannten Achsen wird sein Anstellwinkel bezüglich der Gasströmung und somit seine wirksame Angriffsfläche für diese geändert. Dies wieder ver- ändert seine Ansprechempfindlichkeit und somit seinen Messbereich.
Die erfindungsgemässe Konstruktion ermöglicht es also, mit einem einzigen Typ einen weiten Ansprechbereich zu erfassen, indem die Ansprechempfindlichkeit fallweise durch Änderung seiner Stellung bezüglich des Gasstromes eingestellt wird. Bei entsprechend leichter Ausbildung des Flügels und seiner Lagerung ist das Ansprechen auch auf geringste Gasströme gesichert und er ist betriebsmässig unabhängig von ausserhalb der Rohrleitung herrschenden Bedingungen. zweckmässig wird der Flügel gewölbt und mit der konkaven Seite der Gasströmung zugewendet betrieben. Dies verhindert einerseits ein Flattern in Extremlagen und erleichtert auch die Einstellung bei geringen Strömungsgeschwindigkeiten.
Zur Grobregelung des Ansprechbereiches sind verstellbare Klappen, Schieber od. ähnl. den Rohrquerschnitt verändernde Elemente vorgesehen, die vor dem Flügel in der Rohrleitung angeordnet sind.
Die praktische Realisierung des Erfindungsgedankens ist auf verschiedene Weisen möglich. Ein Ausfüh- rungsbeispiel wird nun näher beschrieben, wobei auch noch weitere Erfindungsmerkmale hervortreten werden. Die Zeichnungen zeigen in Fig. l in stark schematisierter Form einen Querschnitt durch ein Rohr, in das ein erfindungsgemässes Gerät eingesetzt ist ; Fig. 2 zeigt eine andere Ausführungsform des Windflügels im Schnitt.
Mit 1 ist der Querschnitt eines Rohres bezeichnet, das z. B. die Luftzufuhr zu einem Gasbrenner bilden möge. 2 bezeichnet eine am Umfang des Rohres 1 angebrachte Führungsbuchse, in der eine in das Rohrinnere ragende, mit einem Handgriff 4 versehene Stange 3 drehbar gelagert ist. An der Rohrinnenwand ist mit Streben 12 ein U-förmiger Bügel 5 befestigt. Auf einer mit der Stange 3 fest verbundenen Scheibe 13 sitzt ein nur als Kästchen angedeuteter Mikroschalter 6 üblicher Bauart mit den elektrischen Leitungsdrähten 6a, dessen Antriebswelle durch eine strichpunktierte Linie 7 angedeutet ist.
Mit dieser Schalterwelle ist ein Arm 8 fest verbunden, der durch eine Ausnehmung 9 der Scheibe 13 in das Maul des Bügels 5 einragt und am Ende einen Flügel 10 trägt. Dieser Flügel ist also von den Schenkeln des Bügels eingeschlossen und erfüllt einen gewissen Teil des Rohrquerschnittes. Der Querschnitt des Flügels 10 sei, wie die Schnittdarstellung 11 andeutet, nach einer Zylinderfläche gekrümmt.
Die Funktion des soweit beschriebenen Gerätes liegt auf der Hand. Durch Verdrehen der Scheibe 13 und damit des Flügels 10 mit Hilfe des Handgriffes 4 kann das Ausmass der Projektion der Flügelfläche auf die Querschnittsebene geändert werden. Im gezeichneten Falle, in dem der Flügel mit der Querschnittsebene zusammenfällt, bietet er der Gasströmung den grössten Widerstand dar, d. h. die Anzeigeempfindlichkeit ist am grössten und sie reicht in den Bereich relativ geringer Gasströmungsintensitäten hinein. Durch gesteigertes Querstellen des Flügels in bezug auf den Rohrquerschnitt nimmt die wirksame Angriffsfläche des Flügels ab und entsprechend verschiebt sich der Ansprechbereich nach höheren Gasströmungsintensitäten.
Auf diese Weise hat man es also in der Hand, die Ansprechempfindlichkeit an die jeweils vorhandene Strömungsintensität anzugleichen, ohne dass am Aufbau des Gerätes etwas zu ändern wäre.
Wie schon erwähnt, kann eine Grobeinstellung durch dem Gerät vorgeschaltete Klappen u. dgl. herbeigeführt werden. Diese können mit dem Leitungsrohr 1 selbst verbunden sein, was aber die Gefahr in sich einschliesst, dass bewusst oder zufällig der Strömungsquerschnitt überhaupt lahmgelegt werden kann.
Zweckmässiger ist es den Bügel 5 als längeren Kanal auszubilden und die Klappen usw. nur an dessen Eingang vorzusehen.
Die hier nur schematisch angedeutete Konstruktion ist nun verschiedenenAbänderungen zugänglich, ohne dass dadurch der Erfindungsgedanke verlassen wird. Der Bügel kann ohne weiteres durch einen geschlossenen Rahmen oder durch ein Rohr ersetzt werden, ebenso wie auch mechanische Übertragungselemente vom Flügel auf die Anzeigeeinrichtung vorgesehen sein können.
Der Rahmen 5 kann auch mit der Scheibe 13 fest verbunden sein und sich so mit dem Flügel 5 mitdrehen. Führt man ihn dabei als mehr oder weniger langes Rohr aus, so führt er bei seinem Verdrehen innerhalb des Leitungsrohres 1 eine Ablenkung des Gasstromes herbei, die ausgenutzt werden kann, um die Ansprechcharakteristik des Gerätes zu ändern. Es ist zu erwähnen, dass der Rahmen 5 vor allem dazu dient, im Bereiche des Flügels 10 für eine gewisse Führung des Gasstromes zu sorgen, so dass auch
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bei verschiedenen Querschnitten des Rohres 1 mit der gleichen Gerätetype reproduzierbare Strömungverhältnisse vorliegen. Ausserdem trägt der Rahmen dazu bei, ein Flattern des Flügels 10 zu verhindern.
Die Wölbung des Flügels bewirkt, dass Längsstellen des Flügelblattes bezüglich der Rohrachse an seiner Konvexseite ein Unterdruck wie bei einem Flügzeugflügel auftritt, wodurch vor allem in der Extremstellung des Flügels, in der er sich der Längsquerschnittebene des Rohres 1 nähert, die Anzeigecharakteri-
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die Lösung zufolge der Notwendigkeit, den Flügelarm 8 durch die Rohrwand zu führen und gegebenenfalls für Dichtungen zu sorgen, weniger günstig.
Wird der Flügel als Schlitzflügel gemäss Fig. 2 ausgebildet, so erhält man bei gleicher Strömung die gleiche Kraft bei kleineren Flügelflächen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Gerät zum Feststellen einer Strömung eines gasförmigen Mediums in einer Rohrleitung, insbesondere Luftmangelsicherung für Gebläsebrenner u. dgl., mit einem in die Rohrleitung eingesetzten, um eine ausserhalb einer seiner Symmetrieachsen liegende Achse schwenkbaren Windflügel, wobei die An-
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dieser einen Winkel von 900 einschliessende und in einer Querschnittsebene der Rohrleitung liegende weitere Achse verdrehbar ist.