AT9662U1 - Gasarmatur für brenngasbetriebene brenner - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Gasarmatur für brenngasbetriebene Brenner.

Gasarmaturen für brenngasbetriebene Brenner müssen über zwei voneinander unabhängige Ventile beinhalten. Ein Sicherheitsventil dient ausschließlich dem Absperren des Gaswegs bei abgeschaltetem Brenner oder im Fehlerfall. Ein Regelventil dient hingegen zur bedarfsgerechten Regelung des Brenngasvolumenstroms. Hierbei ist es erstrebenswert, sehr feinfühlig regeln zu können. Durch den Stip-Slick-Effekt (beim Übergang von der Haft- zur Gleitreibung kommt es zu einer kurzen, unkontrollierten Bewegung) ist bei vielen Motoren eine feinfühlige Regelung nicht möglich. Bei beiden Ventilen der Gasarmatur ist man bestrebt, den Stromverbrauch und den Bauraum zu minimieren.

Aus den Druckschriften DE 25 30 045 C2, DE 198 17 038 A1, DE 199 45 042 C2 und DE 10 2004 059 429 A1 sind Piezomotoren bekannt. Piezomotoren basieren auf dem umgedrehten piezoelektrischen Effekt. Wird eine elektrische Feldstärke an ein Piezomaterial (wie Quarz oder Lithiumtantalat) angelegt, so verändert sich seine Länge. Es gilt: AL = S L0« ±E d,j L0 wobei S eine Dehnung (relative Längenänderung AL/L, dimensionslos), L0 die Piezomaterial-länge [m], E die elektrische Feldstärke [V/m], und dy das Piezomodul (Materialeigenschaften) [mIV) sind. Hierbei sind Längenänderungen von bis zu 0,2 % üblich. Um die mögliche Hubstrecke zu vergrößern, werden mehrere Piezoblättchen in Reihe geschaltet. Häufig werden bei Piezomotoren mehrere Piezoelemente mit Schwingungen beaufschlagt und die Längenänderungen dazu genutzt, einen Rotor zu bewegen. Hierzu wirken die antreibenden Piezoelemente auf Kraftlinien, die nicht durch die Rotationsachse des Rotors verlaufen. Ein Piezoelement kann auch derart positioniert werden, dass es im unbestromten Zustand den Rotor durch Reibung arretiert und im bestromten Zustand den Rotor freigibt.

Piezomotoren zeichnen sich durch hohe Haltekräfte, kleinste Schrittweiten, sowohl sehr langsame, als auch sehr schnelle Bewegungen und geringe Trägheit aus.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Gasarmatur für brenngasbetriebene Brenner feinfühlig und leistungsarm regeln zu können und dabei wenig Bauraum zu beanspruchen.

Erfindungsgemäß wird dies gemäß den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 dadurch erreicht, dass mindestens eines der Ventile durch einen Piezomotor angetrieben wird. Weitere Vorteile ergeben sich durch die Merkmale der Unteransprüche.

Im Falle des Regelventils ist hier die hohe Regelgüte von Vorteil. Übt der Piezomotor des Regelventils im unbestromten Zustand eine Haltekraft aus, so kann im geöffneten Zustand auf eine leistungsverbrauchende Bestromung des Regelventils verzichtet werden. Beim Sicherheitsventil muss sichergestellt sein, dass im unbestromten Zustand keine Haltekräfte auf das Ventil wirken, so dass durch geeignete Maßnahmen, zum Beispiel eine Feder, das Ventil schließt.

Die Erfindung wird nun anhand der Figur detailliert erläutert. Hierbei zeigt die Figur eine erfindungsgemäße Gasarmatur.

Eine Gasarmatur 1 verfügt über einen Brenngaseintritt 2, welcher in eine Eintrittskammer 8 mündet, eine Ausgangskammer 10, welche in einen Brenngasaustritt 3 mündet, und einer Zwischenkammer 9. Zwischen der Eintrittskammer 8 und der Zwischenkammer 9 befindet sich ein Sicherheitsventil 4 mit Stellantrieb 5 sowie Druckfeder 11. Zwischen der Zwischenkammer 9 und der Ausgangskammer 8 befindet sich ein Regelventil 6 mit Stellantrieb 7.

Claims (4)

1. 3 AT 009 662 U1 Beide Stellantriebe 5, 7 verfügen über Piezomotoren als Antrieb; diese Piezomotoren unterscheiden sich jedoch bezüglich der Haltekräfte im unbestromten Zustand. Erfindungsgemäß ist auch die Kombination eines Stellantriebs mit Piezomotor mit einem Stellantrieb mit Schrittmotor, Magnetantrieb oder anderem möglich. Ist der - nicht dargestellte - Brenner außer Betrieb, so sind sowohl das Sicherheitsventil 4, als auch das Regelventil 6 geschlossen. Es kann kein Brenngas vom Brenngaseintritt 2 zum Brenngasaustritt 3 strömen. Beim Betrieb öffnet der Stellantrieb 5 das Sicherheitsventil 4, wobei die Druckfeder 11 gestaucht wird. Brenngas kann vom Brenngaseintritt 2 über die Eintrittskammer 8 in die Zwischenkammer 9 strömen. Entsprechend einer Vorgabe zur Einstellung eines bestimmten Brenngasstroms öffnet der Stellantrieb 7 das Regelventil 6, wodurch Brenngas von der Zwischenkammer 9 in die Ausgangskammer 10 und von dieser in den Brenngasaustritt 3 strömen kann. Ist der Brenngasstrom zu gering, so öffnet der Stellantrieb 7 das Regelventil 6 weiter; ist der Brenngasstrom zu groß, so schließt der Stellantrieb 7 das Regelventil 6 ein wenig. Im stationären Zustand kann der Stellantrieb 7 des Regelventils 6 in dem Fall, in dem der Piezomotor des Stellantriebs 7 im unbestromten Zustand Haltekräfte ausübt, der Stellantrieb unbestromt bleiben. Der Stellantrieb 5 des Sicherheitsventils 4 muss hingegen stets bestromt bleiben, damit das Sicherheitsventil 4 geöffnet bleibt. Wird der Stellantrieb 5 des Sicherheitsventils 4 unbestromt geschaltet, so übt der Stellantrieb 5 keine Kraft mehr aus; die Druckfeder 11 schließt das Sicherheitsventil 4. Das Sicherheitsventil 4 muss schließen, wenn ein Fehler (z.B. Stromausfall) vorliegt oder der Brenner bewusst abgeschaltet wird und als Folge dessen z.B. eine Flammenüberwachung in Form einer lonisationsstromüberwachung den Ausfall der Flamme meldet. Ansprüche: 1. Gasarmatur (1) für brenngasbetriebene Brenner mit einem Brenngaseintritt (2), welcher in eine Eintrittskammer (8) mündet, einer Ausgangskammer (10), welche in einen Brenngasaustritt (3) mündet, und einer Zwischenkammer (9), wobei die Eintrittskammer (8) und die Ausgangskammer (10) durch ein Sicherheitsventil (4) und ein Regelventil (6) mit dazugehörigem Stellantrieb (5, 7) von der Zwischenkammer (9) getrennt sind, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Stellantrieb (5, 7) des Sicherheitsventils (4) oder des Regelventils (6) einen Piezomotor enthält.
2. 2. Gasarmatur (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Stellantrieb (7) des Regelventils (6) einen Piezomotor enthält.
3. 3. Gasarmatur (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Piezomotor des Regelventils (6) im unbestromten Zustand eine Haltekraft auf das Regelventil (6) ausübt, so dass das Regelventil (6) im unbestromten Zustand in seiner momentanen Position verharrt.
4. 4. Gasarmatur (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Piezomotor des Sicherheitsventils (4) im unbestromten Zustand keine Haltekraft auf das Sicherheitsventil (4) ausübt, so dass das Sicherheitsventil (4) im unbestromten Zustand durch die Druckfeder (11) in die Schließposition gebracht wird. Hiezu 1 Blatt Zeichnungen