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Gasfeuerstätte, die durch eine mit einer Abgasklappe versehene Abgasleitung
mit einem Kamin verbunden ist Die Erfindung betrifft eine Gasfeuerstätte, z. B.
Industrieofen, Zentralheizungskessel od. dgl., die durch eine mit einer Abgasklappe
versehene Abgasleitung mit einem Kamin verbunden ist, wobei vorzugsweise die Gasfeuerstätte
in der Gasv erbrauchsleitung einen Druckregler und einen Mengenregler sowie ein
zwischen den Regelorganen angeordnetes Absperrorgan aufweist.
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Bekanntlich weist eine nicht absperrbare Abgasleitung ohne oder mit
Strömungssicherung den Nachteil auf, daß sie die Warmluft des Raumes, in dem das
Heizaggregat aufgestellt ist, durch den Kamin absaugt, insbesondere nach Abschalten
des Gasbrenners. Um diesen Nachteil zu vermeiden, hat man bereits in der Abgasleitung
eine Abgasklappe angeordnet, mittels der die Abgasleitung zum Kamin hin verschlossen
werden kann.
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Es ist bekannt, derartige Abgasklappen thermisch zu steuern. Eine
derart thermisch durch die warmen Abgase gesteuerte Abgasklappe spricht für große
Gasfeuerstätten zu träge an. Für größere Gasfeuerstätten, die zur Erwärmung des
Wassers oder zur Erzeugung des Dampfes für Zentralheizungen oder zur Beheizung von
Industrieöfen, Lufterhitzer usw. dienen, genügen diese thermisch gesteuerten Abgasklappen
nicht.
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Außer diesen thermisch gesteuerten Abgasklappen ist ein Absperrglied
für die Abgasleitung bekannt, das aus einem in senkrechter Richtung verstellbaren
Ventilteller besteht, der mit einem Steuerglied versehen ist, das aus einem den
Wasserdurchfluß erst nach seiner Überführung in die Betriebslage freigebenden Kolben
besteht und gleichfalls innerhalb der Abgasleitung angeordnet ist. Eine andere bekannte,
selbsttätig öffnende und schließende Abgasklappe wird von einer Flüssigkeitsmangelsicherung
gesteuert und ist mit ihren sämtlichen Teilen, wie Steuergehäuse und Gasventil,
in den eingeschnürten Bereich der Abgasleitung neben bzw. über der sich nach oben
verjüngenden Strömungssicherung angeordnet. Die beiden letztgenannten, bekannten
Absperrorgane für die Abgasleitung sind von der Flüssigkeitsmangelsicherung gesteuert
und können nur bei sogenannten Durchlauferhitzern angewendet werden. Bei gasbeheizten
Industrieöfen od. dgl. Heizungsanlagen sind diese Abgasklappen nicht verwendbar.
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Es ist ferner eine Sicherheitsvorrichtung für Gasfeuerstätten bekannt,
bei der die Abgasklappe den Abgasabzug nur unter gleichzeitiger Abschaltung der
Brennstoffzufuhr sperrt, und zwar mit Hilfe einer durch den Gasdruck betriebenen
Steuereinrichtung, bei der der Steuervorgang durch Entlüften der Steuerkammer ausgelöst
wird. Bei dieser bekannten Sicherheitsvorrichtung wird das Öffnen des Brenngasweges
durch Öffnen der Abgasklappe von Hand bewirkt, wobei eine Steuerkammer entlüftet
und hierdurch das Brenngasabsperrventil geöffnet wird. Diese bekannte Einrichtung
weist den Nachteil auf, daß zur Inbetriebnahme des Brenners erst die Abgasklappe
von Hand geöffnet und überdies ein Druckknopfventil betätigt werden muß, um eine
Steuerkammer zu entlüften, wodurch das Öffnen des Gasabsperrventils bewirkt wird.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die vorgenannten Nachteile
zu vermeiden und eine Abgasklappe zu schaffen, die auch bei großen Gasfeuerungsstätten
mit oder ohne Strömungseinrichtung in der Abgasleitung selbsttätig wirksam ist.
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Zu diesem Zweck besteht die Erfindung darin, daß die in der Abgasleitung
vorgesehene Abgasklappe oder -klappen vom Gasdruck gesteuert ist bzw. sind. Hierbei
kann die Abgasklappe entweder von einer durch den geregelten Gasdruck beaufschlagten
Schaltmembran oder aber durch eine vom ungeregelten Gasdruck beaufschlagte Schaltmembran
betätigt sein. Die Gaszufuhr zur Schaltmembran kann auch durch eine vom geregelten
Gasdruck beaufschlagte Steuermembran gesteuert sein. Letztere Ausführungsform ist
im Grunde außerordentlich vorteilhaft, weil die Schaltmembran auf Grund des höheren
Gasdruckes wesentlich kleiner sein kann, als wenn sie vom geregelten Gasdruck beaufschlagt
wird. Zweckmäßig ist zwischen die Schaltmembran und die Steuermembran ein die Zufuhr
des ungeregelten Gases zur Schaltmembran öffnendes bzw. schließendes Steuerventil
angeordnet. Dieses Steuerventil weist einen Ventilteller mit einer sich nach oben
und unten erstreckenden Ventilspindel auf, deren oberes Ende in einer sich
von
der Schaltmembran nach unten erstreckenden Hülse geführt ist. Das Steuerventil weist
eine am oberen Ventilspindelende angreifende, sich über dem Ventilsitz abstützende
Schraubendruckfeder auf, durch die das Steuerventil bei geschlossenem Absperrorgan
in Schließstellung gedrückt wird. Die Steuermembran ist mit einem durch das Steuerventil
betätigten Umgehungsventil versehen, das bei geschlossenem Steuerventil den Raum
unter der Schaltmembran mit dem Raum über der Steuermembran verbindet, so daß das
im Raum unter der Schaltmembran vorhandene Gas über das Umgehungsventil beim Absinken
der Schaltmembran und Schließen der Abgasklappe zum Brenner hin abströmen kann.
Zweckmäßigerweise ist das Umgehungsventil in der Mitte der Steuermembran angeordnet.
Es weist ein zum Raum über der .Steuermembran offenes, an der Öffnung auf der Innenseite
als Ventilsitz ausgebildetes Ventilgehäuse auf, in das das untere Ende der Steuerventilspindel
mit einem daran vorgesehenen Ventilteller eingreift, wobei ein in der Steuerventilspindel
vorgesehener, in das Umgehungsventilgehäuse mündender Kanal den Raum zwischen Steuerventil
und Schaltmembran mit dem Umgehungsventilgehäuse verbindet. Der Raum über der Steuermembran
ist vom Raum unter dem Steuerventil durch eine von der Steuerventilspindel durchgriffene
Trenn- und Ausgleichsmembran getrennt. Um zu bewirken, daß die Steuermembran in
Ruhestellung stets nach oben gedrückt wird, ist konzentrisch unter der Steuermembran
eine Schraubendruckfeder vorgesehen. Der Abstand zwischen dem Steuer- und dem Umgehungsventilteller
ist so bemessen, daß bei geschlossenem Steuerventil das Umgehungsventil geöffnet
ist.
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Um zu verhindern, daß der Kessel auskühlt, sobald dieser aufgeheizt
ist und der Wärmefühler den Brenner abgeschaltet hat, ist zwischen Kessel und Strömungssicherung
gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung eine erste Abgasklappe und zwischen Strömungssicherung
und Kamin eine zweite Abgasklappe in die Abgasleitung eingebaut. Durch diese Anordnung
der zwei Abgasklappen wird einmal die Auskühlung des Kessels bei abgeschaltetem
Brenner und zum anderen die Auskühlung des Kesselraums durch den Kamin verhindert.
Jede der beiden Abgasklappen kann zur Betätigung eine vom geregelten oder ungeregelten
Gasdruck beaufschlagte Schaltmembran aufweisen. Vorteilhaft ist jedoch eine andere
Ausführungsform, bei der jede der Abgasklappen eine Schaltmembran aufweist, die
durch den ungeregelten Gasdruck beaufschlagt wird und die durch je eine Gaszuleitung
mit dem Raum über dem mit der Steuermembran zusammenwirkenden Steuerventil verbunden
ist.
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Mehrere Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung sind in
der Zeichnung dargestellt, es zeigt Fig. 1 eine schematische Anordnung einer durch
den ungeregelten Gasdruck betätigten Abgasklappe, Fig. 2 eine schematische Anordnung
einer durch den ungeregelten Gasdruck betätigten Abgasklappe in der Abgasleitung
vor oder nach der Strömungssicherung, Fig.3 eine schematische Anordnung von zwei
durch den ungeregelten Gasdruck betätigten Abgasklappen.
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Gemäß Fig. 1 bis 3 wird eine Gasfeuerungsanlage 1 durch eine Verbrauchsleitung
2 gespeist. In der Verbrauchsleitung 2 ist ein Hauptabsperrhahn 5 angeordnet. Gemäß
Fig. 1 weist die Feuerungsanlage 1 eine Abgasleitung 7 auf, in der eine Abgasklappe
8 vorgesehen ist. Die Abgasklappe 8 ist auf einer Welle 9, die mit einer Kurbel
10 versehen ist, in der Abgasleitung 7 drehbar gelagert, wobei in der Abgasleitung
7 ein die Drehbewegung der Abgasklappe 8 begrenzender Anschlag vorgesehen ist. Die
Betätigung der Abgasklappe erfolgt über die Kurbel 10 und ein Schaltgestänge 14
durch eine Schaltmembran 12, die über eine Leitung 13 mit der Verbrauchsleitung
2 in Verbindung steht. Die Gasleitung 13 ist von der Verbrauchsleitung 2 zwischen
dem Brenner 1 und dem Absperrhahn 5 abgezweigt; sie führt der Schaltmembran 12 also
ungeregeltes Gas zu. Die Wirkungsweise dieser Ausführungsform ist folgende: Wenn
der Absperrhahn 5 geöffnet ist, strömt das Gas durch die Gasverbrauchsleitung 2
zum Brenner 1 und über die Abzweigleitung 13 in den Raum unter die Schaltmembran
12, wodurch diese angehoben wird. Hierbei betätigt das Gestänge 14 über die Kurbel
10 die Welle 9 mit der daran befestigten Abgasklappe 8, bis diese am Anschlag ihre
geöffnete Stellung erreicht. Beim Schließen des Absperrorgans 5 entweicht das im
Raum unter der Membran befindliche Gas über die Leitung 13 zu dem Brenner 1, wobei
sich die Membran 12 senkt und die Abgasklappe 8 schließt. Die Abgasklappe 8 kann,
falls erwünscht, noch eine die Schließbewegung unterstützende Feder aufweisen. Da
der Druck des geregelten Gases, durch den die Schaltmembran 12 gesteuert wird, meistens
wesentlich geringer ist als der Gasdruck vor dem Druckregler 3, ist es vorteilhaft,
den ungeregelten Gasdruck zur Betätigung der Schaltmembran zu benutzen, da diese
infolge des höheren Druckes bei gleicher zur Betätigung der Abgasklappe aufgewendeten
Kraft wesentlich kleiner gehalten werden kann.
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Fig.2 zeigt eine Ausführungsform, bei der die Schaltmembran 12' durch
den ungeregelten Gasdruck beaufschlagt wird. Die Schaltmembran 12' wird durch eine
vom geregelten Gasdruck beaufschlagte Steuermembran 15 gesteuert, wobei zwischen
der Schaltmembran 12' und der Steuermembran 15 ein Steuerventil 16 angeordnet ist.
In das Gehäuse 17 des Steuerventils 16 mündet eine Gasleitung 18, die zwischen
dem Absperrhahn 5 und dem Druckregler 3 von der Verbrauchsleitung 2 abgezweigt ist.
Durch das Steuerventil 16 wird die Zufuhr des ungeregelten Gases zur Schaltmembran
12' geöffnet bzw. .geschlossen. Das Steuerventil 16 weist einen Ventilteller 19
auf, der an einer sich nach oben und unten erstreckenden Ventilspindel 20 bzw. 20'
angeordnet ist. Eine am oberen Ventilspindelende 20 befestigte Scheibe 21 wird von
einer Schraubendruckfeder 22 beaufschlagt, die sich über dem Ventilsitz 23 am Steuerventilgehäuse
abstützt und den Ventilteller 19 gegen den Ventilsitz 23 drückt. Bei geöffnetem
Steuerventil 16 kann das ungeregelte Gas über die Leitung 1.8 und das Ventil 16
in den unteren Raum 24 .der Schaltmembran 12' strömen. Im weiteren Verlauf der Verbrauchsleitung
2 ist zwischen dem Druckregler 3 und dem Mengenregler 4 ein Absperrorgan .6 ,angeordnet.
Der obere Raum 25 der Steuermembran 1.5 ist mit einer Leitung 26 mit der Verbrauchsleitung
2 zwischen dem Mengenregler 4 und dem Brenne (nicht dargestellt) verbunden. Die
Steuermembran 15 weist in der Mitte ein nur nach oben, d. h. zum Raum.. 25 hin offenes
Ventilgehäuse 27 auf, das auf seiinn Innenseite als Ventilsitz 28 .ausgebildet ist.
Am u@tte' reu Ende der Ventilspindel 20' ist ein Ventilteller angeordnet, der mit
dem Ventilsitz 28 zusammen eih
Umgehungsventil 30 bildet. Der Ventilschaft
20', 20 weist eine Bohrung 31 auf, die sich bis zu einer über dem Steuerventilteller
19 angeordneten Querbohrung 32 erstreckt. Hierdurch wird eine Verbindung mit dem
Raum 24 unter der Schaltmembran 12' und dem Raum unter dem Umgehungsventil 30 geschaffen.
Das obere Ende der Ventilspindel ist in einer sich von der Schaltmembran 12' nach
unten erstreckenden Hülse 33 geführt. Der Raum 25 über der Steuermembran 15 ist
vom Gehäuse 17 des Steuerventils durch eine Sperr- und Ausgleichsmembran 34, die
von der Ventilspindel 20' durchgriffen wird, getrennt. Unter der Steuermembran 15
ist eine Schraubendruckfeder 35 angeordnet, die die Steuermembran 15 anhebt. Anschläge
36 begrenzen die Abwärtsbewegung der Steuermembran 15. Die Schaltmembran 12' wirkt
über ein Gestänge 37 und einen Hebel 38 auf die Abgasklappe 39 in der Abgasleitung
40, wobei sie in geöffneter Stellung am Anschlag 11 anschlägt. Die Abgasleitung
7 ist durch eine Strömungssicherung 41 mit der Abgasleitung 40 verbunden.
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Die Wirkungsweise der vorstehend beschriebenen Ausführungsform gemäß
Fig.2 ist folgendermaßen: Wenn der Absperrhahn 5 geöffnet wird, strömt das ungeregelte
Gas durch die Leitung 18 in das geschlossene Steuerventilgehäuse 17. Wird nun das
Absperrorgan 6 geöffnet, strömt das geregelte Gas über die Verbrauchsleitung 2 einmal
zum Brenner (nicht dargestellt) und zum anderen über die Leitung 26 in den oberen
Raum 25 der Steuermembran 15 und drückt diese gegen die Kraft der Feder 35 nach
unten. Hierbei schlägt der Ventilsitz 28 des Umgehungsventils am Ventilteller 29
an, schließt das Umgehungsventil 30 und öffnet das Steuerventil 16, so daß jetzt
das ungeregelte Gas durch das Steuerventil 16 in den Raum 24 unter der Schaltmembran
12' einströmt und diese anhebt. Hierdurch wird die Abgasklappe 39 über das Gestänge
37 und den Hebel 38 geöffnet.
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Wird das Absperrorgan 6 geschlossen, kann das geregelte Gas aus dem
Raum 25 über den Brenner ausströmen, so daß die Feder 35 die Steuermembran 15 bei
geschlossenem Steuerventil 16 so weit anhebt, daß das Umgehungsventil 30 geöffnet
ist. In dieser Stellung kann das im Raum 24 unter der Schaltmembran befindliche
Gas über den Kanal 32, 31 und das geöffnete Umgehungsventil 30 in den Raum 25 und
von hier über die Leitungen 26 und 2 zum Brenner abströmen, wobei sich die Schaltmembran
12' senkt und die Abgasklappe 39 schließt. In dieser Stellung kann das ungeregelte
Gas, welches über die Leitung 18 in das Ventilgehäuse 17 geführt ist, nicht in den
Raum 24 unter der Schaltmembran 12' einströmen, da das Steuerventil 16 geschlossen
ist. Die Abdichtung zwischen dem Steuerventilgehäuse 17 und dem Raum 25 über der
Steuermembran 15 wird durch die Sperr- und Ausgleichsmembran 34 erzielt. Die vom
ungeregelten Gasdruck beaufschlagte Fläche der Membran 34 entspricht etwa der Fläche
des Steuerventils 16, wodurch der auf beiden Flächen in entgegengesetzter Richtung
wirkende Druck ausgeglichen wird.
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Die in Fig.3 dargestellte Ausführungsform entspricht etwa der soeben
bezüglich Fig. 2 beschriebenen. An Stelle nur einer Abgasklappe 39 ist in diesem
Fall jedoch noch eine weitere Abgasklappe 8 vorgesehen, die zwischen der Feuerungsanlage
1 und der Strömungssicherung 41 angeordnet ist. Jede Abgasklappe wird durch eine
Schaltmembran 12' betätigt, die über die Leitungen 42 bzw. 43 mit dem oberen Teil
des Ventilgehäuses 17 in Verbindung steht. Die Wirkungsweise bei dieser Ausführungsform
ist sowohl beim Inbetriebnehmen wie auch beim Abstellen der Brenner die gleiche
wie die bezüglich Fig. 2 beschriebene.
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Die Anordnung der zwei Abgasklappen 8, 39 in der Abgasleitung 7, 40
weist den Vorteil auf, daß der Kessel nicht auskühlen kann, da die in ihm befindliche
Warmluft am Ausströmen durch die Strömungssicherung 41 mittels der Abgasklappe 8
verhindert wird. Die Abgasklappe 38, die zwischen der Strömungssicherung 41 und
dem Kamin in die Abgasleitung 40 eingebaut ist, verhindert das Abströmen der Warmluft
über die Strömungssicherung aus dem Raum, in dem der Kessel aufgestellt ist, in
den Kamin.
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Die Erfindung soll keineswegs an die Ausführungsbeispiele gebunden
sein. Zahlreiche Änderungen sind, ohne vom Erfindungsgedanken abzuweichen, möglich.
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So kann beispielsweise die eine von zwei oder mehreren Abgasklappen
auch zur Regelung, d. h. zur Zu- oder Abschaltung der in einem besonderen Schacht
geführten Frischluft, dienen oder auch zur gleichzeitigen Regelung der Frischluft-
und der Abgasleitung, wenn die sie führenden Schächte eine gemeinsame Trennwand
haben, in der die Welle 9 gelagert ist, herangezogen werden, wobei die eine Hälfte
der Absperrklappe 8 die Frischluftleitung, die andere Hälfte der Absperrklappe 8
die Abgasleitung gleichzeitig absperrt oder freigibt.
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Möglicherweise ist sogar eine gemeinsame Trennwand nicht erforderlich,
und zwar können die beiden Rohre nebeneinanderliegen und eine gemeinsame Achse haben
mit einer Schaltmembran.
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Die Abgasklappe kann z. B. letztlich auch von einem auf den Mengenregler
4 einwirkenden Wärmefühler gesteuert werden. Damit ist es sogar möglich, die Abgasklappe
auch in Zwischenstellungen zwischen ihren Endlagen, den Auf-Zu-Stellungen, langsam
durchwandern zu lassen. Die Abgasklappe wirkt in diesem Fall nicht nur als Auf-Zu-Klappe;
auch bei jeder Inbetriebnahme wird die Klappe nicht gleich in die Endstellung »offen«,
sondern dem Grad der Erwärmung nach in Zwischenstellungen gehen.