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Die
Erfindung betrifft eine Regeleinrichtung für Gasbrenner nach dem Oberbegriff
des Anspruchs 1.
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Die
DE 102 32 653 B3 offenbart
eine Regeleinrichtung für
Gasbrenner mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1. So
verfügt
die dort offenbarte Regeleinrichtung über ein Hauptventil sowie ein
Servoventil, wobei das Servoventil als Dreiwegeventileinrichtung
ausgebildet und von einem Aktuator betätigbar ist. Das Servoventil
regelt die Öffnung
des Hauptventils und ist hierzu über
Gasleitungen mit Gasräumen
des Hauptventils verbunden. Über
eine erste Gasleitung steht das als Dreiwegeventileinrichtung ausgebildete
Servoventil mit einem ersten, eingangsseitigen Gasraum des Hauptventils
in Verbindung. Über
eine zweite Gasleitung steht die Dreiwegeventileinrichtung mit einem
zweiten, ausgangsseitigen Gasraum des Hauptventils in Verbindung. Über eine
dritte Gasleitung ist die Dreiwegeventileinrichtung mit einem dritten
Gasraum des Hauptventils gekoppelt, wobei der dritte Gasraum durch
eine Membran des Hauptventils abgetrennt ist. Abhängig von dem
an der Membran des Hauptventils anliegenden Druckverhältnis öffnet bzw.
schließt
das Hauptventil, wobei der in dem dritten Gasraum herrschende Druck
auch als Servodruck bezeichnet wird.
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Die
DE 103 13 764 A1 betrifft
ein Gargerät, insbesondere
einen Backofen, mit einer Überhitzungsüberwachung.
Die Überhitzungsüberwachung verfügt über ein
Magnetventil, welches in eine zu einem Gasbrenner führende Leitung
integriert ist. Bei Überhitzung
des Gargeräts
wird das in die zum Gasbrenner führende
Gasleitung integrierte Magnetventil geschlossen.
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Hiervon
ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung das Problem zu Grunde,
eine neuartige Regeleinrichtung für Gasbrenner zu schaffen.
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Dieses
Problem wird durch eine Regeleinrichtung für Gasbrenner mit den Merkmalen
des Anspruchs 1 gelöst.
Erfindungsgemäß umfasst
die Regeleinrichtung eine Sicherheitseinrichtung, die in eine mit
dem dritten Gasraum in Verbindung stehende vierte Gasleitung integriert
ist, wobei die Sicherheitseinrichtung bei Überschreiten einer vorgegebenen
Temperatur die vierte Gasleitung öffnet und so im dritten Gasraum
einen derartigen Druck erzeugt, dass das Hauptventil dauerhaft schließt.
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Im
Sinne der hier vorliegenden Erfindung wird eine Regeleinrichtung
für Gasbrenner
vorgeschlagen, die bei Überschreiten
einer vorgegebenen Umgebungstemperatur das Hauptventil dauerhaft schließt. Hierdurch
wird sichergestellt, dass Bauteile der Regeleinrichtung, die bei Überschreiten
der vorgegebenen Temperatur beschädigt werden können, im
nachfolgenden Betrieb der Regeleinrichtung kein Sicherheitsrisiko
darstellen. Auch dann, wenn nachfolgend die vorgegebene Temperatur
wieder unterschritten wird, bleibt das Hauptventil dauerhaft geschlossen.
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Bevorzugte
Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und
der nachfolgenden Beschreibung. Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele
der Erfindung, ohne hierauf beschränkt zu sein, anhand der Zeichnung
näher erläutert. In
der Zeichnung zeigt:
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1:
eine erfindungsgemäße Regeleinrichtung
für Gasbrenner
nach einem ersten Ausführungsbeispiel
der Erfindung; und
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2:
eine erfindungsgemäße Regeleinrichtung
für Gasbrenner
nach einem zweiten Ausführungsbeispiel
der Erfindung.
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Nachfolgend
wird die hier vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf 1 und 2 in
größerem Detail
beschrieben.
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1 zeigt
ein erstes Ausführungsbeispiel einer
erfindungsgemäßen Regeleinrichtung 10 für Gasbrenner.
Die Regeleinrichtung 10 der 1 umfasst
ein Hauptventil 11 sowie ein Servoventil 12. Das Hauptventil 11 verfügt über drei
Gasräume,
nämlich einen
ersten, eingangsseitigen Gasraum 13, einen zweiten, ausgangsseitigen
Gasraum 14 und einen dritten Gasraum 15, der über eine
Membran 16 des Hauptventils 11 abgetrennt bzw.
begrenzt ist. Im ersten, eingangsseitigen Gasraum 13 herrscht
ein sogenannter Eingangsdruck und im zweiten, ausgangsseitigen Gasraum 14 ein
sogenannter Ausgangsdruck. Im dritten Gasraum 15 herrscht
ein sogenannter Servodruck, wobei abhängig von dem an der Membran 16 anliegenden
Druckverhältnis
ein in Wirkverbindung mit der Membran 16 stehender Ventilteller 17 entweder
zum Öffnen
des Hauptventils 11 von einem Ventilsitz 18 abgehoben
oder zum Schließen
des Hauptventils 11 gegen den Ventilsitz 18 gedrückt wird.
Das Öffnen
des Hauptventils 11 durch Abheben des Ventiltellers 17 vom
Ventilsitz 18 erfolgt dabei entgegen einer von einem Federelement 19 bereitgestellten
Federkraft, zum Schließen
des Hauptventils 11 drückt
das Federelement 19 den Ventilteller 17 gegen
den Ventilsitz 18.
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Das
Servoventil 12 ist als Dreiwegeventileinrichtung 20 ausgeführt und
von einem Aktuator 21 betätigbar. Über eine erste Gasleitung 22 ist
die Dreiwegeventileinrichtung 20 mit dem ersten, eingangsseitigen
Gasraum 13 des Hauptventils 11 verbunden. Über eine
zweite Gasleitung 23 ist die Dreiwegeventileinrichtung 20 mit
dem zweiten, ausgangsseitigen Gasraum 14 des Hauptventils 11 verbunden.
Der dritte Gasraum 15 steht über eine dritte Gasleitung 24 mit
der Dreiwegeventileinrichtung 20 in Kontakt.
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Zum
Schließen
des in 1 dargestellten Hauptventils 11 wird
durch entsprechende Ansteuerung der Dreiwegeventileinrichtung 20 der
erste, eingangsseitige Gasraum 13 mit dem dritten Gasraum 15 über die
erste Gasleitung 22 sowie die dritte Gasleitung 24 verbunden,
so dass in den beiden Gasräumen 13 und 15 der
gleiche Druck herrscht. Das Federelement 19 drückt in diesem
Fall den Ventilteller 17 gegen den Ventilsitz 18 und
schließt
so das Hauptventil 11.
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Zum Öffnen des
in 1 dargestellten Hauptventils 11 wird
die Dreiwegeventileinrichtung 20 derart angesteuert, dass
die Verbindung des dritten Gasraums 15 mit dem ersten,
eingangsseitigen Gasraum 13 getrennt wird und eine Verbindung
zwischen dem dritten Gasraum 15 und dem zweiten, ausgangsseitigen
Gasraum 14 herstellt wird. Hierdurch sinkt der im dritten
Gasraum 15 herrschende Druck, wobei dann, wenn der im dritten
Gasraum 15 herrschende Druck um ein bestimmtes Maß gesunken
ist, der im eingangsseitigen Gasraum 13 herrschende Druck
den Ventilteller 17 entgegen der vom Federelement 19 bereitgestellten
Federkraft vom Ventilsitz 18 abhebt. In diesem Fall wird
dann eine Gasströmung
durch das Hauptventil 11 vom eingangsseitigen Gasraum 13 in
den ausgangsseitigen Gasraum 14 freigegeben.
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Erfindungsgemäß umfasst
die Regeleinrichtung 10 eine Sicherheitseinrichtung 25,
die bei Überschreiten
einer vorgegebenen Temperatur das Hauptventil 11 dauerhaft
schließt.
So wird durch die Sicherheitseinrichtung 25 bei Überschreiten
der vorgegebenen Temperatur eine mit dem dritten Gasraum 15 in
Verbindung stehende vierte Gasleitung 26 dauerhaft bzw.
irreversibel geöffnet,
um so im dritten Gasraum 15 einen Druck zu erzeugen, aufgrund
dessen das Hauptventil 11 dauerhaft schließt. Im Ausführungsbeispiel
der 1 ist die vierte Gasleitung 26 zwischen
die erste Gasleitung 22 und die dritte Gasleitung 24 geschaltet.
In die zweite Gasleitung 23 ist eine Drossel 27 integriert.
Im regulären
Betrieb des Gasventils unterhalb der vorgegebenen Temperatur ist
die vierte Gasleitung 26 dauerhaft geschlossen. Bei Überschreiten
der vorgegebenen Temperatur wird die vierte Gasleitung 26 von
der Sicherheitseinrichtung 25 dauerhaft geöffnet, so
dass bei geöffnetem
Hauptventil 11 unter Überbrückung der
Dreiwegeventileinrichtung 20 eine Verbindung zwischen dem
ersten, eingangsseitigen Gasraum 13 und dem dritten Gasraum 15 hergestellt
wird. In diesem Fall ist dann der Gasfluss über die vierte Gasleitung 26 größer als
der Fluss über
die zweite Gasleitung 23, in welche die Drossel 27 integriert
ist. Es stellt sich dann ein Druckausgleich zwischen dem ersten,
eingangsseitigen Gasraum 13 und dem dritten Gasraum 15 ein,
wodurch das Hauptventil 11 über das Federelement 19 geschlossen
wird, indem das Federelement 19 den Ventilteller 17 gegen
den Ventilsitz 18 drückt.
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Die
Sicherheitseinrichtung 25 ist vorzugsweise als in die vierte
Gasleitung 26 integrierte Schmelzsicherung ausgebildet.
Unterhalb der vorgegebenen Temperatur verschließt die Schmelzsicherung die vierte
Gasleitung 26, bei Überschreiten
der vorgegebenen Temperatur schmilzt dieselbe und gibt die vierte
Gasleitung 26 frei. Bei der Schmelzsicherung kann es sich
um ein einfaches Verschlussplättchen
für die vierte
Gasleitung 26 handeln, welches bei Überschreiten der vorgegebenen
Temperatur schmilzt. Diese Ausführung
ist konstruktiv besonders einfach.
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Alternativ
kann vorgesehen sein, in die vierte Gasleitung 26 ein temperaturabhängig betätigbares Ventil
zu integrieren, welches bei Überschreiten
der Temperatur dauerhaft geöffnet
wird. Über
einen Temperatursensor kann die Temperatur überwacht werden, wobei dann
abhängig
von der Temperatur ein Aktuator das temperaturabhängig betätigbare
Ventil der Sicherheitseinrichtung 25 öffnet bzw. geschlossen hält. Aus
Kostengründen
ist jedoch die Ausführung
der Sicherheitseinrichtung 25 als Schmelzsicherung bevorzugt.
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2 zeigt
ein zweites Ausführungsbeispiel einer
erfindungsgemäßen Regeleinrichtung 110 für einen
Gasbrenner. Die Regeleinrichtung 110 des Ausführungsbeispieles
der 2 verfügt
wiederum über
ein Hauptventil 111 sowie ein Servoventil 112. Das
Hauptventil 110 verfügt über einen
ersten, eingangsseitigen Gasraum 113, einen zweiten, ausgangsseitigen
Gasraum 114 sowie einen dritten Gasraum 115, welcher
von einer Membran 116 des Hauptventils 111 abgegrenzt
bzw. definiert wird. Abhängig
von dem an der Membran 116 herrschenden Druckverhältnis wird
das Hauptventil 111 geöffnet bzw.
geschlossen, indem ein Ventilteller 117 relativ zu einem
Ventilsitz 118 verschoben wird. Zum Schließen des
Hauptventils 111 drückt
ein Federelement 119 den Ventilteller 117 gegen
den Ventilsitz 118. Das Öffnen des Hauptventils 111 erfolgt
entgegen der Federkraft des Federelements 119.
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Das
Servoventil 112 ist wiederum als Dreiwegeventileinrichtung 120 ausgebildet,
die von einem Aktuator 121 betätigbar ist. Über eine
erste Gasleitung 122 ist die Dreiwegeventileinrichtung 120 mit dem
ersten, eingangsseitigen Gasraum 113 verbunden. Über eine
zweite Gasleitung 123 steht die Dreiwegeventileinrichtung 120 mit
dem zweiten, ausgangsseitigen Gasraum 114 in Verbindung.
Der dritte Gasraum 115 ist über eine dritte Gasleitung 124 an die
Dreiwegeventileinrichtung 120 angeschlossen.
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Auch
im Ausführungsbeispiel
der 2 verfügt
die erfindungsgemäße Regeleinrichtung 110 über eine
Sicherheitseinrichtung 125, die bei Überschreiten einer vorgegebenen
Temperatur das Hauptventil 111 dauerhaft schließt. Im Ausführungsbeispiel
der 2 erfolgt dies wiederum dadurch, dass die Sicherheitseinrichtung 125 bei Überschreiten
einer definierten Temperatur ein vierte Gasleitung 126 dauerhaft öffnet, wobei
im Ausführungsbeispiel der 2 die
vierte Gasleitung 126 zwischen den dritten Gasraum 115 und
die zweite Gasleitung 123 und damit den zweiten, ausgangsseitigen
Gasraum 114 geschaltet ist.
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Im
regulären
Betrieb der Regeleinrichtung 110 der 2 unterhalb
der vorgegebenen Temperatur, also bei geschlossener vierter Gasleitung 126,
ist die Dreiwegeventileinrichtung 120 derart geschaltet, dass
der dritte Gasraum 115 mit dem zweiten, ausgangsseitigen
Gasraum 114 über
die Gasleitungen 124 sowie 123 verbunden ist.
Auf beiden Seiten der Membran 116 herrscht dann derselbe
Druck und das Federelement 119 drückt den Ventilteller 117 zum Verschließen des
Hauptventils 111 gegen den Ventilsitz 118. Zum Öffnen des
Hauptventils 111 wird die Dreiwegeventileinrichtung 120 derart
angesteuert, dass die Verbindung des dritten Gasraums 115 mit dem
zweiten, ausgangsseitigen Gasraum 114 unterbrochen und
eine Verbindung des dritten Gasraums 115 mit dem ersten,
eingangsseitigen Gasraum 113 etabliert wird. Über die
erste Gasleitung 122 sowie die dritte Gasleitung 124 strömt dann
Gas in den dritten Gasraum 115, wodurch sich der sogenannte
Servodruck in dem dritten Gasraum 115 erhöht. Dann, wenn
der Servodruck im dritten Gasraum 115 ein bestimmtes Maß überschritten
hat, wird der Ventilteller 117 entgegen der Federkraft
des Federelements 119 vom Ventilsitz 118 abgehoben
und das Hauptventil 111 wird geöffnet.
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Überschreitet
die Umgebungstemperatur der Regeleinrichtung eine vorgegebene, definierte
Temperatur so öffnet
die Sicherheitseinrichtung 125 die vierte Gasleitung 126 und
stellt so eine Verbindung zwischen dem dritten Gasraum 115 und
dem zweiten, ausgangsseitigen Gasraum 114 her. Bedingt
dadurch, dass die Gasströmung
durch die geöffnete vierte
Gasleitung 126 größer ist
als durch die in die erste Gasleitung 122 integrierte Drossel 127,
wird ein Druckausgleich zwischen dem dritten Gasraum 115 und
dem zweiten, ausgangsseitigen Gasraum 114 hergestellt.
Aufgrund dessen schließt
das Hauptventil 111, indem das Federelement 119 den
Ventilteller 117 gegen den Ventilsitz 118 drückt.
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Auch
im Ausführungsbeispiel
der 2 ist die Sicherheitseinrichtung 125 vorzugsweise
als Schmelzsicherung ausgebildet, die unterhalb der vorgegebenen
Temperatur die vierte Gasleitung 126 verschließt und bei Überschreiten
der vorgegebenen Temperatur schmilzt und die vierte Gasleitung 126 dauerhaft
irreversible öffnet,
um so das Hauptventil 111 dauerhaft bzw. irreversibel zu
schließen.
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- 10
- Regeleinrichtung
- 11
- Hauptventil
- 12
- Servoventil
- 13
- erster
Gasraum
- 14
- zweiter
Gasraum
- 15
- dritter
Gasraum
- 16
- Membran
- 17
- Ventilteller
- 18
- Ventilsitz
- 19
- Federelement
- 20
- Dreiwegeventileinrichtung
- 21
- Aktuator
- 22
- erste
Gasleitung
- 23
- zweite
Gasleitung
- 24
- dritte
Gasleitung
- 25
- Sicherheitseinrichtung
- 26
- vierte
Gasleitung
- 27
- Drossel
- 110
- Regeleinrichtung
- 111
- Hauptventil
- 112
- Servoventil
- 113
- erster
Gasraum
- 114
- zweiter
Gasraum
- 115
- dritter
Gasraum
- 116
- Membran
- 117
- Ventilteller
- 118
- Ventilsitz
- 119
- Federelement
- 120
- Dreiwegeventileinrichtung
- 121
- Aktuator
- 122
- erste
Gasleitung
- 123
- zweite
Gasleitung
- 124
- dritte
Gasleitung
- 125
- Sicherheitseinrichtung
- 126
- vierte
Gasleitung
- 127
- Drossel