DE1243317B

DE1243317B - Gas firing with exhaust flap control

Info

Publication number: DE1243317B
Application number: DER18520A
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1956-03-16
Filing date: 1956-03-16
Publication date: 1967-06-29

Description

Gasfeuerung mit Abgas-Klappensteuerung Die Erfindung betrifft eine mit Gas betriebene und über eine Strömungssicherung an dem Schornstein angeschlossene Feuerung, die im Abgasweg eine Absperrklappe besitzt, die in Abhängigkeit von der selbsttätig mittels eines Temperaturfühlers gesteuerten Brennstoffzuführung geöffnet und geschlossen wird.Gas firing with exhaust flap control The invention relates to a operated with gas and connected to the chimney via a flow protection device Firing that has a shut-off valve in the flue gas path, which depends on the opened automatically by means of a temperature sensor controlled fuel supply and is closed.

Die Strömungssicherung hat die Aufgabe, Störungen der vollkommenen Verbrennung durch Rückstrom, Stau und schwankenden Schornsteinzug zu vermeiden; sie unterbricht den Schornsteinzug, die Feuerstätte arbeitet also ohne Schornsteinzug nur mit Eigenauftrieb.The flow protection has the task of disturbing the perfect Avoid burning from backflow, congestion and fluctuating chimney draft; it interrupts the chimney draft, so the fireplace works without a chimney draft only with self-buoyancy.

Derartige Gasfeuerungen haben den Nachteil, daß nach der Inbetriebsetzung während der Zeiten, wo kein Wärmebedarf vorhanden und somit der Brenner abgeschaltet ist, auf Grund des natürlichen Auftriebes in der Feuerung fortwährend Luft durch diese strömt und dabei vorher der Feuerung zugeführte Nutzwärme wieder entzieht. Diese Erscheinung verursacht einen starken Wärmeverlust, der die Wirtschaftlichkeit einer solchen Gasfeuerung unter Umständen stark herabsetzen kann. Dieser Nachteil soll durch die Erfindung behoben werden.Such gas firing systems have the disadvantage that after commissioning during the times when there is no heat demand and the burner is switched off is, due to the natural buoyancy in the furnace, air is constantly passing through this flows and thereby withdraws useful heat previously supplied to the furnace. This phenomenon causes a great loss of heat, which affects the economy such a gas fire can under certain circumstances greatly reduce. This disadvantage is to be remedied by the invention.

Dabei wird von einer Gasfeuerung mit Strömungssicherung ausgegangen, bei der im Abgasrohr zum Schornstein eine Absperrklappe eingebaut ist. Bekannt sind von Hand betätigte und selbsttätig arbeitende Abgasabsperrklappen. Bei ersteren ist die Klappe mit einem der Feuerung vorgeschalteten Hauptventil gekoppelt und sie wird bei der Inbetriebsetzung der Anlage mit der Brennstofffreigabe geöffnet; sie bleibt aber bei automatischen Brenner-Regelabschaltungen geöffnet, so daß die Wärmeauskühlungsverluste während der Brennerabschaltzeiten nach wie vor auftreten. Bei der selbsttätig arbeitenden Ausführung wird die Klappe durch die heißen Abgase selbst gesteuert. Sie hat den Nachteil, daß sie sich erst nach Anspringen des Brenners in Öffnungsbewegung setzt, bis zur Vollöffnung des Abgasquerschnittes Abgas in den Aufstellungsraum hinausdrückt und daß ferner nach Schließen der Klappe die durch Eigenauftrieb angesaugte Luft nunmehr an der Öffnung der Strömungssicherung erwärmt wieder abströmt und somit die Auskühlung der Feuerung aufrechterhalten läßt.A gas furnace with flow protection is assumed, in which a shut-off valve is installed in the exhaust pipe to the chimney. Are known manually operated and automatically working exhaust gas shut-off valves. With the former the flap is coupled to a main valve upstream of the furnace and it is opened when the system is started up when the fuel is released; but it remains open with automatic burner control shutdowns, so that the Heat cooling losses still occur during the burner shutdown times. In the automatic version, the flap is activated by the hot exhaust gases self controlled. It has the disadvantage that it only works after the burner has started sets in opening movement until the exhaust gas cross-section is fully open into the exhaust gas Installation room pushes out and that also after closing the flap through Self-buoyancy sucked in air is now heated at the opening of the flow safety device flows off again and thus the cooling of the furnace can be maintained.

Es sind zwar Feuerungen anderer Art mit Rauchgasklappen bekannt, bei denen die Klappen mit der Brennstoffzufuhr gemeinsam und gleichzeitig automatisch verstellt werden. Diese Feuerungsarten haben aber keine offenen Verbrennungsräume und Strömungssicherungen, vielmehr sind sie auf den Schornsteinzug angewiesen. Die Erscheinung der Auskühlung, bewirkt durch den Eigenauftrieb bis zur Strömungssicherung, liegt bei ihnen nicht vor. Zum anderen ist bei diesen bekannten Rauchgasklappen, die nahezu gleichzeitig mit dem Abschalten der Brennstoffzufuhr schließen, eine Entlüftung des Verbrennungsraumes von Abgasen nach Schließen der Brennstoffzufuhr nicht möglich, so daß die Gefahr der zu starken Abgasabkühlung, Kondensatbildung aus den Abgasen mit Korrosion der Heizflächen - d. h. Fehlen der Entlüftung nach Brennerabschaltung - und eine unvollkommene Verbrennung beim Wiederanspringen des Brenners - d. h. der Belüftung vor Brennereinschaltung - besteht.There are firing systems of a different type with flue gas flaps known which the flaps with the fuel supply jointly and automatically at the same time adjusted. However, these types of combustion do not have open combustion chambers and flow safeguards, rather they rely on the chimney draft. the Appearance of cooling, caused by self-buoyancy up to flow protection, is not available to them. On the other hand, with these known flue gas flaps, which close almost at the same time as the fuel supply is switched off, one Venting the combustion chamber of exhaust gases after closing the fuel supply not possible, so that there is a risk of excessive cooling of the exhaust gas and the formation of condensate from the exhaust gases with corrosion of the heating surfaces - d. H. Lack of ventilation after Burner shutdown - and incomplete combustion when the Brenners - d. H. the ventilation before the burner is switched on.

Die bisher gültige Lehre für Gasfeuerungen, an die die Sicherheitsanforderungen im Vergleich zu anderen Feuerungen besonders hoch sind, ließ deshalb Abgasabsperrklappen an Feuerungen ohne Strömungssicherung überhaupt nicht, an solchen mit Strömungssicherung nur im Abgasweg hinter der Strömungssicherung zu. Die zwangläufig damit verbundene Auskühlung während der Brennerabschaltzeiten ist als unvermeidlich angesehen worden.The previous teaching for gas firing, to which the safety requirements Compared to other furnaces are particularly high, therefore had exhaust shut-off valves Not at all on furnaces without flow protection, on those with flow protection only in the exhaust gas path behind the flow protection. The inevitably associated Cooling down during the burner shutdown times has been viewed as inevitable.

Die Erfindung besteht darin, daß entgegen der herrschenden Lehre die Abgasklappe vor der Strömungssicherung eingebaut ist und mit einer für die Entlüftung des Feuerraumes bestimmten Verzögerung der Schließbewegung der Brennstoffzuführung folgt. Dadurch wird in einfacher Weise die Auskühlung der Feuerung infolge Luftansaugung durch Eigenauftrieb vermieden, andererseits die für die restlose Abführung der Abgase nötige Luftdurchspülung erhalten.The invention consists in that, contrary to prevailing teaching, the Exhaust flap is installed in front of the flow safety device and with one for ventilation of the combustion chamber certain delay in the closing movement of the fuel supply follows. As a result, the furnace is cooled down in a simple manner as a result of air being drawn in avoided by self-buoyancy, on the other hand that for the complete discharge of the exhaust gases receive the necessary air purging.

Den für Gasfeuerungen hohen Sicherheitsanforderungen wird dadurch genügt, daß in Weiterbildung der Erfindung neben der Klappensteuerung eine Flammenüberwachung vorgesehen ist. Durch diese Ausgestaltung wird die Gewähr dafür gegeben, daß das Geöffnetsein der Abgasklappe durch die Flammenüberwachung gleichzeitig kontrolliert wird.The high safety requirements for gas firing are thereby It is sufficient that, in a further development of the invention, a flame monitor in addition to the flap control is provided. This configuration guarantees that the The opening of the flue gas flap is simultaneously controlled by the flame monitor will.

In der Zeichnung ist die Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispieles dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung erläutert. Es zeigt F i g. 1 eine erfindungsgemäß ausgestaltete Gasfeuerung mit einer Flammenüberwachung und F i g. 2 die vergrößerte Darstellung der in der F i g. 1 eingebauten und schematisch dargestellten Verzögerungseinrichtung zum Öffnen bzw. Schließen der Absperrklappe in dem Anschlußrohr zum Schornstein.In the drawing, the invention is based on an exemplary embodiment and explained in the following description. It shows F. i g. 1 a gas furnace designed according to the invention with flame monitoring and F i g. FIG. 2 shows the enlarged representation of the FIG. 1 built-in and schematic shown delay device for opening or closing the butterfly valve in the connecting pipe to the chimney.

In der F i g. 1 sind in der Gaszuleitung 1 zu einem mit Gas befeuerten Kessel 2 zwei Ventile 3 bzw. 4 angeordnet. Beide Ventile 3 und 4 sind als Magnetventile ausgebildet. Der Kessel t ist über einen Abgasstutzen 5 und ein Abgasrohr 6 mit einem nicht dargestellten Schornstein verbunden. Zwischen dem Stutzen 5 und dem Abgasrohr 6 ist eine Strömungssicherung 7 angeordnet, die eine Verbindung des Schornsteines als auch des Feuerraumes des Kessels mit dem Aufstellungsraum herstellt.In FIG. 1, two valves 3 and 4 are arranged in the gas supply line 1 to a gas-fired boiler 2. Both valves 3 and 4 are designed as solenoid valves. The boiler t is connected to a chimney (not shown) via an exhaust pipe 5 and an exhaust pipe 6. Between the nozzle 5 and the exhaust pipe 6, a flow safety device 7 is arranged, which establishes a connection between the chimney and the furnace of the boiler with the installation room.

In dem Abgasstutzen 5 ist eine Absperrklappe 8 eingebaut. die über einen Hubmagneten 9 geschlossen und Geöffnet werden kann. Der Hubmagnet ist. mit einer Verzögerungseinrichtung 10 ausgerüstet, die die Schließbewegung der Abgasklappe verzögert, deren Öffnungsbewegung jedoch nicht beeinflußt.A butterfly valve 8 is installed in the exhaust gas connection 5. the above a solenoid 9 can be closed and opened. The solenoid is. with equipped with a delay device 10, the closing movement of the exhaust flap delayed, but does not affect the opening movement.

über die Leitung 11 ist der Hubmagnet 9 einerseits mit dem Magnetventil 3, das an einer Spannungsquelle angeschlossen ist, und andererseits über die Leitung 12 mit einem Temperaturfühler 13 am Kessel verbunden. Das Magnetventil 4 ist über die elektrische Leitung 14 mit einer Flammenüberwachungseinrichtung 15 verbunden, welche das Magnetventil 4 in geöffnetem Zustand hält, solange eine Zündflamme 17 ordnungsgemäß brennt. Die Funktion des erfindungsgemäß ausgestalteten Kessels ist folgende: In der gezeichneten Lage der Absperrklappe 8 ist der Kessel t in Betrieb. Wird durch einen Steuerimpuls das Magnetventil 3 geschlossen und die Brennstoffzufuhr abgestellt, so fällt auch die an dem Hubmagneten 9 anliegende Spannung ab. Da zwischen Hubmagnet 9 und Absperrklappe 8 aber eine Verzögerungseinrichtung 10 eingeschaltet ist, kann die Schließbewegung der Absperrklappe 8 trotz des Spannungsabfalls am Hubmagneten 9 nur langsam vor sich gehen. Nach dem Erlöschen der Flamme am Brenner 16 steht daher noch genügend Zeit zur Verfügung, um die im Feuerraum des Kessels 2 noch vorhandenen Abgase in den Schornstein entweichen zu lassen.Via the line 11, the lifting magnet 9 is connected on the one hand to the solenoid valve 3, which is connected to a voltage source, and on the other hand via the line 12 to a temperature sensor 13 on the boiler. The solenoid valve 4 is connected via the electrical line 14 to a flame monitoring device 15, which keeps the solenoid valve 4 in the open state as long as an ignition flame 17 is burning properly. The function of the boiler designed according to the invention is as follows: In the illustrated position of the shut-off valve 8, the boiler t is in operation. If the solenoid valve 3 is closed by a control pulse and the fuel supply is switched off, the voltage applied to the lifting magnet 9 also drops. Since a delay device 10 is switched on between the lifting magnet 9 and the butterfly valve 8, the closing movement of the butterfly valve 8 can only proceed slowly despite the voltage drop at the lifting magnet 9. After the flame on the burner 16 has gone out, there is still enough time to allow the exhaust gases still present in the combustion chamber of the boiler 2 to escape into the chimney.

Wird das Magnetventil 3 und damit die Brennstoffzufuhr dagegen eingeschaltet, so wird die Absperrklappe 8 über den Hubmagneten 9 sofort geöffnet, weil die Verzögerungseinrichtung 10, wie aus F i g. 2 hervorgeht, so gestaltet ist, daß sie dieser Bewegung keinen Widerstand entgegensetzt. Gleichzeitig erhält das Gasventil, das zweckmäßigerweise langsam oder verzögert öffnet, Spannung; der Brenner springt an. Da die Absperrklappe 8 in dem Abgasstutzen 5 vor der Strömungssicherung 7 zum Schornsteinanschluß liegt, wird durch das Schließen der Absperrklappe 8 nach der nötigen Entlüftung eine Luftströmung durch den Kessel unterbunden und damit eine Auskühlung sowohl in den Schornstein als auch in den Aufstellungsraum vermieden.If, on the other hand, the solenoid valve 3 and thus the fuel supply is switched on, the shut-off valve 8 is opened immediately via the lifting magnet 9 because the delay device 10, as shown in FIG. 2 is designed in such a way that it does not offer any resistance to this movement. At the same time, the gas valve, which expediently opens slowly or with a delay, receives voltage; the burner starts. Since the shut-off flap 8 is located in the flue gas nozzle 5 in front of the flow safety device 7 to the chimney connection, the closing of the shut-off flap 8 after the necessary venting prevents air flow through the boiler and thus prevents the chimney and the installation room from cooling down.

Die dargestellte gasbefeuerte Kesselanlage ist nach F i g. 1 mit einem Kontrollgerät zur Überwachung des ordnungsgemäßen öffnens der Klappe in der Art der Flammenüberwachungseinrichtung 15 ausgestattet. In dem Ausführungsbeispiel dient eine thermoelektrische Zündsicherung zur Flammenüberwachung. wobei an einem Thermoelement durch die Wärme der Zündflamme 17 ein so starker Thermostrom erzeigt wird, daß das Magnetventil 4 offengehalten wird.The gas-fired boiler system shown is according to FIG. 1 with a Control device for monitoring the correct opening of the flap in Art the flame monitoring device 15 equipped. In the exemplary embodiment is used a thermoelectric ignition fuse for flame monitoring. being on a thermocouple the heat of the pilot flame 17 produces such a strong thermal current that the Solenoid valve 4 is kept open.

Bei einer Störung der ordnungsgemäßen Verbrennung, z. B. durch Luftmangel am Brenner auf Grund nicht geöffneter Klappe, würde auch die Zündflammentemperatur und damit die Thermospannung beeinträchtigt werden. Das Magnetventil 4 würde bei einer Störung die Brennstoffzufuhr sperren. An Stelle der thermoelektrischen Zündsicherung kann auch eine andere geeignete, den Brennerzustand überwachende Einrichtung Verwendung finden.In the event of a failure of proper combustion, e.g. B. by lack of air on the burner due to the flap not being opened, the pilot flame temperature would also be and thus the thermal voltage are impaired. The solenoid valve 4 would be at block the fuel supply in the event of a fault. Instead of the thermoelectric ignition fuse Another suitable device to monitor the burner condition can also be used Find.

Solange die Klappensteuerung ordnungsgemäß arbeitet, verläuft Schließen und Öffnen sowohl der Abgasabsperrklappe 8 als auch des Gasventils 3 in der beschriebenen Weise. Der Anbau des Kontrollgerätes für die Klappensteuerung in der Art einer Flammenüberwachungseinrichtung erhält somit die bisherige Sicherheit der Gasfeuerung aufrecht und vermeidet damit die bisher befürchtete Einbuße an Sicherheit durch den Einbau einer Absperrklappe vor der Strömungssicherung.Closing continues as long as the flap control is working properly and opening both the exhaust shut-off valve 8 and the gas valve 3 in FIG Way. The attachment of the control device for the flap control in the manner of a flame monitoring device thus maintains the previous safety of gas firing and thus avoids the previously feared loss of safety due to the installation of a butterfly valve in front of the flow safety device.

Aus der F i g. 2 ist die Arbeitsweise der Verzögerungseinrichtung 10 zu entnehmen. In dieser F i g. 2 ist vom Kessel 2 nur der Wärmefühler 13, das Gasmagnetventil 3, der Brenner 16 und der Abgasstutzen 5 mit der Abgasklappe 8 gezeigt. Der Hubmagnet 9 und die Spule 18 des Magnetventils 3 sind im Stromkreis hintereinandergeschaltet. Das hat den Vorteil, daß bei einem Leitungsbruch, z. B. in einer Magnetspule, beide Magnete ausfallen.From FIG. 2 shows the mode of operation of the delay device 10 . In this fig. 2 of the boiler 2 only the heat sensor 13, the gas solenoid valve 3, the burner 16 and the exhaust gas connection 5 with the exhaust flap 8 are shown. The lifting magnet 9 and the coil 18 of the solenoid valve 3 are connected in series in the circuit. This has the advantage that in the event of a line break, e.g. B. in a solenoid, both magnets fail.

Aus dem Gestänge 19 für die Absperrklappe 8 ist ein mit Gas oder Flüssigkeit gefüllter Bremszylinder 20 angeschlossen. Der Kolben 21 dieses Zylinders 20 ist einseitig im Sinne der Rückführung der Klappe 8 mit einer Feder 22 belastet. Die Hubräume zu beiden Seiten des Kolbens 21 sind über eine Leitung 23 kurzgeschlossen, in der ein Drosselrückschlagventil 24 angeordnet ist. Beim Anschalten des Brenners 16 wird der Hubmagnet 9 gleichzeitig mit der Spule 18 des Magnetventils 3 erregt. Der Anker 25 wird gleichzeitig mit dem Öffnen des Magnetventils 3 vom Hubmagneten 9 angezogen und damit auch die Absperrklappe 8 über das Gestänge 19 sofort geöffnet, weil das Drosselrückschlagventil 24 den Rückfluß des Gases oder der Flüssigkeit aus dem links vom Kolben 21 gelegenen Raum über die Leitung 23 in den rechts gelegenen Raum nicht behindert. A brake cylinder 20 filled with gas or liquid is connected from the linkage 19 for the shut-off valve 8. The piston 21 of this cylinder 20 is loaded on one side with a spring 22 in the sense of the return of the flap 8. The displacements on both sides of the piston 21 are short-circuited via a line 23 in which a one-way flow control valve 24 is arranged. When the burner 16 is switched on, the lifting magnet 9 is excited simultaneously with the coil 18 of the solenoid valve 3. The armature 25 is attracted by the solenoid 9 simultaneously with the opening of the solenoid valve 3 and thus the butterfly valve 8 via the linkage 19 is also opened immediately, because the one-way flow control valve 24 controls the return of the gas or liquid from the space to the left of the piston 21 via the line 23 in the room on the right is not obstructed.

Beim Abschalten des Brenners 16 über den Temperaturfühler 13 schließt das Magnetventil 3 die Gaszufuhr zum Brenner 16 sofort, während die Feder 22 den Kolben 21 gegen die Drosselwirkung des Drosselrückschlagventils 24 nur langsam nach rechts schiebt und damit die Absperrklappe 8 mit Verzögerung schließt.When the burner 16 is switched off via the temperature sensor 13, it closes the solenoid valve 3, the gas supply to the burner 16 immediately, while the spring 22 the Piston 21 counteracts the throttling effect of the throttle check valve 24 only slowly pushes to the right and thus closes the butterfly valve 8 with a delay.

Die Verzögerung kann auch auf andere Weise erreicht werden; der hier dargestellte Bremszylinder ist nur der besseren Veranschaulichung wegen gewählt. Wesentlich ist, daß die Absperrklappe ihre Schließstellung mit Verzögerung erreicht.The delay can also be achieved in other ways; this here The brake cylinder shown is only chosen for the sake of better illustration. It is essential that the butterfly valve reaches its closed position with a delay.

Claims

Claims: 1. Gas-operated and a flow safety device Firing connected to the chimney, with a butterfly valve in the flue gas path owns, which are controlled automatically by means of a temperature sensor as a function of the Fuel supply is opened and closed, characterized in that the Butterfly valve (8) is installed in front of the flow safety device (7) and with a for the ventilation of the combustion chamber determined the delay in the closing movement of the fuel supply follows.

2. Furnace according to claim 1, characterized in that in addition to the flap control a flame monitor (15) is provided. Considered publications: Brochure »Exhaust Gas Removal« by Dipl: Ing. Paul Jung, 1st edition, March 1952, in particular P. 22 and 29.