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Bimetall-Zündsicherung für Gasbrenner Die Erfindung betrifft eine
Bimetall-Zündsicherung für Gasbrenner mit einer an einem Ende am Brenner gehalterten
und sich flach über den Brenner erstrekkenden Bimetallfeder, die von einer Zündflamme
berührt wird und bei Erwärmung mit ihrem freien Ende ein die Gaszufuhr zum Brenner
beherrschendes Zündsicherungsventil gegen die Wirkung einer Schließfeder aufdrückt.
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Stand der Technik Um den Austritt unverbrannten Gases aus einem Brenner
zu verhüten, ist es bekannt, Bimetall-Zündsicherungen zu verwenden. Die Zündflamme,
die über dem Brenner angeordnet ist, beheizt den Bimetallstreifen, wodurch sich
dieser verformt und ein Gasventil geöffnet hält. Erlischt die Zündflamme aus irgendeinem
Grunde, dann nimmt die Bimetallfeder wieder ihre ursprüngliche Form an und das Gasventil
sperrt den Gasdurchgang. Es sind vielerlei Formen von Bimetallfedern bekanntgeworden.
Bei deren Gestaltung war man bemüht, die Federn auf einem möglichst großen Teil
ihrer Länge der Zündflammenwärme auszusetzen, um örtliche Überhitzung zu vermeiden
und dabei am Ende der Feder eine Kraft sich entwickeln zu lassen, die mit Sicherheit
das federbelastete Gasventil öffnet. Ebenso war man bemüht, die Feder selbst in
geringer Höhe über dem Brenner anzuordnen, um sie möglichst wenig der Strahlung
der benachbarten Brennerflammen auszusetzen und auch die Zündbrennerflamme nach
Möglichkeit nahe dem Brenner anzuordnen, um ein frühzeitiges Entzünden des aus dem
Brenner austretenden Gases zu erzielen.
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Die Bimetallstreifen der Zündsicherungen sind mit ihrem einen Ende
am Brenner befestigt, während das andere freie Ende das Sicherungsgasventil steuert.
Üblicherweise liegt die Seite mit der größeren Ausdehnung außen, d. h. die Federn
werden über die Seite mit der geringen Ausdehnung gebogen. Meistens wird die äußere
Seite mit der größeren Ausdehnung von der Zündflamme berührt. Bei gebräuchlichen
Federn, die entweder V- oder U-förmig gestaltet sind, sind beide entstehenden Schenkel
durch einen Bogen verbunden, in den beide Schenkel tangential einmünden.
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Es ist auch eine Bimetallfeder bekanntgeworden, bei der der Bogen
über die Richtung beider Schenkel hinausgeführt ist, so daß an beiden Übergängen
zwischen geraden Stücken der Bimetallfeder und dem Bogen die äußere Schicht mit
der größeren Ausdehnung nach außen umgebogen ist. Diese Ausführung der Bimetalifeder
hat gewisse vorteilhafte Eigenschaften. Mit einem Schenkel war sie an der vertikalen
Stirnfläche des Brennerverteilerrohres befestigt, während der andere Schenkel den
Stift des Sicherheitsventils steuerte. Durch vorgenannte Verbiegungen der beiden
Übergänge wurde eine Stauchung der äußeren Metallschicht, mit der größeren Ausdehnung,
erzeugt, während die innere Schicht dabei eine Längung erfuhr. Die Verstärkung der
äußeren Schicht war vorteilhaft und hatte zur Folge, daß der Übergang am Befestigungsschenkel
durch diese Verstärkung bei Betrieb und damit bedingter Erwärmung besser in der
Lage war, das Biegemoment aufzunehmen, d. h., daß der Hub, den das Ende der Feder
ausführte, nicht durch Rückfederung verlorenging. Ebenso vorteilhaft war der im
gleichen Sinne gebogene Übergang am freien Schenkel. Die Materialstauchung, d. h.
die Materialverstärkung der Seite mit der größeren Ausdehnung, begünstigte die Übertragung
der durch den Bogen ausgeführten Durchbiegung und vergrößerte diesen noch zusätzlich.
Nachteilig war, daß die Flamme nur einen verhältnismäßig kleinen Teil des Bogens
berührte und daß dieser hoch erwärmt werden mußte. Dabei waren Überhitzungen nicht
vermeidbar. Außerdem war die Bauhöhe dieser Feder groß, so daß der Zündbrenner mit
verhältnismäßig großem Abstand über dem Brenner lag und das am Brenner austretende
Gas spät entzündete.
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Es ist eine flachgestreckte, dicht über dem Brenner liegende Bimetallfeder
bekannt. Bei dieser Feder geht jedoch ein Teil der Durchbiegung durch Rückfederung
verloren, da an der Stelle des größten Hebelarmes der in den vertikalen Befestigungsschenkel
übergehendeBogen eine geschwächte äußere Dehnungsschicht hat.
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Die Erfindung Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Bimetall-Zündsicherung
zu schaffen, die flach über
dem Brenner liegt, geringe Rückfederung
aufweist und auf einer relativ großen Länge von der Zündflamme berührt wird.
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Erfindungsgemäß wird das bei einer Zündsicherung der eingangs erwähnten
Gattung dadurch erreicht, daß die Bimetallfeder eine oder mehrere Stufen aufweist,
in denen eine Stauchung der sich stärker ausdehnenden oberen Schicht erfolgt. Es
werden also die Vorteile einer sich flach über den Brenner erstreckenden Bimetallfeder
beibehalten, nämlich geringe Höhe über dem Brenner und Erwärmung auf einem relativ
großen Teil ihrer Länge. Durch die Stufen und die dadurch erfolgende Stauchung der
sieh stärker ausdehnenden Schicht wird aber die Steifigkeit der gesamten Feder verbessert
und die unerwünschte Rückführung vermieden.
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Die Erfindung kann beispielsweise in der Form verwirklicht werden,
daß die Bimetallfeder zwei Stufen aufweist und mit einem geraden Ende waagerecht
am Brenner befestigt ist und daß die Flamme des Zündbrenners bei kaltem gestrecktem
Zustand der Bimetallfeder über das freie Ende derselben und den Mittelteil zwischen
den Stufen leckt und bei Erwärmung die stärker beheizten Teile der Bimetallfeder
teilweise aus dem Bereich derFlamme hinauswandert.
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Die Bimetallfeder kann dann mit ihrem geraden Ende am Brenner befestigt
werden. An dieses Teil schließt sich eine aufwärts gerichtete Schräge oder Stufe
an, die in ein nahezu waagerechtes Mittelteil der Bimetallfeder übergeht. Nach einer
zweiten, vorzugsweise weniger hohen Schräge oder Stufe geht die Bimetallfeder in
das gerade und ein wenig geneigte Endstück über. Die Zündflamme ist so über dieser
Bimetallfeder angeordnet, daß sie mit gegenüber der Horizontalen leichtem Gefällwinkel
über das mittlere gerade Längenstück hinwegstreicht, so daß der Saum der Flamme
diesen Teil berührt. Zu Beginn der Beheizung stößt das Ende der Flamme auch gegen
das aufwärts gerichtete freie Ende der Bimetallfeder. Durch die Beheizung krümmt
sich die Bimetallfeder, wodurch die stärker erwärmten Teile jeweils teilweise aus
dem Bereich der Flamme herauswandern. Es wird also beim Betrieb der Zündflamme die
Bimetallfeder über ihre ganze Länge hinweg ziemlich gleichmäßig erwärmt. Eine örtliche
1lberhitzung wird dadurch vermieden.
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Die Wirksamkeit der Feder aber ist eine bessere als bei der bisher
bekannten flachen Feder. Durch die Materialstauchung am Anfang der ersten Stufe
wird der Rückfederung begegnet und die von der Feder ausgeführte Durchbiegung wird
von der zweiten Stäuchung auf die Endlänge übertragen und zusätzlich durch dieselbe
noch vergrößert.
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Ebenso wie die Feder nach der Erfindung eine für die Erzeugung eines
Arbeitshubes günstige Form hat, zeigt sie auch eine gute Schließcharakteristik.
Mit Verlöschen der Zündflamme wird durch den Gasstrahl sofort das Ende des Bimetallstreifens,
und da besonders stark die letzte Stufe, gekühlt. Da die letzte Stufd wesentlich
am Öffnungshub beteiligt ist, geht die Schließbewegung des Ventils am Anfang besonders
schnell vonstatten.
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Damit die Zündflamme auch sicher den Hauptbrenner entzünden kann,
ist es vorteilhaft, wenn die Zündflamme etwas, schräg zu der Bimetallfeder verläuft,
so daß ein Teil der durch die Berührung mit der Biinetallfeder verbreiterten Zündflamme
seitlich über die Biinetallfeder hinäusrägt. Ausführungsbeispiel Ein Ausführungsbeispiel
einer erfindungsgemäßen Bimetall-Zündsicherung ist in den Zeichnungen dargestellt
und im folgenden beschrieben. Es zeigt F i g. 1 teilweise im Schnitt einen Gasbrenner
mit einer erfindungsgemäßen Bimetall-Zündsicherung, F i g. 2 einen Schnitt längs
der Linie II-II von F i g. 1 und F i g. 3 eine zugehörige Oberansicht.
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Mit 1 ist ein Gasbrenner bezeichnet. Die Gaszufuhr zu dem Brenner
1 wird von einem Zündsicherungsventil 2 beherrscht. Das Zündsicherungsventil 2 steht
unter dem Einfluß einer Schließfeder 3. Ein Stößel 4 des Zündsicherungsventils 2
ist abdichtend oben aus dem Brenner 1 herausgeführt. Auf den Stößel 4 drückt eine
Bimetallfeder 5, die dabei das Ventil 2 gegen die Wirkung der Schließfeder 3 öffnet.
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Die Bimetallfeder 5 erstreckt sich flach über den Brenner 1. Das Material
größerer thermischer Ausdehnung liegt oben. Sie weist zwei Stufen 6 und 7 auf. An
diesen Stufen tritt bei der Herstellung der Bimetallfeder eine Stauchung des Materials
größerer thermischer Ausdehnung und eine Dehnung des Materials geringerer Ausdehnung
auf.
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Die Bimetallfeder 5 ist mit einem im wesentlichen horizontalen Stück
8 mittels einer Schraube 9 am Brenner 1 befestigt. Ein zweites horizontales Stück
10 liegt zwischen den Stufen 6 und 7. Das freie Ende 11 der Feder 5 ist im kalten
Zustand etwa schräg nach oben geneigt und hat vom Ende des Stößels 4 einen Abstand
»a«. Dieser Leerhub »a« ist insofern vorteilhaft, als dadurch die
Schließstellung des Ventils 2 gewährleistet und nicht durch die kalte Bimetallfeder
5 behindert ist. Außerdem kann das Ventil 2 wegen des Leerhubes »a« schneller schließen,
da die Streckbewegung der Bimetallfeder 5 beim Erkalten in diesem Bereich am langsamsten
verläuft.
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Am Brenner 1 ist ein Zündbrenner angebracht. Die Flamme 13 berührt
vor allem das Stück 10 und trifft zunächst mit ihrer Spitze auf das geneigte freie
Ende 11. Das Ende 11 und das Stück 10 biegen sich durch. Die Bimetallfeder 5 drückt
dadurch das Ventil 2 auf. Dadurch, daß sich jeweils die wärmeren Teile der Bimetallfeder
am stärksten durchbiegen und sich damit teilweise aus dem Bereich der Flamme
13 herausbewegen, erfolgt automatisch eine gleichmäßige Beheizung der Bimetallfeder
über deren ganze Länge hinweg.
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Der Brenner 12 ist etwas schräg zu der Bimetallfeder angeordnet. Dadurch
ragt die Flamme 13 seitlich etwas über die Bimetallfeder hinaus. Es wird erreicht,
daß die frei liegende Spitze der Zündflamme 13 das austretende Gas schneller und
unbehindert von der Bimetallfeder zünden kann.