DE1909890A1 - Steuerhahn fuer Gasbrenner,insbesondere fuer Kochherd-Brenner - Google Patents

Description

PATENTANWALT D₁PL-ING. ER.CH SCHUBERT

Postscheckkonten: Köln 106931, Essen 20362 Bankkonten; Deutsche Bank AG.,

Abs.: Patentanwalt Dipl.-Ing. SCHUBERT, 59 Siegen, Eiserner Strafe 227 Filialen Siegen u. Oberhausen (RhId.)

Postfach 325

69 045 Kü/A 26. 2. 1969

The Gas Council, 59 Bijanston Street, London W1A 2AZ, England

Für diese Anmeldung wird die Priorität aus der britischen Patentanmeldung Nr. 9693/68 vom 28. Februar 1968 beansprucht

Steuerhahn für Gasbrenner, insbesondere für Kochherd-Brenner

Kurzbeschreibung der Erfindung

Ein Regel- bzw. Steuerhahn, der sich insbesondere für die Siedekontrolle eines Gasbrenners eignet, besteht aus einem Körperteilstück mit einem Gasweg oder einer Gas-Zufuhröffnung, aus einem hohlen Küken, welches innerhalb des Körpers drehbar gelagert ist, um diese Zuführöffnung abzudecken und freizugeben, und aus einer Aussparung, die in der Wand des Kükens eingeformt und mit der Gas-Zuführöffnung in Flucht zu bringen ist, um einen

909840/0206

Gas-Durchgangsweg durch den.Hahn zu "bilden, wenn der Hahn In die Stellung "EIN" gedreht wird. Das Küken ist mit einem Zweistufen-Einführschlitz: versehen, der sich teilweise um die Peripherie des Kükens erstreckt, derart, daß bei Drehung des Hahnes aus der Stellung "EIN" in Richtung zur Stellung "AUS" die Führungskante des Schlitzes zunächst mit dem Gasweg im Hahnkörper fluchtet und daß bei fortgesetzter Drehung die erste, sich langsam konisch erweiternde Stufe des Schlitzes und dann die zweite, sich stärker konisch erweiternde Stufe und schließlich die Aussparung selbst zumindest teilweise in Flucht bzw. Lageübereinstimmung mit dem Gasweg im Körper bewegt'werden." ^

Durch die erste Stufe wird eine Feinkontrolle bzw. Feinsteuerung oder -regelung für das Sieden, durch die zweite Stufe eine relativ grobe Kontrolle bzw. Steuerung und durch die Völlig-offen-Stellung der normale Kochbedienungszustand geschaffen oder erreicht.

Die Erfindung bezieht sich auf Steuerhähne für Gasbrenner und betrifft insbesondere, aber nicht ausschließlich, Hähne, die sich für die Verwendung bei Kochherd-Brennern eignen.

Die Einregelung von Kochherd-Brennern, insbesondere bei Siederaten bzw. -kochzuständen, erweist sich als schwierig, wenn die Gaszufuhr von Stadtgas auf Naturgas (Erdgas) umgestellt wird, da bei den herkömmlichen Ausführungsformen von Steuerhähnen die Hauptsteuerung über einen kleinen Drehwinkel hinweg dann erfolgt, wenn die Einführung am drehbaren Kükenteilstück des Hahnes mit der Zuführaussparung im Hahnkörper zusammenzufallen beginnt, und eine übergroße Veränderung des Wärmedurchlasses am oder im Brenner zuläßt. Zum Beispiel ist bei Naturgas (Erdgas), welches einen höheren Kalorienwert als Stadtgas hat, die herkömmliche Ausführungsform des Steuerhahnes so, daß 68 io der Steuerung oder Einregelung über nur 10 <fo der Hahndrehung hinweg erfolgen.

909840/0206

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine neue und "verbesserte Ausführungsform von Steuerhahn zu schaffen, durch welchen eine Feinsteuerung für Sieden und eine Grobsteuerung für andere Betätigungen erreicht wird.

Erfindungsgemäß setzt sich ein Steuerhahn für einen Gasbrenner zusammen aus einem Körperteilstück, einem hohlen Küken, welches innerhalb dieses Körperteilstücks zwischen Stellungen "AUS" und "EIK" drehbar ist, einer Aussparung in diesem Küken, welche so eingerichtet ist, daß sie zumindest teilweise mit einer Gaszuführöffnung im Körper in der Stellung "EIF¹ fluchtet, um so einen Gasdurchgangsweg durch den Hahn hindurch zu bilden, sowie aus einem Zweistufen-Gaseinführungsschlitz im Küken, welcher nach der genannten Aussparung führt.

Vorzugsweise erstreckt sich dieser Schlitz in Umfangsrichtung und weist eine erste'Feinsteuerstufe, die durch einen ersten schmalen, sich langsam konisch erweiternden Schlitz gebildet wird, sowie eine grobe Steuerstufe auf, die durch einen zweiten konischen Schlitz von schnell zunehmender Breite und einer Querschnittsfläche, die dem ersten Schlitz überlagert ist, gebildet wird, derart, daß sich die Gasströmung durch diesen Einführechlitz hindurch progressiv in Relation zum bzw. entsprechenden Grad oder Ausmaß der Drehung des Küken zwischen den Stellungen "AUS" und "EIN" zunimmt.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung wird die Gas-Zuführöffnung im Hahnkörper teilweise durch das drehbare Küken in der vollen "EIF¹ -Stellung gedrosselt.

Die Erfindung wird nunmehr anhand der sie beispielsweise wiedergebenden Zeichnung näher erläutert, und zwar zeigen die

Fign. 1, 2 und 3 jeweils eine geschnittene Draufsicht auf einen Gasherd-Steuerhahn in drei Betätigungsstellungen, während

909840/0206

BAD ORIGINAL

Fig. 4 eine graphische Darstellung der .Ergebnisse wiedergibt, welche erzielt werden, wenn der Wärmedurchgang bzw. -durchsatz einer herkömmlichen Ausführungsform τοπ Gas-Steuerhahn und der des erfindungsgemäßen Steuerhahns miteinander verglichen werden»

Wach den Fign. 1, 2 und 3 weist ein Steuerhahn ein Körperteils tück 1 mit einem Gasweg oder einer Gas-Zuführung öffnung 2 und einem hohlen Küken 3 auf, welches innerhalb des Körpers drehbar gelagert ist, um die Zuführungsöffnung abzudecken und freizugeben» Eine in der Wand des Kükens 3 eingeformte Aussparung 4 ist mit der Gas-Zuführungsöffnung 2 in Flucht zu bringen, um einen Gas-Durchgangsweg durch den Hahn hindurch zu bilden, wenn das Küken in die Stellung "EIN" gedreht wird. Bei Gebrauch, beispielsweise an einem Gasherd bzw. Gaskocher, würde der Hahnkörper an einer Übergangsschiene bzw. -leitung /float rail/ befestigt sein, und Gas würde von der Leitung durch den Hahnkörper und das hohle Küken hindurch über einen Injektor nach einem herkömmlichen Brennerschaft strömen, wo das Gas genügend Primärluft einzieht, um das gewünschte Luft-Gasgemisch für richtige Verbrennung an den Brenneröffnungen zu bilden.

Der Grad der Drehung des Küken zwischen den Stellungen "AUS" und voll "EIN" beträgt annähernd 160°₀

Das Küken 3 ist mit einem Zweistufen-Einfuhrschlitz 5 versehen, der sich teilweise um den Umfang des Kükens erstreckt, so daß bei Drehung des Kükens von der "AUS"-Stellung in Richtung auf die "EIN"-Stellung die IFührungskante des Schlitzes zunächst mit dem Gasweg im Hahnkörper fluchtet und durch fortgesetzte Drehung die erste, sich langsam konisch erweiternde Stufe des Schlitzes und dann die zweite, sich zunehmend konisch erweiternde Stufe und schließlich die Aussparung 4 selbst, zumindest teilweise, mit dem Gasweg 2 im Körper in Flucht bewegt werden,,

909840/0206

BAD ORIGINAL

Die erste Stufe bildet eine Feinsteuerung, beispielsweise für das Sieden, die zweite Stufe eine relativ grobe Steuerung und die -völlige Offenstellung das normale Kochen.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung hat das Küken einen Durohmesser von 0,5" (12,7 mm) am ausgesparten Querschnitt, die Aussparung hat einen Durchmesser von 0,256" (6,5 mm), und die zweite oder grobe Steuerstufe weist einen flachgründigen Schlitz auf, der einen Winkel von 51 1/2° beschreibt und sich vom Aussparungsdurchmesser von 0,256 " (6,5 mm) bis auf 0,64 " (16,25 mm) konisch erweitert, wobei die Tiefe bei 0,025" (0,5 mm) konstant bleibt. Die erste oder Feinregelstufe beschreibt einen Winkel von 73° auf dem Bogen der Drehung und erweitert sich konisch von einer Breite von 0,64" (16,25 mm) auf 0,33" (8,4 mm) am äußersten Ende des Schlitzes. Die Tiefe des Schlitzes bleibt bei 0,25" (6,3 mm) konstant bis zu einer Umfangsstelle, annähernd 18° auf dem Boden der Drehung vor dem äußersten schmalen Ende des Schlitzes, wo die Tiefe anfängt abzunehmen, bis sie am äußersten Ende des Schlitzes Null erreicht. Der Hahn ist für einen Kochherd-Brenner geeignet, der 12500 B.T.U./Std. (3150 kcal/h) liefert, und die Graphiken nach ^¹Ig. 4 veranschaulichen die Gas-Strömungscharakteristiken, die mit einem solchen Hahn erzielt werden, im Vergleich zu einem herkömmlichen Kochherd-Steuerhahn. Die Graphiken deuten außerdem die Ergebnisse an, die erzielt werden, wenn der Hahn in der herkönriLiehen Weise gefettet wird.

Es ist selbstverständlich, daß der Schlitz nicht unbedingt mit flachem Boden und vertikalen Seiten ausgebildet werden muß} er kann auch aus einer Nut mit geschwungenen Seiten <° und/oder einer allmählich sich ändernden Tiefe ausgebildet werco den.

^ Der Gasweg im Hahnkörper wird zweckmäßig teilweise gedrosselt, wenn das Küken sich in der Offenstellung oder Stellung cd. "SIN" befindet, d.h. durch eine solche Anordnung, daß die Off- ^m nung 2 und die Aussparung 4 in der vollen Offenstellung leicht außer Phase sind, da es sich herausgestellt hat, daß durch

eine solche Anordnung das "tote" Teilstück der Kükendrehung in der Uähe der vollen Offenstellung reduziert wird. Mit dem "toten" Teilstück ist dasjenige Teilstück der Bewegung des Kükens gemeint, während welchem im wesentlichen kein weiteres Ansteigen der Gasströmung stattfindet.

Aus Fig. 4, in welcher der Wärmedurchsatz des Hahns (B.T.U./Std.) gegen den Drehwinkel des Kükens aufgetragen ist, geht hervor, daß die Strömungscharakteristiken eines herkömmlichen Hahns erkennen lassen, daß die Hauptveränderung des Durchsatzes bzw. Durchgangs über einen kleinen Bogen der Drehung sowohl bei Stadtgas als auch bei Erdgas stattfindet. Tatsächlich erfolgen 68 f> der Steuerung über nur 1O^ der Kükendrehung (Erdgas).

Der erfindungsgemäß konstruierte Hahn ergibt eine viel größere Flexibilität bei der Steuerung, beispielsweise zeigt die Graphik bei Verwendung von natürlichem Gas bzw. Erdgas und einem gefetteten Hahn, daß 68 fo der Steuerung während 49-55$ der Kükendrehung stattfinden, was von der im Hahn verwendeten Fettmenge abhängig ist.

Bei einer abgeänderten Ausführungsform der Erfindung ist der Schlitz relativ zur Mittellinie des Gasweges im Hahnkörper so versetzt, daß in der niedrigsten Siedestellung die äußerste Kante des Schlitzes auf diese Weise im wesentlichen tangential zum Gasweg verlaufen würde, Falls erwünscht, kann der Schlitz mit einer geraden Seite ausgebildet werden, wobei die andere Seite so angeordnet wird, daß sie divergiert und den Zweistufen-Konusschlitz bildet. Diese Abänderungen haben sich insofern als vorteilhaft erwiesen, als dadurch die Fettmenge, die in den Schlitz gelangt, auf ein Mindestmaß herabgesetzt wird, und falls erwünscht, kann eine Verzahnung, die als Fett-Auffang wirkt, an der Oberfläche des drehbaren Kükens gerade vor dem engen Ende des Doppelkegelschlitzes eingearbeitet werden.

909840/0206

Es versteht sich, daß diese verbesserte Ausführungsform eines Hahnes sich sowohl für die Verwendung bei Stadtgas, bei natürlichem bzw„ .Erdgas oder bei verflüssigten Petroleumgasen eignet, und seine Verwendung ist insbesondere während einer Periode der Umstellung vom einen Gas auf das andere von Vorteil.

Die Erfindung betrifft auch Abänderungen der im beiliegenden Patentanspruch 1 umrissenen Ausführungsform und bezieht sich vor allem auch auf sämtliche Erfindungsmerkmale, die im einzelnen — oder in Kombination — in der gesamten Beschreibung und Zeichnung offenbart sind«,

Patentansprüche

909840/0206

Claims (1)

1. Telegramm-Adr.: Pafschub, Siegen Postscheckkonten: Köln 106931, Essen 20S62 U Bankkonten:

   β Deutsche Bank AG.,

   Abs.: Patentanwalt Dipl.-Ing. SCHUBERT, 59 Siegen, Eiserner StraBe 227 Filialen Siegen u. Oberhausen (RhId.)

   26_O Febr. 1969

   Patentansprüche

   Steuer- bzw* Regelhahn für Gasbrenner mit einem Körperteilstück und einem hohlen Küken, welches innerhalb dieses Körperteilstücks zwischen "AUS"- und "EIN"-Stellungen drehbar gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine Aussparung im Küken so vorgesehen ist, daß sie zumindest teilweise mit einer Gas-Zufuhröffnung im Körper in der "E1N"-Stellung fluchtet, um so einen Gas-Durchgangsweg durch den Hahn hindurch zu bilden, und daß ein Zweistufen-Gaseinführschlitz in diesem Küken vorgesehen ist, welcher nach der genannten Aussparung hinführt.

   2ο Hahn nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Schlitz in Umfangsrichtung erstreckt und eine erste 3?einsteuerstufe, welche durch einen ersten argen, sich langsam konisch erweiternden Schlitz gebildet ist, sowie eine grobe Steuerstufe aufweist, welche durch einen zweiten, sich konisch erweiternden Schlitz von schnell zunehmender Breite und Querschnittsfläche gebildet wird, der den ersten Schlitz so überlagert, daß die Gasströmung durch den Einführschlitz hindurch progressiv in Bezug auf den Grad der Drehung des Kükens zwischen den "AUS"- und "EIi"-Stellungen zunimmt.

   909840/0206

   3ο Hahn nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gas-Zufuhröffnung im Hahnkörper teilweise durch das
   drehbare Küken in der vollen "EIW"-Stellung gedrosselt ist.

   4. Hahn nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Peinsteuerstufe einen Winkel zwischen 65 und 75 "beschreibt und daß die Grobsteuerstufe einen Winkel von 45
   bis 55° auf dem Bogen der Drehungen beschreibt.

   909840/0206

   Leerseite