DE2107649C3 - Vorrichtung zum progressiven Zuführen von Gas zum Brenner eines Warmwasserbereiters - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum progressiven Zuführen von Gas zum Brenner eines Warmwasserbereiters mit einer Wassermangelsicherung, bei der an eine Gaseinlaßkammer eine erste Kammer von zwei in einem Gehäuse angeordneten Kammern über ein eine öffnung steuerndes Schließorgan angeschlossen ist und die erste Kammer durch ein von der Wassermangelsicherung gesteuertes Gaseinlaßventil abgeschlossen oder zum Brenner geöffnet werden kann und durch eine Membran von der einen freien Auslaß aufweisenden zweiten Kammer getrennt ist, durch die der veränderliche Durchflußquerschnitt des zwischen der Gaseinlaßkammer und der ersten Kammer angeordneten Schließorgans gesteuert wird, wozu auf die Membran der Differenzdruck zwischen der ersten und zweiten Kammer wirkt, dem ein in Richtung öffnen des von der Membran gesteuerten Schließorgans wirkender Druck überlagert ist.

Eine derartige Vorrichtung ist beispielsweise aus der DE-OS 18 11 867 bekanntgeworden. Bei dieser Vorrichtung ermöglicht eine Klappe aufgrund ihrer Kugelkalotten-Form einen fortschreitenden Gasdurchtritt zum Brenner. Da dort jedoch das Schließorgan mit der Ausgleichsmembran für die Bewegung des Wassermengenreglers in Verbindung steht, wird dieser Regler mit einer Verzögerung betätigt, waii einerseits beim öffnen des Sperrhahns zur Wasserentnahme einen Spritzeffekt und andererseits eine zwangsläufige Verzögerung der Zeit des Temperaturanstiegs des entnommenen Warmwassers zur Folge hr_;t.

Ein weiterer Nachteil der bekannten Vorrichtung besteht darin, daß die Verzögerung der Bewegung der Auslaßmembran für eine gegebene Steueröffnung, die das zur Verzögerung bestimmte Kugelventil umgeht, vom Wasserspeisedruck der Einrichtung derart abhängt, daß man gezwungen ist, lw;i der Einrichtung eine Regelung des Querschnitts der Steueröffnung vorzusehen, die das zur Verzögerung bestimmte Kugelventil in Abhängigkeit vom Wasserspeisedruck der Einrichtung umgeht, wenn man erreichen will, daß die Verzögerung oder die allmähliche Freigabe des Zutritts des Gases zum Brenner weder zu stark noch zu gering sein soll.

Aufgabe der Erfindung ist es,, die bekannte Vorrichtung dahingehend zu verbessern, daß die Verzögerung in der Betätigung des Wassermengenreglers vermieden wird.

Die erfindungsgemäße Lösung besteht darin, daß das Schließorgan mit veränderlichem Querschnitt einen Zapfen mit konischem Profil aufweist, auf welchem eine schwimmende Klappe angeordnet ist, die unter dem Einfluß des Gasüberdrucks in der Gaseinlaßkammer gegenüber der ersten Kammer so lange in Schließstellung gegen ihren Sitz gepreßt bleibt, bis die Klappe in

ihre volle Öffnungsstellung gelangt ist, und daß der freie Auslaß der zweiten Kammer eine kalibrierte Verengung aufweist und in Strömungsrichlung hinter der Gasdurchtrittsklappe in den Gaseinlaß zum Brenner einmündet.

Bei der bekannten Vorrichtung wird der veränderliche Querschnitt durch die Bewegung der Kugelkalotte relativ zu einem kugelförmigen Ventilsitz erreicht. Beim Erfindungsgegenstand bewegt sich dagegen ein konischer Zapfen in der zylindrischen öffnung einer Scheibe.

Bei Gasdruckreglern mit einer durch eine Membran gesteuerten Ventilstange ist es bereits an sich bekannt, das gesteuerte Ventil als Doppelventil auszubilden, wobei ein kleinerer Ventilkörper fest auf der Ventilstan-

■»5 ge sitzt, der zugehörige Ventilsitz sich an einem größeren Ventilkörper, der den Ventilsitz des Gehäuses abschließt, befindet und dieser Ventilkörper als frei schwimmende Scheibe ausgebildet ist. Allerdings handelt es sich bei einem solchen aus der DE-PS

so 9 60 082 bekanntgewordenen Giasdruckregler um einen solchen mit einer glatten Ventilstange mit gleichbleibendem Querschnitt, wobei zudem der Membranhub durch ein Hebelgestänge mit verschiedenen Übersetzungsverhältnissen auf die Ventilstange übertragen wird.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung hat den besonderen Vorteil, daß sich der Gaszutritt zum Brenner in einer allmählich zunehmenden Weise vollzieht, so daß eine explosionsartige und laute Zündung vermieden wird. Der Zündvorgang wird also unabhängig von der geforderten Entnahmemenge verzögert. Durch die Vermeidung von Hebeln od. dgl. arbeitet die Einrichtung zudem genau. Die Einrichtung ist ferner einfach und wartungsfrei.

In weiterer Ausbildung der Erfindung ist am Ende der

Öffnungsbewegung des SchlieUorgans eine mit der schwimmenden Klappe in Berührung kommende Verbindungstrebe angeordnet, die mit der Membran fest verbunden ist.

Ein Ausführungsbeispiel ist an Hand der Zeichnungen näher erläutert. Die Zeichnungen zeigen in

F i g. 1 eine Ansicht eines Querschnitts durch das Gehäuse für die Gasströmung zu einem Brenner in geschlossener Lage und in

Fig.2 eine Ansicht der gleichen Schnittdarstellung zur Veranschaulichung der Lage der Bauteile in offener Lage.

In den Figuren erkennt man leicht die Bauteile der Gasregel vorrichtung, die an eine Gassteuervorrichtung eines gasbetriebenen Warmwasserbereiters angeschlossen sind.

Die Gasdruckregeleinrichtung umfaßt ein Gehäuse 4 und eine bewegliche Steueranordnung mit einer Membran 5, die das Gehäuse in zwei Kammern 2 und 3 aufteilt Das Gas wird durch eine nicht dargestellte öffnung in eine Gaseinlaßkammer 1 eingeführt, die in Verbindung mit der ersten Kammer 2 durch eine öffnung 6 steht, die in dem Gehäuse 4 vorgesehen ist Die erste Kammer 2 mündet in eine Gasspeiseleitung 7 des Brenners. Ein Gaseinlaßventil 8 steuert die Zuführung von der ersten Kammer 2 zu dieser Gasspeiseleitung 7.

Die bekannte Vorrichtung zum Steuern der Gasaufnahme des Brenners, die in ihrem Aufbau durch das Bezugszeichen 9 gekennzeichnet ist, umfaßt wie gewöhnlich eine Ausgleichsmembran 10, die durch eine Verbindungsstange 11 mit einem Kipphebel 12 in Verbindung steht, der um eine Achse 13 schwenkbar ist und die Bewegung des Gaseinlaßventils 8 durch eine jo zwischengeschaltete Stange 14 steuert, die sich in abgedichteter Weise in die erste Kaimmer 1 erstreckt.

Eine Feder 15, die sich am oberen Teil der ersten Kammer 1 im Gehäuse 4 abstützt, drückt den Kipphebel 12 in die Ruhestellung, die in Fig.. I dargestellt ist. In dieser Stellung wird das Gaseinlaßventil 8 gegen den Druck einer Feder 16 auf ihrem Sitz gehalten.

Man wird natürlich die Feder 15 deutlich stärker wählen als die Feder 16, damit der Kipphebel 12 in seiner dargestellten Lage bleibt, wenn kein Wasserumlauf in der ^vorrichtung 9 stattfindet.

Eine kleine Leitung 17, die mit einer Verengung 23 versehen ist, verbindet die zweite Kammer (3) mit der Gasspeiseleitung 7 stromabwärts bzw. hinter dem Gaseinlaßventil 8.

Die Membran 5 ist an eine Platte 18 angeschlossen, die ihrerseits mit einer Verbindjngsstrebe 19 fest verbunden ist. Die Verbindungssixebe endet jedoch selbst in einem stumpfkegeligen Zapfen 20, der sich in der Höhe der öffnung 6 zwischen den Kammern 1 und 2 5» befindet und der eine kleine Klappe 21 trägt. Eine schwimmende Klappe 22, die durciü eine kleine in der Mitte durchbohrte Scheibe gebildet wird, deren zentraler Öffnungsdurchmesser deutlich über dem Durchmesser der Öffnung 6 liegt, ist in koaxialer Lage 'λ gegenüber dem stumpfkegeligen Zapfen 20 oberhalb der Klappe 21 angeordnet Die Anordnung der Klappen 21 und 22 befindet sich in der Oaseinlaßkammer 1 unterhalb des Gehäuses 4. Sie bildet die bewegliche Steueranordnung, die den Durchgang des Gases von der so Gaseinlaßkammer 1 zu der ersten Kammer 2 steuert. Die Klappe 22 kann sich frei zwischen dem Sitz der Öffnung 6 und der Klappe 21 bewegen, auf der sie durch ein entsprechendes Eigengewicht aufsetzen kann.

Die Membran 5 wird durch ein Gegengewicht 24 nach unten gedrückt. Nach einer nicht dargestellten abgewandelten Ausführungsform kann das Gegengewicht auch durch eine Feder ersetzt werden, die sich im oberen Teil des Gehäuses 4 abstützt. Die Membran 5 wird durch dieses Gewicht stets in eine Stellung gedrückt, die der vollständigen öffnung des Schließorgans entspricht, das die bewegliche Steueranordnung bildet.

Die Funktionsweise der Vorrichtung ist wie folgt: Wenn der Gasabsperrhahn von der Bedienungsperson geöffnet wird, strömt das Gas gleichzeitig zur Gaszündflamme wie auch in die Gaseinlaßkammer 1. Wenn keine Wasserentnahme (im Falle von Fig. 1) stattfindet, bleibt die Ausgleichsmembran 10 in ihrer Ruhestellung, in der das Gaseinlaßventil 8 geschlossen ist. Das Gas strömt nun von der Gaseinlaßkammer 1 zu der ersten Kammer 2 durch die öffnung 6 des Gehäuses 4, bis der Druck in der ersten Kammer 2 gleich demjenigen in der Gaseinlaßkammer 1 ist. In diesem Augenblick hebt der Gasdruck die Membran 5 von unten an, wodurch er das mit der Verschiebung mit der Membran 5 verbundene Schließen der Klappen 21 und 22 hervorruft Da sich die zweite Kammer 3, die mit der Gasspeiseleitung 7 in Verbindung steht, unter atmosphärischem Druck befindet, bleim die Membran 5 durch den Gasdruck in der zweiten Kammer 2 in der oberen Stellung.

Zu einem anderen Zeitpunkt, der in F i g. 2 datgestellt ist, veranlaßt die Bedienungsperson eine Wasserentnahme. Die Ausgleichsmembran 10 der Wassermangelsicherung hebt sich nun und ruft über den Kipphebel 12 das allmählich fortschreitende Öffnen des GaseinlaS-ventils 8 hervor. Die erste Kammer 2 entleert sich über die Gasspeiseleitung 7 in den Brenner. Von diesem Augenblick an ist der Druck in der ersten Kammer (2) gleich Null oder sehr gering, wodurch die Membran 5 unter dem Einfluß des Gewichts 24 nun dazu neigt, sich nach unten zu bewegen und das Öffnen der Klappen 21 und 22 zu veranlassen, die den Durchgang des Gases zwischen der Gaseinlaßkammer 1 und der ersten Kammer 2 steuern. Aber die Abwärtsbewegung der Membran 5 kann nur langsam erfolgen, da die kalibrierte Verengung 23, die eine Beschränkung des Gasdurchflusses in die zweite Kammer 3 hervorruft, die oberhalb der Membran 5 liegt, eine rasche Füllung dieser Kammer verhindert. Im Verlauf der so verzögerten Abwärtsbewegung der Membran 5 wird die Klappe 21 in einem ersten Zeitabschnitt allein zu einer Öffnungsbewegung veranlaßt; denn die Gasdruckdifferenz zwischen der Gaseinlaßkammer 1 und der ersten Kammer 2 infolge des Füllungsverlustes, der hervorgerufen wird durch das Gas, das zwischen dem stumpfkegeligen Teil 20 des Schließorgans 21 und der konzentrischen öffnung der Klappe 22 strömt bzw. nur dort strömen kanu, ist derart, daß die schwimmende Klappe 22 gegen den Sitz der öffnung 6 angehoben bleibt. In einem zweiten Zeitabschnitt kommt die iviembran 5, während sie sich weiter nach unten bewegt, schließlich am Ende der Bahn durch die Verbindungsstrebe 19 dazu, die schwimmende Klappe 22 nach unten zu stoßen, wodurch deren öffnen verursacht wird. Dadurch wird in diesem Moment die vollständige Freigabe des Gf jdurchgangs von der Gaseinlaßkammer 1 zu der ersten Kammer 2 und infolgedessen der vollständige Zugang des Gases zum Brenner veranlaßt.

Wenn man die Warmwasserentnalime unterbricht, schließt sich das Gaseinlaßventil 8 wieder. Der Druck des Gases in der Gasspeiseleitung 7 wird gleich Null, während der Druci» des Gases in der ersten Kammer 2 auf seinem vollen Wert gehalten wird: Die Membran 5 hebt sich nun aufs neue, bis die Klappen 21 und 22

geschlossen sind.

Es sei darauf hingewiesen, daß die Größe des Gewichts 24 und ebenso die der Öffnung 6 derart bemessen ist, daß sich die Membran 5, wenn man die Wasserentnahme öffnet, d. h. wenn man das Gaseinlaßventil 8 abrupt von der geschlossenen in die vollständig geöffnete Lage bringt, fortschreitend nach unten bewegt, damit der Gaszutritt zum Brenner, wie beschrieben, durch die fortschreitende Freigabe der Öffnung 6 infolge der relativen Bewegung der Klappen verzögert wird, die die bewegliche Steueranordnung bilden. Infolge dieser Anordnung verläuft die Zündung des Brenners allmählich fortschreitend ohne Lärm und in einem nicht zu langen Zeitraum.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche;

1. Vorrichtung zum progressiven Zuführen von Gas zum Brenner eines Warmwasserbereiters mit einer Wassermangelsicherung, bei der an eine Gaseinlaßkammer eine erste Kammer von zwei in einem Gehäuse angeordneten Kammern über ein eine öffnung steuerndes Schließorgan angeschlossen ist und die erste Kammer durch ein von der Wassermangelsicherung gesteuertes Gaseinlaßventil abgeschlossen oder zum Brenner geöffnet werden kann und durch eine Membran von der einen freien Auslaß aufweisenden zweiten Kammer getrennt ist, durch die der veränderliche Durchflußquerschnitt des zwischen der Gaseinlaßkammer und der ersten Kammer angeordneten Schließorgans gesteuert wird, wozu auf die Membran der Differenzdruck zwischen der ersten und zweiten Kammer wirkt, dem ein in Richtung Öffnen des von der Membran gesteuerten Schließorgans wirkender Druck überlagert ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Schließorgan mit veränderlichem Querschnitt einen Zapfen (20) mit konischem Profil aufweist, auf dem eine schwimmende Klappe (22) angeordnet ist, die unter dem Einfluß des Gasüberdrucks in der Gaseinlaßkammer (1) gegenüber der ersten Kammer (2) so lange in Schließstellung gegen ihren Sitz gepreßt bleibt, bis die Klappe (21) in ihre volle Offnungsstellung gelangt ist, und daß der freie Auslaß (Leitung 17) der zweiten Kammer (3) eine kalibrierte Verengung (23) aufweist und in Strömungsrichtung hinter dem Gaseinlaßventil (8) in die Gasspeiseleitung (7) zum Brenner einmündet.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine am Ende der öffwungsbewegung des Schließorgans (Klappe 21) mit der schwimmenden Klappe (22) in Berührung kommende Verbindungsstrebe (19), die mit der Membran (5) fest verbunden ist.