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Zündvorrichtung iür Gasbrenner Die Erfindung betrifft eine Zündvorrichtung
flir Gasbrenner, die einen Brenner9 dessen Flamme ausgegangen ist, der aber weiter
mit Gas beliefert wird, wieder anzündet.
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Dabei verhindern geeignete ZeitverzUgerungs- und Sicherheitsverriegelungsmeohanismen,
daß sich Gas ansammelt und Explosionsgefahr entsteht, bevor der Brenner wieder angezündet
worden istO In den USA-Patentschriften 3 172 456 und 2 305 242 sind bereits Zünd-
und Steuersysteme für Brenner beschrieben, die jedoch aufgrund ihrer Unveränderlichkeit
für den Hauptbrenner ein separates Zündflämmchen erfordern, Derartige Systeme sowie
andere Systeme, die ebenfalls mit einer Zündflamme arbeiten,
bieten
keine ausreichende Sicherheitsverriegelung nnd keinen ausreichenden Zündzeitverzug
iUr den Fall, daß der Brenner erlischt. Brennerzundsysteme müssen in der lage sein,
den Verbrennungsvorgang in einem Brenner unter allen Bedingungen, unter denen die
Flamme zufällig ausgeht und bein normalen Zünden, wenn Wärme verlangt wird, einzuleiten
und dennoch in ausreichendem Maße in dem jeweiligen Zustand verriegelt zu sein.
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Die Erfindung befaßt sich also iit einen Gasbrenner, bei dem die
Gaszufuhr als Quelle für die Zündenergie verwendet wird9 um den Brenner zu zünden,
wobei die gewöhnliche Zündflamme nicht mehr benötigt wird. Eine Zeitverzögerung
und eine Sicherheitsverriegelung sorgen iur den Fall, daß die Brennerflamme erlöscht,
dafür, daß die Gaszufuhr abgeschaltet wird. Die erfindungsgemäße Vorricht!ng weist
zu diesem Zweck ein gasgesteuertes Flammenfühlerventil und einen Zeitverzögerungsmechanismus
auf, wobei das System an vorhandene Einrichtungen, die eine Zündflamme als Zündvorrichtung
verwenden, und bei denen die Zündflamme den Brennvorgang nicht fortsetzt angepaßt
werden kann.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen der
Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen: Fig. 1 eine schematische Ansicht
des erfindungsgemäß aufgebauten Zündsystems, Fig. 2 eine schematische Darstellung
eines verwendeten Flaemenfahlerventils, Fig. 3 eine Schnittansicht eines gasgetriebenen
Zeitverzögerungsmechanisnus und Ventils, die sich bei dem System von Fig. 1 verwenden
lassen, Fig. 4 eine Teilschnittansicht eines anderen Drossel-und Rückschlagventils
das in der Zeitverzögerungsvorrichtung von Fig. 3 verwendet wird,
Fig.
5 und 6 Ansichten des anderen Ventilbetätigungsmechanismus, der in der Zeitverzögerungsvorrichtung
von Fig. 3 verwendet wird, und Fig. 7 eine andere Anordnung des Kolbens und der
Kolben stangenverbindung.
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Wie aus Fig. 1 ersichtlich, wird einer Teiperatursteuervorrichtung
oder einem Thermostaten TC Steuergas zugeführt.
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Wenn die Temperatursteuervorrichtung Wärme anfordert, und der Brenner
nicht angezündet ist, wird durch die Temperatursteuervorrichtung TC und die Leitung
10 einen Flammenfühlerventil A, das normalerweise geschlossen ist, und durch die
Leitungen 12, 14, 16, 18 und 20 entsprechend den Ventilen C (norialerweise geschlossen),
D (nornalerweise offen) und F (norralerweise offen) Steuergas zugeführt. Da das
Ventil D offen ist, strömt das Gas durch die Leitung 22 zu einen Doppelrucksohlagventil
oder Pendelventil E und von dort durch die Leitung 24 zu einen Dreiwege-Zündventil
25. Das Ventil 25 weist einen Betätigungsarn 25a für eine der drei Stellungen auf:
kein Durchfluß, Flnß zum Abzug 30 oder Fluß zu den Membranantrieb 27.
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Der Gasstrom durch die Leitungen 24 und 26 drückt die Menbran und
den Arn 27a des Membranantriebs 27 nach unten gegen die Feder 27b. Die Abwärtsbewegung
des Arns 27a wiederum betätigt einen Funkengeber oder Zünder 29 des Piezo-elektris
chen Zellentyps, wie er unter den Nasen "CLEVITE" verkauft wird, wodurch über den
elektrischen Leiter 31 für eine Funkenstreckenstange 28 elektrische Energie erzeugt
wird. Die Wechselwirkung setzt sich solange fort, bis der Brenner gezündet worden
ist. Auf diese Weise wird also am Klennenende des Brenners der Funken erzeugt. Wenn
der Zündventilarm 25a abwechselnd anschlägt, wird Gas in die Leitung 30 ausgetragen,
das in den Hauptbrenner auf der Abstronseite des Gashauptventils eintritt, das an
dieser Stelle geschlossen ist. Nachdem sich eine ausreichende Menge Gas am Brenner
angesammelt hat, erfolgt die Zündung. Daraufhin reagiert die Flammenfühlerröhre
in der Weise, daß das Flammenfühlerventil A geöffnet wird, wodurch wiederum das
Gashauptventil
Uber die Leitungen 32 und 34 das Steuergas aufnimmt0 Da weiterhin Gas durch die
Leitungen 36 und 38 strömt, werden die Ventile C, D und F betätigt. Dies geschieht
entsprechend beim Durchströmen des Pendelventils B und dann der Leitung 40, um das
Ventil D zu schließen, woraufhin der sich aufbauende Druck Uber die Leitung 42 das
Ventil C öffnet.
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Beim Schließen des Ventils D wird das ZUndsystem abgeschaltet.
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Das Ventil F wird weiter geschlossen, und aufgrund der Tatsache, daß
der Durchfluß von der Leitung 38 in die Leitung 44 abgelenkt wird, wird der Zeitverzögerungemeohanismus
in seine Startlage zurüokgestellt. Überschüssiges Gas wird durch die Leitung 48
ausgetragen, die mit der Leitung 30 in Verbindung steht, welche in den Brenner eintritt.
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Für den Fall, daß die Brennerflamme ausgehen sollte, und zwar zufällig
oder absichtlich, und die Temperatursteuervorrichtung TC weiterhin Wärme verlangt,
schließt sich das Ventil A, sobald sich die FlammenfUhlerröhre abkühlt. Das Gasshauptventil
schließt dann, während das Ventil F öffnet, um dadurch den Durchstrom durch die
Leitung 46 zu ermöglichen und den Zeitverzögerungsmechanismus anlaufen zu lassen.
Nach dem Ende der gegebenen Zeitverzögerung, die ein angemessenes Ablassen des angesammelten
Gases ermöglicht, strömt das Gas von der Leitung 46 durch den Zeitverzögerungsmechanismus
und die Leitung 50 in das Pendelventil E und betätigt, wie oben besohrieben, das
Funken- oder ZUndsystem.
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Ein wesentliches Merkmal ist darin zu sehen, daß die Zeitverzögerung
solange anhält, bis das Zünden gewUnsoht wird. Dies erfordert, daß die Ventile C
und D im Betriebszustand gehalten werden, doho geöffnet bzwO geschlossen sind.
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Dies geschieht durch Gas9 das durch die Leitungen 14 und 16 durch
das offene Ventil C, in die Leitung 56 und durch das Ventil B und die Leitungen
40 und 42 strömt, um die Ventile in dem obengenannten Betriebszustand zu halten,
Das Ventil D
dient hauptsächlich dazu, das Zündsystem mit Antriebsenergie
zu versorgen, sobald die Temperatursteuersorrichtung TC einen Wärmebedarf meldet.
Das Ventil a ist als Sicherheitsverriegelung ausgebildet, un das Ventil D zu betätigen
und ein vorzeitiges Zünden zu verhindern, wenn die Brennerflamme ausgegangen ist.
Damit arbeitet das ZUndsystem nur nach einer gewUns¢hten Zeitverzögerung bzw. nachdem
eine bestiate Zeitspanne vergangen ist, und bei dieser Ausführungsform erfolgt dann
der Gasstrom durch das Ventil, wie es in den Fig. 3-7 dargestellt ist.
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Obgleich das hier beschriebene Zündsystem dem hin- und herbeweglichen
Typ oder Wechseltyp angehört, versteht es sich, daß dieses System auch durch einen
Strömungsmittelmotor ersetzt werden kann, wie er in der USA-Patentschriit 3 344
835 beschrieben ist. Es wird darauf hingewiesen, daß das System ermöglicht, daß
das Gas von dem Ventil A durch die Leitung 52 und von den Ventil C durch die Leitung
54 direkt in den Brenner eintritt.
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Obgleich das hier beschriebene System vorzugsweise bei neuen Installationen
verwendet wird, die nur mit einem Hauptbrenner ohne einen sekundären ZUndflanmenbrenner
arbeiten, versteht es sich, daß das beschriebene System auch an bereits vorhandene
Einrichtungen angepaßt werden kann, die eine separate Zündflamme für den Hauptbrenner
aufweisen. Insoweit kann die Zündflamme zum ZEndsystem werden, bei dem der Austritt
und der FunkenstreckenzUndstab anstelle des hier gezeigten Hauptbrenners dem ZUndilammenbrenner
zugefügt werden.
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Sobald die ZUndung erfolgt ist, stellt der Zünflammenbrenner seinen
Betrieb ein.
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In Fig0 2 ist das Flammeniühlerventil A im Detail dargestellt. Sobald
im Betriebszustand die FUhlerrdhre erwärmt wird, dehnt das in ihr befindliche Gas
den Balg 60 aus. An unteren
Ende des Balges ist ein Rohr 62 angeschlossen,
das an seinem Bodenende offen ist und an seinem oberen Ende neben der Bodenseite
des Balgs eine oder mehrere Öffnungen 64 besitzt. Eine O-Ringdichtung 68 beiindet
sich im Durchgang der Körper 58.
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Das untere Ende des Rohres 62 trifft bei weiterem Ausdehnen des Balges
auf den Gummi oder federnden Sitz 70 des Ventils 72, der gegen die Feder 74 arbeitet,
und wird dicht abgeschlossen.
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Eine FUhrungsöffnung 76 des Ventils 72 bewegt sich über dem Fihrungssttit
78 hin und her, um das Ventil koaxial zu halten.
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Bei seiner Bewegung tritt Gas aus der Leitung 10 durch den Anschluß
80 in die Kammer 82 ein und strömt von dort nach außen beispielsweise durch den
Anschluß B4 in die Leitung 32 zum Ventil C, oder in gewissen Fällen, die-von den
hier beschriebenen System abweichen, kann das Gas an einen Alarm-oder anderen Mechanismus
angeschlossen werden, der so beschaffen ist, daß er bei der Wärme, die dem Fühlerröhrchen
zugeführt wird, in Tätigkeit tritt. Beim Abkühlen oder für den Fall, daß der Brenner
ausgegangen ist, iindet der umgekehrte Zyklus statt, und beim Zusammenziehen des
Balgs 60 schließt der Ventilkörper 72 die Öffnungen 82, und irgendwelches Gas, das
in der Leitung 32 oder der Kammer bleibt9 wird durch die Öffnung 64 in die Leitung
52 am Anschluß 86 ausgetragen.
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In Fig. 3 ist der Gasgetriebe-Zeitverzögerungsnechanismus mit Ventil
dargestellt. Er weist ein Gehäuse 90 auf, in dem sich ein Kolben 92 befindet der
in dem Zylinder 94 arbeitet.
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Der Kolben ist in geeigneter Weise abgedichtet, und zwar nicht nur
sein Außenumfang, sondern auch an der Ventilantriebsstange 96. Der Kolben verschiebt
sich relativ zur Antriebsstange, bis er gegen den Endkörper 98 der Stange schlägt.
Un den Mechanismus hinsichtlich des oben beschriebenen Zyklus einzustellen, tritt
Gas durch die Leitung 100 der Körperöffnung
des Rückschlagventils
102 des Klappentyps und bewegt den Kolben längs des Schaftes 96 nach rechts, bis
ein auf den Schaft befindlicher Anschlag sowohl den Kolben als auoh den Schaft bewegt0
Das andere Ende des Schaftes arbeitet in einer Kammer 104 und weist einen Ventilantrieb
106 auf, der in Verbindung mit dem Eintrittsventilstößel 108 und den Austrittsventilstößel
110 benutzt wird. Außerdem ist die Kammer 104 mit einer Auslaßöffnung 112 versehen.
Bei Verwendung der Einrichtung an der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform wird kein
Auslaßventil benötigt, sondern nur die Einlaßöffnung 112, die mit der Leitung 50
zum Zündsysten in Verbindung steht. In anderen Verwendungsfällen kann das Auslaßventil
erwünscht sein, um die Kammer 104 zu evakuieren oder den in ihr herrschenden Druck
zu entspannen. Wenn der Ventilantrieb 106 nach reohts bewegt wird, wird das Auslaßventil
110 geöffnet, während das Eintrittszufuhrventil 108 geschlossen wird. In dieser
Stellung wird der Zeitverzögerungsmechanismus nach Aufforderung reaktiviert oder
von neuen eingestellt. Wenn durch die Leitung 46 zum Anschluß 116 eine geeignete
Gasmenge zugeführt wird, bewegt sich der Kolben nach links, und zwar eo schnell
wie das Gas durch die gewünschte, festliegende Drosselstelle 118 ausströmen kann,
von wo aus es in den Brenner gelangt. In der Nähe seines Hubendes trifft der Kolben
92 aui den Endteil 98 der Kolbenstange, um dadurch den Ventilantrieb entsprechend
zu bewegen, wodurch die Einlaßöffnung geöffnet wird, weil das KugelrUckschlagventil
von ihr entfernt wird, und wodurch gleichzeitig die Auslaßöffnung 110 geschlossen
wird. Somit durchströmt Gas durch die Leitung 116, das Ventil 108, durch die Öffnung
in die Kammer 104 hinein und aus der Öffnung 112 in die Leitung 50 zum Zündmechanismus,
wie dies im obigen beschieben ist.
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In Fig. 4 ist eine andere Ausführungsform des Einstellöffnungs- und
Drosselnechanismus dargestellt. Durch die Leitung 44 wird Elnstellgas in den Einstellkanal
eingefUhrtO Eine aus
Gummi bestehende Klappe 120 ist auf der einen
Seite eines Gummirohres oder einer Gummihülse befestigt, die eine aus Sintermetall
bestehende Einsohndr- oder DrosselhUlse 122 bedeckt. Das Öffnen der Gummiklappe
ermöglicht es dem Gas, in den Zylinder einzutreten, den Kolben nach rechts zu stoßen
und den Zeitverzögerungsmechanismus einzustellen. Während des Zeitverzögerungshubes
des Kolbens wird das links vom Kolben befindliche Gäs durch eine in der Gummihülse
vorhandene Eichbohrung 124 ausgetragen, indem es durch den Drosselkörper 122 aus
Sintermetall strömt und duroh die Leitung 100 nach außen entweicht. Es können aber
auch andere Ausfahrungsformen von Ventilmechanismen benutzt werden, also beispielsweise
ein langes, zugespitztes Nadelventil anstelle der Drosselvorrichtung 118 von Fig.
3.
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In Fig. 5 ist eine weitere Ausführungsform einer Einrichtung zum
Öffnen und Schließen des im Betrieb befindlichen Ventils während der Zeitverzögerungsfolge
und ihres Einstellte vorgangs dargestellt. In diesem Fall ist die Kolbenstange 96
mit Querstiften 130 und 134 versehen, die mit metallenen Federventilhebeln i36 und
138 zusammenarbeiten, mit denen die Ventile 108 und 118 geöffnet bzw. geschlossen
werden.
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D.h,, wenn die Kolbenstange 96 eingestellt und nach rechts bewegt
wird, so wird dadurch das Ventil 108 geöffnet, während das Auslaßventil 110 geschlossen
wird, weil der Stift 130 gegen die Blattfeder 136 schlägt, während die Blattfeder
138 so gespannt wird, daß sie das Ventil 110 schließt. Die Stifte sind auf der Kolbenstange
so angeordnet, daß das Auslaßventil 108 geschlossen wird, bevor das Einlaßventil
110 öffnet.
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In Fig. 6 ist eine zusätzliche Ausführungsform dargestellt, bei der
eine einzige Blattfeder 140 Verwendung findet, die mit Hilfe der Feder 142 an der
Kolbenstange angebracht ist0 Ein federnder Puffer bei 144 dient zum Öffnen und/oder
Schließen der entsprechenden Ventile 108 und 110o Bei dieser
Anordnung
wird das Ventil beim Bewegen der Kolbenstange in jeder Richtung zu einer eine Schnappwirkung
zeigenden Vorrichtung.
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Bei der Ausführungsform von Fig. 7 wird eine andere Kolbenanordnung
beschrieben, bei der der Kolben 921 nicht aui der Kolbenstange gleitet wie dies
oben gezeigt ist, sondern eine Vorrichtung bildet, die bei ihrer Verbindung mit
der Kolbenstange ohne jede Packung rund um die Kolbenstange auskommt.