DE2500030A1

DE2500030A1 - SAFETY DEVICE FOR LOW PERFORMANCE GAS FLOW HEATERS

Info

Publication number: DE2500030A1
Application number: DE19752500030
Authority: DE
Inventors: Jacques Gouyou-Beauchamps
Original assignee: Saunier Duval SA
Current assignee: Saunier Duval SA
Priority date: 1974-01-30
Filing date: 1975-01-02
Publication date: 1975-07-31
Also published as: FR2259329B1; FR2259329A1; GB1454069A

Description

4690Herne, 8000 München 40, 4690Herne, 8000 Munich 40,

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Sicherheitsvorrichtung für Gasdurchlauferhitzer geringer LeistungSafety device for low-power gas water heaters

Die Erfindung betrifft eine Sicherheitsvorrichtung für Gasdurchlauferhitzer geringer Leistung in Verbindung mit einer fortschreitenden Gaszündvorrichtung.The invention relates to a safety device for gas water heaters low power associated with an advancing gas igniter.

Es ist bekannt, daß Gasdurchlauferhitzer geringer Leistung üblicherweise nicht an einen Schutzrauchabzug angeschlossen sind, so daß die vorgeschriebenen Sicherheitsmaßnahmen strikt eingehalten werden müssen, d.h. daß das Gerät in einem Raum mit ausreichenden Volumen eingebaut sein soll und daß dieser Raum oben und unten Ventilationsöffnungen mit ausreichenden Abmessungen aufweist. Unter diesen Voraussetzungen werden die in die Luft des Raumes ausgestossenen Verbrennungsgase normaler-It is known that gas water heaters are of low power are usually not connected to a protective smoke exhaust, so that the prescribed safety measures are strictly must be observed, i.e. that the device should be installed in a room with sufficient volume and that this Ventilation openings of adequate dimensions at the top and bottom. Under these conditions, the Combustion gases emitted into the air of the room are normal-

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weise durch die Ventilationsöffnungen abgeführt. Dennoch treten gelegentlich Unfälle auf, wenn der Prozentsatz der erneuerten Luft unzureichend ist, beispielsweise wenn eine ungewollte Verstopfung solcher öffnungen auftritt, insbesondere wenn die Abmessungen des Raumes zu gering sind. Ferner ist offenbar die Gefahr einer Vergiftung durch solche Verbrennungsprodukte bei fortgesetzter Benutzung eines solchen Gerätes erheblich höher.wisely discharged through the ventilation openings. Still, accidents occasionally occur when the percentage of renewed Air is insufficient, for example if an unwanted clogging of such openings occurs, especially if the dimensions of the room are too small. Furthermore, there is an apparent risk of poisoning from such combustion products if it continues Use of such a device is considerably higher.

In der französischen Patentanmeldung 74-00.763 ist eine Sicherheitsvorrichtung zur Beschränkung der Benutzungsdauer bei fortgesetzter Benutzung bis zu einer vorgegebenen Grenze beschrieben, bei der eine Unterbrechung oder Verringerung der Gaszufuhr zum Brenner erfolgt. Bei der dort beschriebenen Sicherheitsvorrichtung ist im' Durchgangsbereich der heißen Gase oberhalb der Brenner eine Sonde als Meßfühler angeordnet, die mit einem thermisch isolierten und außerhalb dieses Bereiches angeordneten Masselkopf verbunden ist, welcher als Wärmekapazität dient und seinerseits thermisch mit einem temperaturempfindlichen Element verbunden ist, das bei einem vorgegebenen Schwellwert auf die Gaszufuhr einwirkt.In French patent application 74-00.763 there is a safety device to limit the duration of use with continued use up to a specified limit, in which there is an interruption or reduction in the gas supply to the burner. With the safety device described there a probe is arranged as a measuring sensor in the 'passage area of the hot gases above the burner, which is connected to a thermal isolated and arranged outside of this area pig head is connected, which serves as a heat capacity and in turn is thermally connected to a temperature-sensitive element, which at a predetermined threshold value on the gas supply acts.

Ferner sind fortschreitende Zündvorrichtungen bei solchen Geräten bekannt, deren Aufgabe darin besteht, bei Beginn der Benutzung eine fortschreitende Gaszufuhr zum Brenner zu gewährleisten, um eine knallende oder explosionsartige Zündung zu vermeiden. In der DT-PS 2 107 649 ist eine solche fortschreitende Zündvorrichtung beschrieben, bei der oberhalb der Gaszuführungsklappe, die in bekannter Weise von einer Differentialmembran betätigt wird, eine bewegliche Vorrichtung mit einem Schließorgan zur fortschreitenden Veränderung des Querschnittes angeordnet ist, an die eine Membran anschließt, deren Unterseite ohne Einschränkung dem vor der Gassteuerklappe herrschenden Druck unterworfen ist und deren Oberseite über eine kalibrierte Drosselöffnung dem unterhalb der Gassteuerklappe herrschenden Druck aus-Progressive ignition devices are also known in such devices, the task of which is to begin with use to ensure a progressive gas supply to the burner in order to avoid a popping or explosive ignition. In DT-PS 2 107 649 such a progressive ignition device is described in which above the gas supply flap, which is operated in a known manner by a differential diaphragm, a movable device with a closing member is arranged for the progressive change in the cross section, to which a membrane connects, the underside of which without Restriction subject to the pressure prevailing in front of the gas control flap and the top of which exits the pressure below the gas control flap via a calibrated throttle opening.

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gesetzt ist. Dieses Schließorgan weist vorzugsweise zwei konzentrische Klappen verschiedenen Durchmessers auf, die so angeordnet sind, daß bei Beginn der Benutzung eine dieser Klappen sich öffnet und eine verringerte Gaszufuhr zu den Brennern ermöglicht, während die gesamte Gaszufuhr erst nach Ablauf einiger Sekunden durch öffnen der zweiten Klappe erfolgt.is set. This closing member preferably has two concentric flaps of different diameter, which are arranged so that one of these flaps at the beginning of use opens and allows a reduced gas supply to the burners, while the total gas supply only after some Seconds by opening the second flap.

Die Erfindung besteht darin, ausgehend von einer solchen Anordnung, die eine fortschreitende Zündung sicherstellt, eine Vorrichtung anzuschließen, die automatisch nach Ablauf einer vorgegebenen Zeit fortgesetzter Benutzung die Gaszufuhr reduziert, wobei diese Gasreduzierung durch direktes. Einwirken auf das Schließorgan zur fortschreitenden Veränderung des Querschnitts erfolgt, um das Schließorgan in der Position zu halten, die es zu Beginn der Zündung einnimmt, d.h. in einer Stellung zur Verringerung der Gaszufuhr zu den Brennern.The invention is based on such an arrangement, which ensures a progressive ignition, a To connect device that automatically reduces the gas supply after a predetermined time of continued use, this gas reduction by direct. Act takes place on the closing element to progressively change the cross-section in order to keep the closing element in position, which it assumes at the start of ignition, i.e. in a position to reduce the gas supply to the burners.

In weiterer Ausbildung der Erfindung ist eine Sonde als Wärmemeßfühler der Verbrennungsgase des Gerätes thermisch mit einer Masse als Wärmekapazität verbunden, die oberhalb der Kammer mit der Membran einer fortschreitenden Zündvorrichtung nach der DT-PS 2 107 649 angeordnet ist, wobei die Masse auf ein temperaturempfindliches Element wirkt, welches eine in der Kammer befindliche öffnung freigibt, um die Kammer dem Atmosphärendruck auszusetzen und die öffnung des Schließorgans in der Stellung geringer Zufuhr zu begrenzen.In a further embodiment of the invention is a probe as a heat sensor of the combustion gases of the device thermally with a Mass connected as heat capacity, which is above the chamber with the membrane of a progressing igniter after the DT-PS 2 107 649 is arranged, wherein the mass acts on a temperature-sensitive element which releases an opening in the chamber in order to bring the chamber to atmospheric pressure suspend and limit the opening of the closing member in the low supply position.

Weitere Merkmale und Vorteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung lassen sich aus der folgenden Beschreibung anhand der Zeichnungen entnehmen. Die Zeichnungen zeigen inFurther features and advantages of the device according to the invention can be found in the following description with reference to the drawings. The drawings show in

Fig. 1 eine Schnittdarstellung der Gaszufuhrungsanordnung mit der angeschlossenen Sicherheitsvorrichtung; und inFig. 1 is a sectional view of the gas supply arrangement with the connected safety device; and in

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Fig. 2 einen Teilschnitt der Darstellung nach Fig. 1, wobei die
Sicherheitsvorrichtung in Betrieb ist.Fig. 2 is a partial section of the representation of FIG. 1, wherein the
Safety device is in operation.

Der an sich bekannte Gasdruckregler weist einen Käsen 4 mit einer Innenmembran 5 auf,die den Kasten in zwei getrennte Kammern 2 und teilt. Das der Kammer 1 zugeführte Gas tritt durch eine öffnung 6 in die Kammer 2 ein. Oberhalb der Hauptklappe 8 der Gaszuführung zu den Brennern und in Höhe der öffnung 6 ist ein Schließorgan zur fortschreitenden Veränderung des Querschnittes in Verbindung mit der Membran 5 angeordnet, deren Unterseite ohne Einschränkung dem in der Kammer 2 herrschenden Druck ausgesetzt ist und deren Oberseite dem in Kammer 2 herrschenden Druck ausgesetzt ist und deren Oberseite dem in der Kammer 3 herrschenden Druck unterliegt, die ihrerseits über ein Rohr mit kalibrierter öffnung 17 mit dem Austrittsrohr 7 zum Brenner unterhalb der Klappe 8 verbunden ist. Das Schließorgan zur fortschreitenden Veränderung des Querschnittes weist zwei konzentrische Klappen 21 und 22 von unterschiedlichem Durchmesser auf. Das Rohr mit dem größeren Durchmesser 22 ist eine schwimmende
Scheibe, deren Gewicht so bemessen ist, daß unter der Wirkung des Überdruckes des Gases zwischen der Kammer 1 und der Kammer 2 die Klappe 22 auf ihrem Sitz in der Schließstellung haftet. Die KlappeThe gas pressure regulator known per se has a cheese 4 with an inner membrane 5 which divides the box into two separate chambers 2 and 2. The gas fed to the chamber 1 enters the chamber 2 through an opening 6. Above the main flap 8 of the gas supply to the burners and at the level of the opening 6 there is a closing element for progressively changing the cross-section in connection with the membrane 5, the underside of which is exposed without restriction to the pressure prevailing in the chamber 2 and the upper side of which is exposed to the pressure in the chamber 2 is exposed to the prevailing pressure and the upper side of which is subject to the pressure prevailing in the chamber 3, which in turn is connected to the outlet pipe 7 to the burner below the flap 8 via a pipe with a calibrated opening 17. The closing element for progressively changing the cross section has two concentric flaps 21 and 22 of different diameters. The tube with the larger diameter 22 is a floating one
Disc, the weight of which is such that under the action of the overpressure of the gas between the chamber 1 and the chamber 2, the flap 22 adheres to its seat in the closed position. The flap

21 mit geringerem Durchmesser gibt in geöffneter Stellung die
schwimmende Klappe 22 frei, deren Zwischenträger 19 ein Loslösen hervorruft, um den vollständigen Durchtritt des Gases sicherzustellen. Die Zündung des Gerätes zu zwei Zeitpunkten erfolgt in üblicher
Weise und zwar folgendermaßen: Zu Beginn der Benutzung, wenn die Membran 10 des Wassermechanismus 9 den Hebel 12 freigibt und die Klappe 8 öffnet, befindet sich die bewegliche mit der Membran 5
verbundene Vorrichtung in der oberen Stellung (vgl. Fig. 1), und eine geringe Gaszufuhr strömt zwischen den Schließorganen 21 und21 with a smaller diameter are in the open position
floating flap 22 free, the intermediate carrier 19 causes a detachment in order to ensure the complete passage of the gas. The device is ignited at two times in the usual way
This is done as follows: At the beginning of use, when the membrane 10 of the water mechanism 9 releases the lever 12 and opens the flap 8, the movable one with the membrane 5 is located
connected device in the upper position (see. Fig. 1), and a small supply of gas flows between the closing members 21 and

22 von der Kammer 1 in die Kammer 2. Durch die Verbindung 17 erreicht die Kammer 3 fortschreitend den Druck der Kammer 2, was
eine Verschiebung nach unten gegen die Membran 5 und ein vollständiges öffnen der Schließklappen 21 und 22 sowie uneinge-22 from chamber 1 to chamber 2. Through connection 17, chamber 3 progressively reaches the pressure of chamber 2, which
a shift downwards against the membrane 5 and a complete opening of the closing flaps 21 and 22 as well as unintentional

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schränkte Gaszufuhr bewirkt.limited gas supply causes.

Die vorgeschlagene Sicherheitsvorrichtung wird an den Gasdruckregelmechanismus angeschlossen und versetzt diesen Regelmechanismus aus der Stellung vollständiger Gaszufuhr in die Stellung geringer Gaszufuhr, die diese zu Beginn der Zündung einnimmt.The proposed safety device is connected to the gas pressure regulating mechanism and moves this regulating mechanism from the position of full gas supply to the position low gas supply, which it occupies at the beginning of the ignition.

In Fig. 1 ist ein zylindrischer Mantel 26 auf einen Deckel 25 aufgeschraubt, der den Oberteil der Kammer 3 begrenzt. In dem so entstehenden Hohlraum ist eine Masse aus zwei einander überlagerten Elementen 27 und 28 angeordnet. Der Deckel 25 weist an seinem Oberteil eine öffnung 29 auf; eine Dichtung sorgt für die Dichtigkeit zwischen der Masse 28 und dem Deckel ; eine Dichtung 31 zur thermischen Isolierung ist zwischen der Masse 27 und dem Oberteil des Mantels 26 eingeklemmt. Eine öffnung AO geringen Durchmessers im Anschluß an die öffnung 29 verläuft durch die untere Masse 28. Die Masse 27 weist in der gleichen Achse zwei kleine, aufeinander folgende Kammern oder Hohlräume 32 und 33 von unterschiedlichem Durchmesser sowie eine obere öffnung auf, an der ein Rohr aus nichtoxidierendem Metall befestigt ist, deren Oberteil 35 sich im Bereich der von den Brennern 37 erzeugten Flammen befindet. In der Kammer 32 größeren Durchmessers ist ein gewölbtes Bimetallelement, vorzugsweise ein gekrümmter Bimetallstreifen 38 angeordnet, dessen Konvexität im kalten Zustand nach unten gewandt ist (vgl. Fig. 1) und der sich auf dem horizontalen, unteren Teil der kleinen Kammer 32 abstützt und die um die öffnung AO angeordnete Dichtung 39 zusammenpresst. Im warmen Zustand ist die Konvexität des gewölbten Bimetallelementes 38 nach oben gewandt (vgl. Fig. 2); er befindet sich dann frei in der Anordnung der beiden Kammern 32 und 33 und gibt die Öffnung AO frei, so daß eine Verbindung der Kammer 3 mit dem Rohr 3A eintritt.In FIG. 1, a cylindrical jacket 26 is screwed onto a cover 25 which delimits the upper part of the chamber 3. In A mass of two elements 27 and 28 superimposed on one another is arranged in the cavity thus created. The lid 25 has an opening 29 on its upper part; a seal ensures the tightness between the mass 28 and the cover; a seal 31 for thermal insulation is clamped between the mass 27 and the upper part of the jacket 26. An opening AO of small diameter following the Opening 29 runs through the lower mass 28. The mass 27 has in the same axis two small, successive chambers or cavities 32 and 33 of different diameters and an upper opening to which a tube made of non-oxidizing metal is attached, the upper part 35 of which is located in the Area of the flames generated by the burners 37 is located. In the larger diameter chamber 32 there is a curved bimetal element, preferably a curved bimetal strip 38 arranged, the convexity of which faces downwards in the cold state (see. Fig. 1) and which is on the horizontal, supports the lower part of the small chamber 32 and compresses the seal 39 arranged around the opening AO. In the warm State is the convexity of the curved bimetal element 38 facing upwards (see. Fig. 2); he is then free in the arrangement of the two chambers 32 and 33 and is the opening AO free, so that a connection of the chamber 3 with enters the pipe 3A.

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Die Vorrichtung arbeitet folgendermaßen: Wenn ein Benutzer bei kaltem Gerät den Wasserhahn öffnet, so erfolgt wie oben beschrieben unter Normalbedingungen eine fortschreitende Zündung, das gewölbte Bimetallelement 38 ist kalt und befindet sich in der aus Fig. 1 ersichtlichen Stellung, in der er die Öffnung 40 versperrt, d.h. der Gasdruck der Kammer ist mit dem der Kammer 2 und dem Gaszuführungsrohr 7 der Brenner ausgeglichen und vom Atmosphärendruck getrennt. Bei Betrieb des Gerätes ist der obere Teil 35 des Rohres 34 der Flammentemperatur ausgesetzt und ein Wärmefluß wird über das Rohr 34 auf die Massen 27 und 28 übertragen, die eine beträchtliche Wärmekapazität aufweisen und gegenüber der Masse des Gerätes thermisch isoliert angeordnet sind. Die Temperatur der Massen erhöht sich daher fortschreitend und das gewölbte Bimetallelement 38 erreicht nach Ablauf einer gewissen Betriebszeit des Gerätes seine Verformungstemperatur. In diesem Falle (vgl. Fig. 2) ist die Öffnung 40 geöffnet und das Gas der Kammer 3 entweicht durch die Hohlräume 32 und 33 sowie das Rohr 34,.die Mündung 35, wo es verbrannt wird. Es ist klar, daß das gewölbte Bimetallelement 38 nicht die gesamte Tiefe der Hohlräume 32 und 33 ausfüllt, um das Durchströmen des Gases aus dem einen Teil in den anderen zu ermöglichen. Der Durchmesser des Rohres 34 ist wesentlich größer als der Durchmesser des Rohres 17 mit kalibrierter Öffnung, so daß sich der Druck in der Kammer 3 praktisch mit dem Atmosphärendruck ausgleicht. Der relative Überdruck des Gases in der Kammer 2 wirkt auf die Membran 5 und verschiebt die bewegliche Vorrichtung nach oben und bewirkt dadurch ein Zurückführen der Klappen 21 und 22 in die Stellung, die sie bei Beginn der Zündung des Gerätes einnehmen, d.h. daß die Gaszufuhr zum Brenner auf einen Minimalwert abfällt. Somit tritt nach längerer Benutzung eine Verringerung der Heizleistung und eine Begrenzung der Gefahr der Luft des Raumes ein. Damit die Anordnung in ihre Ruhestellung zurückkehrt, ist es erforderlich, die Gaszufuhr durch Schließen des Wasserhahnes vollständig zuThe device works as follows: If a user opens the tap when the device is cold, a progressive action takes place under normal conditions, as described above Ignition, the curved bimetal element 38 is cold and is in the position shown in FIG. 1, in which it closes the opening 40, i.e. the gas pressure of the chamber is with that of the chamber 2 and the gas supply pipe 7 of the burner balanced and separated from atmospheric pressure. When the device is in operation, the upper part 35 of the tube 34 is at the flame temperature exposed and a flow of heat is transferred via the pipe 34 to the masses 27 and 28 which have a considerable heat capacity have and are arranged thermally insulated from the mass of the device. The temperature of the masses increases therefore progressively and the curved bimetal element 38 reaches its after a certain operating time of the device Deformation temperature. In this case (see FIG. 2) the opening 40 is open and the gas in the chamber 3 escapes through the cavities 32 and 33 and the pipe 34, .the mouth 35, where it is burned. It is clear that the curved bimetal element 38 does not fill the entire depth of the cavities 32 and 33 in order to allow the gas to flow through from one part to the other to enable. The diameter of the tube 34 is much larger than the diameter of the tube 17 with calibrated Opening, so that the pressure in the chamber 3 is practically equal to the atmospheric pressure. The relative overpressure of the Gas in the chamber 2 acts on the membrane 5 and moves the movable device upwards and thereby causes a Return the flaps 21 and 22 to the position they were in at the start of the ignition of the device, i.e. the gas supply to the burner drops to a minimum value. Thus, after prolonged use, there is a reduction in heating power and a Limiting the risk of air in the room. In order for the arrangement to return to its rest position, it is necessary to completely shut off the gas supply by closing the tap

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sperren und eine ausreichende Zelt abzuwarten, damit die Masselköpfe sich abkühlen und das gewölbte Bimetallelement 33 seine ursprüngliche Stellung wieder einnimmt. Nimmt der Benutzer das Gerät nach Einwirken der Sicherheitsvorrichtung wieder in Betrieb, so werden die Masselköpfe immer noch eine Temperatur in der Nähe der Verformungstemperatur des Bimetallstreifens 38 aufweisen und infolgedessen wird der oben beschriebene Prozeß der Verringerung der Gaszufuhr nach Ablauf kurzer Zeit wieder eintreten. Mit einem solchen System ist es daher unmöglich, das Gerät mehrere Male nacheinander längere Zeit zu benutzen, wenn dazwischen nur kurze Pausen liegen ,was eine wirkungsvolle Erneuerung der Luft des Raumes sicherstellt.lock and wait for a sufficient tent so that the ingot heads cool down and the curved bimetal element 33 is his resumes its original position. If the user puts the device back into operation after the safety device has taken effect, the ingot heads are still at a temperature have the vicinity of the deformation temperature of the bimetal strip 38 and, as a result, the process described above becomes the Reduce the gas supply after a short time. With such a system, therefore, it is impossible to do that To use the device several times in a row for a longer period of time if there are only short breaks in between, which ensures an effective renewal of the air in the room.

Patentansprüche:Patent claims:

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Claims

Patent claims

1. J Safety device for gas water heater for loading

-limitation of the continued period of use with one in the passageway the hot gases of the device above the burner arranged probe as a temperature sensor, which with a thermally insulated ingot head is connected, which in turn is in contact with a temperature-sensitive element, and with a gas control mechanism with an advancing ignition device in which the double flap shutter is on a membrane is connected, the underside of which is unrestricted by the pressure and pressure above the gas control flap Upper side is exposed to the pressure prevailing below the gas control flap via a calibrated throttle opening, thereby characterized in that the probe acting as a heat sensor is a hollow tube (34), the end (35) of which extends over the burner protrudes and which are connected to thermally insulated masses (27, 28) inside a jacket (26) which is above the lid (25) is attached, which closes the upper part of the chamber (3) of the advancing gas ignition device, and that a temperature sensitive locking device in one Cavity (32, 33) of the masses (27, 28) is enclosed and the gas passage from the chamber (3) into the tube (34) via an in the cover (25) arranged opening (29), a corresponding opening (40) provided in the compound (28) and the cavity (32, 33) controls into which the pipe (34) opens.

2. Safety device according to claim 1, characterized in that that the temperature-sensitive locking device is a curved bimetal element (38) whose The convexity in the cold state is directed downwards and closes the opening (40), and its convexity in the warm state is directed upwards into the cavity (32, 33) and the

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öffnung (40) freigibt.opening (40) releases.

3. Sicherheitsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η zeichnet, daß der Innendurchmesser des Rohres (34) von wesentlich größerem Durchmesser als die in an sich bekannter Weise in der fortschreitenden Gaszündvorrichtung vorgesehene kalibrierte Drosselöffnung ist.3. Safety device according to claim 1, characterized in that g e k e η η records that the inner diameter of the tube (34) of much larger diameter than that in a known manner is calibrated throttle opening provided in the advancing gas ignition device.

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