DE2500529A1

DE2500529A1 - Sicherheitsvorrichtung fuer gas- durchlauferhitzer mit geringer leistung

Info

Publication number: DE2500529A1
Application number: DE19752500529
Authority: DE
Inventors: Jacques Gouyou-Beauchamps
Original assignee: Saunier Duval SA
Current assignee: Saunier Duval SA
Priority date: 1974-01-10
Filing date: 1975-01-08
Publication date: 1975-07-17
Also published as: DE2500529B2; DE2500529C3; JPS50117045A; US3971344A

Description

250, route de l'Empereur

92508 Rueil Malmaison
Frankreich

Sicherheitsvorrichtung für Gas-Durchlauferhitzer mit geringer Leistung

Die Erfindung betrifft eine Sicherheitsvorrichtung für Gasdurchlauferhitzer mit geringer Leistung.

Es ist bekannt, daß Gasdurchlauferhitzer mit einer geringeren Leistung als 125 kg cal min nicht zwangsläufig über eine Leitung mit einem Schutzrauchabzug verbunden sind, so daß die vorgeschriebenen Vorsichtsmaßnahmen strikt eingehalten werden müssen, daß nämlich solche Apparate in einem Raum mit ausreichendem Luftvolumen aufgestellt werden müssen und daß solche Räume oben und unten mindestens Ventilationsöffnungen ge-

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nügender Größe aufweisen müssen. Sind diese Voraussetzungen erfüllt, so ziehen die in den Raum austretenden Verbrennungsprodukte normalerweise durch die Ventilationsöffnungen ab. Dennoch treten gelegentlich Unfälle auf, wenn der Prozentsatz der erneuerten Luft zu gering ist, beispielsweise wenn eine ungewollte Verstopfung dieser öffnungen eintritt, vor allem wenn die Abmessungen des Raumes zu gering sind. Darüber hinaus wird die Vergiftungsgefahr durch solche Verbrennungsprodukte offensichtlich durch fortgesetzte Benutzung solcher Geräte erhöht.

Eine bekannte Lösung dieses Problems besteht darin, die Luft des Raumes, in dem der Durchlauferhitzer eingebaut ist, zu überwachen, um das Einwirken einer Sicherheitsvorrichtung bei erhöhtem Gehalt giftiger Gase zu bewirken. Die Vorrichtungen zum Inbetriebsetzen einer solchen Überwachungseinrichtung sind bequem zu handhaben, wenn man es mit einem bekannten Gas unter konstanten Betriebsbedingungen zu tun hat, beispielsweise mit Erdgas vorgegebener Zusammensetzung bei vorgegebenem Druck. Dagegen sind solche Vorrichtungen bei Geräten, die mit beliebigen Gasen arbeiten, schwierig einzustellen, da diese verschiedene Verbrennungsgase mit unterschiedlichem Druck erzeugen können.

Da aber die Giftigkeit der Luft im allgemeinen nur nach Ablauf einer längeren Betriebszeit des Durchlauferhitzers einen gefährlichen Wert erreicht, scheint es wesentlich wünschenswerter zu sein, eine Überwachungsvorrichtung der Betriebszeit zu verwenden, die die Sicherheitsvorrichtung des Gerätes erst dann auslöst, wenn der Benutzer das Gerät zu lange in der Betriebsstellung hält, so daß der Gehalt an giftigen Gasen im Raum gefährlich werden kann.

Die Erfindung schlägt daher eine Vorrichtung vor, die über ein

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Unterbrechungssystem die Gaszufuhr bei einem bestimmten, vorher eingestellten Wert unterbricht und dadurch die Benutzungsdauer des Gerätes beschränkt.

Bei der erfindungsgemäßen Sicherheitsvorrichtung wird eine thermisch isolierte Masse beträchtlicher Wärmekapazität langsam über eine Sonde mit geringer thermischer Leitfähigkeit erhitzt, die ziemlich hohen Temperaturen in der heißen Zone des Gerätes ausgesetzt ist. Der begrenzte thermische Fluß, der fortschreitend von der Sonde zur Masse strömt, erhöht die Temperatur dieser Masse nur nach Ablauf einer genügend langen Zeit. Die Masse trägt eine temperaturempfindliche Vorrichtung, die nur nach Erreichen der vorgegebenen Ausschalttemperatur in Funktion tritt und eine Vorrichtung betätigt, die eine Unterbrechung oder Drosselung der Gaszufuhr zum Gerät bewirkt. Dies kann beispielsweise ein Thermokontakt mit plötzlicher Unterbrechung sein, der den thermoelektrisehen Sicherheitsstromkreis unterbricht oder eine Vorrichtung mit einemBimetallstreifen zur Begrenzung der Gaszufuhr, ohne die Zündflamme auszulöschen.

In weiterer Ausbildung der Erfindung ist die temperaturempfindliche Vorrichtung ein Ausdehnungsorgan, das mechanisch auf den Regelhebel der Membran der an sich bekannten Gasregelvorrichtung wirkt, das üblicherweise auf diesen Geräten in der Weise angeordnet ist, daß bei längerer Benutzung die Membran des Reglers eine Deformation erleidet, die ein teilweises Verschließen der Regelklappe bewirkt und damit eine Verminderung der Gaszufuhr zum Brenner zur Folge hat. Diese Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung vermeidet insbesondere das Wiedereinschalten des thermoelektrisehen Sicherheitskreises von Hand.

Weitere Merkmale und Vorteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung lassen sich aus der folgenden Beschreibung anhand

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der Zeichnungen entnehmen. Die Zeichnungen zeigen in:

Fig. 1 eine schematische Schnittdarstellung einer ersten Ausführungsform;

Fig. 2 eine Kurve des Temperaturverlaufes bei fortgesetzter Benutzung des Gerätes;

Fig. 3 eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform; und in

Fig. 4 eine Darstellung im Schnitt, wobei das Sicherheitssystem mit dem Gasregelmechanismus des Gerätes zusammengesetzt ist.

Fig. 1 zeigt einen Gasdurchlauferhitzer geringer Leistung mit einem Rippenblock 1, der über eine Abzugshaube 2 in direkter Verbindung mit der Luft des Raumes steht. Die Verbrennungskammer 4 ist in bekannter Weise durch den Mantel 5 des Heizkörpers begrenzt, der oberhalb der Brennarme 6 angeordnet ist. Die Gaszufuhr 7 zum Brenner wird durch die Öffnung der kleinen Zufuhrklappe 8 im Kasten 9 geregelt, der eine Sicherheitsvorrichtung mit einem Thermoelement umschließt. Der Anker 10 des Elektromagneten 11 ist mit der Klappe8 und einem Druckknopf 12 zum Wiedereinschalten verbunden. Bei erregtem Elektromagneten 11 haftet der Anker 10 bekanntlich an diesem und die Klappe 8 ist geöffnet, so daß das aus dem Rohr 7 kommende Gas über die Rohrleitung 13 zum Brenner 6 gelangen kann, wenn die übliche mechanische öffnungsvorrichtung mit ihrer Klappe bei Wasserentnahme betätigt wird. Der Elektromagnet 11 ist gleichzeitig mit dem Thermoelement 15 in der Zündflamme 16 und einem Thermokontakt 17 in Form eines Bimetallstreifens zur plötzlichen Unterbrechung verbunden. Das Thermoelement 15 und der Thermokontakt 17 sind in Reihe geschaltet.

Der Thermokontakt 17 ist an einer Masse 18 befestigt, der seiner-

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seits an eine Sonde 19 angeschlossen ist. Die Sonde 19 ist oberhalb des Rippenblockes 1 im Austrittsbereich der Abgase angeordnet und aus einem Material mit geringer thermischer Leitfähigkeit hergestellt. Die Masse 18 weist eine beträchtliche Wärmekapazität auf und ist thermisch isoliert in der Weise angeordnet, daß sie einerseits keine Wärmeenergie durch Abstrahlung verliert und andererseits keiner direkten Temperaturerhöhung durch das Gerät ausgesetzt ist. In Fig. 1 ist sie daher außerhalb des Heizkörpers angeordnet.

Die Vorrichtung arbeitet folgendermaßen: In Betrieb ist die Sonde 19 ohne Einschränkung der Heizung durch Abgase unterworfen, die aus dem Rippenblock 1 entweichen, und ist somit Temperaturen von ungefähr 15O°C ausgesetzt. Aufgrund ihrer geringen thermischen Leitfähigkeit überträgt die Sonde 19 ihre Wärme langsam auf die Masse 18, deren Temperatur gleichmassig mit der Zeit während einer genügend langen Periode t^ ansteigt, wie die Kurve in Fig. 2 zeigt. Da die Masse 18 isoliert angeordnet ist und ihre erhöhte Temperatur erst nach Ablauf einer gewissen Zeit erreicht, kann man davon ausgehen, daß die Umgebungstemperatur ohne Wirkung auf die Wirkungsweise der Vorrichtung ist. Sobald die Masse 18 die maximale Regeltemperatur Θ_Μ nach- Ablauf der Zeit t^ erreicht hat, erfolgt ein plötzliches Abschalten des Thermokontaktes 17, der ohne Verzögerung der Temperaturerhöhung folgt. Der Strom der Thermoelement-Sicherheitsvorrichtung ist unterbrochen; der Elektromagnet 11 wird aberregt und die Klappe 8 für die Gaszuführung zum Brenner geschlossen. Wartet der Benutzer eine Zeitlang bis die Temperatur der Anordnung abnimmt_g' so kann er nach Wiedereinschalten des Knopfes 12 das Gerät wieder anzünden, jedoch ist die Sonde 19 immer noch auf einer beträchtlichen Temperatur, so daß die Sicherheitsvorrichtung nach Ablauf der Abkühlungszeit t^ und tp bei einer Temperatur Θ,. von neuem in Funktion tritt; nach dem Wiedereinschalten des Gerätes steigt die Temperatur dann wieder zum Punkt C bei der Maximaltemperatur 0„ an. Der Kurvenast CD-DE zeigt den gleichen Vor-

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gang, allerdings bei einer längeren Wartezeit t₂ "bis t^ vor dem Wiedereinschalten des Gerätes. Wartet man daher eine genügend lange Zeit, die einem fast vollständigen Abkühlen der Masse entspricht, so kann man das Gerät eine der vollen Regel zeit entsprechende Zeit benutzen. Dies ist ganz im Sinne der Sicherheitsvorkehrungen:

Nach dem Eingreifen des Thermokontaktes über den Bimetallstreifen muß man das Gerät über eine genügend lange Zeit in Ruhe lassen, um eine Erneuerung der Luft des Raumes zu erreichen; wartet man nur kurze Zeit, so ist die Masse noch nicht abgekühlt, aber auch die Luft ist noch nicht erneuert.

In Fig. 3 ist eine weitere Ausführungsform dargestellt: Die Sonde 19 ist im Inneren'des Mantels 5 des Heizkörpers angeordnet und ragt über die Brenner 6 hinaus. Die an die Sonde angeschlossene Masse 18 befindet sich in einer kalten Zone des Gerätes unterhalb der Brenner. Das temperaturempfindliche Element 17 steuert über ein Gestänge 20 eine kleine Klappe 21, die eine Gaszuführungsleitung 13 zum Brenner versperrt. Ist das Gerät die vorgegebene Zeit im Betrieb, so daß die Masse 18 die Maximaltemperatur 9_M erreicht hat, so löst das Element 17 das Schließen der Klappe 21 aus, die den Gasdurchtritt unterbricht. Man erkennt, daß das Schließen der kleinen Klappe 21 vollständig oder partiell sein kann, d.h. es ist ausreichend, eine beträchtliche Verringerung der Gaszufuhr zum Brenner zu erreichen, um eine Reduzierung des Austritts von Verbrennungsgasen in den Raum zu erzielen. Der Vorteil dieser Ausführungsform besteht darin, daß der Benutzer nicht den Sicherheitsdruckknopf 12 betätigen muß, um das Gerät wieder in Gang zu setzen.

Die vorgeschlagene Sicherheitsvorrichtung läßt sich auch bei verschiedenen anderen Kombinationen als in den Zeichnungen dargestellt verwenden, d.h. unabhängig von der Stellung der Sonde 19 steuert das temperaturempfindliche Unterbrecherelement direkt oder

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indirekt entweder das Ausschalten der Sicherheitsvorrichtung (vgl. Fig. 1) oder das Schließen 21 der Gaszuführung (vgl. Fig. 3) oder auch das direkte Schließen des Verschlusses 14, der normalerweise zur Steuerung der Gaszuführung bei Wasserentnahme vorgesehen ist.

Die Sonde 19 befindet sich in der heißen Zone des Gerätes, d.h. oberhalb des Brenners vor oder hinter dem Rippenblock 1, während die Masse thermisch isoliert und in einer kühlen Zone angeordnet ist.

In Fig. 4 ist die Anwendung des oben beschriebenen Sicherheitssystems bei einem an sich bekannten Gasregelmechanismus, der üblicherweise bei solchen Geräten vorgesehen ist.

Der Gasdurchlauferhitzer geringer Leistung weist einen Rippenblock 1 mit einer Abzugshause 2 in direkter Verbindung mit der Luft des Raumes auf. Die Verbrennungskammer 4 ist in bekannter Weise durch den oberhalb der Brennerarme 6 angeordneten Mantel des Heizkörpers5 begrenzt. Die Gaszufuhr zu den Brennern erfolgt über eine öffnung der Zuführungsklappe 8, die einen Teil der thermoelektrischen Sicherheitsvorrichtung zur Vermeidung des Erlöschens der Zündflamme bildet. Die temperaturempfindliche Vorrichtung weist eine Sonde 19 auf, die über die Brenner 6 ins Innsere des Mantels 5 des Heizkörpers hineinragt.

Die sonde 19 ist an einer Masse 18 angeschlossen, die unterhalb der Brenner 6 angeordnet und über eine Isolationsverbindung 22 auf einem Träger 23 gehaltert ist. Der Träger 23 ist seinerseits auf der Gasregelvorrichtung 24 befestigt, die oberhalb des Gaszuführungsrohres 13 zum Brenner angeordnet ist. In engem thermischen Kontakt mit der Masse 18 liegt ein mit einem Ausdehnungsfluid gefüllter Federbalg 25 an, der Über eine Platte 26 und an eine Platte 23 angehängte Federn 27 unter Druck steht. Ein um eine horizontale Achse 29 schwenkbarer Arm 28 wird von

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einer mittler Platte 23 verbundenen Stange 30 betätigt. Am Ende des Armes 28 stützt sich ein von einer Riegelfeder 32 vorgespannter Hebel 31 ab, der seinerseits in bekannter Weise auf die Stange 35 wirkt, welche- quer durch den Regelkasten verläuft und sich auf der mit der Gasregelklappe 34 verbundenen Membran 33 abstützt.

Diese Ausf ührungsform arbeitet folgendermaßen: Nach Ablauf einer vorgegebenen durchgehenden Benutzungszeit hat die Sonde 19 die Masse 18 auf eine solche Temperatur gebracht, daß das in dem Federbalg 25 enthaltene Fluid sich ausgedehnt hat und die Platte 26 von der Platte 23 gegen die Wirkung der Federn 27 zu entfernen sucht. Diese nach unten gerichtete Bewegung der Platte 26 überträgt sich auf den Schwenkarm, der sich um seine Achse 29 dreht und dessen Ende den Hebel 31 anhebt, der die Stange 35 freigibt. Die Schließbewegung der Gasregelklappe 34 ist nicht mehr durch die Stange 35, die die Membran 33 in ihrer Stellung hält, gehindert, und die Klappe 34 nimmt eine angehobene Stellung ein, so daß eine beträchtliche Verringerung der Gaszufuhr zum Brenner eintritt, was eine Reduzierung des Austritts von Verbrennungsgasen in den Raum zur Folge hat.

Patentansprüche; - 9 -

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Claims

Patentansprüche

1.J Sicherheitsvorrichtung für Gasdurchlaßerhitzer zur Begrenzung der fortgesetzten Benutzungsdauer, dadurch gekennzeichnet , daß eine Sonde (19) im Durchgangsbereich der heißen Gase des Gerätes oberhalb der Brenner als Meßfühler angeordnet ist, die mit einer außerhalb dieser Hone thermisch isolierten Masse (18) als Wärmekapazität thermisch verbunden ist, und daß die Masse (18) mit einem temperaturempfindlichen Element thermisch verbunden ist, das oberhalb einer vorgegebenen Temperaturschvrelle eine Unterbrechung oder Verringerung der Gaszufuhr zum Brenner bewirkt.

2. Sicherheitsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das temperaturempfindliche Element (17) ein in Serie mit dem Thermoelement (15) der thermoelektrischen Sicherheitsvorrichtung (9) geschalteter Thermokontakt ist.

3. Sicherheitsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das temperaturempfindliche Element (17) die Bewegung einer im Gaszuführungsrohr des Brenners angeordneten Schließklappe (21) steuert.

4. Sicherheitsvorrichtung nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet , daß die von dem temperaturempfindlichen Element (17) gesteuerte Schließklappe die Hauptklappe der Gaszuführungsrichtung (14) für den Brenner ist, welche in bekannter Weise auf die Betätigung des Wasserhahnes anspricht.

5. Sicherheitsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das temperaturempfindliche Element

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ein Ausdehnungsorgan ist, dessen bewegliches Ende mechanisch auf den Regelhebel der Membran (33) der Gasregelvorrichtung (24) wirkt, die in an sich bekannter Weise auf dem Gaszuführungsrohr (13) des Brenners angeordnet ist.

6. Sicherheitsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß das Ausdehnungsorgan ein Federbalg (25) ist, der mittels einer Platte (26) unter Vorspannung der Federn (27) an der Masse (18) anliegend angeordnet ist, und daß die Platte (26) mit dem Regelhebel (31) der Membran (33) mindestens über einen Schwenkarm (28) verbunden ist.

7. Sicherheitsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sonde (19) oberhalb des Rippenblockes (1) im Austrittsbereich der Abgase angeordnet ist, während die Masse (18) sich außerhalb des Heizkörpers befindet.

8. Sicherheitsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e kenn zeichnet, daß die Sonde (19) unterhalb des Rippenblockes (1) im oberen Teil des Mantels des Heizkörpers angeordnet ist.

9. Sicherheitsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Sonde (19) leicht über die Brenner (6) ins Innere des Mantels (5) des Heizkörpers hinausragt, während die Masse (18) sich unterhalb der Brenner (6) im Bereich der Luftzufuhr befindet.

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