DE2556635A1

DE2556635A1 - Gasdruckregelsystem fuer gasheizgeraete mit kuenstlichem zug

Info

Publication number: DE2556635A1
Application number: DE19752556635
Authority: DE
Inventors: Guy Calvin
Original assignee: Saunier Duval SA
Current assignee: Saunier Duval SA
Priority date: 1974-12-16
Filing date: 1975-12-16
Publication date: 1976-07-01
Also published as: FR2295353A1; GB1495799A; FR2295353B1

Description

Herne, 8000 München 40,

FreüigrathstraSe 19 _. . . _. ,, _ . Eisenacher Straße 17

Postfach 140 Ulpl.-tlig. H. h. danr Pat.-Anw. Betzier

Dipl.-PhyS. Edliard BetZler Fernsprecher: 36 3011

⁵¹⁰¹⁴ Dipl.-Ing. W. Herrmann-Trentepohl ³⁶³⁰¹³

Telegrammanschrift: ^ Telegrammanschrift:

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' 2OOd635 Telex₅₂1

Bankkonten:

Bayerische Vereinsbank München 952 Dresdner Bank AG Herne 7-S20 Postscheckkonto Dortmund 558 68-467

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Ref.: MO 5379 B/hr

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München Abholfach

SAUNIER DUVAL

250, route de l»Empereur

92508 Rueil Malmaison (Frankreich)

Gasdruckregelsystem für Gasheizgeräte mit künstlichem Zug

Die Erfindung bezieht sich auf ein druckdichtes Gasheizgerät mit künstlichem Zug und betrifft insbesondere ein neuartiges Regelsystem für die Gaszufuhr zu den Brennern aus dem Gasnetz.

Bei druckdichten Gasgeräten mit künstlichem Abzug werden bekanntlich die Umwälzung der für die Verbrennung notwendigen Luft sowie gleichzeitig der Abzug der Abgase mit Hilfe eines elektrischen Abzugsventilators sichergestellt, der entweder stromab des Heizkörpers des Gerätes auf der Ansaugsaite der Verbrennungsprodukte, wodurch der Verbrennungsraum unter Unter-

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druck steht, oder stromauf des Heizungskörpers auf der Eintrittsseite der Verbrennungsluft angebracht sein kann, wodurch der Verbrennungsraum unter Überdruck gesetzt ist.

In beiden Fällen befindet sich die Anordnung aus Brenner, Heizkörper und Abzugsventilator, die den Verbrennungskreis bilden, in einem gegenüber der örtlichen Atmosphäre dichten Gehäuse, in welchem das Gerät eingebaut ist. In beiden Fällen erfolgt die Frischluftzufuhr und die Abführung der Verbrennungsprodukte durch die Außenmauer des Einbauortes unter Verwendung von zwei koaxialen Rohren.

Derartige Vorrichtungen weisen unzweifelhaft folgende Vorteile auf:

- Das völlige Fehlen der Erstickungsgefahr, weil der Verbrennungskreis ohne mögliche Verbindung mit der Atmosphäre des Aufstellortes ist;

- Wirtschaftlicher Einbau, weil keine Rauchabzugsleitung erforderlich ist und zur Herstellung der Öffnung in der Wand für die Durchführung der koaxialen Röhren nur ein zylindrisches Loch mit kleinem Durchmesser geschlagen zu werden braucht.

- Dennoch weisen diese Vorrichtungen noch gewisse Nachteile auf.

-'Die Verwendung eines mechanischen Mittels, wie es ein Abzugsventilator darstellt, um die für die Verbrennung nötige Luftzufuhr zu gewährleisten, erfordert Sicherheitsvorrichtungen, welche die Gaszufuhr zum Brenner einem normalen Funktionieren des Abzugsventilators, d.h. dem Vorhandensein einer gewissen Verbrennungsluftmenge, unterordnet.

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Für solche Sicherheitsvorrichtungen kennt man bereits verschiedene Lösungen:

- Die Vervrendung eines elektrischen Kontaktes, der durch eine sehr leichte, in der Nähe des Verbrennungskreises sitzende Klappe betätigt wird, die an dieser Stelle der Wirkung der Geschwindigkeit der Luft und der Verbrennungsprodukte ausgesetzt ist;

- Die Verwendung eines elektrischen, durch eine Differentialmembran betätigten Kontaktes, bei dem die Differentialmembran der Druckdifferenz zwischen Ein- und Auslaß des Abzugsventilators oder an einer Venturi-Vorrichtung ausgesetzt ist, oder der durch ein Diaphragma im Verbrennungskreis des Gerätes betätigt wird.

Alle diese Sicherheitsvorrichtungen arbeiten nach dem Prinzip "Alles oder Nichts", d.h. sie verhindern die Gaszufuhr zum Brenner, wenn die durch den Abzugsventilator gelieferte Menge nicht über einem vorher bestimmten Wert liegt.

Diese Arbeitsweise des "Alles oder Nichts" der Gaszufuhr zum Brenner bei einem einzigen Wert der Verbrennungsluftmenge weist den Nachteil auf, daß sie nur bei Geräten verwendbar ist, deren Regelung der Gaszufuhr zum Brenner in Abhängigkeit von der Temperatur selbst ebenfalls eine "Alles oder Nichts "-Regelung ist,

Dieser Nachteil ist schwerwiegend, weil er bis jetzt die Anwendung einer stetigen oder einer absatzweisen Regelung bei druckdichten Geräten mit künstlichem Abzug und damit die Vorteile des Betriebes mit veränderlicher Leistung bei solchen Geräten verhindert.

Für den Ausgleich dieses Nachteiles ist in der FR-Patentan-»· meldung 74-33.749 ein Regelsystem beschrieben, das es erlaubt, die Gaszufuhr zum Brenner der Luftzufuhr durch den Abzugs-

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ventilator zu unterwerfen, d.h. daß die Regelung der Gasmenge zu den Brennern vermittels des Abzugsventilators erfolgt, der somit ein Glied der Regelkette des Gerätes bildet. Der Motor des Abzugsventilators ist somit in Reihe mit einer gedruckten elektronischen Regelschaltung, einem Temperaturfühler und einem pneumatischen Ventil gelegt, das die Gaszufuhr zum Brenner steuert. Dieses pneumatische, aus einem zweiteiligen Behälter mit zwei Membranen bestehende Ventil umschließt einen ersten, an den Abzugskanal für die Abgase stromab des Abzugsventilators angeschlossenen Raum und einen zweiten, an den Abzug für die Abgase stromauf des Abzugsventilators angeschlossenen Raum, wobei die beiden Membranen außerdem über den gleichen Schaft mit einer die Gaszufuhr zum Brenner regelnden Klappe verbunden sind.

Jedoch kann dieses System zu Nachteilen führen, falls bei einer Gasänderung das Gerät modifiziert werden muß, was bei druckdichten Geräten sehr unbequem ist. Es ist bekannt, daß der Druck im Netz bei Naturgas nicht immer derselbe ist. Tatsächlich wird "Groningue^ll-Gas mit einem Druck, der zwischen 250 und 300 mm Wassersäule variieren kann, geliefert, während bei "Lacq.ⁿ-Gas der Druck zwischen 180 und 230 mm Wassersäule schwankt, so daß es wünschenswert ist, den im pneumatischen Ventil durch die von dem Abzugsventilator gelieferte Luftmenge erzeugten Differentialdruck in Abhängigkeit vom Gasdruck derart zu steuern, daß die den Brennern zugeführte Gasmenge für die gleiche Leistung unabhängig vom zugeführten Gas identisch ist.

Gemäß der Erfindung ist zwischen den Druckleitungen des pneumatischen Ventils eine kleine Nebenschlußleitung angebracht, in deren Innerem ein Verschlußsystem eingesetzt ist, das an eine Membran angeschlossen ist, die in einem Gehäuse eine Kammer begrenzt, welche über eine Leitung an das Zuleitungssystem des Gases stromauf des pneumatischen Ventils angeschlossen ist. Das Verschlußsystem öffnet oder schließt entsprechend dem Druck der Art von zugeführtem Gas, um den differentiellen Druck in dem

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pneumatischen Ventil gemäß dem Gasdruck derart zu modulieren, daß das Heizgerät mit verschiedenen Arten von Naturgas ohne Zwang zur Vornahme eines äußeren Eingriffes funktioniert.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles.

Die Zeichnung zeigt einen schematischen Schnitt eines Gasgerätes und einer Regelvorrichtung in größerem Maßstab.

Das in der Zeichnung wiedergegebene Gerät mit künstlichem Abzug weist ein Gehäuse 7 auf, das den Brenner 2 und den Heizkörper 3 umschließt und mit einer Abzugshaube 4 versehen ist, auf der ein Abzugsventilator 5 für die Abgase montiert ist, dessen Gehäuse mit der Außenatmosphäre über eine Abzugsleitung 6 in Verbindung steht. Das Gas tritt in das Gerät über eine Leitung 8 ein und erreicht den Brenner 2 über ein nicht-gezeichnetes Elektroventil, das stromab eines pneumatischen Ventiles angeordnet ist, das in seiner Gesamtanordnung mit dem Bezugszeichen 1 bezeichnet ist und später noch näher erläutert werden soll. Dieses pneumatische Ventil ist selbst einerseits an die Abzugsleitung 6 und andererseits an die Abdeckhaube 4 angeschlossen. Zu diesem Zweck mündet eine erste kleine Leitung 32, die vom Ventil an einer später noch näher zu erläuternden Stelle ihren Ausgang nimmt, in die Haube 4 kurz stromauf des Abzugsventilators 5. Desgleichen mündet eine zweite, ebenfalls vom Ventil, jedoch an einer anderen Stelle ausgehende kleine Leitung 33 in die Abzugsleitung 6 kurz stromab des Abzugsventilators 5.

Das pneumatische Ventil enthält Elemente, die in größerem Maßstab herausgezeichnet sind und im folgenden noch näher erläutert werden sollen. Ein oberes Gehäuse 1a des Ventils ist durch eine Haube 10 abgeschlossen und eine erste Membran 11 begrenzt in dem Gehäuse 1a eine obere Kammer 13 und eine untere Kammer 12. Aus der Kammer 12a mündet die kleine oben definierte Leitung 32 aus

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und aus der Kammer 13 die andere kleine Leitung 33. Ein Schaft 14 kommt in Anschlag mit einer Membran 11. Der Schaft 14 durchquert eine Führungsöffnung 15 im Boden des Gehäuses 1a und trägt an seinem Ende einen kleinen Ventilkörper 16, der mit senkrechten öffnungen 36 versehen ist, die ihn von der einen zur anderen Seite durchsetzen. Das untere Gehäuse 1b, das sich unter dem Gehäuse 1a befindet, nimmt die Gaszuführungslei tung 8 und eine Ableitung 34 auf. Die Innenkammer 17 des unteren Gehäuses 1b ist nach unten durch den Ventilkörper 16 begrenzt, welcher in einem Schaft 37 gleitet, dessen Boden durch eine Schraube 35 verschlossen ist, die von außen her regelbar ist, und eine kleine Feder 38 abstützt, die nur das Gewicht des Ventilkörpers 16 kompensiert und ihn gegen seinen Sitz 18 in der Stellung angelegt hält, in welcher der Gasdurchtritt unterbrochen ist. Die Kammer 17 ist nach oben durch eine kleine weiche Membran 18 begrenzt, die in ihrer Mitte am Schaft 14 befestigt ist und an ihrem äußeren Rand an dem oberen Teil des Gehäuses 1b. Die Membran 19 verhindert den Gasdurchtritt von der Kammer 17 über die Kammer 12 zum gleichen Zeitpunkt, indem sie auf die Bewegung des Schaftes bei einem Gasdruck wirkt, der sich in der Kammer 17 bei Inbetriebnahme des Gerätes ausbildet.

Zwischen den Leitungen 32 und 33 sitzt eine kleine Umgehungsleitung 40, deren Durchtrittskanal durch ein Ventil 41 gesteuert wird, das über einen Schaft 42 an einer Membran 43 im Inneren eines Gehäuses 44 angeschlossen ist. Die Membran 43 begrenzt im Inneren des Gehäuses 44 einen Teil einer oberen Kammer 45, die über eine kleine Leitung 47 an die Gaseintrittsleitung 8 stromauf des pneumatischen Ventils 1 angeschlossen ist. Außerdem begrenzt sie eine untere Kammer 46, in der zwischen dem Boden des Gehäuses 44 und der Kammer 43 eine Feder 48 eingesetzt ist. Die Feder 48 will die Membran 43 anheben und damit den Ventilkörper 41 von seinem Sitz abheben.

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Die Anordnung arbeitet wie folgt:

In der Ruhestellung befindet sich der Ventilkörper 16 unter dem Einfluß der Feder 38 in seinem geschlossenen Zustand. Der Gasdruck, der über die Leitung 8 auf den Ventilkörper 16 ausgeübt wird, baut sich allmählich in der Kammer 17 wegen der Existenz der kleinen Öffnungen 36 im Ventilkörper 16 auf.

Bei Wärmebedarf setzt eine geeignete Vorrichtung die nicht gezeichnete Umwälzpumpe sowie den Motor 28 des Abzugsventilators 5 mit kleiner Leistung im Betrieb. Das Gas gelangt über die kleinen Öffnungen 36 des Ventilkörpers 16 und gelangt in kleiner Menge zum. Brenner, wobei sich der Ventilkörper 98 selbst noch nicht aus seiner Ausgangsstellung bewegt hat, weil die in der Leitung 6 vorliegende Abgasmenge noch zu gering ist, um auf die Membran 11 wirken zu können. Infolgedessen entspricht bei dieser geringen Leistung die geringe Menge an durch die Öffnungen 36 passierendem Gas der geringen Leistung des Abzugsventilators, die ausreicht, um die entsprechende Menge an Abgasen abzusaugen.

Wenn das Gasnetz unter einem Druck in der Größenordnung von 250 bis 300 mm Wassersäule steht, dann wirkt der Gasdruck über die kleine Leitung 47 auf die Membran 43 des Gehäuses 44. Da die Rückstellkraft der Feder 48 kleiner als der Gasdruck ist, verschiebt sich die Membran 43 nach links und legt Über den Schaft 42 den Ventilkörper 41 gegen seinen Sitz derart, daß die Umgehungsleitung 40 geschlossen ist. Wenn der Kalorienbedarf größer ist als der bei minimaler Leistung gelieferte, nimmt die Geschwindigkeit des Abzugsventilators 5 fortschreitend zu. Der Unterdruck im Inneren der Abdeckhaube 4 und der entsprechende Überdruck in der Leitung 6, der ebenfalls durch diese Beschleunigung hervorgerufen ist, übertragen sich normalerweise auf das pneumatische Ventil 1 über die entsprechenden Leitungen 32 und 33, weil die Umgehungsleitung 40, wie eben erläutert, ge-

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schlossen ist. Es bildet sich somit in der Kammer 12 ein Unterdruck und in der Kammer 13 ein Überdruck aus, wodurch die Membran 11 nach unten verschoben wird und damit über den Schaft 14 den Ventilkörper 16 von seinem Sitz 18 abhebt. Nunmehr wirkt der gesamte Gasdruck, der sich in der Kammer 17 aufgebaut hat, gegen die Membran 19 im Sinne einer Bewegung des Schaftes 14 nach unten, d.h. im Sinne einer Begrenzung einer vollständigen Öffnung des Ventilkörpers 16. Es baut sich ein Gleichgewicht zwischen dem Druck des in die Kammer 17 zugeführten Gases, der auf die Membran 19 nach oben wirkt, und dem Differentialdruck in den Kammern 12 und 13 auf, wie er auf die Membran 11 wirkt.

Wenn beispielsweise das Gasnetz bei niedrigem Druck liefert, d.h. in der Größenordnung von 180 bis 230 mm Wassersäule, dann sinkt der Druck des in die Kammer 17 zugeführten Gases unter den Differentialdruck in den Kammern 12 und 13 und das Gleichgewicht ist damit unterbrochen, was eine stärkere Öffnung des Ventilkörpers 16 und infolgedessen mehr Gas zu den Brennern für die angegebene Leistung hervorruft. Um dieses Gleichgewicht wieder herzustellen, wird der Druck des durch die kleine Leitung 47 in der Kammer 45 des Behälters 44 zugeführten Gases kleiner als die Rückstellkraft der Feder 48, was zu einer Verschiebung der Membran 43 nach rechts und damit zu einem Abheben des Ventilkörpers 41 von seinem Sitz führt. Während die Umgehungsleitung 40 noch offen ist, nimmt der durch die Leitungen 32, 33 in die Kammern 12, 13 zugeführte Different!aldruck ab. Infolgedessen baut sich wieder ein Gleichgewicht zwischen dem Druck des in die Kammer 17 zugeführten Gases, der auf die Membran 19 nach oben wirkt, und dem Differentialdruck in den Kammern 12 und 13, der auf die Membran 11 wirkt, auf.

Die verschiedenen Elemente, welche das öffnen oder Schließen der Umgehungsleitung 40 steuern, sind so ausgelegt und dimensioniert, daß der in dem pneumatischen Ventil durch den Abzugsventilator erzeugte Differentialdruck eine Punktion des Druckes

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der verwendeten Gasart ist.

Man erhält somit eine unmittelbare Beziehung zwischen dem durch den Abzugsventilator erzeugten Unterdruck und dem Gasdruck derart, daß das Heizgerät ohne Änderungen mit den unterschiedlichsten Gasarten zu arbeiten vermag.

Die Erfindung ist anhand des schematisch wiedergegebenen Ausführungsbeispieles erläutert. Sie umfasst selbstverständlich alle möglichen konstruktiven Abänderungen.

Patentansprüche; -10 -

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Claims

AO

Patentansprü c h e

Gasdruckregelsystem für Gasheizgeräte mit künstlichem Zug, enthaltend einen Abzugsventilator für die Abgase und ein pneumatisches Ventil mit Differentialmembran zur Steuerung des den Brennern zugefUhrten Gases entsprechend dem vom Abzugsventilator erzeugten Druck oder Differenzdruck, dadurch gekennzeichnet , daß zwischen Druckabnahmeleitungen (32, 33) des pneumatischen Ventils (1) eine Umgehungsleitung

(40) eingeschaltet ist, die durch ein Verschlußsystem steuerbar ist, welches den durch den Abzugsventilator (4) am pneumatischen Ventil (1) erzeugten Druck oder Differenzdruck in Abhängigkeit vom Netzgasdruck steuert.
2. Gasdruckregel system nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das Verschlußsystem von dem in der Gaseintrittsleitung (8) stromauf des pneumatischen Ventils (1) herrschenden Druck gesteuert ist.
3. Gasdruekregelsystem nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß das Verschlußsystem ein Ventil

(41) ist, das in an sich bekannter Weise mittels eines Schaftes

(42) mit einer Membran (43) verbunden ist, die in einem Gehäuse (44) eine erste, über eine kleine Leitung (47) an die Gaseintrittsleitung (8) angeschlossene Kammer (45) von einer zweiten Kammer (46) trennt, in der zwischen dem Boden des Gehäuses (44) und der Membran (43) eine Feder (48) angeordnet ist.

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