DE2723178A1

DE2723178A1 - Sicherheits- und steuersystem fuer die zur verbrennung erforderliche luftzufuhr eines gasbrenners

Info

Publication number: DE2723178A1
Application number: DE19772723178
Authority: DE
Inventors: Jean-Claude Charron
Original assignee: Saunier Duval SA
Current assignee: Saunier Duval SA
Priority date: 1976-06-02
Filing date: 1977-05-23
Publication date: 1977-12-15
Also published as: FR2353801B1; GB1556939A; DE2723178C2; IT1084316B; FR2353801A1

Description

Hern· 1, 8000 München 40,

FreltlgrathstraB· 1« _n._, _t _o _u Q_i». Elsenacher StraBe 17

o Dip..-irg. R. H. Banr _Ρ.ι..Αη*.

DIpL-PhyS. Eduard BetZler Fernspreeher: 36 3011

⁹¹⁰¹⁴ Dipl.-Ing. W. Herrmann-Trentepohl ^X3a*

TelegrammanschrlR: Trlegrammanschrlft: Bahrpatente Herne PATENTANWÄLTE Babetzpat München T(I(I0I21IIS3 Telex 5215380

■ ~\ Bankkonten:

X Bayerische Vereintbank München HI MT

Dresdner Bank AQ Herne 7-520 Poltscheckkonto Dortmund SSB 6S-467

23. Mai 1977

Ref *

M 05 940 B-ag

In der Antwort bitte angeben Zuichrlft bitte nach:

München

SAUNIER DUVAL S.A. 250 route de l'Empereur, F-92508 Rueil-Malmaison

Sicherheits- und Steuersystem für die zur Verbrennung erforderliche Luftzufuhr eines Gasbrenners

Die Erfindung bezieht sich auf ein Sicherheits- und Steuersystem für die Luftzufuhr zur Verbrennungskammer eines Gasbrenners, insbesondere für druckdichte Gasheizgeräte mit Zwangsabzug.

Bei derartigen Geräten ist es bekannt, daß die Zirkulation der zur Verbrennung erforderlichen Luft sowie die gleichzeitige Beseitigung der verbrannten Gase mit einem elektrischen Ventilator vorgenommen werden, der entweder stromabwärts des Heizkörpers des Gerätes beim Ansaugen der Verbrennungsprodukte - was die Erzeugung eines Unterdrucks in der Verbrennungskammer bewirkt - oder stromaufwärts des Heizkörpers beim Eintritt der Luft für die Verbrennung angeordnet sein kann - was ein unter Druck setzen der Verbrennungskammer bewirkt.

In beiden Fällen befindet sich die den Verbrennungskreis bildende

709850/0807

Anordnung aus Brenner, Heizkörper und Ventilator in einem Gehäuse, das dicht gegenüber der Atmosphäre des Raumes ist, in dem das Gerät installiert ist. In beiden Fällen erfolgt ferner der Zutritt der Frischluft und die Beseitigung der Verbrennungsprodukte durch die Außenmauer der Anbringung, im allgemeinen mit zwei koaxialen Rohren.

Geräte dieser Art weisen unstreitig Vorteile auf, nämlich

- ein vollständiges Fehlen der Erstickungsgefahr aufgrund der Tatsache, daß ihr Verbrennungskreis ohne jegliche Verbindung mit der Atmosphäre des Wohnraumes ausgebildet ist;

- eine Wirtschaftlichkeit der Anlage aufgrund der Tatsache, daß sie nicht die Schaffung eines Rauchabzuges erfordert und daß die Durchführung der koaxialen Rohre durch die Mauer nur den Durchstich eines zylindrischen Loches mit kleinem Durchmesser erfordert.

Derartige Geräte weisen jedoch bisher noch eine Reihe von Nachteilen auf.

Tatsächlich ist es so, daß die Verwendung einer mechanischen Einrichtung,wie sie ein Ventilator zur Aufrechterhaltung des Antriebes der zur Verbrennung erforderlichen Luft ist, das Vorsehen einer Sicherheitsvorrichtung erforderlich macht, welche die Gaszufuhr zum Brenner vom Normalbetrieb des Ventilators abhängig macht, d.h. vom Auftreten einer bestimmten Luftzufuhr zur Verbrennung, welche in der Verwendung eines elektrischen Kontaktes_/ betätigt durch einen sehr leichten Lüfterflügel besteht, der an einem geeigneten Punkt des Verbrennungskreises angeordnet und an diesem Punkt der Geschwindigkeit der Luft oder der Verbrennungsprodukte ausgesetzt ist.

Es ist auch bekannt, zur Betätigung eines elektrischen Kontaktes eine Differentialmembran zu verwenden, die der von einer Venturivorrichtung erzeugten Druckdifferenz ausgesetzt ist. Derartige Sicherheitsvorrichtungen arbeiten aber ganz oder gar nicht, d.h.

709850/0807 " ⁵ "

sie verhindern die Gaszufuhr zum Brenner so lange wie der vom Ventilator gelieferte Durchsatz nicht größer als ein vorher festgelegter Wert ist. All dies wäre annehnbar, wenn die Gerate ständig bei gleichen Bedingungen arbeiten mussten. Dies ist aber bei den modernen Geräten nicht der Fall, wo man versucht, die Verhältnisse der Gaszufuhr zu den Brennern mehr und mehr in Abhängigkeit von der gewünschten Leistung anzupassen. Infolgedessen ist es erforderlich, die Zufuhr der zur Verbrennung erforderlichen Frischluft vollständig und perfekt gegenüber der den Injektoren zugeleiteten Gaszufuhr zu steuern und zu regeln, wobei diese Frischluft bekanntlich etwas im Überschuß vorhanden sein muß, um eine gute Verbrennung ohne die Gefahr des Austrittes von verbrannten Gasen zu gewährleisten.

Zur Lösung dieses Problemes schlägt die Erfindung eine einfache und wirksame Lösung vor und besteht in der Verwendung eines Membrangefäßes, dessen beide Kammern in bekannter Weise einerseits an den stromaufwärtigen Teil einer Venturivorrichtung und andererseits an den Hals der Venturivorrichtung angeschlossen sind, wobei eine Kammer dieses Gefäßes durch eine kleine biegsame Membran begrenzt ist, deren gegenüberliegende Seite ohne Ein-schränkung dem Druck des Gases im Brenner ausgesetzt ist, und ist dadurch gekennzeichnet, daß eine Stange oder eine entsprechende mechanische Verbindung die Membran des Gefäßes und die kleinere Membran derart miteinander verbindet, daß sich die beiden gleichzeitig verschieben, und daß man an der Stange ein

vorsieht Steuerorgan eines Reed-Kontaktes/, d.h. einen Kontakt mit einer magnetisch gesteuerten biegsamen Zunge, der fest in dem Gehäuse angeordnet ist und die elektrische Versorgung des Elektromagnetventile s für die Gaszufuhr zum Brenner steuert, wobei das sich mit den Membranen verschiebende Steuerorgan beispielsweise ein kleiner Magnet oder aber eine Metallblende sein kann, die das von einem festen Magneten erzeugte Feld schwächt.

Die Erfindung soll im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen und anhand der dazugehörigen Zeichnungen näher erläutert werden.

709850/0807

Die Zeichnungen zeigen in

Fig. 1 eine schematische Darstellung im Schnitt einer Ausführungsform des Sicherheitssystems;

Fig. 2 eine schematische Darstellung des Sicherheitssystems im Schnitt längs der Linie A-A* der Anordnung nach Fig. 1; und in

Fig. 3 eine schematische Darstellung im Schnitt einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Sicherheitssystems .

Man erkennt aus den Fig. 1 und 2, daß das verwendete Membrangehäuse ein unteres Gehäuse 1 und ein oberes Gehäuse 2 aufweist, zwischen denen eine biegsame Membran 3 eingeklemmt ist, welche Innenkammern 4 und 5 begrenzt. Die untere Kammer 4 steht über eine Leitung 6 mit dem stromaufwärtigen Teil eines Venturirohres in Verbindung, das in den Zeichnungen nicht dargestellt ist und an der Leitung für die Zirkulation der zur Verbrennung in den Brennern erforderlichen Luft angeordnet ist, wobei die Zirkulation der Luft bekanntlich durch einen Abzugsventilator gewährleistet ist. Ferner steht die obere Kammer 5 über eine weitere Leitung 7 mit dem Hals des gleichen Venturirohres in Verbindung. Das. obere Gehäuse 2 ist seinerseits mit einer Abdeckung oder Haube 8 abgedeckt, die eine biegsame und dichte Membran 9 mit kleineren Abmessungen enthält, welche eine kleine Kammer 10 begrenzt, die ohne Einschränkung dem Druck des über die Leitung 11 dem Brenner zugeführten Gases ausgesetzt ist.

Die biegsame Membran 3 trägt eine feste Scheibe 12, in deren Mitte eine Verbindung oder eine Strebe 13 befestigt ist, deren gegenüberliegendes Ende seinerseits an die mittlere Platte 14 der kleinen Membran 9 angeschlossen ist. Die Verschiebung der beiden Membranen 3 und 9 erfolgt somit gleichzeitig. Ferner ist an der

709850/0807 - 7 -

Scheibe 12 ein Magnet 15 befestigt, der in der Nähe der Verbindung 13 angeordnet ist. Des weiteren ist ein Reed-Kontakt 16 im Inneren der Kammer 5 am oberen Gehäuse 2 befestigt, und zwar senkrecht zum Magneten 15. Der Kontakt ist so angeschlossen, daß er die elektrische Versorgung zur Regulierung sowie die Elektromagnetventile für die Gaszufuhr zum Gerät steuert.

Die wirksame Oberfläche £ der kleinen Membran 9 ist so gewählt, daß, wenn der maximale Gasdruck für den Brenner der Nominalleistung des Gerätes entspricht, der vom Gas der Kammer 10 auf die kleine Membran 9 ausgeübte Druck etwas geringer als der Druck ist, der auf die große Membran 13 mit der wirksamen Fläche S_ aufgrund der durch das Venturirohr vorgegebenen Differenz der Luftdrucke ausgeübt wird, wenn der Ventilator seine volle Nominalleistung hat. Diese Differenz der Luftdrucke wirkt sich zwischen den Kammern 4 und5 aus.

Das anhand des vorstehenden Ausführungsbeispieles erläuterte Sicherheitssystem arbeitet folgendermaßen:

Beim Einschalten des Gerätes wird der Abzugsventilator in Betrieb gesetzt; ein Unterdruck im Hals des Venturirohres erzeugt eine Druckdifferenz zwischen den Kammern 4 und 5 und bewirkt ein Anheben der biegsamen Membran 3 sowie über die Verbindung 13 ein Anheben der Membran 9. Der Magnet 15 ist dann gleichzeitig bis in die Nähe des Reed-Kontaktes angehoben, wo die Kraftlinien seines Feldes das Schließen des Kontaktes und das Offnen des Elektromagnetventiles für die Zufuhr des Gases auslösen, dessen Druck sich in der Kammer 10 und gegenüber den Brennern ausbildet. Wenn der Abzugsventilator sich mit der richtigen Leistung bezüglich des Gasdruckes in der Kammer 10 dreht, so nehmen die beiden Membranen eine Gleichgewichtsstellung ein, die einem Gleichgewicht entspricht, das einerseits durch die Kraft von unten nach oben durch den Druck der Kammer 4 gegenüber dem Unterdruck in der Kammer 5 und andererseits durch die Kraft von oben nach unten durch den Gasdruck in der Kammer 10 erzeugt wird.

709850/0807

Die wirksamen Flächen s_ und £> der Membranen 9 und 3 sind in der oben angegebenen Weise bestimmt. Gegebenenfalls können die eine oder andere Membran oder beide Membranen mit Federn oder Gewichten austariert sein, um die Steuerung und Regulierung der Vorrichtung zu vervollkommnen. Man hat diesen Ausgleich bzw. das Gleichgewicht so eingestellt, daß der Magnet in der Nähe des Reed-Kontaktes gehalten wird, so lange der durch den Abzugsventilator bewirkte Luftdurchsatz, wie man weiß, etwas größer als der Gasdurchsatz für den Brenner ist.

Infolge-dessen ist es so, daß solange die Regelung eine Zunahme der Heizleistung steuert, nämlich beispielsweise durch fortschreitendes öffnen eines Elektromagnetventiles, der Gasdruck bei 10 zunimmt, aber auch die Geschwindigkeit der beim Abzugsventilator durchströmenden Luft, d.h. der Druck in der Kammer 4. Wenn kein Gleichgewicht zwischen den Drucken auf die Membran 9 und die Membran 3 herrscht, so senkt sich letztere ab, und die Entfernung des Magneten unterbricht den Kontakt, und das Gerät hält an. Dies ist der Fall, wenn ein unzureichender Luftdurchsatz beim Abzugsventilator vorliegt, z. B. bei Verstopfung der Leitungen, Verschleiß des Motores etc.; dann ist die Kraft aufgrund des Gasdruckes bei 10 größer als die Kraft aufgrund des Differentialdruckes bei 4, und die beiden Membranen senken sich ab. Ein auf diese Weise ausgebildetes System gewährleistet somit eine Sicherheitsfunktion bei unzureichendem Luftdurchsatz sowie weiterhein eine Regelungsfunktion des Luftdurchsatzes bei sämtlichen Gasdurchsätzen für die Brenner.

Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel, wie es in Fig. 3 wiedergegeben ist, trägt die an der Membran 3 angebrachte feste Scheibe 12 eine Metallabschirmung 17, die sich mit der Membran 3 im Inneren der Kammer 4 verschieben kann. Ein Reed-Kontakt 16 ist am Gehäuse 2 im Inneren der Kammer 4 befestigt und so angeschlossen, daß er die elektrische Versorgung der Regelung sowie die Elektromagnetventile für die Gaszufuhr zum Gerät steuert. Ihm

709850/0807

gegenüberliegend 1st, ebenfalls In der Kanuner 4, ein Magnet 18 befestigt, dessen Kraftlinien in dem Maße auf den Reed-Kontakt 16 wirken, wie die Metallabschirmung 17 nicht zwischen die beiden Elemente 16 und 18 dazwischengeschoben ist und das Feld des Magneten 18 abschirmt.

Die Anordnung gemäß diesem Ausführungsbeispiel arbeitet ebenso wie das oben beschriebene Ausführungsbeispiel. Wenn die beiden Membranen 3 und 9 sich in ihrer oberen Stellung befinden, so unterbricht die Metallabschirmung 17 das Feld des Magneten 18 nicht und der Reed-Kontakt 16 wird geschlossen. Sobald die Membranen 3 und 9, in den oben angegebenen Fällen, ihre untere Stellung einnehmen, wirkt die Metallabschirmung 17 in der Weise, daß sie ein Offnen des Reed-Kontaktes 16 und damit die Sicherung des Gerätes auslöst.

Selbstverständlich ist die oben beschriebene Vorrichtung nicht auf die angegebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, vielmehr lassen sich eine ganze Reihe von konstruktiven Modifizierungen treffen, die in den Rahmen der Erfindung fallen, so kann man beispielsweise eine Vielzahl von festen Reed-Kontakten, einen oder mehrere verschieden ausgerichtete Magneten an der Platte der Membran oder aber eine spezielle Anordnung mit einem festen Magneten und einer beweglichen Metallabschirmung vorsehen.

- Patentansprüche: -

709850/0807

Claims

Patentansprüche

(1J Sicherheits- und Steuersystem für die Luftzufuhr zur Verbrennungskammer eines Gasbrenners mit Zwangsabzug, mit einem Abzugsventilator und mit einem eine biegsame Membran enthaltenden Gehäuse, die das Gehäuse in zwei Kammern teilt, von denen die eine dem Druck der vom Abzugsventilator stromaufwärts eines Venturirohres zugeführten Luft ausgesetzt ist, während die andere Kammer einem geringeren Luftdruck vom Hals des Venturirohres her ausgesetzt und durch eine kleinere Membran abgeschlossen ist, deren gegenüberliegende Fläche ohne Einschränkung des Gasdruck für den Brenner ausgesetzt ist, wobei die beiden Membranen durch eine Stange verbunden sind und sich unter Betätigung eines Steuerorganes für die Gaszufuhr verschieben, wenn die auf sie wirkenden Druckdifferenzen von Luft und Gas einen vorgegebenen Wert überschreiten, dadurch gekennzeichnet , daß das an der Verbindungsstange (13) ange-

709850/0807

OWGIfJAL INSPECTED

brachte und beweglich mit den Membranen (3 und 9) angeordnete Steuerorgan ein magnetisches Steuerorgan (15 - 17) eines elektrischen Unterbrechers des Elektromagnetventiles für die Gaszufuhr ist, der am gleichen Membrangehäuse (1, 2) fest angeordnet ist.
2. Sicherheitssystem nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η - ■ zeichnet , daß der -elektrische Unterbrecher aus einer am Gehäuse (2) befestigten Röhre mit Reed-Kontakt (16) besteht.
3. Sicherheitssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß das Steuerorgan aus einem kleinen Magneten (15) besteht, der an der festen Scheibe (12) der biegsamen Membran (3) angeordnet ist.
4. Sicherheitssystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß der Magnet (15) und der Unterbrecher (16) im Inneren der durch die Membranen (3, 9) begrenzten Kammer (5) angeordnet sind.
5. Sicherheitssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das Steuerorgan aus einer Metallabschirmung (17) besteht, die an der festen Scheibe (12) der biegsamen Membran (3) zwischen einem festen Magneten (18) und dem Unterbrecher (16) angeordnet ist.
6. Sicherheitssystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß die Metallabschirmung (17), der feste Magnet (18) und der Unterbrecher (16) im Inneren der Kammer (4) unter der Membran (3) angeordnet sind.

709850/0807