DE2723882C2 - Vorrichtung zum Abtasten und Regulieren der Luftzufuhr zur Verbrennungskammer eines Gasbrenners mit Zwangsabzug - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.

Bei derartigen Geräten wird die Zirkulation der zur Verbrennung erforderlichen Luft sowie die gleichzeitig stattfindende Abführung der verbrannten Gase mit einem elektrischen Ventilator vorgenommen, der entweder stromabwärts des Heizkörpers des Gerätes bei der Ansaugung der Verbrennungsprodukte, was die Erzeugung eines Unterdruckes in der Verbrennungskammer bewirkt, oder aber stromaufwärts des Heizkörpers beim Eintritt der Luft für die Verbrennung angeordnet sein kann, was dazu führt, daß die Verbrennungskammer unter Druck geset?t wird.

In beiden Fällen ist es so, daß sich die den Verbrennungskreis bildende Anordnung aus Brenner, Heizkörper und Ventilator in einem gegenüber der Atmosphäre des Raumes, in dem das Gerät installiert ist, dichten Gehäuse befindet. Ferner erfolgt in beiden Fällen der Zutritt der Frischluft sowie die Beseitigung der Verbrennungsprodukte durch die Außenmauer der Anbringung oder des Sitzes hindurch, im allgemeinen unter ein vollständiges Fehlen der Erstickungsgefahr aufgrund des Umstandes, daß ihr Verbrennungskreis keinerlei Verbindung zu der Atmosphäre des Wohnraumes besitzt;

eine Wirtschaftlichkeit der Anlage aufgrund des Umstandes, daß sie nicht die Ausbildung eines Rauchabzuges erfordert und daß die Durchführung der koaxialen Rohre durch die Mauer nur den Durchbruch eines zylindrischen Loches mit kleinem Durchmesser erforderlich macht

Hingegen weisen derartige Geräte bisher noch eine Reihe von Nachteilen auf.

Es ist nämlich 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 erfordert, die die Gaszufuhr zum Brenner vom Normalbetrieb des Ventilators abhängig macht, d. h. vom Auftreten eines bestimmten Durchsatzes an Verbrennungsluft welche in der Verwendung eines durch einen sehr leichten Lüfterfiügel getätigten elektrischen Kontaktes besteht, wobei der Lüfterflügel an einem geeigneten Punkt des Verbrennungskreises angeordnet und an diesem Punkt der Geschwindigkeit der Luft oder der Verbrennungsprodukte ausgesetzt ist

Solche Sicherheitsvorrichtungen arbeiten aber entweder ganz oder gar nicht, d. h. sie verhindern die Gaszufuhr zum Brenner so lange wie der vom Ventilator gelieferte Durchsatz nicht größer als ein vorher festgelegter Wert ist. All dieses wäre noch annehmbar, wenn die Geräte ständig unter gleichen Bedingungen arbeiten müßten. Dieser Fall ist aber bei den modernen Geräten nicht gegeben, wo man versucht, die Verhältnisse der Gaszufuhr zu den Brennern immer 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 bc-

kanntlich leicht im Überschuß vorhanden sein muß, um eine gute Verbrennung ohne die Gefahr des Austrittes von verbrannten Gasen zu gewährleisten.

Ferner ist es bekennt (DE-OS 24 29 501), die Regelung der Frischluftmenge in Abhängigkeit von der Gaszufuhr zu den Brennern dadurch zu bewirken, daß eine in einem Gehäuse untergebrachte Membran, die mit einem Ventil gekoppelt ist, unmittelbar mit dem Gasdruck der den Brenner zugeführten Gase beaufschlagt wird. Die mit der Veränderung des Gasdrucks einhergc-

hende Änderung der Membranstcllung wird auf das Ventil übertragen, wodurch entweder der Teil der den Brenner über einen Ventilator zugeführten Frischluflmenge am Brenner vorbeigeführt oder, bei Anordnung des Ventils im Abzugsbereich der Vorrichtung, auf die Abgasabführung eingewirkt wird, um hierüber die Zufuhr der Frischluftmenge zu regulieren. Die Regelung kann hierbei unabhängig vom Betrieb des Ventilators erfolgen, der somit mit einer dem Normalbeirieb des Brenners ausgelegten konstanten Drehgeschwindigkeit betrieben wird.

Die Erfindung bezweckt ebenfalls eine Regelung der der Verbrennungskammer zugeführten Frischluftmenge in Abhängigkeit von der dem Brenner zugcführien

Gasmenge, jedoch Ober eine analoge Veränderung der Stromversorgung des Ventilators, so daß der Ventilatorbetrieb der gewünschten Heizleistung angepaßt wird.

Aufgabe der Erfindung ist es. eine hierfür geeignete Vorrichtung zu schaffen, die schnell und zuverlässig auf Änderungen der Gaszufuhr im Brenner anspricht und entsprechend den Ventilatorbetrieb steuert und auch eine Sicherung bsi einem fehlerhaften Abzug der Abgase ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 enthaltenen Merkmale gelöst, wobei zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung durch die in den Umeransprüchen enthaltenen Merkmale gekennzeichnet sind.

Die Erfindung erlaubt sowohl bei einer Regelung des Gerätes im Sinne einer Zunahme der Heizleistung wie auch bei einer Regelung des Gerätes im Sinne einer Abnahme der Hetzleistung die Frischluftzufuhr von der jeweiligen Gaszufuhr abhängig zu machen, was dadurch erfolgt daß die Stromversorgung des Ventilators über Signale beeinflußt werden, die abhängig sin; von der jeweiligen Gaszufuhr und der vorherrschenden Frischluftzufuhr. Je nach eingestellter Gaszufuhr verändert sich die Lage der Membran und damit auch der Abstand y.u dem am Durchflußmesser angeschlossenen Magneten, wodurch sich beim Schließen des Reed-Kontaktes beim Umlauf der schwimmenden Scheibe auftretenden Signale sich entsprechend verändern.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung erläutert, deren einzige Figur eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung im Schnitt zeigt

Die in der einzigen Figur wiedergegebene Vorrichtung zum Abtasten und Regulieren besteht einerseits aus einem Gehäuse 1 mit einer darin enthaltenen elastischen und dichten Membran 3, die eine kleine Kammer 10 begrenzt, welche direkt dem Druck des über eine Leitung 4 dem Brenner zugeführten Gases ausgesetzt ist und andererseits aus einem Durchflußmesser 2 in Form eines sich nach oben verbreiternden Kegelstumpfcs, der über eine Leitung 5 an die Rohrleitung für die Zirkulator, der zur Verbrennung in den Brennern erforderlichen Luft angeschlossen ist, wobei die Zirkulation der Luft in bekannter Weise mit einem Abzugsveniilalor vorgenommen wird.

Der Du'rchflußmesser 2 ist in seinem oberen Bereich mit öffnungen 6 versehen, um die Zirkulation der Luft in der Kammer 20 zu ermöglichen, und ist am Gehäuse 1 auf derselben senkrechte»! Achse angeordnet.

Die elastische Membran trägt eine feste Scheibe 7, in deren Zentrum eine bewegliche Stange 8 befestigt ist, deren gegenüberliegendes Ende außerhalb des Gehäuses 1 in die Kammer 20 des Durchflußmessers 2 mündet. Eine konisch ausgebildete Feder 9 mit veränderlicher I lcxibilität, die sich zwischen dem oberen Teil des Gehäuses 1 und der festen Scheibe 7 abstützt, hat die Neigung, die Membran 3 in ihrer unleren Stellung zu halten.

Am oberen Ende der beweglichen Stange 8 ist in der Kammer 20 ein Träger 11 befestigt, in dessen Inneres ein Schutzgas-Relais 12 eingeführt ist. Das Schutzgas-Relais 12 ist über die Stange 8 an die Membran 3 angeschlossen und verschiebt sich infolgedessen gleichzeitig mil ihr. Das Schutzgas-Relais 12 ist in Serie mit dem Molor des Abzugventilators geschaltet.

In der Kammer 20 des Durchflußmessers 2 ist eine schwimmende Scheibe s3 auf einem Hohlzylinder 14 angeordnet. Der Hohlzylinder 14 und infolgedessen die schwimmende Scheibe 13 können sich in der Höhe leicht verschieben, da ja der Hohlzylindsr an einer festen Stange 15 geführt ist welche beispielsweise aus einer polierten Nadel, einem polierten Zapfen oder Dorn bestehen kann, der nur an seinem oberen Teil befestigt ist

Der Hohlzylinder 14 trägt in seinem unteren Bereich einen kleinen Magneten 16, der gegenüber der Rotationsachse der Scheibe 13 exzentrisch angeordnet ist

ίο wie es lit der Figur der Zeichnung angedeutet ist Der kleine Magnet 16 befindet sich somit in einer senkrechten Stellung gegenüber dem Schutzgas-Relais 13.

Die anhand des vorstehenden Ausführungsbeispieles erläuterte Vorrichtung zum Abtasten und Regulieren arbeitet folgendermaßen:

Solange das Gerät nicht in Betrieb ist wird der Magnet 16, z. B. durch einen nicht dargestellten Anschlag, in einem bestimmten Abstand gegenüber dem Schutzgas-Relais 12 gehalten. Beim Einschalten des Gerätes wird über die Leitung 4 dem Brenne· und damit in die Kammer i0 Gas zugeführt was ein Anheben der Membran 3 und infolgedessen des Schutzgas-Relais 12 bewirkt, das sich dem Magneten 16 nähert Gleichzeitig wird der Abzugsventilator in Betrieb gesetzt; die Luft dringt durch die Leitung 5 in die Kammer 20 und wird anschließend durch die öffnungen 6 abgezogen. Unter der Zirkulationswirkung der Luft in der Kammer 20 wird die aus der Scheibe 13, dem Hohlzylinder 14 und dem Magnet 16 bestehende Anordnung um einen bestimmten Betrag nach oben angehoben, der von dem der Kammer 20 zugeführten Durchsatz abhängt und die schwimmende Scheibe 13 beginnt sich mit einer von der Luftzufuhr unabhängigen, im wesentlichen konstanten Geschwindigkeit zu drehen, und versetzt dabei den Magneten 16 in Drehung.

Aufgrund der Tatsache, daß der Magnet 16 exzentrisch gegenüber der Achse der Anordnung angeordnet und in Drehbewegung angetrieben ist bewirken die Kraftlinien seines Feldes bei jedem Durchlauf des Magneten in der Nähe des Schutzgas-Relais 12 das sukzessive Schließen des Kontaktes des Schutzgas-Relais 12 und erzeugen somit rechteckförmige Impulse, deren Breite sich in Abhängigkeit vom Abstand zwischen dem Magneten 16 und dem Schutzgas-Relais 12 ändert Diese Impulse ermöglichen es, die der Verbrennungskammer zugeführte Luftmenge in Abhängigkeit von der dem Brenner zugeführten Gasmenge zu regulieren. Tatsächlich ist es so, daß, so lange die Regelung des Gerätes eine Zunahme der Heizleistung steuert, nämlich z. B.

so durch fortschreitendes öffnen eines Elektromagnetventiles, der Gasdruck »ei 10 zunimmt, was ein zusätzliches Anheben der Membran 3 bewirkt und über die Stange 8 fern»·- ein Anheben des Schutzgas-Relais 12 auslöst, der sich dem Magneten 16 nähen, welcher selbstverständlieh ständig in seiner Drehbewegung angelrieben iit. 1st der Abstand zwischen dem Magneten 16 und dem Schutzgas-Relais 12 geringer, so ziehen sich die Rechtecke der gelieferten Rechteck-Impulse zusammen und verändern infolgeJessen die Stromversorgung des Ventilators in der Weise, daß sie fortschreitend die Strömungsgeschwindigkeit der Luft zum Abzugsventilator vergrößern. Wenn die der Kammer 20 zugeluhrte Luftmenge zunimmt, so nimmt auch der Abstand zwischen dem Magneten 16 und dem Schutzgas-Relais 12 fortschreitend zu, bis em idealer Abstand erreicht wird, so daß die Rechteck-Impulse sich fortschreitend verbreitern und die Versorgung des Motores des Abzugsventilators bei vorgegebenem Gasdurchsatz zum Brenner

dem zur Verbrennung erforderlichen Frischluftdurchsatz entspricht.

Im anderen Falle, wenn die Regulierung des Gerätes eine Verringerung der Heizleistung steuert, nimmt der Gasdruck ab, was ein Absenken der Membran 3 und des Schutzgas-Relais 12 auslöst, der sich dann vom Magneten 16 entfernt. Wenn der Abstand zwischen dem Magneten 16 und dem Schutzgas-Relais 12 größer ist, so verbreitern sich die Rechteck-Impulse und bewirken infolgedessen in einem solchen Falle eine fortschreitende Verringerung der Strömungsgeschwindigkeit der Luft zum Abzugsventilator. Da die der Kammer 20 zugeführte Luftmenge fortschreitend abnimmt, nimmt der Abstand zwischen dem Magneten 16 und dem Schutzgas-Relais 12 ebenfalls ab, bis der ideale Abstand erreicht is wird, so daß die Rechteck-Impulse sich fortschreitend zusammenziehen und infolgedessen die elektrische Versorgung des Motores des Ventilators bei gewähltem Gasdurchsatz dem zur Verbrennung erforderlichen Frischluftdurchsatz entspricht.

Wenn aus irgendeinem Grunde der Luftstrom zum Abzugsventilator aufhört oder unzureichend ist, beispielsweise im Falle der Verstopfung von Leitungen, Unterbrechung oder Verschleiß des Motors etc dann entfernt sich der Magnet 16 nicht vom Schutzgas-Relais 12 und wird nicht in Drehbewegung versetzt; es werden dann keine Impulse mehr erzeugt, und das Gerät nimmt seine Sicherheitsstellung ein.

Die auf diese Weise ausgebildete Vorrichtung gewährleistet somit eine Abtastfunktion für die Luftzufuhr und gleichzeitig eine Regelfunktion für die Luftzufuhr gegenüber der Gaszufuhr zu den Brennern.

Bei weiteren Ausführungsformen können mehrere feste Schutzgas-Relais und ein oder mehrere unterschiedlich orientierte Magneten vorgesehen sein.

erzu i Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Abtasten und Regulieren der Luftzufuhr zur Verbrennungskammer eines Gasbrenners mit Zwangsabzug, mit einem von einem Motor angetriebenen Abzugsventilator und mit einem Gehäuse mit einer darin enthaltenen elastischen Membran, unter der sich der Druck des den Brenner versorgenden Gases ausbreitet, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1) unter einem Durchflußmesser (2) mit schwimmender Scheibe (13), der ganz oder teilweise von der zur Verbrennung erforderlichen Luftmenge durchsetzt ist, auf derselben senkrechten Achse angeordnet ist, die sich durch die Achse der schwimmenden Scheibe (13) und durch die Achse der Membran (3) erstreckt, und daß ein mit Zunge versehenes Schutzgas-Relais (12), das an die senkrechten Verschiebungen der Membran (2J angeschlossen und in Serie mit der Versorgung des Motors des Abzugsventilators geschaltet ist, von einem an Rotations- und Translationsbewegungen der schwimmenden Scheibe (13) des Durchflußmessers (2) angeschlossenen kleinen Magneten (16) gesteuert ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die schwimmende Scheibe (13) auf einem Hohlzylinder (14) angeordnet ist, der an einer festen Stange (15) geführt ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß aie feste Stange (15) nur in ihrem oberen Bereich am Durchfli,Jimessc-(2) befestigt ist

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnet (16) ex; intrisch zur Achse der schwimmenden Scheibe (13) angeordnet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnet (16) und das Schutzgas-Relais (12) in der gleichen Kammer (20) des Durchflußmessers (2) angeordnet sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die schwimmende Scheibe (13) mittels des Hohlzylinders (14) den Magneten (16) in Drehbewegung versetzt.

Verwendung von zwei koaxialen Rohren.

Geräte dieser Art besitzen unstreitig Vorteile, nämlich