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Einrichtung zur selbsttätigen Abstellung der Wärmezufuhr bei Wärmeaustauschern
zur Erhitzung eines Luft- oder Gasstromes Bei Wärmeaustauschern zur Erwärmung eines
Luft- oder Gasstromes durch heiße Gase besteht die Gefahr, daß der Wärmeaustauscher
bei Verminderung oder völligem Fortfall des Luftstromes hohe übertemperaturen annimmt
und auch die Luft gefahrdrohend überhitzt wird.
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Man hat zur Vermeidung dieser Gefahr bereits vorgeschlagen, in die
das Heizmittel zuführende Leitung eine Absperreinrichtung einzubauen, die mit einem
Fliehkraftregler in unmittelbarer Verbindung steht, der auf der Welle des den Luftstrom
erzeugenden Gebläses sitzt, so daß der Fliehkraftregler die Absperrvorrichtung schließt,
wenn die Drehzahl des Gebläses unter ein bestimmtes Maß gesunken ist. Diese unmittelbare
Verbindung der Abschlußeinrichtung mit dein Fliehkraftregler hat den Nachteil, daß
dieser sehr kräftig bemessen werden muß, damit er das Gasventil im Gefahrfalle sicher
abschließt. Er arbeitet ferner dauernd unter verhältnismäßig großer Belastung, erfährt
also eine entsprechend starke Abnutzung und verzehrt Reibungsarbeit. Man hat den
Fliehkraftregler auch durch andere Einrichtungen, z. B. Elektromagneten, ersetzt.
Auch diese erfordern sehr starke Ausbildung zur Ausübung großer Kräfte mit dauerndem,
verhältnismäßig großem Energieverbrauch.
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Bei Gaskochern und Gasöfen sind in die Gaszuleitung einzubauende Absperrglieder
bekannt, die zur Wirkung kommen, wenn die Kocherplatte übermäßig heiß wird bzw.
wenn der Brenner des Ofens erlischt. Das Absperrglied ist zu dem Zweck dauernd mit
einer Hilfskraft (Federspannung) belastet, die im Gefahrfalle durch ein thermisch
beeinflußtes Glied (Schmelzkörper bzw. Ausdehnungskörper) ausgelöst wird. Es ist
hierbei also der Einbau besonderer wärmeempfindlicher Glieder in das zu schützende
Gerät erforderlich.
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Die Erfindung benutzt gleichfalls ein durch eine Hilfskraft im Sinne
des Schließens dauernd belastetes Absperrglied in der Heizmittelzuleitung und ein
Schaltwerk zur Auslösung dieser Hilfskraft im Gefahrfalle. Dieses Schaltwerk wird
erfindungsgemäß durch eine während des Betriebes auftretende Kraftäußerung der Luftförderanlage
(Motor, Gebläse, Treibmittel des Motors) beeinflußt. Dies bringt den Vorteil, daß
besondere Einrichtungen zur Steuerung des Schaltwerkes entbehrlich werden, daß die
Anlage also besonders einfach und betriebssicher wird und daß es nicht leicht möglich
ist, die Wirkung des Schaltgliedes absichtlich aufzuheben.
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Das Schaltwerk kann außer zur Steuerung der Absperreinrichtung auch
zur Abgabe von Warnungs- oder Meldesignalen dienen, so daß hiermit zugleich eine
einfache Fernbeaufsichtigung der Anlage ermöglicht ist und beispielsweise das Arbeiten
einer Fabrikheizung oder einer Trockenanlage von einer beliebigen Stelle aus überwacht
werden kann.
Die Zeichnung veranschaulicht die Erfindung in mehreren
Ausführungsbeispielen, und zwar zeigen Abb. i und 2 im senkrechten und waagerechten
Längsschnitt einen mit Gas beheizten Wärmeaustauscher zur Erwärmung des durch ein
elektrisch angetriebenes Gebläse erzeugten Luftstromes, Abb. 3 ein vom Drehmoment
des Antriebstnotors abhängiges Schaltwerk, Abb. 4 ein durch den Gebläseschub betätigtes
Schaltwerk, Abb. 5 ein durch den Druck eines flüssigen, dampf- oder gasförmigen
Treibmittels betätigtes Schaltwerk, Abb. 6 ein durch elektrischen Strom zu betätigendes
Schaltwerk.
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Bei der Einrichtung nach der Abb. i und 2 ist ein aus flachen hohlen
Kammern i bestehender Wärmeaustauscher vorgesehen, dessen Wände einerseits von den
vom Brenner 2 kommenden Heizgasen und anderseits von dem vom Gebläse 3 mit Antriebsmotor
6 geförderten, durch die Kanäle 4 und 5 geführten Luftstrom bespült werden, wobei
die Heizgase ihre Wärme an den Luftstrom abgeben und in abgekühltem Zustande in
die Abgasleitung 7 entweichen. In die zum Brenner 2 führende Gasleitung 8 ist ein
Abschlußhahn 9 eingebaut, dessen Küken einen doppelarmigen Hebel io trägt, an dessen
einem Ende eine zum öffnen dienende Zugkette i i angeschlossen ist, während der
andere Arm ein auf Schließen wirkendes Gewicht 12 trägt und mit einer Sperrnase
13 auf dem Schaltglied 14 eines beliebig gestalteten Schaltwerkes 15 aufruht. Dieses
Schaltwerk ist so ausgebildet, daß bei einer Betriebsstörung, die ein Zuschwachwerden
oder ein Ausbleiben des zu erhitzenden Luftstromes zur Folge hat, das Schaltglied
14 zurückgezogen wird. Dadurch wird die Sperrnase 13 freigegeben, und der Hebel
io bringt unter dem Einfluß des Gewichtes 12 den Hahn 9 in Schlußstellung, so daß
der Brenner 2 erlischt. Beim Anstellen des Wärmeaustauschers wird zunächst der Hahngriff
16 eines Zündflammenhahnes 17 aus der den Hebel io in seiner Schließlage (punktiert
gezeichnet) sichernden Lage gedreht, dadurch der Gaszufluß zum Zündflammenrohr 18
freigegeben und die Zündflamme entzündet. Jetzt wird der Motor 6 in Gang gesetzt
und der Luftstrom hervorgerufen; dieses bewirkt das Vorschieben des Schaltgliedes
14 des Schaltwerkes 15. Wird jetzt durch Ziehen an der Kette ii der Hahn 9 unter
gleichzeitigem Anheben des Gewichtes 12 geöffnet, so entzündet sich nunmehr das
zum Brenner 2 strömende Gas an der Zündflamme 18, und die an Hebel io federnd angeschlossene
Sperrnase 13 schiebt sich über das Schaltglied 14 und wird von diesem am Wiederherunterfallen
verhindert. Die Vorrichtung arbeitet also nunmehr betriebsmäßig. Zum Abstellen genügt
beispielsweise das Stillsetzen des Motors 6, da hiermit auch die Krafteinwirkung
auf das Schaltglied 14 aufhört, letzteres also zurückgezogen wird, so daß der Hebel
io nach unten fällt und mittels des Hahnes 9 die weitere Gaszufuhr zum Brenner 2
abschließt.
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Bei der Einrichtung nach Abb. 3 wird zur Betätigung des Schaltgliedes
14 das Drehmoment des Gebläseantriebsmotors 6 benutzt. Dieser Motor ist zu diesem
Zweck auf Schneiden 5o derart gelagert, daß er unter dem Einfluß des von ihm ausgeübten
Drehmoments unter Überwindung einer bestimmten Gegenkraft, beispielsweise eines
Pendelgewichts 51, um einen kleinen Winkel ausschwingen kann, wobei er das Schaltglied
14 vorschiebt, so daß dieses die Absperrvorrichtung offenhält. Sobald das Drehmoment
des Motors unter einen gewissen Betrag sinkt, schwingt sein Gehäuse unter dein Einfluß
des Pendelgewichts 51 in die Ruhelage zurück, das Schaltglied 14 wird dabei zurückgezogen
und die Absperrvorrichtung ausgelöst.
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Bei der Einrichtung nach Abb.4 wird der Axialschub des Gebläses zur
Betätigung des Schaltwerkes benutzt. Zu diesem Zweck ist die Welle des Gebläses
3 zweckmäßig mitsamt dem Läufer 64 des unmittelbar gekuppelten Gebläseantriebsmotors
6 axialverschieblich gelagert, wobei eine Feder 66 dem im dargestellten Beispiel
nach links wirkenden Axialschube des Gebläses 3 entgegenwirkt. Solange das Gebläse
läuft, überwindet sein Axialschub die Federspannung, und das linke, als Schaltglied
wirkende Wellenende 14 steht aus seinem Lager vor und kann die Sperrnase 13 der
Absperrvorrichtung tragen. Kommt dagegen das Gebläse zum Stillstand, so schiebt
die Feder 66 die Gebläsewelle nach rechts, die Sperrnase 13 wird vom Wellenende
14 abgestreift, und die Absperrvorrichtung tritt in Tätigkeit.
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Abb. 5 zeigt ein von einem Treibmittel des Gebläseantriebsmotors zu
betätigendes Schaltglied. Dieses besteht aus einem mittels der Leitung 43 an die
Treibmittelzuleitung anzuschließenden Zylinder 42, in dem sich ein Kolben 41 bewegen
kann. Dieser Kolben wird ständig durch den Druck des Treibmittels belastet und schiebt
dabei das mit ihm verbundene Schaltglied 14 entgegen der Spannung einer Feder 37
nach links, so daß das äußere Ende des Schaltgliedes über das Gehäuse vorsteht und
die Sperrnase der Absperrvorrichtung festhalten kann. Sobald die Treibmittelzufuhr
aufhört, bewegen sich Kolben 41 und Schaltglied 14 nach rechts,
und
es erfolgt die Auslösung der Abschlußvorrichtung für die Brennstoffzufuhr.
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Abb. 6 zeigt eine ähnliche Einrichtung für elektrisch angetriebene
Gebläse. An Stelle des Kolbens 41 und Zylinders 4.2 tritt beispielsweise ein Anker
45, der von einer Spule 46 angezogen wird, die in den Stromkreis des Motors so eingeschaltet
ist, daß sie beim Anstellen desselben ebenfalls Strom erhält. Mit dem Anker 45 ist
wiederum das Schaltglied 14 so verbunden, daß es beim Anstellen des Stromes vorgeschoben,
beim Ausbleiben aber durch die Feder 37 selbsttätig zurückgeführt wird.