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Gasabsperrvorrichtung für gasbeheizte Flüssigkeitserhitzer Die Erfindung
bezieht sich auf eine Gasabsperrvorrichtung für gasbeheizte Flüssigkeitserhitzer,
insbesondere Wassererhitzer, bei der die Gaszufuhr zum Heizbrenner in Abhängigkeit
vom Strömungsdruck des zu beheizenden Mittels sowie vom Brennen der Zündflamme freigegeben
wird. Bei bekannten Vorrichtungen dieser Art sind das vom Strömungsdruck beeinflußte
Steuerventil und das Thermostatventil der Zündgas- und Entlüftungsleitung an eine
besondere Steuerleitung für das Hauptgasventil angeschlossen, so daß Lagenveränderungen
desselben lediglich mittels der in der Steuerleitung unter der Einwirkung der verschiedenen
Impulse auftretenden Druckänderungen erfolgen und jede mechanische Kupplung des
Hauptgasvefitils mit den übrigen Steuergliedern entbehrlich ist. Ferner ist es bei
Gasabsperrvorrichtungen für Flüssigkeitserhitzer bekannt, das Steuerventil für das
Hauptgasventil in eine besondere Steuerleitung einzuschalten und an die Steuerleitung
noch eine Zündgas- und Entlüftungsleitung anzuschließen. Schließlich ist in einem
nicht vorveröffentlichten älteren Patent vorgeschlagen worden, ein von der Zündflamme
gesteuertes, durch eine Steuerleitung mit dem Haup.tgasventil in Verbindung stehendes
Thermostatventil derart auszubilden, daß es in geschlossenem Zustand sowohl den
Auslaß des Zündgases als auch den Auslaß des Steuergases in die Außenluft unterbricht.
Die Erfindung besteht darin, daß das durch den Wasserstrom bewegte Steuerventil
in eine die Hochdruckkammer des Hauptgasventils mit seiner entlüftbaren Steuerdruckkammer
verbindende Steuergasleitung eingeschaltet ist und daß die beiden durch das Steuerventil
getrennten, an die Steuergasleitung angeschlossenen Kammern über Drosselkanäle mit
der beim Erlöschen der Zündflamme sich selbsttätig schließenden, an den Kanal des
Steuerventilgehäuses angeschlossenen Zündgas- und Entlüftungsleitung des Hauptgasventils
verbunden sind. Zweckmäßig wird das durch den Wasserstrom bewegte Steuerventil an
einem einen Staukörper tragenden und Biegehäute durchdringenden Hohlschaft angeordnet,
der die Drosselstelle mit einer durch eine Biegehaut abgetrennten Steuerkammer verbindet.
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Bei der Schaltungsweise gemäß der Erfindung steht die Steuerkammer
des Hauptgasventils mit dem Teile der Steuergasleitung in Verbindung, der - in Richtung
des Gasstromes betrachtet - zwischen dem von der Wasserströmung beinflußten Steuerventil
und der sogenannten Steuerdrossel liegt. Diese Schaltungsweise ist besonders zweckmäßig
in Verbindung mit einem Steuerventil, dessen Verstellbewegung von einem hohem Wasserdruck
ausgesetzten Verstellglied abgeleitet werden muß und das sich daher in seinen Führungen
leicht festsetzen kann. Die Gaszufuhr zum Brenner wird nur freigegeben,
wenn
das Steuerventil die Steuergasleitung dicht abzuschließen vermag. Wenn das Steuerventil
versagt und :die Steuerleitung nur unvollkommen oder gar nicht abgeschlossen wird,
bleibt die Gaszufuhr zum Brenner unterbrochen. Daß im Ruhezustand des Brenners das
Steuerventil geöffnet bleibt, ist kein Nachteil, da der Ausgang der Steuergasleitung
von dem zündsicheren Steuerventil beherrscht wird, das das Ausströmen größerer Mengen
unverbrannten Gases verhütet.
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Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt.
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Abb. i zeigt einen Schnitt durch ein Steuergasventil, das mit dem
Steuerglied zusammengebaut ist.
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Abb. 2 zeigt den Anschluß dieser Vorrichtung an ein druckgesteuertes
Hauptgasventil und( einen von einem Thermostat überwachten Zündbrenner.
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Abb.3 bis 6 zeigen schematisch die Wirkungsweise eines derartigen
Gasventils an einem Heißwasserbereiter, z. B. einem Gasbadeofen.
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Abb. 7 zeigt einen Schnitt durch ein Gasventil und ein getrennt davon
angeordnetes, durch den Wasserstrom betätigtes. Steuerglied.
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Das Strömschloß in Abb. i besteht aus zwei Wasserkammern i und 2 und
einer dazwischenliegenden Gaskammer 3 mit dem Steuergasventil g. Die Wasserkammer
i ist mit einem Stutzen 4 an die Wasserzuleitung angeschlossen. Durch ein Venturirohr
5 und einen daran anschließenden Stutzen 5a kann das Wasser aus der Kammer i zu
einem Heißwasserofen fließen. Die beiden Wasserkammern i und a sind j eweils durch
eine Biegehaut 6 bzw. 7 von der Gaskammer 3 getrennt. Die Mitten der Biegehäute
sind durch einen von ihnen geführten Hohlschaft 8 miteinander verbunden, der einen
Ventilteller 9 trägt. Dieser Ventilteller kann sich auf einen Sitz io in der Gaskammer
3 legen und trennt dadurch diese Kammer in zwei Abteile i i und 12. Das Abteil i
i 'hat eine Bohrung 13 für den Anschluß des Abteils an die Gashauptleitung;
das Abteil 12 hat eine Bohrung 14 für den Anschluß des Abteils an den Steuerraum
35 eines druckgesteuerten Hauptgasventils 33 (vgl. Abb. 2) und zwei enge Kanäle
15 und 16, welche die Abteile i i und 12 stets mit dem Anschluß i7 einer Zündgasleitung
41 (Abb. 2) verbinden.
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Der Hohlschaft 8 trägt eine als Drosselkörper dienende Nadel 18, die
in den Hals des Venturirohres 5 hineinragt. Der Hohlschaft 8 und die Nadel 18 haben.
eine Längsbohrung 1g, die durch Ouerkanäle 2o mit dem Durchgangsraum des Venturirohres
5 an einer Stelle der größten Durchtrittsgeschwindigkeit verbunden ist. Das andere
Ende der Bohrung 19 mündet in die Wasserkammer 2. Federn 21 suchen den Ventilteller
9 von seinem Sitz io abzuheben.
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Der Anschluß 13 der Gaskammer 3 ist durch eine Leitung 3 i (Abb. 2)
mit dem Hochdruckraum 32 im 'Gehäuse 33 eines Hauptgasventils verbunden, in den
auch die Hauptgasleitung 34 mündet. Durch eine Biegehaut 36 ist ein zweiter Raum
35 des Gehäuses 33 von dem Raum 32 getrennt, der als Steuerraum für das Hauptgasventil
38 dient. Er ist durch eine Leitung 37 mit dem Anschluß 14 am Steuergasventil 3
verbunden. An der Membran 36 ist ein Ventilteller 38 befestigt, der von einer Feder
39 auf seinen Sitz an einem zu den Gasverbrauchern, z. B. zu dem Hauptbrenner 51
des Badeofens, führenden Kanal 40 gedrückt wird.
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Von dem Anschluß 17 des Steuergasventils 3 führt eine Zündleitung
41 zu einem Zündbrenner 42. Dieser Zündbrenner besteht aus einem Gehäuse 43, einem
Ventil 44 mit einer Bohrung 45 und einer Brennerdüse 46 und einem Thermostat 47,
der einerseits an den Enden durch Arme 48 an dem Brennergehäuse 43 gelagert und
anderseits mit dem Ventil 44 durch Arme 49 verbunden ist.
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Die Wirkungsweise der Einrichtung ist in Abb.3 bis 6 erläutert. Der
Heißwassererzeuger ist durch eine Rohrschlange 5o über einem Brenner 51 dargestellt.
Das Wasser wird an dem Hahn 52 entnommen. Der Zündbrenner 42 ist der Einfachheit
halber ohne Thermostat dargestellt.
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Abb. 3 zeigt die Anlage bei geschlossenem Hahn 52. Der Wasserdruck
in den Kammern i und 2 der vom Wasserdruck gesteuerten Vorrichtung ist durch die
Bohrung 19 des Hohlschaftes 8 ausgeglichen. Infolgedessen hat die Feder 2i die Biegehäute
6 und 7 nach oben geschoben und das Steuergasventil g abgehoben. Der Gashochdruck
hat sich von der Hauptleitung 34 über 3ä, 3 i, , 11, 12 und 37 in den Raum
35 fortgepflanzt und ausgeglichen, und deshalb kann ,die Feder 39 den Hauptventilteller
38 auf seinen Sitz drükken. Der Zündbrenner 42 ist geschlossen, weil sein Ventil
44 durch den kalten Thermostat auf seinen Sitz gedrückt wird. Weder aus dem Zündbrenner
42 noch aus dem Heizbrenner 51 kann daher Gas austreten.
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Wenn der Hahn 52 geöffnet wird, so kommt das Wasser im Heißwassererzeuger
und im Venturirohr in Fluß. Das durch das Venturirohr 5 aus der Netzleitung strömende
Wasser erzeugt an den öffnungen 2o einen Unterdruck, so daß durch den Kanal i g
auch in der Wasserkammer 2 ein Unterdruck entsteht. Deshalb senken sich die Biegehäute
6 und 7, bis das Steuerventil 9 auf seinen Sitz
gedrückt ist. Solange
aber aus dem Zündbrenner 42 kein Gas ausströmen kann, bleibt der Gasdruck in den
beiden Kammern i i und 12 und somit auch in den mit ihnen verbundenen Kammern 32
und 35 desl Hauptgasventils 33 nach wie vor gleich. Es entsteht also kein Druckunterschied
zu beiden Seiten der Membran 36 des Hauptgasventils, so daß dieses geschlossen bleibt.
Bei nicht geöffnetem Zündbrenner 42 kann also beliebig viel Wasser aus dem Flüssigkeitserhitzer
entnommen werden, ohne daß das Hauptgasventi133 dadurch beeinflußt wird (Abb.4).
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Zur Erläuterung der weiteren Wirkungsweise sei zunächst wieder der
in Abb. 3 dargestellte Betriebszustand zugrunde gelegt, d. h. der Wasserhahn 52
soll geschlossen und infolgedessen,der Ventilteller 9 abgehoben sein; das Hauptgasventil
33 ist geschlossen. Wenn nun der Thermostat 47 (Abb. 2) des Zündbrenners 42 durch
ein Streichholz erwärmt und dadurch das, Zündventil 44 geöffnet wird, =entzündet
sich das ausströmende Gas an der Flamme des Streichholzes. Durch das Entweichen
des, Zündgases wird hinter den drosselnden Verbindungen 15 und 16 ein Druckabfall
hervorgerufen (Abb. 5). Trotzdem bleibt der Gasdrück in den Kammern i i und 12 ausgeglichen,
weil sie miteinander durch das geöffnete Steuergasventil 9 verbunden sind. Deshalb
öffnet sich auch das Hauptgasventil zunächst nicht (Abb. 5). Öffnet man aber den
Wasserhahn 52, so wird durch das ausströmende Wasser an der Drosselstelle des Venturirohres
5 ein Druckabfall hervorgerufen, der sich durch den Hohlraum 8 bzw. dessei Bohrung
i9 in die Wasserkammer 2 fortpflanzt, so daß ein Druckunterschied zwischen den Wasserkammern
i und 2 entsteht und das Steuergasventil 9 auf seinem Sitz gedrückt wird. Die Räume
i i und 12 des Steu.ergasventils 3 sind nunmehr voneinander getrennt. Das aus dem
abgeschlossenen Raum 12 des Steuerventils 3 zum Zündbrenner 42 abfließende Zündgas
ruft in dem Steuerraum 35 des Hauptgasventils einen Druckabfall hervor. Infolgedessen
kann der Gashochdruck im Raum 32 die Biegehaut 36, der Druckverminderung in dem
Steuerraum 35 entsprechend, nach unten durchdrücken. Der Ventilteller 38 wird dabei
von seinem Sitz abgehoben, so daß der Hauptbrenner 51 Gas erhält, das sich beim
Ausströmen an der Zündflamme entzündet (Abb. 6). Der Hauptbrenner des Flüssigkeitserhitzers
tritt also selbsttätig in Wirkung, sobald bei brennender Zündflamme Wasser aus dem
Apparat entnommen wird. Umgekehrt erlischt der Hauptbrenner, wenn der Wasserhahn
52 geschlossen wird, weil sich dann der Wasserdruck in den Kammern i und 2 ausgleicht,
so daß das Steuergasventilg geöffnet wird, worauf sich auch der Gasdruck zu beiden
Seiten des Hauptgasventils ausgleicht und das Hauptgasventil schließt..
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In Abb. 7 enthält das Geb.äuse 22 zwischen den beiden Wasserkammern
i und 2 anstatt des Gasventils ein Lager 24 für einen zweiarmigen Hebel 23, dessen
einer Arm an dem Hohlschaft 8 zwischen den Biegehäuten 6 und 7 angreift. Das Gehäuse
für das Steuergasventil 3 ist hier von dem Gehäuse des wassergesteuerten Teiles
völlig getrennt. Das Gehäuse des Steuergasventils ist durch eine Zwischenwand 25
wieder in zwei Kammern i i und 12 unterteilt, die in derselben Weise wie bei Abb..
i Anschlüsse 13, 14 und 17 zu der Gashauptleitung, dem Steuerraum des Hauptgasventils
und dem Zündbrenner besitzen. Das Gehäuse des Steuergasventils ist durch eine Biegehaut
26 abgeschlossen, in deren Mitte ein Ventilteller 9 befestigt ist, der eine Bohrung
27 in der Zwischenwand 25 abschließt. Eine Feder 29 sucht den Ventilteller 9 von
seinem Sitz abzuheben. Der Ventilteller 9 trägt eine Schneide 30, gegen die sich
das abgeflachte Ende des Hebels 23 legt. In den Stützkörper 8 für die Membranen
6 und 7 ist ein Rohr i9' eingesetzt, das in den Abflußkanal 3' hineinragt und dort
eine Drosselstelle für den Wasserabfluß bildet, die es mit der Wasserkammer verbindet.
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In den Ausführungsbeispielen nach den Abb. i bis 6 ist das Steuergasventil
3 mit dem wassergesteuerten Teil zusammengebaut, und zwar ist es in der üblichen
Weise zwischen die durch Biegehäute abgeschlossenen Wasserdruckkammern i und 2 gelegt.
Es ist aber besser, das Steuergasventil von dem wassergesteuerten Teil zu trennen,
wie in Abb. 7 gezeigt, um zu verhindern, daß bei einem Schaden an einer der Biegehäute
Wasser in die Gasleitung dringt.
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Das vom NVasserfluß betätigte Steuergasv entil kann selbstverständlich
auch mit dem Hauptgasventil zusammengebaut werden.