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Vorrichtung zur selbsttätigen Regelung der Gas- und Luftzufuhr zu
Gasfeuerungsanlagen Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur selbsttätigen
Regelung der Gas-und Luftzuführung zu Gasfeueeungsanlagen, bei welcher ein Druck-
oder Temperaturmeßgerät durch Verstellen eines Drosselgliedes die Verbrennungsluftmenge
einregelt und das Gasventil in der Gaszuführungsleitung in Abhängigkeit von der
Verbrennungsluftmenge verstellt wird, wobei zusätzlich das Verhältnis der Gas- zur
Luftmenge geändert werden kann. Bei bekannten Vorrichtungen dieser Art sind zur
Beeinflussung der Steuervorrichtungen von dem Heisgas und den Abgasen beeinflußte
Mengenmesser und zur Anpassung der Regeleinrichtung an den jeweiligen Heizwert des
Brennstoffes ein Impulsgeber vorgesehen, der vom C02 Gehalt der Abgase beeinflußt
wird.
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Gemäß der Erfindung ist zur Steuerung des Gasventils ein Gasdruckregler
mit zwei durch auswechselbare Gewichte belasteten Membranen vorgesehen, von denen
die eine unter der Einwirkung des Druckes in der Abzugsleitung der Feuerungsanlage
und die andere unter dem Einfluß des Gasdruckes in der Gaszuführungsleitung zwischen
Feuerungsanlage und Brennstoffventil steht. Beide Membranen sind kraftschlüssig
mit dem Brennstoffventil derart verbunden, daß sie in entgegengesetztem Sinne auf
dasselbe einwirken. Es sind dann in ihrer Bauart einfache Druckmesser verwendet,
die von dem Druck in der Abgas-Leitung der Feuerungsanlage und von dem Gasdruck
vor der Feuerungsanlage beeinflußt werden, wobei der eine als Gasdruckregler wirkende
Gasdruckschwankungen in gewissen Grenzen ausgleichen kann.
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Erfindungsgemäß ist auch zusätzlich mit dem Gasdruckregler eine Sicherheitsvorrichtung
verbunden, die kraftschlüssig derart mit den Membranen des Gasdruckreglers und dem
Brennstoffventil verbunden ist, daß sie beim Unterschreiten eines gewissen festgesetzten
Gasdruckes bzw. Saugzuges das Brennstoffventil schließt. Hierzu dient ein von Hand
anzuhebendes und durch die kraftschlüssigen Verbindungsglieder der Membranen mit
dem Brennstoffventil festgehaltenes Fallgewicht, das nach seiner Auslösung unmittelbar
auf das Brennstoffventil einwirkt.
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Bei der Regelvorrichtung nach der vorliegenden Erfindung sind die
Membranen in einem Reglergehäuse mit Abstand übereinander gasdicht angeordnet, und
der Raum des Gehäuses oberhalb der oberen Membrane ist mit der Abzugsleitung der
Feuerungsanlage, der Raum unterhalb der unteren Membrane mit der Gaszuführungsleitung
durch j e eine mit einer Stauscheibe versehene Rohrleitung verbunden. Der zwischen
den Membranen liegende Raum steht mit der Außenluft in Verbindung und enthält die
Verbindungselemente der Membranen mit dem Brennstoffventil
sowie
mit dem Fallgewicht. Zur zusätzlichen Beeinflussung des durch den Saugzug auf die
Steuermembrane des Gasdrückreglers wirkenden Unterdruckes kann ein durch eine Sicherheitsvorrichtung
gesteuertes Luftventil vorgesehen sein, welches beim Erreichen eines bestimmten
Meßwertes, beispielsweise des höchsten oder niedrigsten Wasserstandes, geöffnet
wird, und Außenluft in den Raum oberhalb der oberen Membrane eintreten läßt.
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Gegenüber bekannten Regelvorrichtungen ist eine derartige Vorrichtung
in ihrer Bauart einfach und hat wenige Teile, die gegen äußere Einflüsse unempfindlich
sind, so daß sie sicher und zuverlässig arbeitet.
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Auf der Zeichnung ist eine Ausführung des Erfindungsgegenstandes veranschaulicht.
Abb. i zeigt die Anwendung des Erfindungsgegenstandes bei einem gasbeheizten Dampfkessel.
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Abb.2 zeigt den Gasdruckregler.
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Bei dem gezeichneten Beispiel (Abb. i) wird der gasbeheizte Niederdruckdampfkessel
i durch eine Anzahl Gasbrenner .2 beheizt, und die Rauchgase werden durch die Rauchkammer
3 und das Abzugsrohr q. mit Hilfe eines Ventilators 5 abgesaugt. Der in der Rauchkammer
3 herrschende Unterdruck der Abgase beträgt bei Vollast beispielsweise 5o mm WS.
Von dem Dampfraum des Kessels führt eine Leitung 6 zu einer Membrane 7, die mit
einer Drosselklappe 8 in dem Absaugerohr q. verbunden ist. Bei steigen-. dem Druck
im Kessel i wird die Membrane 7 nach unten bewegt, die von unten gegen die Membrane
wirkende Feder 9 gespannt und dadurch die Drosselklappe .3 geschlossen, während
bei fallendem Druck im Kessel i ein Öffnen der Drosselklappe 8 eintritt. Auf diese
Weise wird der Zug in der Rauchkammer 3 dem jeweiligen Bedarf angepaßt.
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Mit der Rauchkammer 3 ist ein Gasdruckregler io durch ein Rohr ii
verbunden, damit mit Hilfe des wechselnden Druckes in der Rauchkammer 3 die durch
die Leitung 12 zuströmende Gasmenge zu dem Kessel i entsprechend eingestellt wird.
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Der Gasdruckregler ist in Abb. 2 schematisch dargestellt. Das Gas
. kommt von der Leitung 13 durch ein Ventil 1¢ und strömt weiter durch die Rohrleitung
15 zu den Brennern 2 des Kessels 1. In dem allseitig geschlossenen Gehäuse 16 befinden
sich zwei Membranen 17, 18, an die um die Drehpunkte 21 und 22 schwenkbare Hebel
1g und 2o angelenkt sind. Um den Drehpunkt 22 schwingt ferner unabhängig von dem
Hebel 2o ein Winkelhebel 23, der reit der Spindel 24 des Gasventils 14. über
eine Feder 37 verbunden ist. Der Raum oberhalb der Membrane 17 ist durch die Verbindungsleitung
z i mit der Rauchkammer 3 und der Raum unter der Membrane 18 durch eine Rohrleitung
25 mit der Gasleitung 15 zwischen dem Gasventil und den Brennern verbunden.
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Die Hebel 1g und 2o besitzen eine verstellbare Rolle 28 bzw. einen
Anschlag 26, die gegen den Winkelhebel 2-3 anschlagen. Sobald die Membrane
18 durch den Gasdruck gehoben wird, wird das Ventil 14 durch den Anschlag 26 des
Hebels 2o, den Winkelhebel 23 sowie die Spindel 24 geschlossen. Der Saugzug oberhalb
der Membrane 17 bewirkt eine entgegengesetzt gerichtete Bewegung bzw. ein Öffnen
des Ventils 14 über den Hebel 1g mit Rolle 28, den Winkelhebel 23 und die Spindel
24. Durch entsprechende Gewichtsbelastungen werden die Membranen 17 und 18 so in
Übereinstimmung gebracht, daß z. B. bei einem Saugzug von 5o mm WS in der Rauchkammer
3 ein Gasdruck von q0 mm WS in der Rohrleitung 15 gehalten wird. Wird der Saugzug
in der Rauchkammer 3 und damit die angesaugte Verbrennungsluftmenge verringert,
so verringert sich der auf die Membrane 17 einwirkende Saugzug und somit die auf
das Ventil 14 in öffnendem Sinne einwirkende Kraft. Das Ventil 14 wird gedrosselt,
und zwar so lange, bis der auf die lZembrane 18 einwirkende Gasdruck so weit gefallen
ist, daß wieder zwischen den auf die Membranen 17 und 18 einwirkenden Kräften Gleichgewicht
herrscht. Das Verhältnis zwischen Saugzug und Gasdruck kann durch Änderung der Belastung
der Membranen 17 und 18 und ferner durch Verstellung der Rolle 28 in beliebigen
Grenzen eingestellt werden.
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Die beschriebene Einrichtung hält also für einen bestimmten Saugzug
die jeweils erforderliche Gasmenge ein, so daß Gas und Verbrennungsluft stets in
dem für eine wirtschaftliche Verbrennung erforderlichen Verhältnis stehen.
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Das Gehäuse 16 ist nach außen hin vollständig abgedichtet, insbesondere
ist auch die Ventilspindel 24 durch eine Ledermembrane 29 gegen den Gasraum des
Ventils lq. abgeschlossen. Von dem Gehäuse 16 ist eine Entlüftungsleitung
30 ins Freie geführt. In den Zuleitungen 25 und i i für das Gas und die Luft
zu den Membranen 18 und 17 sind Stauscheiben 31 und 32 vorgesehen, so daß wechselnde
Drücke des Gases und des Abgases sich nur allmählich auf die Membranen 17 und 18
übertragen können. Ferner sind die Öffnungen in den Stauscheiben 31 und 32 so klein
gehalten, daß bei einem Undichtwerden der Ledermembranen 17 und 18 ihre Druckräume
entlastet werden und eine mit
dem Gasdruckregler verbundene Sicherheitsvorrichtung
in Tätigkeit tritt, die auch in dem Gehäuse 16 untergebracht ist.
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Auf der Welle 33 sitzen eine Nockenscheibe 3q., ein Gegengewicht 35
und ein Halter 36. Beim Lösen der Haltevorrichtung 36 wird durch Herunterfallen
des Gegengewichtes 35 die Nockenscheibe 34 auf die Spindel 24 gedrückt, so daß diese
nach abwärts bewegt und das Ventil 1q. geschlossen wird. -Um dabei etwaige Stöße
nicht auf die Membranen 17 und 18 zu übertragen, ist die Feder 37 auf der Spindel
24 vorgesehen, die den Winkelhebel 23 mit der Ventilspindel2q. verbindet.
Die Haltevorrichtung 36 wird durch einen Hebel 38 in ihrer angehobenen Stellung
gehalten. An den Hebeln 20 und i9 sind Ansätze 39, 27 vorgesehen, die in den untersten
Stellungen der Membranen 17 und i8 den Hebel 38 anheben und dadurch die Haltevorrichtung
36 zur Auslösung bringen. Sobald der Gasdruck oder der Saugzug eine gewisse Grenze
unterschreiten, die durch die Gewichtsbelastung der Membranen eingestellt werden
kann, fallen die Membranen 17 und i8- in ihre untersten Stellungen und lösen automatisch
das Gegengewicht 35 aus, wodurch das Ventil 1q. geschlossen wird. Ein Öffnen des
Ventiles ist dann nur von Hand möglich.
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Durch diese Einrichtung wird die Gasmenge selbsttätig der angesaugten
Verbrennungsluftmenge durch Einstellen des Gasdruckes angepaßt. Dabei ist die Einstellung
des Gasdruckes hinter dem Regelventil praktisch unabhängig von dem Vordruck vor
dem Regelventil, da das Verhältnis zwischen Ventilfläche und Membranfläche sehr
klein ist. Eine Zuführung von Gas ist erst möglich, wenn durch den Ventilator die
erforderliche Luftmenge angesaugt wird, und beim Versagen des Ventilators wird die
Gaszufuhr selbsttätig abgestellt. Das Wiederanstellen der Gaszufuhr kann nur von
Hand erfolgen, und zwar erst dann, wenn der Ventilator wieder in Gang gebracht ist.
Auch bei vorübergehendem Ausbleiben des Gases stellt sich die Gaszufuhr selbsttätig
ab und kann nur von Hand wieder angestellt werden. Da die Gaszufuhr abhängig ist
von der Höhe des Saugzuges, ist es ausgeschlossen, daß mehr Gas als zulässig dem
Kessel zugeführt wird. Bei Undichtwerden irgendwelcher Teile, wie Membrane, Rohrleitungen,
wirkt die Einrichtung stets in dem Sinne, daß die Gaszufuhr abgesperrt wird. Bei
geringfügigen Undichtigkeiten der Membranen werden geringe austretende Gasmengen
durch das Entlüftungsrohr ins Freie geführt, während bei größerer Undichtigkeit
der Membranen das Absperrventil selbsttätig geschlossen wird. Die selbsttätig arbeitende
Regeleinrichtung ist in erster Linie für gasbeheizte Kessel zur Erzeugung von Warmwasser,
Niederdruck-und Hochdruckdampf gedacht, kann jedoch auch bei anderen gasbeheizten
Geräten Anwendung finden.
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Bei der in Abb. 2 dargestellten Regelvorrichtung ist die eigentliche
Regeleinrichtung mit der Sicherheitsvorrichtung verbunden. Man kann die Regeleinrichtung
auch allein ohne Sicherheitsvorrichtung zur Anwendung bringen und eine besondere
Sicherheitsvorrichtung einbauen.
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Ferner besteht die Möglichkeit, auch andere Sicherheitsvorrichtungen
auf die Regelvorrichtung wirken zu lassen, die einen Abschluß des Gases herbeiführen,
z. B. beim Unterschreiten oder Überschreiten eines gewissen Wasserstandes.
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Die Betätigungsvorrichtungen hierfür können in verschiedener Weise
zur Ausführung kommen. Es kann in besonderen Fällen die Einrichtung so getroffen
werden, daß andere Schutzvorrichtungen (z. B. für höchsten und niedrigsten Wasserstand)
in Gasapparaten gleichfalls auf die Sicherheitsvorrichtung mechanisch einwirken
und ein Abschließen des Absperrventiles bewirken, indem z. B. die Schutzvorrichtung
mechanisch auf den Hebel 38 (Abb. 2) einwirkt und dadurch das Gegengewicht 35 zur
Auslösung bringt, welches das Ventil 1q. schließt.
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Eine andere Ausführungsmöglichkeit besteht darin, daß die Schutzvorrichtung
(z. B. ein Schwimmerventil) ein Ventil öffnet, wodurch der Zutritt von Luft oberhalb
der Membrane 17 nach Abb. 2 ermöglicht wird. Der auf diese Membrane einwirkende
Saugzug wird durch den Luftzutritt verringert und die Gaszufuhr gedrosselt. Das
Lufteinlaßventil wird zweckmäßig so ausgebildet, daß seine Öffnung ganz allmählich
erfolgt und dadurch eine langsame Drosselung des Gases herbeigeführt wird. Bei voller
Öffnung des Luftventiles wird der Saugzug oberhalb der Membrane 17 aufgehoben
und in der früher beschriebenen Weise das Ventil 1q. zum Schließen gebracht.