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Zündsicherung für Gasbrenner' Es sind Zündsicherungen bekannt, die
beim Verlöschen einer Sicherheitsflamme ein Hauptventil absperren, dessen Ventilstellung
durch den Druck des Steuerstroms auf die Membran des Ventils beeinflußt wird. Bekannt
ist es auch, den Steuerstrom derartiger Ventile mit dem Gasstrom der Zündflamme
zu vereinigen und beide durch das gemeinsame Ventil der Zündsicherung.beim Erlöschen
der Flamme absperren zu lassen; wodurch dann auch das Hauptventil gleichzeitig geschlossen
wird. Einrichtungen der letztgenannten Art haben den Nachteil, daß die Zusammenführung
des Steuergases und Zündgases in-unerwünschter Weise auf die Membran des Hauptventiles
rückwirkt und dadurch die Regelwirkung beeinträchtigt.
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Diese Übelstände vermeidet die Erfindung. Sie kennzeichnet sich dadurch,
daß mindestens je ein Ventil in der Zündstrom- und der Steuerstromleitung durch
einen gemeinsamen Ausdehnungskörper bei dessen Erwärmung mit der Brennerdüse verbunden
werden, derart, daß sich beide Ströme in einem gemein.-samen Arbeitsraum vereinigen.
Es hat somit der Steuerstrom und der Zündstrom je ein besonderes Ventil. Dabei kann
die Austrittsöffnung des einen Stromes in bekannter Weise gegenüber dem anderen
Gasstrom als Strahldüse ausgebildet sein, so daß in dem Raum, in dem sich der zweite
Gasstrom mit dem ersten vereinigt, ein geringerer Druck herrscht, als der erste
Gasstrom hat. Je nach dem Zweck der durch die Zündsicherung zu bedienendenEinrichtung
läßt sich die Strahl-Wirkung so einrichten, daß der Gasdruck des ersten Strahls
entweder vollständig aufgehoben wird oder daß darüber hinaus sogar ein Unterdruck
erzeugt wird, der im Bedarfsfalle von günstigem Einfluß auf die Wirkungsweise des
Ventils, aus dem der zweite Gasstrom kommt, sein kann. Beispielsweise kann dieser
Unterdruck dazu dienen, den Widerstand der Steuerstromleitung zu überwinden und
dadurch einen Betrieb des Hauptventils auch bei geringeren Gasdrücken sicherzustellen.
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Die Zündsicherung nach der Erfindung ist ferner derart eingerichtet,
daß bei erkaltender Ausdehnungsscheibe das Zündgas in die Steuerstromleitung zurücktreten
kann. Macht man die Zuleitung für das Zündgas genügend weit, so tritt beim Erkalten
der Ausdehnungsscheibe ein sehr kräftiger Gasstrom von rückwärts in den Raum oberhalb
der Membran des Hauptventils und veranlaßt dadurch dieses Ventil zum sehr schnellen
Schließen. Diese Eigenschaft ist besonders bei großen Hauptventilen von sehr wesentlicher
Bedeutung, weil bei größeren Ventilen das Hubvolumen der Membran sehr groß ist und
dadurch die Auffüllung dieses Raumes durch die bei diesen Ventilen in bekannter
Weise vorgesehene Zuströmdüse des Steuerstroms
sehr lange Zeit beansprucht.
Von der Auffüllungsdauer hängt jedoch auch die Zeitdauer des Schließens unmittelbar
ab.
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Die Zeichnung stellt mehrere Ausführungsbeispiele von Zündsicherungen
nach der Er-" Findung je im Schnitt dar. Bei sämtlichen Abbildungen sind stets mindestens
zwei Ventile vorgesehen. Als Ausdehnungskörper dient bei den Fig. i bis 3 ein Bimetallstreifen
i, bei den Fig. q. his 7 eine Metallscheibe 2. Die Beheizung des Ausdehnungskörpers
erfolgt zunächst stets durch eine äußere Wärmequelle, z. B. die Flamme eines Streichholzes,
sodann nach Öffnen der Ventile der Zündsicherung durch die Heizflamme und durch
die Zündflamme.
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In allen Figuren bedeutet 6 den Eintritt des Zündgases, 7 den Eintritt
des Steuergases. Bei den Ausbildungen- nach den Fig. i und 2 ist der Ratum-8, in
den das Zündgas durch den Anschluß 6 eintritt, von dem Raum g, in den das Steuergas
durch 7 eintritt, durch eine biegsame Metallmembran io getrennt, an der ein Ventilkörper
i i angebracht ist. Der. Ventilkörper ii gibt in Arbeitslage eine untere Ventilöffnung
12 für das Zündgas und eine obere Ventilöffnung 13 für das Steuergas frei. Bei Nichtbenutzung
sind beide Ventilöffnungen geschlossen. Erwärmt man z. B. durch ein entzündetes
Streichholz den Bimetallstreifen i, so biegt er sich nach oben aus und öffnet dadurch
zuerst den Durchgang i2 und dann, nach Erreichung' der Mittelstellung der Metallmembrane
io die Öffnung 13. Durch die Strahldüse 14 wird eine saugende Wirkung auf das in
den Raum g eintretende Steuergas ausgeübt. Steuergas und Zündgas verlassen die Zündsicherung
durch den gemeinsamen Brennerkörper 15, der an der Bimetallplatte i befestigt ist.
Aus dem unteren weiten Teil 16 dieses Brenners oder aus der Zuleitung 6 wird der
zur Speisung der Heizflamme 3 benötigte kleine Gasstrom durch eine entsprechende
Öffnung entnommen.
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Während bei Fig. i der Ventilkörper i i zwei ebene Dichtflächen besitzt,
sind diese bei Fig.2 kegel- bzw. kugelförmig ausgebildet; das sichert im erkalteten
Zustande des Bimetallstreifens i sicheres Absperren der Ventilöffnungen i2 und i3
auch bei Schiefstellen der bewegten Teile.
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Der Raum g ist bei Fig. i nach oben durch die feste Wand 17 abgeschlossen,
bei Fig. 2 durch eine Metallmembran 18. Diese gewährleistet sichereres Abschließen
des Raumes g nach außen als die Führung des Brennerkörpers 15 gemäß Fig. i in der
entsprechenden Öffnung des Deckels 17.
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Bei Fig. 3 ist der Bimetallstreifen i derartig eingelegt, daß er sich
bei Erwärmung abwärts krümmt. Nach dem Anwärmen des Bimetalistreifens i wird demnach
zunächst die Ventilöffnung 12 des Zündstromes, danach die Öffnung 13 des Steuerstromes
freigegeben. Die beiden Gasströme verlassen durch den gemeinsamen Brennerkörper
15, der an einer Metallmembran 18 befestigt ist, die Zündsicherung.
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Während in den Fig. i und 2 der gemeinsame Ventilkörper ii beweglich
ist, ist er bei Fig. 3 fest mit dem Gehäuse verbunden; dagegen sind beide Ventilteller
ig und 2o beweglich.
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In den Fig. q. bis 7 dient als Ausdehnungskörper eine an ihrem äußeren
Rande fest eingespannteMetallscheibe 2, die im wesentlichen eben ist. Durch Erwärmung
beult sich diese Metallscheibe nach oben oder unten hin aus und öffnet .dadurch
in jedem der vier Fälle die an ihr befestigten oder durch Federdruck an sie angepreßten
Ventile.
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Gemäß Fig. q. wird bei Erwärmung der Ausdehnungsscheibe zunächst die
untere, von der Metallmembran io getragene Ventilöffnung i2, danach die obere Ventilöffnung
13 freigegeben. Die Wirkungsweise entspricht genau derjenigen von Fig. 2. Ebenso
wie in Fig. 2 dient auch hier eine Einstellschraube 21 zur Einstellung des Hubes
der Ventilöffnung 12, während die Einstellung des Hubes der Ventilöffnung 13 durch
das Gewinde 2-2 erfolgt. Die Ausdehnungsscheibe '2 trägt hierbei den oberen Ventilteller
23 in. fester Verbindung. Eine Hubeinstellung der Ventile ist erforderlich, da die
durch die Wärtneausdehnungen erzielbaren Hubbewegungen der Ausdehnungskörper i bzw.
2 nur recht gering sind. Einstellbarkeit von außen durch die Gewinde 21 und 22 ermöglicht
genaue Feineinstellung. der beiden Ventilhube.
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In Fig. 5 besitzt die Ausdehnungsscheibe eine der Höhe nach durch
das Gewinde 2:f verstellbare Brennerdüse 25. Gegen den unteren Rand dieser Brennerdüse
preßt eine Feder 26 die Ventilscheibe 27 dichtend an. Bei geeigneter Ausbildung
der Berührungsflächen der Körper 25 und 27 erhält jedoch der Ventilkörper 27 eine
gewisse Beweglichkeit, so daß er sich auch bei etwaigem Schiefstellen der Ausdehnungsscheibe
2 noch gut dichtend auf die obere Fläche `des zweiten Ventilkörpers 28 aufzulegen
vermag. Der Ventilkörper 28 wird durch eine Feder 29, die etwas stärker als die
Feder 26 ist, so' lange gegen die untere Fläche des Randes 3o im Gehäuse gepreßt,
als die Ausdehnungsscheibe 2 noch genügend weit erwärmt wird. Erst bei hinreichender
Abkühlung der Scheibe 2 wird nach vorangegangenem Aufsetzen des Tellers 27 auf den
Ventilkörper 28 der letztere von der Abdichtfläche 30 so weit abgedrückt,
bis
dessen untere Fläche auf dem Sitz 31 aufliegt.
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Im kalten Zustande sind die Öffnungen zwischen 27 und 28 und zwischen
28 und 31 abgesperrt. Weder der bei 6 eintretende Zündstrom noch. der bei 7 eintretende
Steuerstrom findet demnach einen Auslaß; dagegen kann der Zündstrom durch die im
kalten Zustande freigegebene Öffnung zwischen 28 und 30 in das Zuführungsrohr
7 des Steuerstroms eiirtreten, seinen Druck also auf die Membran des zugehörigen
Hauptventils geltend machen.
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Im warmen Zustande der dann etwas nach oben ausgebogenen Ausdehnungsscheibe
2 liegen die beiden Ventilkörper 27 und 28, wie es Fig. 5 darstellt. Der Zündstrom
kann durch die Öffnung zwischen 28 und 31 und durch die Düse 32 in die weitere Düse
33 und durch die Öffnung des Körpers 25 austreten. Das Zündgas übt dabei in der
Düse 32 eine kräftige Saugwirkung auf das Steuerstromgas aus. Das im Bedarfsfalle
anbringbare Schutzblech 34 sichert die sehr dünne Ausdehnungsscheibe 2 gegen Stöße.
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In Fig. 6 ist die Ausdehnungsscheibe 2 derartig ausgebildet, daß sie
sich bei Erwärmung nach unten ausbeult. Im kalten Zustande befindet sich demnach
der Düsenkörper 35 in einer etwas höheren Stellung als gezeichnet, so daß die obere
Ventilöffnung 36 und die untere Ventilöffnung 37 geschlossen sind. Der Düsenkörper
35 legt sich mit einem Wulst 38 gegen eine an der Ausdehnungsscheibe :2 befestigte
Öse 39, wobei die Berührungsfläche zwischen Öse und Wulst derartig ausgebildet
ist, daß gasdichtes, jedoch freie Beweglichkeit des Düsenkörpers 35 sicherndes Anliegen
gewährleistet ist.
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Bei Fig.7 beult sich die Ausdehnungsscheibe 2 bei Erwärmung nach oben
durch, so daß im erwärmten Zustande die aus der Abbildung ersichtliche Stellung
der Ventile vorhanden ist. Die Ausdebnüngsscheibe 2 besitzt eine mittlere, durch
eine Öse 39 verstärkte Öffnung, gegen die sich von unten her ein durch die Feder
4o nach oben gedrückter Ventilteller 41 dichtend, doch frei beweglich abstützt.
Die untere Dichtfläche des Ventiltellers 41 wird beim Erkalten der Scheibe 2 gegen
die obere Dichtfläche des Ventiltellers 42 aufgedrückt, die im erwärmten Zustande
der Scheibe 2 gegen die untere Dichtfläche des Ringes 43 durch die Feder 44 angepreßt
wird. In diesem Falle, also bei warmer Ausdehnungsscheibe 2, kann das bei 6 eintretende
Zündgas demnach durch den offenen Spalt zwischen der unteren Dichtfläche 142 des
Ventiltellers 42 und der oberen Dichtfläche des Ventiltellers 45 hindurchtreten
und durch die Öffnung 46 des Ventiltellers 422 und die kegelförmige Brennerdüse
47 entweichen. Der bei 7 eintretende Steuerstrom kann dagegen durch den Spalt zwischen
Ventilteller 41 und Ventilteller 42 durch die Düse 47 ins Freie austreten, wobei
durch die Stra.hlwirkung des Zündstromes eine durch geeignete Ausbildung des Ventiltellers
41 geförderte Saugwirkung des Zündstromes auf den Steuerstrom stattfindet.
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Im kalten Zustande drückt die Ausdehnungsscheibe 2 zunächst den Ventilteller
41 auf den Teller 42, der sodann mit seiner unteren Fläche auf den Sitz 45 aufgedrückt
wird. Im kalten Zustande tritt demnach weder Zündgas noch Steuergas aus der Brennerdüse
47 aus, während der Zündstrom durch die Öffnung zwischen Ventilteller 42 und Sitz
43 Zutritt zum Strömungswege 7 des Steuerstroms findet. Durch die beiden G°-winde
48 und 49 sind die Ventilflächen einstellbar. Die bereits erwähnten Anlageflächen
zwischen der Öse 39 und dem Ventilteiler 41 sowie die Einspannung des Ventiltellers
4 2 zwischen den beiden Federn 4o und 44 gewährleistet Beweglichkeit der beiden
Ventilteller, was bei etwaiger Beschädigung oder Veränderung der Ausdehnungsscheibe
2 erforderlich ist.
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Durch Verwendung je eines Ventils für Zündstrom und Steuerstrom ist
die Arbeitsweise derartig eingerichtet, daß nach Anwärmung der Ausdehnungsscheibe
zuerst der Zündstrom und dann erst der Steuerstrom freigegeben wird. Hat der Zündstrom
eine größere Gasmenge als der Steuerstrom, was in der -Praxis in vielen Fällen der
Wirklichkeit entsprechen wird, so wird das durch dis Öffnung des Steuerstromventils
hervorgerufene Öffnen des Hauptventils erst dann erfolgen können, wenn sich zuvor
die Zündgasflamme entzündet hatte. Infolgedessen strömt nicht Gas durch das Hauptventil
hindurch, ehe nicht die eigentliche Zündflamme brennt; es ist also eine Sicherheit
dafür gegeben, daß das Hauptventil nur bei brennender Zündflamme Gas austreten läßt.
Umgekehrt bewirkt Erlöschen der gemeinsamen Zündflamme stets in erster Linie Absperrung
des Steuergasventils, also auch beschleunigtes Absperren des Hauptventils.
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Die vorbeschriebenen Zündsicherungen können entweder mit oder ohne
besonderen Wärmefühler zur Betätigung des Hauptventils einer Gasleitung betrieben
werden. Ist ein Wärmefühler vorhanden, so kann das Bedürfnis vorliegen, daß die
Zündflamme sehr klein brennt, wenn das Hauptventil durch den Wärmefühler geschlossen
worden ist. In diesem Falle sind die Ventile innerhalb der Gassicherung geöffnet,
das Hauptventil selbst ist jedoch geschlossen; es wird erst geöffnet durch Abkühlung
des Wärmefühlers. Um bei
sehr klein brennender Flamme 5 mit Sicherheit
die Ventile der Zündsicherung offen zu halten, ist es zweckmäßig, die Flamme 5 innerhalb
der Zündsicherung brennen zu lassen. Das kann bei den Fig. 5 und 7 beispielsweise
derart erfolgen, daß die kleingestellte Flanune 5 an der Öffnung 32 oder 46 brennt.
An dieser Stelle genügt bereits eine sehr kleine Flamme, die Ausdehnungsscheibe2
hinreichend zu erwärmen. Dagegen genügt eine sehr kleine Flamme, die möglicherweise
nicht einmal oder nur ganz wenig über -die Ausdehnungsscheibe .2 hinausreicht,
nicht als Zündflamme für den Hauptgasbrenner, da für das Zünden der Hauptflamme
doch eine gewisse Flammenlänge erforderlich ist. Diese größere Flammenlänge wird
dagegen dann vorhanden sein, wenn infolge Erkaltens des Wärmefühlers der Steuerstrom
wieder zu fließen beginnt.
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Bekanntlich erlöschen sehr kleineFlammen besonders leicht durch Zugluft.
Man wird es deshalb in der Regel vermeiden, dauernd brennende Zündflammen für selbsttätige
Hauptventile so klein zu wählen, daß sie durch Luftzug ausgelöscht werden können.
Dagegen ist eine verkleinerte Flamme unbedenklich, wenn sie durch geeignete Schutzeinrichtungen
gegen Luftzug unempfindlich gemacht wird. Derartige Schutzeinrichtungen sind in
den Bauarten nach den Fig. 5 und 7 enthalten, weil bei` Ausbleiben des Steuerstromes
das bei den Öffnungen 32 undloder 46 austretende Gas bei genügend klein gehaltener
Zuflußmenge innerhalb der Zündsicherung selbst bei 32 oder 46 als kleines Flämmchen
abbrennen wird.. Dieses Flämmchen kann nur dadurch ausgelöscht werden, daß unmittelbar
von oben in die Zündsicherung hineingeblasen wird. Ein derart gerichteter Luftzug
ist aber im allgemeinen schon wegen der Lage des Flammenfühlers ausgeschlossen.
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Von einer gewissen Größe der Gasmenge an wird die Flamme von den Stellen
32 oder 46 von selbst bis zur Austrittsstelle 25 bzw. 47 des Brenners vorgetragen,
so daß also bei vergrößerter Gaszufuhr das Gas nicht innerhalb der Zündsicherung
brennen kann, weil bei größeren Gasmengen keine Verbrennungsluft von außen her in
die Gassicherung eindringen kann, was bei genügend kleiner Gasmenge möglich ist.
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In Fig. 8 ist der Teller 41, wie ihn Fig. 7 zeigt, mit einer besonderen
Platte 5o versehen, in deren Mitte die Austrittsöffnung 5 s vorhanden ist. Diese
ist hier weniger weit unterhalb der Ausdehnungsscheibe 2 angeordnet als die Öffnungen
32 bzw. 46 bei den Fig. 5 und 7. Die Verringerung des Abstandes ist für den Fall
vorgesehen, daß die bei 32 oder 46 abbrennende Flamme nicht ausreichen sollte, die
Scheibe 2 genügend weit durchzubeulen. Auch bei größer brennender Flamme hat diese
Anordnung den Vorteil, daß beim ersten Anwärmen der * Scheibe diese kräftiger durch
das nunmehr brennende Gas angewärmt wird, da der o.bere kleine Kegel des Ventiltellers
41, der auch in Berührung mit der Ausdehnungsscheibe 2 steht, der Hitze der Gasflamme
stärker ausgesetzt ist.
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Weiterhin ist zu beachten, daß bei Benutzung der Zündsicherungen nach
den Fig. 5 und 7 eine Vereinfachung für das Hauptventil möglich ist. Fig. g zeigt
schematisch die Verbindung einer Zündsicherung nach Fig. 7 mit einem Hauptventil.
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161 ist die Membran des Hauptventils, R die Scheidewand zwischen Vordruckseite
und Rückdruckseite. Die Belastungsplatte der Membran iW schließt das Hauptventil.
Die Ausdehnungsscheike 2 steht bei der Zündsicherung senkrecht, so daß also die
Achse der Zündsicherung waagerecht liegt und infolgedessen die nach Anwärmung der
Scheibe :2 aus der' Zündsicherung austretende Flamme den Nutzbrenner bestreicht.
Es ist arbeitsloser Zustand angenommen, d. h. eine Zündflamme ist nicht vorhanden,
sämtliche V entile sind geschlossen, und infolgedessen tritt der Zündstrom 6 auf
dem durch Pfeile angegebenen Wege in die Steuerstromleitung 7 hinein und gelangt
in den oberhalb der Membran IN gelegenen Steuerraum des Hauptventils. Man.kann
in diesem Falle im Hauptv entil die Zuführungsdüse für den Steuerstrom fortlassen.
Solange das Ventil 41 (Fit-"- 7), das den Steuerstrom beherrscht, geöffnet ist,
kann der Raum über der Steuermembran des Hauptventils, der keine Verbindung mit
dem Vordruck besitzt, durch die Leitung 7 druckfrei werden, wodurch sich das Hauptventil
öffnet. Dagegen tritt bei erkaltender Scheibe 2, wie oben beschrieben, das Zündgas
des Rohres 6 rückwärts durch das Rohr 7 zum Membranoberraum und schließt das Hauptventil.
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