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Ventil für Gaszündbrenner Die Erfindung bezieht sich auf ein Ventil
für Gaszündbrenner, das durch zwei in einem Gehäuse gasdicht gegeneinander gespannte
Wärmespreize gebildet wird. Die Spreizhöhe, das ist der Ventilhub beider Spreize,
stellt sich bei einer Gestaltung als Absperr- und. Regelventil selbsttätig auf den
Heizwert der Flamme ein oder. verdoppelt sich bei einer anderen Bauausführung. Der
Gaszündbrenner dient bei Gasfeuerstätten zur Zündung des Hauptbrenners oder als
Steuerorgan einer Sicherheitseinrichtung.
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Bei bekannten Gaszündbrennern bildet ein einzelner wärmeempfindlicher
Spreiz das bewegliche, öffnende und schließende Ventiloberteil, wogegen das Ventilunterteil
als Teil des Gehäuses gegen Wärme unempfindlich und unbeweglich ist. Der Ventildurchlaß
bzw. die Zündflammengröße wird- durch die. Größe der Spreizbewegung bestimmt, die
wiederum von dem Grad der Spreizerwärmung abhängig ist. Die Erwärmung des Spreizes
erfolgt durch die Strahlung einer Zündflamme, die durch das Ventil mit Gas gespeist
wird. Bei schwankendem Gasdruck schwankt auch die Größe der Zündflamme und damit
die Erwärmung des Spreizes. Bei schwachem Gasdruck öder niedrigem Heizwert bleibt
die Zündflamme klein.. Bei höherem Gasdruck oder hohem Heizwert des Gases tritt
das Gegenteil ,ein. Eine kleine Zündflamme ist aber für die verpuffungsfreie Zündung
unzureichend, und eine große Zündflamme stört unter Umständen_ den Hauptbrenner.
Eine weitere ungünstige - Beeinflussung bildet die zusätzliche Strahlwärme des Hauptbrenners,
da der Gaszündbrenner wegen der verpuffungsfrei-en.Zündung in dessen Nähe angeordnet
ist. Ferner stehen die vorgenannten Gaszündbrenner stets unter Gasdruck, wodurch
zusätzliche Schließ: Organe; die dem Gasdruck entgegengerichtet sind, erförderlich
sind, Durch die vorliegende Erfindung werden diese Mängel .beseitigt. Erfindungsgemäß
wird das Ventil des Gdszündbrenners durch zwei in einem Gehäuse gasdicht gegeneinander
gespannte
wärmeempfindliche Spreize gebildet, von denen der innere gelocht ist. Die elastischen,
federnden Spreize sind die Ober- und Unterteile dieses Ventils. Sie wölben sich
beide unter dem Einfluß von Wärme, aber verschieden hoch. Die Spreize sind aufeinander
abgestimmt, so daß z. B. bei gleichgerichteter Spreizbewegung die Ventilöffnung
bei großer Wärmestrahlung kleiner und bei abnehmender Wärmestrahlung wieder größer
wird, um bei fehlender Wärmestrahlung zu schließen. Der Gasdurchlaß des Ventils
regelt sich selbsttätig durch und mit den Heizwertachwankungen der Zündflamme, die
somit in einfacher Weise unabhängig von Heinvert--bzw. Druckschwankungen des Gases
ist.
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Die Spreize der Ventile mit doppeltem Hub sind entgegengesetzt gewölbt.
Sie eignen sich bei niedrigem Gasdruck, weil sich bei Verdoppelung der Spreizhöhe
der Auslaßquerschnitt des Ventils verdoppelt. Hierdurch bleibt die Zündflamme ausreichend
lang für eine zuverlässige, verpuffungsfreie Zündung des Hauptbrenners. Bei gleichgehaltenem
Gasdruck erlaubt die Doppelbewegung der Spreize eine Halbierung der Einzelbewegung,
wodurch die Lebensdauer der Spreize -erhöht wird. Der Gasdruck beäufschlagt das
Ventil schließend und unterstützt die Eigenfederung bzw. die schließende Vorspannung
der Spreize.
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Als Mittel zur Veränderung der Wärmeempfindlichkeit bzw. zur Abstimmung
der Spreizhöhe beider Spreize stehen zur Wahl: Werkstoff, Stärke, Größe, -Form,
Vorspannung und Abstand der Spreize. Bei entsprechender Anwendung dieser -Mittel
lassen sich die Ventile- sehr vielfältig gestalten. Alle Ventilausführungen gemäß
der Erfindung sind einfach, billig, massearm, schnell und zuverlässig ansprechend.
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Abb. i zeigt. ein geschlossenes Ventil mit zwei in einem Gehäuse gegeneinander
und gasdicht gespannten Wärmespreizen, den äußeren Spreiz a mit Zündloch b und den
inneren Spreiz c mit dem Ventilloch d. Das Gehäuse e steht unter Gasdruck.
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Abb. z. Unter dem Wärmeeinfluß einer Streichholzflamme wölbt sich
der Spreiz a. Es öffnet sich der. Gasdurchgang über dem Ventillochd und dem Zündlochb,
worauf-sich das .austretende Gas am Streichholz entzündet und nunmehr die Strahlwärme
der Gaszündflamme das Ventil offen hält. Die Strahlwärme der Zündflamme überträgt
sich durch das Gehäuse e und durch Strahlung auch auf den Spreiz e. Dieser wölbt
sich der Heizquelle zu und vermindert dadurch den Ventilhub,. das ist der Abstand
zwischen den Spreizen a und- c, bis der Heizwert der Flamme und die verschieden
hohen Wölbungen der Spreize im Gleichgewichtszustand sind. Ändert sich, der Heizwert
der Flamme z. B: durch Druckschwankungen des Gases,so ändertsich gleichfalls die
Ventilöffnung, weil sich die Spreizhöhen beider Spreize selbsttätig auf den neuen
Heizwert der Zündflamme einstellen. Erlischt die Zündflamme, so schließt sich das
Ventil, weil die Spreize ohne Strahlwärme ihre Wölbung aufgeben. Durch die zentrale
Lage des Zündloches b unmittelbar im Spreiz a werden beide Spreize auch zentral
beheizt und gleichmäßig gewölbt, also nicht einseitig beansprucht.
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Abb. 3 bis 6 zeigen Ventile ähnlicher Bauart und Arbeitsweise, wobei
jedoch die Spreizhöhen bei gleicher Wärmequelle .durch Anderung der Wärmeempfindlichkeit
der Spreize durch verschieden starben Werkstoff verändert sind. Den gleichen Erfolg
erzielt man durch entsprechende Abstimmung von zweierlei Metall, wenn beide Spreize
gleich stark sind.
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Abb.7 und B zeigen diese Bauarten für höhen Gasdruck eingerichtet.
Bei gleicher Spreizhöhe ist der Ventilhub durch betonte Verlagerung des Ventilloches
d gegenüber dem Zündloch b verringert. Hierdurch ist die Dürchflußmenge bzw. die
Flammenlänge begrenzt worden.
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Bei Abb. 9 ist der Spreiz a, abweichend von den Abb. i bis 8, in der
Mitte halsartig und kegelförmig eingezogen (f). Das Zündloch b
liegt
vertieft, und die Schließkraft ist durch eine erhöhte Spannung beider Spreize gesteigert.
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Bei Abb. io haftet die zentrale Zündflamme am Zündloch b innerhalb
des Halses/. Dieser Halsteil des Spreizes nimmt erhöht Strahlwärme auf, die
sich auch durch stärkere Strahlung auf den inneren Spreiz c überträgt. Bei dieser
Gestaltung des Spreizes a wird auch eine kleine klamme das Ventil ausreichend steuern.
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Bei Abb. i i und 12 ist der Hals/ am unteren Spreiz vorgesehen,
wodurch die Spannung in der Schließrichtung erhöht wird. Seine Arbeitsweise unterscheidet
sich nicht von den Ventilen der Abb, i bis B.
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Abb. 1g, Bei dieser Ausführung würde der Spreizenabstand durch einen
Zwischenring g erhöht und dadurch die Einwirkung der Strahlwärme des Spreizes a
auf den Spreize vermindert.
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Abb. 14 zeigt das offene Ventil.
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Abb. 15 und 16. Das Ventil dieser Abbildungen zeigt einen vergrößerten
Spreiz c, wodurch seine Empfindlichkeit und Spreizbewegung -erhöht ist.
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Bei Abb. 17 und 18 ist der Spreiz a größer als der Spreiz c. Seine
Bewegungshöhe wird stets größer sein als die des Spxeizes c.
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Abb. i9 bis 26. Alle Spreize dieser Abbildungen zeigen eine durch
Wölbung in gleicher
Richtung betonte Vorspannung. Die Abdichtung
der Ventile wird durch eine leichter erreichbare Schließspannung verbessert.
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Abb.27 bis 34. Die Ventile dieser Abbildungen haben Spreize mit entgegengesetzter
Wölbung. Da die Spreizrichtung durch die Wölbung einander entgegengesetzt verläuft,
so wird der Ventilhub größer sein als bei allen vorher genannten Ausführungen.
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Abb. 3 i bis 34. Diese Abbildungen zeigen den Spreiz a ohne den vorher
dargestelltem Hals/. Seine Aufgabe erfüllt ein Zwischenstück lt. Es hat seine
besondere Berechtigung, wenn der Spreizenabstand a und c groß und die Herstellung
des größeren Halses schwierig ist.
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In Abb. 3 i tragt der Spreiz a außer dem Zwischenstücklt einen Ventiltelleri
zwischen dem Spreiz c und dem Gehäuse e.
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In Abb. 32 ist der Spreiz a durch starke Erwärmung übergesteuert.
In diesem Betriebszustand schließt der Ventilteller die Ventilöffnung
d ab. Die Zündflamme wird nur noch durch eine Düse k gespeist. Letztere ist
so klein, daß auch bei-hohem Gasdruck die Zündflamme kleiner als üblich ist. Diese
Einrichtung verhindert rußende Zündflammen bei hohem Gasdruck oder zeitweiligen
Druckschwankungen.
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Abb. 33 und 34 zeigen die gleiche Arbeitsweise als Übersteuerungsschutz
bei einer anderen Ausführung. Ein an dem Spreiz c befestigter Ventilteller i mit
Mindestdurchlaßbohrung h wird durch den Spreiz c gegen die Zuleitung im Gehäuse
e gesteuert.
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Äbb.35 und 36. Diese Bauart des Ventils zeigt nach innen gewölbte
Spreize. Der Unterryschied zwischen der Spreizbewegung a und c gibt den Hub zwischen
dem Spreiz c und einem Ventilteller i frei.
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Abb. 37 und 38. Der Spreiz a ist nach innen und der Spreiz c nach
außen gewölbt, so daß der Ventilhub durch Addition beider Spreizbewegungen besonders
groß ist. Dieses Ventil spricht sehr schnell an und ist ausger sprochen geeignet
für niedere Gasdrücke.
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Abb. 39. Der unter Spannung stehende Spreiz a sperrt
allein den Gaszugang L zum Ventilgehäuse e. Dazu sperrt er in Verbindung
mit ,dem SpYeiz c das Spreizventil in üblicher Weise. Rin Ventilteller i mit Mindestbohrung
k ist als übersteuerungsschutz vorgesehen.
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Abb. q.o. Am Ventilgehäuse e ist ein Brenner in angeschlossen. Die
Zündflammenwärme steuert vornehmlich die Zündflamme und hält den Gaszugang
L zum Brenner -in offen.
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Abb.4i. Bei dieser Anordnung befinden sich zwei Zündlöcher b am Rande
des Ventilgehäuses e. -Abb. 42. Der Gasdurchlaß verteilt sich auf zwei Flammen,
von denen die liegende Flamme den Spreiz öffnet und -die andere Flamme zündet.
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Abb. 43 und 44 zeigen die Anwendung des Erfindungsgegenstandes in
Verbindung mit einer Zündleitung n.
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Abb.44 zeigt das offene Ventil. Diese Einrichtung erlaubt eine geschützte
Einbaulage, z. B. bei Glühöfen, und. gewährt eine sichere Zündung des Hauptbrenners,
auch wenn der Spreizzünder nicht in dessen Nähe angebracht ist.
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Abb. 45 bis 5o. Diese Ausführungen zeigen Maßnahmen zur Einwirkung
auf die Vorspannung durch Gegenlager o. Die Ausführung Abb.47 und 48 sieht ein verstellbares
Gegeu.-lagen o vor. Diese Maßnahme gleicht Bearbeitungsmängel aus und sichert die
Schließ,dich,-tigkeit. Die Ausführung der Abb.4g und 50 läßt die Möglichkeit zu,
die Zündflamme im Betriebszustand, .also unter dem Einfluß der Einbauumgebung, abzustimmen.
Der Gaseingang L liegt neben dem Gegenlager o. Die Gegenlager o sind spitz gestaltet
und verbürgen daher die beste, gleichmäßige Spannung der Spreize. Zum Schutze vor
:unbe,-fugtem Eingriff ist die ermittelte Einstellung des Gegenlagers o zu plombieren,
wozu sich eine plastische Masse p eignet, die näch"einiger Zeit erhärtet.
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Abb. 51 und 52. Hier ist das Gegenlager o abgeflacht, doch
ist durch die runde. Kuppe des Zwischenteiles h eine punktförmige zentrale Lagerung
erreicht. Die Befestigung des Zwischenteiles h am Spreiz c gestattet die zentrale
Anordnung des Zündloches b.
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Abb. 53 und -54. Das Gegenlager mit punktförmiger Druckfläche wird
durch die Feder g elastisch gestaltet. Die Feder gleicht Bearbeitungsmängel aus,
verhütet die Spreizung nach einer unerwünschten Richtung wie alle anderen Gegenlager,
läßt aber auch je nach. Federstärke eine.Spreizbewegung in der Richtung des Federlagers
zu. Das Zwischenstückh ist durchbohrt, wobei die Ausgangsseite größer ist als das
Zündloch b. Hierdurch wird die größere Masse des Zwischenstückes h durch die größere
Wärmeaufnahmefläcb.e rasch erhitzt.
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Abb.55 zeigt einen weiteren Ausbau des Erfindungsgeg enstandes. Eine
MadenschraubeY ermöglicht durch Einwirkung auf die Feder g die Schließspannung der
Spreize im Betriebszustand einzustellen. Das Zwisch .enteil h zeigt oberhalb des
Spreizes a waagerechte und senkrechte Bohrungen.
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Abb. 56. Die waagerechten Flammenheizen den Spreiz a, während die
senkrechte Flamme als Zündflamme dient.
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Abb.57 ist ein selbsttätiges Absperr- und Regelventil gemäß der Erfindung
mit einem
ebenen Spreiz a und einem nach außen gewölbten Spreiz
c. Das Ventil ist durch das Zwischenteil h und den Spreiz c geschlossen.
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Abb. 58 zeigt das offene Ventil mit wirksam gewordenem übersteuerungsschutz.
Der Ventiltelleri schließt das Ventillochd ab, läßt aber einen Durchgang durch die
Bohrung h- frei. Die dieser kleineren .Bohrung entsprechende Flamme hat einen geringeren
Heizwert, wodurch sich die Wölbung der Spreize verringert,: bis Heizwert und Spreizhöhe
einge,-steuert sind.
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Abb.59 und 6o. Die Arbeitsweise dieses Ventils mit dem flachen Spreiz
u und dem nach innen gewölbten Spreiz c wird wie vorbeschrieben sein. Nur die Spreizhöhen
sind andere.
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Abb. 61. Der Außenspreiz a ist nach innen gewölbt. Der Innenspreiz
c ist eben. Das Zwischenteil lz hat eine Bohrung h. Der Ventil= teuer i schließt
das Ventilloch d im Spreiz e ab. Die einstellbare Feder q drückt zentralschließend
auf den Ventilteller i.
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Abb. 62. Der Spreiz c hat sich vom Ventilteller i abgehoben,
und der Spreiz ct ist nach innen gegen das Zwischenteilh gewölbt, so daß die Zündflamme-
nur noch durch die kleine Bohrung h gespeist wird. Die Feder g folgt der Bewegung
des Spreizes a. Auch dieses Ventil stellt sich selbsttätig auf einen bestimmten
Heizwert der Flamme ein.