DE69706843T2

DE69706843T2 - Brennerregelungsanordnung

Info

Publication number: DE69706843T2
Application number: DE69706843T
Authority: DE
Inventors: G. Buezis; Paul Dietiker
Original assignee: Honeywell Inc
Current assignee: Honeywell Inc
Priority date: 1996-05-14
Filing date: 1997-05-09
Publication date: 2002-04-11
Anticipated expiration: 2017-05-10
Also published as: AU711339B2; US5718256A; CA2254966A1; JP2000510941A; AU2936997A; WO1997043582A1; EP0898689A1; CA2254966C; EP0898689B1; DE69706843D1

Description

ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK

Die folgende Beschreibung betrifft einen Brennerregler für Brennstoffbrennersysteme, wie sie beispielsweise zur Versorgung von Wohnhäusern mit. Wärme eingesetzt werden. Zur Gewährleistung eines sicheren und wirksamen Betriebs muß ein Brennersystem ein geeignetes Regelungssystem besitzen. Das sichtbarste Bauteil dieses Regelungssystems ist der Thermostat, aber der Brennerregler ist das wichtigste Bauteil, das es zu erörtern gilt. Wenn am Standort des Thermostats Wärme benötigt wird, lenkt der Thermostat üblicherweise von einem Transformator bereitgestellten Niederspannungsregelungsstrom an die anderen Bauteile des Regelungssystems weiter. Der Regelungsstrom aktiviett die verschiedenen Elemente des Regelungssystems, um einen Betrieb des Brennersystems zu ermöglichen.
Um den Betrieb eines Brennerreglers zu erläutern, ist zunächst ein allgemeines Verständnis der Konstruktion und des Betriebs eines Brennstoffbrennersystems erforderlich. Die Verbrennung des Brennstoffs erfolgt in der Brennkammer des Ofens. Luft wird durch eine Frischluftleitung in die Brennkammer hineingezogen und mit eintretendem Brennstoff vermischt, um eine Verbrennung aufrechtzuerhalten. Die Verbrennungsprodukte treten anschließend durch eine Austrittsleitung aus. Ein elektrisch betätigtes Hauptbrennstoffventil öffnet sich in Reaktion auf den Regelungsstrom vom Thermostaten, um zu ermöglichen, daß Brennstoff, üblicherweise Erdgas oder Propan, zu einem Hauptbrennerelement in der Brennkammer des Ofens strömen kann. Die Verbrennung erfolgt um das Hauptbrennerelement herum, wo sich der Brennstoff mit der Luft aus der Frischluftleitung vermischt. Luft oder Wasser umströmt die Brennkammer und wird durch die Verbrennung erwärmt. Eine Pumpe oder ein Gebläse ist üblicherweise vorgesehen, um das erwärmte Wasser oder die erwärmte Luft in die zu erwärmenden Bereiche zu leiten. Wenn der Bereich, in dem sich der Thermostat befindet, ausreichende Wärme erhalten hat, trennt der Thermostat das Regelungssystem vom Regelungsstrom, und die Verbrennung hört auf.
Die Erfahrung hat gezeigt, daß zusätzlich zum Hauptbrennstoffventil, das die Brennstoffströmung zur Brennkammer nach Bedarf regelt, das Vorhandensein der vorerwähnten Brennerregelungsvorrichtung erforderlich ist, um für Sicherheit bei der Regelung der Brennstoffströmung zur Brennkammer zu sorgen. Der Brennerregler in einem Regelungssystem hat typischerweise noch andere Funktionen, die nachstehend erläutert werden. Da Sicherheit das wichtigste Merkmal eines Brennerreglers ist, arbeiten Regler ohne jeglichen Regelungsstrom, zumindest was das Abschalten der Brennstoffströmung im Falle einer, erloschenen Flamme betrifft. Der Brennerregler nach vorliegender Erfindung besitzt eine Konstruktion und Funktion, die für bestimmte Ausführungen von Brennstoffbrennersystemen besondere Vorteile bieten.
Immer wenn der Thermostat Strom zum Rest des Regelungssystems leitet, ist es erforderlich, Mittel zur Verfügung zu haben, um den Brennstoff, der bei sich öffnendem Hauptbrennstoffventil zum Brennerelement strömt, zu zünden. Obwohl im Laufe der Jahre eine Anzahl unterschiedlicher Zünderausführungen entwickelt worden sind, ist der Pilotflammenzünder der vielleicht gebräuchlichste. Die Brennerreglererfindung wird auf der Basis des Betriebs eines Brennstoffbrenners unter Verwendung einer Pilotflamme zum Zünden der Hauptflamme beschrieben. Bei einem Pilotzündungssystem wird einem nahe beim Hauptbrennerelement angeordneten Pilotbrennerelement durch ein Pilotbrennstoffventil eine kleine Brennstoffmenge zugeführt. Während eines vorbereitenden Anlaufverfahrens wird ein Pilotventil, das die Brennstoffströmung zum Pilotbrenner regelt, geöffnet, und dieser Brennstoff wird manuell oder durch manuelle Regelung (kontinuierliches Pilotsystem) oder durch einen entsprechend ausgeführten Zünder (diskontinuierliches Pilotsystem) gezündet. Bei einem diskontinuierlichen Pilotsystem werden der Zünder für die Pilotflamme und das Pilotbrennstoffventil durch das Regelungssystem elektrisch betätigt. Bei einem solchen System wird die Pilotflamme zwischen Hauptflammenzündungsvorgängen gelöscht. Bei einem kontinuierlichen Pilotsystem wird das Pilotventil manuell geöffnet und die Flamme manuell gezündet. Die Pilotflamme brennt weiter, bis das Pilotventil manuell geschlossen wird. Bei jedem System unterbricht der Thermostat, wenn der gewünschte Zustand erreicht ist, den dem Brennerregler zugeleiteten Strom. Das Hauptventil ist so konstruiert, daß es sich schließt, wenn dem Regelungssystem kein Strom zugeleitet und die Hauptflamme gelöscht wird. Beim kontinuierlichen. Pilotsystem brennt die Pilotflamme weiter, nachdem die Hauptflamme gelöscht wurde. und bleibt betriebsbereit, um die Hauptbrennerflamme wieder zu zünden, wenn der Thermostat dem Brennerregler erneut Strom zuleitet. Die beschriebene Erfindung bezieht sich auf die Verwendung eines kontinuierlichen Pilotsystems, kann aber problemlos für die Verwendung eines diskontinuierlichen Pilotsystems modifiziert werden. Bestimmte Merkmale der vorliegenden Erfindung können auch so angepaßt werden, daß sie sich für Systeme mit anderen Zünderausführungen verwenden lassen.
Die folgende Beschreibung betrifft einen Brennerregler für ein Brennstoffbrennersystem, in dem gasförmiger Brennstoff, beispielsweise Erdgas oder Propan, zum Einsatz kommt. Es ist möglich, daß bestimmte erfindungsgemäße Merkmale auch für Systeme, in denen andere Brennstoffarten eingesetzt werden, und vielleicht sogar für ändere Systemausführungen verwendbar sind, bei denen eine Fluidquelle in zwei Ströme aufgeteilt oder zwei Fluidströme zu einem Mischstrom zusammengeführt werden.
Die wichtigste Sicherheitsfunktion des Brennerreglers besteht darin, sicherzustellen, daß eine Flamme vorhanden ist, während die Haupt- und Pilotventile dem Brenner Brennstoff zuführen.
Demzufolge umfaßt der Brennerregler ein Pilotsicherheitsventil und ein Hauptsicherheitsventil, die sich beide schließen, wenn im Brennstoffbrenner keine Flamme festgestellt wird. Die Flamme in einem Brennstoffbrenner kann während einer Zeit, in der die Pilot- und/oder Hauptsicherheitsventile geöffnet sind, aus einer Reihe von Gründen erlöschen. So kann beispielsweise in einem kontinuierlichen Pilotsystem ein verschmutztes Pilotelement oder ein momentaner Brennstoffdruckabfall bewirken, daß, die Pilotflamme erlischt. Bei einem diskontinuierlichen Pilotsystem kann der Zünder versagen, so daß die Pilotflamme nicht gezündet wird. Die Flamme des Hauptbrenners kann während eines momentanen Brennstoffdruckabfalls erlöschen. Wenn die Pilotflamme nicht vorhanden ist oder die Hauptflamme fehlt, während Gas zum Hauptbrenner strömt, ist es wichtig, daß das Hauptsicherheitsventil sofort geschlossen wird, weil das Fehlen der Flamme die Möglichkeit schafft, daß in die Brennkammer relativ schnell strömender Brennstoff gelangt, der unverbrannt bleibt, was eine wohlbekannte Gefahr darstellt. Da die Pilotflamme mit einer relativ kleinen Brennstoffmenge arbeitet, wird es vom Sicherheitsstandpunkt aus nicht für notwendig erachtet, den Pilotbrennstoff abzuschalten, wenn die Pilotflamme erlöschen sollte. Da sich der Geruch jedoch bemerkbar machen kann, wird es bevorzugt, die Pilotbrennstoffströmung ebenfalls abzuschalten. Um jederzeit einen sicheren Betrieb zu gewährleisten, wird ein Flammensensor verwendet, um das Vorhandensein der. Pilot- und der Hauptflamme immer dann festzustellen, wenn ein Brennstoffventil offen ist. Wenn keine Flamme festgestellt wird, verschließt der Brennerregler sein Haupt- und sein Pilotsicherheitsventil.
Im Laufe der Jahre sind eine Anzahl unterschiedlicher Flammensensorausführungen für Brenner entwickelt worden. Die kleineren Brenner, die zum Beheizen von Wohnhäusern eingesetzt werden, verwenden nach wie vor Sensoren, die, abhängig vom Vorhandensein der von der Pilot- oder der Hauptflamme erzeugten Wärme, dafür sorgen, daß das Pilot- und das Hauptsicherheitsventil offengehalten werden. Die nunmehr gebräuchlichste Sensorausführung beruht auf dem Prinzip der Thermoelementstromerzeugung. Ein Thermoelementkontakt ist in der Pilotflamme montiert, und die davon stammende Wärme erzeugt Strom, der ein Freigabesignal umfaßt. Das Freigabesignal ermöglicht es einem Elektromagneten, eine Magnet kraft bereitzustellen, die die Sicherheitsventile offenhält. Wenn die Flamme aus irgendeinem Grunde erlischt, kühlt sich der heiße Kontakt innerhalb von etwa einer Minute bis zu einem Punkt ab, an dem das Niveau des Freigabesignals nicht ausreicht, um die Sicherheitsventile offenzuhalten, so daß sich beide schließen und der Zustrom von Brennstoff zu den Brennern beendet wird.
Sollte die Pilotflamme bei einem kontinuierlichen Pilotsystem aus irgendeinem Grund erlöschen, beinhaltet der Brennerregler in seiner Konstruktion ein Verfahren, um die Pilotflamme erneut sicher zünden zu können. Ein manuelles Regelungselement, das sowohl das Haupt- als auch das Pilotsicherheitsventil regelt, wird in eine geschlossene Position bewegt, in der beide Ventile geschlossen sind. Das manuelle Regelungselement wird dann gegen eine Federkraft in eine Pilotzündungsposition bewegt, in der das Pilotsicherheitsventil manuell offengehalten wird, damit Brennstoff zum Pilotbrenner strömen kann. Während das Pilotsicherheitsventil manuell offengehalten wird, wird die Thermoelementregelung des Pilotventils vorübergehend außer Kraft gesetzt. Der Pilotbrenner wird dann manuell gezündet, wobei die Arbeitskraft das manuelle Regelungselement weiterhin in seiner Pilotzündungsposition hält. Wenn alles funktioniert, sorgt die Pilotflamme nach einigen Zehntelsekunden für eine ausreichende Erwärmung des Thermoelements, so daß das Freigabesignal bereitgestellt wird, das die Sicherheitsventile offenhält. An diesem Punkt kann das manuelle Regelungselement in eine normale Position bewegt werden, in der sowohl das Pilot- als auch das Hauptsicherheitsventil weiterhin durch das Freigabesignal offengehalten wird. In diesem Zustand läßt der Brennerregler einen Normalbetrieb des Brennersystems zu, wobei der Thermostat die Zuführung der Regelungsspannung zum Hauptbrennstoff regelt.
Die Erfahrung hat gezeigt, daß die kleine Brennstoffmenge, die während der Übergangsstufe durch die Sicherheitsventile strömt, nachdem die Hauptflamme unerwartet erloschen ist und bevor sich das Thermoelement ausreichend abgekühlt hat, so daß sich die Sicherheitsventile schließen, normalerweise unschädlich ist. Dennoch halten es bestimmte Sicherheitsorgane, die sich mit Einstellstandards für Gasbrenner befassen, für ratsam, das erneute Zünden der Pilotflamme soweit zu verzögern, bis sich das Hauptsicherheitsventil geschlossen hat. Ein Lösungsweg besteht darin, einfach eine eigene Zeitverzögerungsvorrichtung im Brennerregler zu installieren, die wirksam wird, nachdem das manuelle Regelungselement in seine Pilotzündungsposition bewegt wurde. Dadurch kann jedoch eine Arbeitskraft, die versucht, den Pilotbrenner zu zünden, bevor die Zeitsperre des Pilotventils abgelaufen ist, beunruhigt oder verwirrt werden.
Ein weiterer Gesichtspunkt, der nicht nur für Brennerregler Gültigkeit hat, ist eine wirtschaftliche Konstruktion. Ein Faktor, der dabei zu berücksichtigen ist, ist die Anzahl der Teile. Bei jeder beliebigen Vorrichtung ist jedes Teil mit Kosten verbunden. Das Teil muß hergestellt, abgenommen und eingebaut werden. Jeder Schritt dieses Verfahrens erhöht die Kosten des Endprodukts. Ein Aspekt der Zuverlässigkeit einer jeden. Vorrichtung ist die Anzahl der Teile, insbesondere derjenigen, die Bestandteil des Betriebsmechanismus sind. Wenn alles andere gleich ist, und das ist natürlich häufig nicht der Fall, bedeuten weniger Teile eine größere Zuverlässigkeit. Wenn eine sicherheitskritische Vorrichtung, wie beispielsweise ein Brennerregler, involviert ist, birgt jedes zusätzliche Teil die Möglichkeit eines Ausfalls oder Defekts mit Sicherheitsbeeinträchtigungen, und die Teileanzahl ist daher in gewissem Umfang immer ein bedeutsamer Faktor. Demzufolge kann eine Konstruktion, bei der nur ein einziges Teil entbehrlich ist, das bei Ausfall einen unsicheren Zustand bewirken könnte, einen nützlichen Beitrag zur Sicherheit der Vorrichtung leisten.
Im US-Patent 2,969,077 wird eine Fluiddurchflußregelungsvorrichtung zur Regelung einer Fluidströmung von einem Einlaß eines Gehäuses zu einem ersten und einem zweiten Auslaß des Gehäuses gemäß dem Zustand eines elektrischen Freigabesignals beschrieben, wobei die Vorrichtung umfaßt:
a) Innenkonstruktion des Gehäuses, das eine Hauptkammer definiert, bei der (i) der Einlaß in Strömungsverbindung mit der Hauptkammer steht, (ii) eine erste Auslaßöffnung in der Hauptkammer in Strömungsverbindung mit dem ersteh Auslaß steht, (iii) ein erster Ventilsitz die erste Auslaßöffnung umgibt,
(iv) eine zweite Auslaßöffnung in Strömungsverbindung mit dem zweiten Auslaß steht sowie (v) ein zweiter Ventilsitz die zweite Auslaßöffnung umgibt;
b) einen ersten Ventilkörper zum Einpassen in den ersten Ventilsitz, wobei der erste Ventilkörper an einem ersten Ventilweg entlang zwischen einer offenen Position, in der der erste Ventilkörper einen Abstand vom ersten Ventilsitz aufweist und dadurch eine Fluidströmung zwischen der Hauptkammer und dem ersten Auslaß ermöglicht wird, und einer geschlossenen Position, in der der erste Ventilkörper in den ersten Ventilsitz eingepaßt ist, um eine Fluidströmung zwischen der Hauptkammer und dem ersten Auslaß zu blockieren, linear bewegbar ist;
c) einen zweiten Ventilkörper zum Einpassen in den zweiten Ventilsitz, wobei der zweite Ventilkörper an einem zweiten Ventilweg entlang zwischen einer offenen Positioh, in der der zweite Ventilkörper einen Abstand vom zweiten Ventilsitz aufweist und dadurch eine Fluidströmung zwischen der Hauptkammer und dem zweiten Auslaß ermöglicht wird, und einer geschlossenen Position, in der der zweite Ventilkörper in den zweiten Ventilsitz eingepaßt ist, um eine Fluidströmung zwischen der Hauptkammer und dem zweiten Auslaß zu blockieren, linear bewegbar ist.

KURZE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung stellt eine Fluiddurchflußvorrichtung nach dem nachstehend aufgeführten Anspruch 1 bereit.
Die Vorrichtung kann eines oder mehrere der in den abhängigen Ansprüchen 2 bis 9 definierten Merkmale umfassen.
Ein nach vorliegender Erfindung konstruierter Brennerregler befaßt sich in zufriedenstellender Weise mit einer Reihe dieser Probleme, die eine Vorrichtung zur Regelung der Strömung eines Fluids, beispielsweise eines gasförmigen Brennstoffs, von einem Einlaß eines Gehäuses zu einem ersten und einem zweiten Auslaß des Gehäuses gemäß dem Zustand eines elektrischen Freigabesignals betreffen. Bei unserer Erfindung weist diese Vorrichtung innerhalb ihres Gehäuses eine Hauptkammer auf, bei der (i) der Einlaß in Strömungsverbindung mit der Kammer steht, (ii) eine erste Auslaßöffnung in der Hauptkammer in Strömungsverbindung mit dem ersten Auslaß steht, (iii) ein erster Ventilsitz die erste Auslaßöffnung umgibt, (iv) eine zweite Auslaßöffnung in Strömungsverbindung mit dem zweiten Auslaß steht und (v) ein zweiter Ventilsitz die zweite Auslaßöffnung umgibt.
Ein erster Ventilkörper umfaßt eine erste Dichtung zum Einpassen in den ersten Ventilsitz. Der erste Ventilkörper ist an einem ersten Ventilweg entlang zwischen einer offenen Position, in der die erste Dichtung einen Abstand vom ersten Ventilsitz aufweist und dadurch eine Fluidströmung zwischen der Hauptkammer und dem ersten Auslaß ermöglicht wird, und einer geschlossenen Position, in der die erste Dichtung in den ersten Ventilsitz eingepaßt ist, um eine Fluidströmung zwischen der Hauptkammer und dem ersten Auslaß zu blockieren, bewegbar.
Ein zweiter Ventilkörper umfaßt eine zweite Dichtung zum Einpassen in den zweiten Ventilsitz. Der zweite Ventilkörper ist an einem zweiten Ventilweg entlang zwischen einer offenen Position, in der die zweite Dichtung einen Abstand vom zweiten Ventilsitz aufweist und dadurch eine Fluidströmung zwischen der Hauptkammer und dem zweiten Auslaß ermöglicht wird, und einer geschlossenen Position, in der die zweite. Dichtung in den zweiten Ventilsitz eingepaßt ist, um eine Fluidströmung zwischen der Hauptkammer und dem zweiten Auslaß zu blockieren, bewegbar. Der erste und der zweite Ventilkörper weisen ein reduziertes Abstandsverhältnis zueinander auf, so daß jeder der Ventilkörper mit Abstand von seinem entsprechenden Ventilsitz angeordnet werden kann.
Eine erste Druckfeder ist zwischen dem ersten und dem zweiten Ventilkörper vorgesehen. Die erste Druckfeder stellt eine Rückstellkraft bereit, wodurch mit einem vorgewählten Verlängerungskraftbereich der ersten Druckfeder jeder Ventilkörper gleichzeitig in seine geschlossene Position gedrückt wird.
Außerdem ist noch eine elektromechanische Einrastanordnung vorgesehen, die mechanisch mit dem ersten und dem zweiten Ventilkörper verbunden ist. Die Einrastanordnung erhält das Freigabesignal und stellt in Reaktion darauf eine Ventilhaltekraft bereit, die größer als die vorgewählte Verlängerungskraft der auf den ersten und den zweiten Ventilkörper einwirkenden ersten Feder ist und dieser entgegenwirkt. Die Einrastanordnung hält den ersten und den zweiten Ventilkörper in dem reduzierten Abstandsverhältnis.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Alle nachfolgenden Figuren sind Längsschnittdarstellungen eines Brennerreglers mit verschiedenen erfindungsgemäßen Merkmalen. Jede Figur zeigt den Brennerregler in einer besonderen Funktionskonfiguration oder einem mechanischen Zustand in Abhängigkeit von der Wirkung vorhergehender externer Vorkommnisse.
Fig. 1 zeigt die Funktioriskonfiguration der verschiedenen Elemente des Brennerreglers während des normalen Brennersystembetriebs.
Fig. 2 zeigt die Funktionskonfiguration der verschiedenen Elemente des Brennerreglers nach Ausfall des Freigabesignals während des normalen Brennersystembetriebs.
Fig. 3 zeigt die Funktionskonfiguration der verschiedenen Elemente des Brennerreglers bei Zufuhr von Brennstoff für eine normal brennende Pilotflamme.
Fig. 4 zeigt die Funktionskonfiguration der verschiedenen Elemente des Brennerreglers wie für Fig. 3, jedoch ohne Vorhandensein eines Freigabesignals.
Fig. 5 zeigt die Funktionskonfiguration der verschiedenen Elemente des Brennerreglers bei einer Positionierung für manuelles Zünden der Pilotflamme.
Fig. 6 zeigt die Funktionskonfiguration der verschiedenen Elemente des Brennerreglers in einer Aus- Position der ersten Stufe, in der das Freigabesignal noch vorhanden ist.
Fig. 7 zeigt die Funktionskonfiguration der verschiedenen Elemente des Brennerreglers in einer Aus- Position der letzten Stufe, in der das Freigabesignal nicht vorhanden ist.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM

Der in diesen Figuren dargestellte Brennerregler 10 ist eine relativ komplizierte mechanische Vorrichtung mit einer Anzahl einzelner Elemente, die zusammenwirken, um die verschiedenen vorhandenen Funktionen zur Verfügung zu stellen. Der Brennerregler 10 verfügt tatsächlich über sieben unterschiedliche mechanische Zustände oder Funktionskonfigurationen, die jeweils von externen Vorkommnissen abhängig sind. Es gibt zwei unterschiedliche externe Vorkommnisse, die die verschiedenen Zustände des Brennerreglers 10 beeinflussen können. Ein Vorkommnis ist das Vorhandensein der Flamme, deren Sicherheit dieser Brennerregler gewährleistet. Die Flamme bestimmt, ob ein nicht dargestellter Flammensensor ein Freigabesignal zum Brennerregler 10 bereitstellt. Das zweite externe Vorkommnis ist die manuelle Regelung des Brennerreglers 10 durch eine menschliche Arbeitskraft. Es gibt vier unterschiedliche mechanische Zustände, in die die menschliche Arbeitskraft den Brennerregler 10 versetzen kann.
Unserer Ansicht nach lassen sich die wesentlichen Merkmale der Konstruktion und die Funktion des Brennerreglers am einfachsten beschreiben, wenn er seine normale Funktionskonfiguration, wie in Fig. 1 dargestellt, aufweist, in der Brennstoff ständig zum Pilotbrenner strömt und dem Hauptbrenner immer dann zur Verfügung steht, wenn das Hauptregelventil geöffnet ist und der Flammensensor ein Freigabesignal liefert. Im Verlaufe der Beschreibung von Fig. 1 wird aus Zweckmäßigkeitsgründen gelegentlich auf Fig. 2 Bezug genommen. Eine Definition, auf die während der nachstehenden Beschreibung geachtet werden sollte, betrifft den Begriff "Strömungsverbindung", womit gemeint ist, daß Fluid zwischen den beiden Räumen strömen kann, die als mit geringem oder ohne Druckabfall in Strömungsverbindung stehend spezifiziert sind.
In Fig. 1 ist der Brennerregler 10 in seiner normalen Funktionskonfiguration dargestellt, in der Brennstoff zu einem Pilotbrenner und einem thermostatisch geregelten Hauptbrennstoffventil (beide nicht in Fig. 1 gezeigt) strömen kann. In dieser Konfiguration wird druckbeaufschlagter gasförmiger Brennstoff durch einen Einlaß 15 in eine Hauptkammer 13 eingeleitet. In der in Fig. 1 dargestellten Konfiguration kann dieser Brennstoff zu einem ersten oder Hauptauslaß 18 und einem zweiten oder Pilotauslaß 65 strömen. Diese Brennstoffströmung setzt das Vorhandensein eines Freigabesignals voraus, das die normale Funktionskonfiguration für einen Brennerregler 10, wie in Fig. 1 gezeigt, aufrechterhält. Das Freigabesignal ist wiederum davon abhängig, daß mindestens eine Pilotflamme vorhanden ist.
Die auf Sicherheit basierende Regelung der Brennstoffströmung zum Hauptauslaß 18 hängt vom Betrieb eines Hauptsicherheitsventils 19 ab, das einen ersten oder Hauptventilkörper 20 mit einer ersten oder. Hauptdichtung 24 umfaßt. Wenn sich der Hauptventilkörper 20 in der in Fig. 1 dargestellten offenen Position befindet, ermöglicht das Sicherheitsventil 19, daß Brennstoff frei vom Einlaß 15 zum Hauptauslaß 18 strömen kann. Wenn sich der Hauptventilkörper 20 in einer geschlossenen Position befindet (in Fig. 2 dargestellt), ist die Hauptdichtung 24 in einen ersten oder Hauptventilsitz 23 eingepaßt, der die Hauptauslaßöffnung 21 umgibt. Bei einer derartigen Einpassung in der geschlossenen Position verhindert das Zusammenwirken des Hauptventilkörpers 20 und seiner Dichtung 24 mit dem Hauptventilsitz 23, daß Brennstoff von der Hauptkammer 13 zum Hauptauslaß 18 strömen kann. Die Hauptdichtung 24 umfaßt vorzugsweise ein geeignetes elastisches Material, beispielsweise Gummi, wie es üblicherweise für Fluiddichtungen verwendet wird. Der Hauptventilkörper 20 kann sich an einem ersten oder Hauptventilweg entlang zwischen der in Fig. 1 gezeigten offenen Position und der in Fig. 2 gezeigten geschlossenen Position bewegen, in der die Dichtung 24 in den Hauptventilsitz 23 eingepaßt ist.
Die auf Sicherheit basierende Regelung der Brennstoffströmung vom Einlaß 15 zum Pilotauslaß 65 erfolgt prinzipiell unter Regelung durch das zweite oder Hauptpilotsicherheitsventih 40 (im Prinzipsinne), das einen zweiten oder Pilotventilkörper 41 mit einer zweiten oder Pilotdichtung 42 umfaßt. Wenn sich der Pilotventilkörper 41 in der in Fig. 1 gezeigten offenen Position befindet, ermöglicht das Hauptpilotsicherheitsventil 40, daß Brennstoff frei vom Einlaß 15 durch eine zweite oder Pilotauslaßöffnung 44 in der Kammer 13 zu einer Hilfskammer 54 strömen kann. Die Pilotdichtung 42 ist so konstruiert, daß sie in einen zweiten oder Pilotventilsitz 43 eingepaßt ist, der die Pilotauslaßöffnung 44 der Hauptkammer 13 umgibt, und aufgrund dieser Einpassung mit dem Pilotventilkörper 41 und seiner Dichtun g 42 zusammenwirkt, um zu verhindern, daß Brennstoff von der Hauptkammer 13 zum Pilotauslaß 65 strömt. Der Pilotventilkörper 41 kann sich an einem zweiten oder Pilotventilweg entlang zwischen der in Fig. 1 gezeigten offenen Position und der für den Pilotventilkörper 41 in Fig. 2 gezeigten geschlossenen Position bewegen, in der die Dichtung 42 in den Pilotventilsitz 43 eingepaßt ist. Vorsprünge 45 greifen in axial verlaufende Schlitze 46 in der zylindrischen Wand der Hauptkammer 13 ein, um eine Rotation des Ventilkörpers 41 zu verhindern.
Auf den Zustand, der entsteht, wenn die beiden Ventilkörper 20 und 41 im Verhältnis zueinander so positioniert sind, daß sie es ermöglichen, daß beide Ventile 19 und 40 offen sind, wird unter der Bezeichnung "reduziertes Abstandsverhältnis" bei Gelegenheit nachstehend Bezug genommen. Es ist möglich, daß das eine oder andere der beiden Ventile 19 und 40 geschlossen ist, wenn sie sich im Verhältnis zueinander in ihrem reduzierten Abstandsverhältnis befinden, es ist jedoch nicht möglich, daß beide geschlossen sind, wenn dieses Verhältnis vorliegt. Wir möchten ebenfalls darauf hinweisen, daß das "reduzierte Abstandsverhältnis" nicht notwendigerweise bedeuten muß, daß die Ventilkörper 20 und 41 körperlich enger zueinander angeordnet sind. Es ist möglich, daß eine andere Konfiguration des Hauptventils 19 und des Pilotventils 40 beispielsweise seitlich zueinander angeordnete Ventile vorsehen könnte, wobei die Ventilkörper durch irgendeine Verbindung miteinander verbunden und nicht, wie dargestellt, koaxial angeordnet sind. In einem derartigen Fall könnte beispielsweise das "reduzierte Abstandsverhältnis" tatsächlich bedingen, daß die Ventilkörper 20 und 41 körperlich weiter voneinander entfernt sind, als dies bei einer anderen Anordnung als im reduzierten Abstandsverhältnis der Fall wäre.
Wir möchten ebenfalls darauf hinweisen, daß die Dichtungen 24 und 42, die als Bestandteile der Ventilkörper 20 und 41 dargestellt sind, mit ihren dazugehörigen Ventilsitzen 23 und 43 auch vertauscht werden können. Das heißt, der betreffende Ventilkörper kann den starren Sitz tragen, und die elastische Dichtung kann um den Umfang der Öffnung 21 oder 44 herum plaziert werden. In den meisten Fällen ist es kostenwirksamer, die Dichtung am Ventilkörper selbst und nicht an der Öffnung vorzusehen.
Die geschlossene Position für die beiden Haupt- und Hauptpilotsicherheitsventile, in Fig. 2 dargestellt, wird durch eine Druckfeder 27 zwischen dem Pilot- und dem Hauptventilkörper 20 und 41 aufrechterhalten. Die Feder 27 besitzt eine Rückstell- oder Verlängerungskraft, die ausreicht, um die beiden Ventilkörper 20 und 41 in ihren geschlossenen Positionen zu halten.
Die Funktion der Feder 27, in dem sie die Ventilkörper 20 und 41 in ihren geschlossenen Positionen hält, gilt für den Normalbetrieb, der durch den Betrieb einer allgemein bei 34 dargestellten elektromechanischen Einrastanordnung übersteuert wird, während ein von einem externen Pilotflammensensor bereitgestelltes Freigabesignal vom Leiterpaar 38 empfangen wird. Der Pilotventilkörper 41 ist mit einem Innenhohlraum dargestellt, in dem die Einrastanordnung 34 angeordnet ist. Die Einrastanordnung 34 besitzt ein U-förmiges Polstück oder einen U-förmigen Feldkern 33 sowie einen passend dazu ausgebildeten Anker 32, wobei jedes dieser Teile aus einem Material, beispielsweise Weicheisen oder Siliciumstahl, gebildet ist, das magnetisch leitfähig ist (d. h. einen geringen magnetischen Widerstand besitzt) und eine geringe Restmagnetisierung aufweist. Der Kern 33 besitzt an den Enden der U-Form ein Paar Polenden 35 und ist von einem zum anderen der Polenden 35 durch den Körper der U-Form durchgehend magnetisch. Das Polstück 33 ist. am Innern des Pilotventilkörpers 41 mechanisch so befestigt, daß die Polenden vom Pilotventilsitz 43 abgewandt angeordnet sind. Der Anker 32 befindet sich ebenfalls innerhalb des Innenhohlraums des Pilotventilkörpers 41 und ist durch eine Welle 30, die durch eine Öffnung im Ende des dem Ventilkörper 20 zugewandten Ventilkörpers 41 verläuft, mechanisch mit dem Hauptventilkörper 20 verbunden. Somit kann die Einrastanordnung 34 als sowohl mit dem Pilotventilkörper 20 wie auch mit dem Hauptventilkörper 41 in mechanischer Verbindung stehend angesehen werden.
Die Einrastanordnung 34 umfaßt eine Wicklung 37, die das Freigabesignal von den Leitern 38 erhält, die in einem Hohlraum oder Rücksprung des Gehäuses 11 gehalten werden. Die Leiter 38 sind an einem Anschlußstecker 39 befestigt, der das Ende des Hohlraums abdichtet, um ein Entweichen von druckbeaufschlagtem Brennstoff innerhalb der Kammer 13 zu verhindern. Eine derzeit handelsübliche Ausführungsform umfaßt die Leiter 38 und einen Stecker 39, die anders als dargestellt angeordnet sind, aber die Vorliegende Ausführung wird bevorzugt, weil sie für den Leser besser verständlich ist. Die Leiter 38 zwischen den Innenwänden der Kammer 13 und der Wicklung 37 sollten ausreichend durchhängen, um eine Bewegung des Ventilkörpers 41 zwischen seiner geschlossenen Position und seiner äußersten offenen. Position zuzulassen. Die Leiter 38 sollten außerdem so gewählt werden, daß sie ein fortwährendes Zusammenfalten tolerieren, das auftritt, während sich der Ventilkörper 41 zwischen seiner geschlossenen und seiner offenen Position bewegt. Das Freigabesignal umfaßt einen vom Flammensensor bereitgestellten Gleichstrom. Die Wicklung 37 mit dem darin fließenden Freigabesignalstrom bewirkt eine magnetische Anziehung, die eine Ventilhaltekraft zwischen dem Kern 33 und dem Anker 32 umfaßt, die, wenn der Anker 32 die beiden Polenden 35 berührt, größer als die Rückstellkraft der Feder 27 ist. Wenn sich also die Ventilkörper 20 und 41 sowie die Einrastanordnung 34 in der in Fig. 1 dargestellten Funktionskonfiguration befinden und der Freigabesignalstrom durch die Wicklung 37 fließt, ist die magnetische Anziehungskraft zwischen dem Kern 33 und dem Anker 32 ausreichend, um den Pilot- und den Hauptventilkörper im reduziertet Abstandsverhältnis zu halten.
Die menschliche Arbeitskraft wählt die verschiedenen möglichen Funktionskonfigurationen des Brennerreglers 10 dadurch aus, daß sie einen Regelungsknopf 80 und eine daran fest fixierte Welle 89 in eine von drei Positionen - EIN, PILOT und AUS - dreht. Der Knopf 80 ist in den Fig. 1 und 2 in seiner EIN-Position dargestellt. Der Knopf 80 wird von einer Abdeckung 73, die durch nicht dargestellte Maschinenschrauben am Gehäuse 11 befestigt ist, und durch eine dazwischen vorgesehene Dichtung gehalten, die eine Brennstoffleckage aus der Hilfskammer 54 verhindert. Der Knopf 80 wird, wenn er in die PILOT- und AUS-Positionen gedreht wird, von der in den Fig. 1 und 2 gezeigten EIN-Position axial in andere Axialpositionen verschoben, in denen der Knopf 80 weiter in die Abdeckung 73 hineingedrückt wird. In der EIN-Position der Fig. 1 und 2 wird der Knopf 80 durch die Verlängerungskraft einer Knopfdruckfeder 83 zwischen einer Unterlegscheibe 94 und einem Sicherungsring auf der Welle 89 in seine maximale äußerste Position aus der Abdeckung 73 herausgedrückt. Radiale Vorsprünge 87 am Knopf 80 wirken mit einer nach innen vorspringenden ringförmigen Lippe 93 der Abdeckung 73 zusammen, um den Knopf 80 in seiner EIN- Position axial festzuhalten. Die Welle 89 verläuft durch eine Abdeckung 70 und tritt zum Teil in die Kammer 54 ein. Die Feder 83 drückt auf die Unterlegscheibe 94 und drückt den O-Ring 90 so zusammen, daß eine Dichtung gegenüber der Welle 89 gebildet wird, die eine Brennstoffleckage an der Welle 89 verhindert und es der Welle 89 gleichzeitig ermöglicht, sich sowohl äxial zu verschieben als auch zu drehen.
Die Welle 89 dient in folgender Weise als Teil eines Ventilstellglieds, das den ersten und den zweiten Ventilkörper 20 und 41 positioniert, wie in Fig. 1 dargestellt. Dieser Zustand der Ventilstellgliedelemente wird als EIN-Position bezeichnet, in der Brennstoff durch die beiden Öffnungen 21 und 44 strömen kann. Die Welle 89 weist an ihrem dem Knopf 80 gegenüberliegenden Ende eine. Muffe auf, die die Kugel 88 einer Verbindungsstange 91 zurückhält, die innerhalb eines begrenzten Bereichs schwenken kann. Die Stange 91 besitzt an ihrem unteren Ende einen Flansch 74, der passend zu einer Lippe 75, die sich radial nach innen erstreckt und von einem Vorsprung 69 getragen wird, der selbst integral mit dem Pilotventilkörper 41 ausgebildet ist, ausgeführt ist und davon zurückgehalten wird. Die Lippe 75 wirkt mit dem Flansch 74 zusammen, um zu verhindern, daß sich der Pilotventilkörper 41 axial weiter aus seiner geschlossenen Position über die in Fig. 1 dargestellte Position hinaus verschiebt. Der Flansch 74 und die Lippe 75 wirken in keiner. Weise der axialen Bewegung des Pilotventilkörpers 41 von seiner offenen in seine geschlossene Position entgegen.
Die Druckfeder 36 ist zwischen dem Flansch 31 am Pilotventilkörper 41 und einem inneren Merkmal der Kammer 13 angeordnet und stellt eine Verlängerungskraft bereit, die den Pilotventilkörper 41 weiter aus seiner geschlossenen Position heraus und vollständiger in seine offene Position drückt, wie dargestellt. Die von der Feder 83 in der Funktionskonfiguration der Fig. 1 und 2 bereitgestellte Verlängerungskraft ist größer als die Verlängerungskraft der Feder 36. Demzufolge hält die Feder 36 die Lippe 75 in Kontakt mit dem Flansch 74 und den Pilotventilkörper 41 in seiner offenen Position, kann aber in keiner Weise ein Durchbiegen der Feder 83 bewirken. Somit wirken alle Teile des Mechanismus, der aufeinanderfolgend die Abdeckung 73, die Lippe 93, den Vorsprung 87, den Knopf 80, die Welle 89, den Flansch 74, die Lippe 75 und den Vorsprung 69 umfaßt, untereinander und mit den Federn 36 und 83 zusämmen und umfassen so einen Ventilstellgliedmechanismus, der den Pilotventilkörper und den Hauptventilkörper 41 und 20 in ihren entsprechenden offenen Positionen hält. In der Funktionskonfiguration der Fig. 1 kann somit Brennstoff frei durch die beiden Öffnungen 21 und 44 zu den Auslässen 18 und 65 strömen. Aus diesem Grunde wird diese Position der Ventilstellgliedelemente in Fig. 1 als EIN-Position bezeichnet, da sich die beiden Ventilkörper 20 und 41 in ihren offenen Positionen befinden.
Fig. 2 zeigt die Funktionskonfiguration für den Fall, daß das Freigabesignal während des normalen Brennerbetriebs erlöschen sollte. In dieser Konfiguration bewirkt die Abwesenheit des Freigabesignals, daß die magnetische Anziehungskraft zwischen dem Anker 32 und dem Kern 33 kaum noch vorhanden ist, so daß die Feder 27 die beiden Ventilkörper 20 und 41 in ihre geschlossenen Positionen schiebt. Das Freigabesignal muß ein Niveau besitzen, das gering genug ist, um zu verhindern, daß allein durch sein Vorhandensein eine ausreichende Flußströmung im Kern. 33 bewirkt wird, um das reduzierte Abstandsverhältnis für die Ventilkörper 20 und 41 wiederherzustellen, wenn der Anker 32 einen Abstand von den Polenden 35 aufweist. Es ist wichtig, darauf hinzuweisen, daß der Bereich der Verlängerungskraft, die die Feder 27 bereitstellt, größer als der Verlängerungskraftbereich der Feder 36 sein muß, so daß die Feder 27 die Kraft der Feder 36 überwinden und den Pilotventilkörper 41 in seine geschlossene Position drücken kann, wenn der Anker 32 vom Kern 33 getrennt ist.
In seiner dritten Funktionskonfiguration ermöglicht der Brennerregler 10 eine kontinuierliche Brennstoffströmung zum Pilotauslaß 65, verhindert aber eine Brennstoffströmung zum Hauptauslaß 18. Diese Funktionskonfiguration, in Fig. 3 dargestellt, erfordert weiterhin das Vorhandensein des Freigabesignals. Um Fig. 3 zu verstehen, ist es erforderlich, weitere Elemente des Brennerreglers 10 zu beschreiben. Die menschliche Arbeitskraft kann den Regelungsknopf 80 und die Welle 89 in die in den Fig. 3 bis 5 gezeigte PILOT-Position drehen. Die PILOT-Position für den Knopf 80 kann aus der normalen EIN-Position der Fig. 1 und 2 sowie aus einer AUS- Position der letzten Stufe heraus, wie aus Fig. 7 ersichtlich, eingestellt werden. Wenn die Arbeitskraft den Knopf 80 aus der EIN-Position der Fig. 1 und 2 heraus in die in den Fig. 3 bis 5 gezeigte PILOT- Position dreht, schieben sich die Vorsprünge 87 des Knopfes 80 über axial zugewandte Nockenflächen 86 der Lippe 93 und dienen als Nockenstößel für die Nockenflächen 86. Der Nockeneingriffvorgang erzeugt eine Kraft, die den Knopf 80 gegen die Verlängerungskraft der Feder 83 axial weiter in die Abdeckung 73 hineinschiebt. Die axiale Verschiebung des Knopfes 80 bewirkt, daß die Welle 89 sich ebenfalls zum Hauptventilsitz 23 hin axial verschiebt, und die Feder 36 verlängert sich weiter, so daß die Lippe 75 näher zum Hauptventilsitz 23 und zum Pilotventilsitz 41 bewegt wird, um eine noch offenere Position zu erreichen. Das Profil der Nocken 86 ist so beschaffen, daß, wenn sich der Knopf 80 in seine PILOT-Position gedreht hat, der Hauptventilkörper 20 seine geschlossene Position erreicht und die Lippe 75 sich axial bis zu einem Punkt bewegt hat, an dem sie den Kontakt mit dem Flansch 74 verliert. An diesem Punkt wird die Strömung des Brennstoffs zum Hauptauslaß 18 gestoppt, und Brennstoff strömt weiterhin zum Pilotauslaß 65.
Den Zustand der Ventilstellgliedelemente, wie in Fig. 3 gezeigt, betrachten wir als Pilot-Position, in der sich der erste oder Hauptventilkörper 20 in seiner geschlossenen Position und der zweite oder Pilotventilkörper 41 in seiner offenen Position befindet. Die Ventilstellgliedelemente werden durch die axiale Übertragung der Welle 89, wenn der Knopf 80 in seine PILOT-Position gedreht wird, in ihre Pilot- Position gebracht.
Fig. 4 zeigt die mechanische Anordnung, wenn das Freigabesignal für die Funktionskonfiguration der Fig. 3 ausfällt. In diesem Fall trennt sich der Anker 32 unter der Verlängerungskraft der Feder 27 von den Polenden 35. Wie bereits vorstehend erwähnt, ist der Verlängerungskraftbereich der Feder 27 größer als derjenige der Feder 36, und der Ausgleich der von den Federn 27 und 36 bereitgestellten Kräfte bewirkt, daß der Pilotventilkörper seine geschlossene Position erreicht und die Brennstoffströmung zum Pilotauslaß 65 stoppt. Ein Ausfall des Freigabesignals führt auch hier zu einer Abschaltung der Brennstoffströmung zum Pilotauslaß 65.
Fig. 5 zeigt die Funktionskonfiguration während des Zündens der Pilotflamme. Die Arbeitskraft kann den Knopf 80 gegen die Verlängerungskraft der Feder 83 axial weiter in eine Position herunterdrücken, in der ein Flansch 92, der starr an der Welle 89 montiert ist, auf das Ende des Vorsprungs 69 drückt. Die Arbeitskraft kann dann den Knopf 80 weiter herunterdrücken, um durch den Flansch 92 eine Axialkraft zu übertragen, so daß der Pilotventilkörper 41 gegen die Verlängerungskraft der Feder 27 in seine offene Position gedrückt wird. Brennstoff strömt wieder zum Pilotauslaß 65, so daß die Arbeitskraft die Pilotflamme manuell erneut zünden kann. Gleichzeitig werden durch die von der Arbeitskraft auf den Knopf 80 ausgeübte Kraft die Polenden 35 gegen den Anker 32 gedrückt. Wenn die Pilotflamme wieder brennt, stellt der Flammensensor der Wicklung 37 wieder ein Freigabesignal zur Verfügung. Durch die von der Arbeitskraft auf den Knopf 80 ausgeübte Kraft, wodurch die Polenden 35 gegen den Anker 32 gedrückt werden, baut das erneut vorhandene Freigabesignal die magnetische Anziehung zwischen dem Kern 33 und dem Anker 32 auf, die erforderlich ist, um die Ventilkörper 20 und 41 in ihrer reduzierten Abstandskonfiguration zu halten. Wenn die Arbeitskraft den Knopf 80 freigibt, gehen der Knopf und seine Welle 89 wieder in die in Fig. 3 gezeigte Position und den dort gezeigten Zustand zurück. Die Arbeitskraft kann nunmehr den Knopf 80 in seine EIN-Position drehen, wie in den Fig. 1 und 2 dargestellt, wobei die Nocken 86 die Stößel 87 freigeben und es dem Knopf 80 ermöglichen, sich äxial aus der Abdeckung 73 herauszuschieben. Brennstoff kann nun zum Hauptauslaß 18 strömen. Sobald sich das Hauptregelventil öffnet, kann eine Hauptflamme wieder brennen.
Die Fig. 6 und 7 zeigen den Brennerregler 10 mit seinem Knopf 80 in der AUS-Position. Es ist möglich, daß der Knopf 80 in seine AUS-Position gedreht wird, und zwar entweder bei Vorhandensein eines Freigabesignals (Fig. 6) oder bei Abwesenheit des Freigabesignals (Fig. 7). Um den Betrieb des Brennerreglers 10 in der Funktionskonfiguration der Fig. 6 zu erläutern, ist es erforderlich, weiterhin Merkmale eines Verriegelungselements 55 innerhalb der Hilfskammer 54 zu beschreiben. Der Flansch 92 besitzt ein sich radial erstreckendes Merkmal, beispielsweise eine Keilwelle, das passend zu einem inneren Merkmal eines Vorsprungs 67 am Ventilkörper 55 ausgebildet ist und bewirkt, daß sich das Verriegelungselement 55 mit dem Knopf 80 dreht.
Wenn sich das Verriegelungselement 55 mit dem Knopf 80 in die AUS-Position dreht, bewirkt ein drittes oder Hilfspilotsicherheitsventil 58, das vom Verriegelungselement 55 getragen wird, eine weitere Regelung der Brennstoffströmung zum Pilotauslaß 65. Das Hilfspilotsicherheitsventil 58 ist in Strömungsverbindung mit dem Hauptpilotsicherheitsventil 40 angeordnet und in dieser Ausführungsform in der Brennstoffzuführung oder der Strömung zwischen der Hilfskammer 54 und dem Pilotauslaß 65 positioniert. Das Hilfspilotsicherheitsventil 58 ist so ausgelegt, daß es sich in der Situation schließt, in der der Knopf 80 in seine AUS-Position gedreht ist und das Freigabesignal die Ventilkörper 20 und 41 in ihrer reduzierten Abstandskonfiguration hält. Dies ist notwendig, um zu verhindern, daß Brennstoff zum Pilotauslaß 65 strömt, während diese Bedingungen bestehen. Wie bereits erwähnt, besteht eine Zeitverzögerung zwischen dem Erlöschen einer Pilotflamme und dem Bereitstellen des Freigabesignals durch den Flammensensor. Während dieser Zeit kann Brennstoff zum Haupt- und zum Pilotauslaß 18 und 65 strömen. Diese Brennstoffströmung ist unerwünscht, insbesondere zu einer Zeit, wenn die Arbeitskraft eventuell den Versuch unternimmt, den Pilotbrenner erneut zu zünden.
Das Hilfspilotsicherheitsventil 58 besitzt einen Hilfspilotventllkörper 57, der Bestandteil des Verriegelungselements 55 ist und seine eigene Hilfspilotdichtung 60 trägt. Die Hilfspilotdichtung 60 ist in einen Hilfspilotventilsitz 61 eingepaßt, der das Ende der sich in die Kammer 54 hinein öffnenden Leitung 62 umgibt, und verhindert aufgrund ihrer. Einpassung, daß Brennstoff von der Kammer 54 zum Pilotauslaß 65 strömt. Wenn der Knopf 80 entweder in die PILOT- oder die EIN-Position gedreht wird, wird der Ventilkörper 57 weg von derjenigen Position gedreht, die direkt an das Ende der Leitung 62 angrenzt, wie in den Fig. 6 und 7 dargestellt. In der offenen Position für das Hilfspilotventil 58, wie in Fig. 7 gezeigt, ist das Hauptpilotsicherheitsventil 40 geschlossen, so daß Brennstoff nicht zum Pilotauslaß 65 strömen kann. Wenn sich der Knopf 80 in der AUS-Position befindet, kann sich der Hilfspilotventilkörper 57 an einem dritten oder Hilfspilotventilweg entlang zwischen der in Fig. 7 dargestellten offenen Position und der in Fig. 6 dargestellten geschlossenen Position bewegen, in der die Dichtung (60) in den Hilfspilotventilsitz 61 eingepaßt ist. Wenn sich der Pilotventilkörper 41 in der geschlossenen Position befindet, kann selbst dann keine Brennstoffströmung vom Einlaß 15 und der Hauptkammer 13 zum Pilotauslaß 65 erfolgen, wenn das Hauptpilotsicherheitsventil 40 offen ist.
Die in Fig. 6 dargestellte Funktionskonfiguration ergibt sich, falls das Freigabesignal vorhanden ist (typischerweise, weil sich der Flammensensor noch nicht genügend abgekühlt hat), wenn der Knopf 80 in die AUS-Position gedreht ist. Es befindet sich mindestens ein Schlitz oder eine andere Vertiefung 47 im Boden der Kammer 54 in einer dem Verriegelungselement 55 zugewandten Anordnung. Das Verriegelungselement 55 besitzt eine Rippe oder einen anderen Vorsprung 48, der dem Boden der Kammer 54 zugewandt angeordnet und so ausgeführt ist, daß er in den Schlitz 47 eingepaßt ist, wenn sich das Verriegelungselement 55 mit dem Knopf, 80 in die. AUS- Position dreht. Wenn das Verriegelungselement 55 mit dem Knopf 80 in die AUS-Position gedreht ist, drückt die Druckfeder 51 das Verriegelungselement 55 zum Boden der Kammer 54 hin und bewirkt, daß die Rippe 48 in den Schlitz 47 eingepaßt ist. Dies hat zwei Auswirkungen. Erstens bewegt sich der Hilfsventilkörper 57 in seine geschlossene Position. Zweitens verhindert die gegenseitige Beeinflussung zwischen dem Vorsprung 48 und dem Schlitz 47, daß sich der Knopf 80 aus seiner AUS-Position herausdreht.
Nach einer gewissen Zeit geht das Freigabesignal auf Null, und der Anker 32 trennt sich mit Hilfe der Druckfeder 27 von den Polenden 35. Der Verlängerungskraftbereich der Feder 27 ist so ausgelegt, daß er größer als die kombinierten Kräfte der Federn 36 und 51 ist. Die Feder 27 kann somit den Ventilkörper 41 zum Verriegelungselement 55 hin drücken, um zu bewirken, daß sich eine ringförmige Stirnfläche 49 des Pilotventilkörpers 41 gegen die angrenzende Oberfläche des Verriegelungselements 55 drückt. Diese Kraft hebt das Verriegelungselement 55 an, so daß sich die Rippe 48 aus dem Schlitz 47 löst. Der Pilotventilkörper 41 bewegt sich dann in seine geschlossene Position, wie in Fig. 7 dargestellt, und der Hilfsventilkörper 57 befindet sich nun in seiner offenen Position. Dieses Verhältnis ermöglicht es nun, daß sich das Verriegelungselement 55 frei dreht und der Knopf 80 nicht länger daran gehindert wird, sich in seine PILOT-Position zu drehen, in der die Pilotflamme erneut gezündet werden kann (Fig. 5). Auf diese Weise wird das erneute Zünden der Pilotflamme verzögert, bis der Flammensensor nicht mehr das Freigabesignal zur Verfügung stellt.

Claims

1. Fluiddurchflußregelungsvorrichtung (10) zur Regelung einer Fluidströmung von einem Einlaß (15) eines Gehäuses (11) zu einem ersten und einem zweiten Auslaß (18, 65) des Gehäuses (11) gemäß dem Zustand eines elektrischen Freigabesignals, wobei die Vorrichtung (10) umfaßt:

a) Innenkonstruktion des Gehäuses (11), das eine Hauptkammer (13) definiert, bei der (i) der Einlaß (15) in Strömungsverbindung mit der Hauptkammer (13) steht, (ii) eine erste Auslaßöffnung (21) in der Hauptkammer (13) in Strömungsverbindung mit dem ersten Auslaß (18) steht, (iii) ein erster Ventilsitz (23) die erste Auslaßöffnung (21) umgibt, (iv) eine zweite Auslaßöffnung (44) in Strömungsverbindung mit dem zweiten Auslaß (65) steht sowie (v) ein zweiter Ventilsitz (43) die zweite Auslaßöffnung (44) umgibt;

b) einen ersten Ventilkörper (20) zum Einpassen in den ersten Ventilsitz (23), wobei der erste Ventilkörper (20) an einem ersten Ventilweg entlang zwischen einer offenen Position, in der der erste Ventilkörper (20) einen Abstand Vom ersten Ventilsitz (23) aufweist und dadurch eine Fluidströmung zwischen der Hauptkammer (11) und dem ersten Auslaß (18) ermöglicht wird, und einer geschlossenen Position, in der der erste Ventilkörper (20) in den ersten Ventilsitz (23) eingepaßt ist, um eine Fluidströmung zwischen der Hauptkammer (11) und dem ersten Auslaß (18) zu blockieren, linear bewegbar ist;

c) einen zweiten Ventilkörper (41) zum Einpassen in den zweiten Ventilsitz (43), wobei der zweite Ventilkörper (41) an einem zweiten Ventilweg entlang zwischen einer offenen Position, in der der zweite Ventilkörper (41) einen Abstand vom zweiten Ventilsitz (43) aufweist und dadurch eine Fluidströmung zwischen der Hauptkammer (11) und dem zweiten Auslaß (65) ermöglicht wird, und einer geschlossenen Position, in der der zweite Ventilkörper (41) in den zweiten Ventilsitz (43) eingepaßt ist, um eine Fluidströmung zwischen der Hauptkammer (13) und dem zweiten Auslaß (65) zu blockieren, linear bewegbar ist;

wobei die vorliegende Erfindung gekennzeichnet ist durch:

d) den ersten und den zweiten Ventilkörper (20, 41), bei denen der erste und der zweite Ventilweg äxial zueinander ausgerichtet sind und ein reduziertes Abstandsverhältnis für die Ventilkörper (20, 41) ermöglicht wird, wobei jeder der Ventilkörper (20, 41) einen Abstand von seinem jeweiligen Ventilsitz. (23, 43) aufweist;

e) eine erste Druckfeder (27) zwischen dem ersten und dem zweiten Ventilkörper (20, 41), wobei die erste Druckfeder (27) eine Rückstellkraft bereitstellt, wodurch mit einem vorgewählten Verlängerungskraftbereich der ersten Druckfeder (27) jeder Ventilkörper (20, 41) gleichzeitig in seine geschlossene Position gedrückt wird; und

f) eine elektromechanische Einrastanordnung (34), die mechanisch mit dem ersten und dem zweiten Ventilkörper (20, 41) verbunden ist, wobei die Einrastanordnung (34) das Freigabesignal erhält und in Reaktion darauf eine Ventilhaltekraft bereitstellt, die größer als die vorgewählte. Verlängerungskraft der ersten Feder ist, und wobei die Einrastanordnung (34) den ersten und den zweiten Ventilkörper (20, 41) in dem reduzierten Abstandsverhältnis hält.

2. Vorrichtung (10) nach Anspruch 1, die weiterhin ein Ventilstellglied (73, 93, 87, 80, 89, 74, 75, 69) umfaßt, das zwischen einem der Ventilkörper (20, 41) und dem Gehäuse mechanisch verbunden ist, wobei das Stellglied (73, 93, 87, 80, 89, 74, 75, 69) von einer Ein-Position in eine Pilot-Position bewegbar ist, das Stellglied (73, 93, 87, 80, 89, 74, 75, 69) in der Ein-Position sowohl den ersten als auch den zweiten Ventilkörper (20, 41) in ihrer offenen Position hält und das Stellglied (73, 93, 87, 80, 89, 74, 75, 69) in der Pilot-Position den ersten Ventilkörper (20) in seiner geschlossenen Position und den zweiten Ventilkörper (41) in seiner offenen Position hält.

3. Vorrichtung (10) nach Anspruch 2, bei der der zweite Ventilkörper (41) eine dem zweiten Ventilsitz (43) zugewandte erste Federtragfläche (bei 31) und das Gehäuse (11) weiterhin eine der ersten Federtragfläche (bei 31) zugewandte zweite Federtragfläche sowie eine zweite Druckfeder (36) zwischen den ersten und zweiten Federtragflächen (bei 31) umfaßt, wobei die zweite Druckfeder (36) einen Verlängerungskraftbereich besitzt, der wesentlich geringer als der Verlängerungskraftbereich der ersten Druckfeder (27) ist; und wobei das Ventilstellglied (73, 93, 87, 80, 89, 74, 75, 69) weiterhin ein Positionsbegrenzungselement (74, 75) umfaßt, das mit dem zweiten Ventilkörper (41) mechanisch verbunden ist, wobei das Positionsbegrenzungselement (74, 75), wenn es sich in seiner Ein-Position befindet und die Einrastanordnung (34) die Ventilkörper (20, 41) in ihrem reduzierten. Abstandsverhältnis hält, eine der Verlängerungskraft der zweiten Druckfeder (36) entgegenwirkende Kraft auf den zweiten Ventilkörper (41) ausübt und den ersten und den zweiten Ventilkörper (20, 41) in seine offene Position positioniert.

4. Vorrichtung (10) nach Anspruch 3, bei der das Ventilstellglied (73, 93, 87, 80, 89, 74, 75, 69) einen mit dem Gehäuse (11) mechanisch verbundenen Knopf (80) umfaßt, wobei der Knopf (80) zwischen einer Ein- Position, in der das Positionsbegrenzungselement (74, 75) in seiner Ein-Position gehalten wird, und einer von der Ein-Position entfernt angeordneten Pilot-Position manuell einstellbar ist, wobei das Ventilstellglied (73, 93, 87, 80, 89, 74, 75, 69), wenn es sich in der Pilot-Position befindet, die Kraft das Positionsbegrenzungselements (74, 75) vom zweiten Ventilkörper (41) wegnimmt, die zweite. Druckfeder (36) in Reaktion darauf eine Kraft auf den zweiten Ventilkörper (41) ausübt und, während sich der erste und der zweite Ventilkörper (20, 41) in seinem reduzierten Abstandsverhältnis befindet, den ersten und den zweiten Ventilkörper (20, 41) in eine Position verschiebt, durch die der erste Ventilkörper (20) in seine geschlossene Position gebracht wird.

5. Vorrichtung (10) nach Anspruch 4, bei der das Ventilstellglied (73, 93, 87, 80, 89, 74, 75, 69) weiterhin einen Nöcken (86) und einen Stößel (87) umfaßt, die miteinander in mechanischem Kontakt stehen und eine Grenzfläche zwischen dem Gehäuse (11) und dem Knopf (80) bilden, wobei der Nocken (86) und der Stößel (87) die Position des Knopfes (80) in Abhängigkeit von der manuellen Einstellung des Knopfes steuern, und wobei der Nocken (86) und der Stößel (87) mit dem Knopf (80), wenn sich dieser in seiner Pilot-Position befindet, zusammenwirken, um es dem Positionsbegrenzungselement (74, 75) zu ermöglichen, in seine Pilot-Position zu gelangen.

6. Vorrichtung (10) nach Anspruch 2, bei der die Einrastanordnung (34) Halte- und Freisetzungspositionen aufweist, wobei die Halteposition die Ventilkörper (20, 41) in Reaktion auf das Freigabesignäl in ihrem reduzierten Abstandsverhältnis zurückhält und die Freisetzungsposition unter Einwirkung der Verlängerungskraft der ersten Druckfeder (27) eingenommen wird, wenn das Freigabesignal nicht vorhanden ist, und wobei das Ventilstellglied (73, 93, 87, 80, 89, 74, 75, 69) ein Neustartmerkmal besitzt, das, wenn sich das Ventilstellglied (73, 93, 871, 80, 89, 74, 75, 69) in einer Neustartposition befindet, auf den zweiten Ventilkörper (41) drückt und die erste Druckfeder (27) zusammendrückt, wobei in der Neustartposition des Ventilstellglieds (73, 93, 87, 80, 89, 74, 75, 69) die Einrastanordnung (34), unabhängig vom Freigabesignal, in ihrer Halteposition gehalten wird.

7. Vorrichtung (10) nach Anspruch 2, die weiterhin umfaßt:

a) einen Abschnitt des Gehäuses (11), das eine Hilfskammer (54) definiert, die sich im Innern des Gehäuses (11) befindet und durch eine dritte Auslaßöffnung mit dem zweiten Auslaß (65) und mit der Hauptkammer (13) durch die zweite Auslaßöffnung (44) in Strömungsverbindung steht, wobei die Hilfskammer (54) einen dritten Ventilsitz (61) besitzt, der die dritte Auslaßöffnung umgibt;

b) einen dritten Ventilkörper (57), der eine offene Position mit Abstand vom dritten Ventilsitz (61) und durch Einpassen in den dritten Ventilsitz (61) eine geschlossene Position aufweist, in der ein Hindurchströmen von Fluid verhindert wird;

c) einen vom Gehäuse (11) getragenen Knopf (80), der von einer Ein- in eine Aus-Position bewegbar ist, und

d) eine Verriegelungsverbindung (55), die mit dem dritten Ventilkörper (57), dem Knopf (80) und der Einrastanordnung (34) mechanisch verbunden ist, wobei die Verriegelungsverbindung (55) den dritten Körper (57) in Reaktion auf die Aus-Position des Knopfes (80) in seiner geschlossenen Position hält und die Einrastanordnung (34) den ersten und den zweiten Ventilkörper (20, 41) in seinem reduzierten Abstandsverhältnis hält.

8. Vorrichtung (10) nach Ansprüch 7, bei der die Verriegelungsverbindung (55) weiterhin ein Merkmal (47) am Gehäuse (11) und ein dazu passend ausgeführtes Merkmal (48) am dritten Ventilkörper (57) umfaßt, wobei die Merkmale (47, 48) am Gehäuse und am dritten Ventilkörper, wenn der Knöpf (80) in seine Aus-Position bewegt wird, zusammenpassen und zusammenwirken, um eine weitere Bewegung des Knopfes (80) zu verhindern, während sich der erste und der zweite Ventilkörper (20, 41) in ihrem reduzierten Abstandsverhältnis befinden.

9. Vorrichtung (10) nach Anspruch 8, bei der die Knopf (80) zwecks Drehung auf einer Welle (89) zwischen seiner Ein- und. Aus-Position montiert ist, wobei die Welle (89) so verbunden ist, daß der dritte Ventilkörper (57), wenn sich der Knopf (80) in der Aus- Position befindet, von einer an den dritten Ventilsitz (61) angrenzenden Stelle aus in eine Position verschoben wird, die nicht an den dritten Ventilsitz (61) angrenzt, und wobei eine dritte Feder (51) den dritten Ventilkörper (57) hin zum dritten Ventilsitz (61) drückt.