DE8230719U1 - Gasbeheizte waermequelle - Google Patents

Description

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Joh. Vaillant GmbH u„ Co

GM 413

18. JuIi 1983

Gasbeheizte Wärmequelle

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine gasbeheizte Wärmequelle gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.

Solchen gasbeheizten Wärmequellen ist ein Gasdruckregler zugeordnet, der einen mit einem Ventilsitz korrespondierenden Ventilkörper im Gasdurchsatzweg aufweist, der mit einer Membran gekoppelt ist, deren eine Seite dem Gasdruck hinter dem Ventil ausgesetzt ist. Ein steigehder Gasdruck hinter dem Ventil bringt das Ventil in Schließstellung, ein fallender Gasdruck hinter dem Ventil veranlaßt eine Rückstellfeder zum öffnen des Ventils. Der Gasdruck hinfcei⁴ dem Ventil wird von einem zweiten membrangesteuerter? Ventil beherrscht, wobei öiese Membran auf der einen Seite Ihrer Membrankammer dem Druck einer Membranluftpumpe ausgesetzt 1st. Bei der Zuord»

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nung eines so aufgebauten Gasdruckregle^s zu einer gasbeheizten Wärmequelle, deren Verbrennungskammer mit Ausnähme der Luftzufuhr und AbgasäbfUhfleitung, in der ein Abgasgebläse angeordnet istj geschlossen ausgebildet istj treten DrUokschvfingungen in der Verbrennungskammer auf, die vom Abgäsgebiäse herrühren, das in der Verbrennungskammer einen Unterdruck erzeugt, und den Gasdruckregler beeinflußt, Druckschwankungen zu erzeugen.

Der vorliegenden Erfindung liegt mithin die Aufgabe zugrunde, solche Druckschwankungen in der Verbrennungskammer zu unterdrücken.

Die Lösung dieser Aufgabe liegt in den kennzeichnenden Merk- i

malen des Hauptanspruchs. |'

Weitere Ausgestaltungen und besonders vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche beziehungsweise gehen aus der nachfolgenden Beschreibung her- I

vor, die ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der |

Figur näher erläutert. Ij

Die Figur zeigt eine Prinzipdarstellung der brennstoffbeheizten Wärmequelle und der Steuerarmatur.

Die Steuerarmatur 1 weist ein Gehäuse 2 eines Gasdruckreglers auf, das eine Gaseinlaßöffnung 3 und eine Gasauslaßöffnung A besitzt, die zu einem Brenner 5 einer brennst offbe'Keisijen

Wärmequelle 6 ₁ Wie eines UmlaufWässerheizers, Durchlauf wasser-Heizers oder Kessels beziehungsweise Ofens, führt. Die brennstöf'fbeheiate Wärmequelle besteht im wesentlichen aus einem |

gasdichten Gehäuse, das an seiner einen Seite einen LUftein« laß '/ und an der anderen Seite einen Verbrennungsgasauslaß 8 aufweist, wobei in letzterem ein Gebläse 9 angeordnet ist, dessen nicht weiter dargestellter Motor über eine Leitung mit elektrischer Energie beaufschlagt werden kann. Der Brenner 5 beheizt im Innenraum 64 der brennstoffbeheizten Wärmequelle einen Wärmetauscher 12, der an eine Vorlaufleitung 13 und eine Rücklaufleitung 14, in der eine Umwälzpumpe 15 angeordnet ist, angeschlossen ist. Vor- und Rücklaufleitung sind mit einem Verbraucher 16 verbunden, der aus einer Vielzahl parallel- und/oder in Serie züeinanderliegender Radiatoren, gegebenenfalls auch einem Brauchwasserbereiter, bestehen kann. Es kann auch vorkommen, daß der Brauchwasserbereiter in einem Parallelzweig zu Radiatoren angeordnet ist und einen Durchlaufwasser-Wärmetauscher darstellt. In diesem Fall ist eine Kaitwasser-Zapfleitung vorhanden, die durch den Brauchwasser- »

Wärmetauscher durchgeschleift ist und mit einem Wasserschalter versehen ist, bevor sie zu einem Zapfventil führt.

Im Bereich des Gehäuses 2 ist, dem Einlaß 3 nachgeschaltet, eine Kammer 20 gebildet, in der ein Ventil 21 einer thermoelektrischen Zündsicherung angeordnet ist. An die Kammer schließt sich hinter dem Ventil der thermoelektrischen Zündsicherung eine weitere Zwischenkammer 22 an, von der eine Zündgasleitung 23 abzweigt. In der Zwischenkammer 22 ist ein Ventil-

sitz 24 vorgesehen, der von einem von einer Stange 25 angelenkten Ventilkörper 26, der Unter der Rückstellkraft einer Druckfeder 2? steht, im Ruhezustand verschließbar ist, Wobei die Stange mit einem Membranteller 28 einer Membran 29 verbunden 1st, die in eitler weiteren Kammer 30 druökdlcht an ihrem Rand eingespannt ist.

Die Kammer 30 wird somit von dep Membran 29 in zwei Druckräume 31 und 32 unterteilt, von denen die letztgenannte an die Auslaßleitung 4 angeschlossen ist. Das Ventil 2^/26 ist im Ruhezustand geschlossen, das heißt, die Kammern 22 und 32 sind voneinander getrennt. Der Druckraum 30 steht über einen Kanal 33 mit einem Ventilmittelraum 34 in Verbindung, der von zwei Ventilsitzen 35 Und 36 und einer Abstr'ömöffnung 37 begrenzt ist. Vom Ventilsitz 36 führt ein Kanal 38 zu einer Verzweigungsstelle 39, von der ein Kanal 40 zur Auslaßleitung 4 führt. Ein weiterer Kanal 41 führt zu einer Membrankammer 42, die über eine Leitung 43, in der ein Ventilsitz 44 vorgesehen ist, mit der Abströmöffnung 37 verbunden ist. Mit dem Ventilsitz 44 korrespondiert ein Ventilkörper H5i der von einer sich gegenüber dem Gehäuse 2 abstützenden Druckfeder 46 in öffnungsstellung bewegbar ist. Der Ventilkörper 45 ist an einer Membran 47 befestigt, die unter der Wirkung einer Druckfeder 48 steht, die von einer Stellschraube 49 justierbar ist, die ihrerseits in einem .Gewinde im Gehäuse 2 geführt ist. Auf der der Membrankammer 42 abgewandten Seite der Membran 47 ist eine weitere Membrankammer 50 gebildet, die über eine öffnung 10 mit einer weiteren Membran-

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kämrtier 51 in Verbindung steht»

Mit der Membran 52 1st ein Ventilkörper 5? verbunden, der mit einem im Gehäuse 2 angeordneten Ventilsitz 58 korrespon-dlert. Der Ventilsitz steht über eine Leitung 59 mit der Membrankammer 51 in Verbindung» Der Ventilkörper 57 steht Unter der Wirkung einer Druckfeder 60, die sich gegenüber dem Gehäuse 2 abstützt und das Bestreben hat, den Ventilkörper 57 vom Ventilsitz 58 abzuheben. Auf der anderen Seite der Leitung 59 schließt sich an den Ventilsita 58 eine Kammer 6l an, die über eine Bohrung 62 relativ kleinen Querschnitts mit der Membrankammer 51 verbunden ist« über eine Ansaugleitung 65 ist die Kammer 6l mit dem Saugstutzen einer Membranpumpe 66 verbunden, die von einem nicht dargestellten Motor angetrieben wird, der über eine Leitung mit Energie versorgt wird. Die Membranpumpe weist eine Druckleitung 68 auf, in der ein Lüftfilter 69 angeordnet ist und die über eine Drosselbohrung 70 mit der Membrankammer 51 in Verbindung steht.

Der Ventilsitz 35 wird von einem Ventilkörper 71 beherrscht, der an einem Hebel 72 befestigt ist und sich in einem Raum 73 befindet, der von dem Ventilsitz 35 beherrscht wird. Im Raum 73 ist ein Elektromagnet 7¹^ angeordnet, der an eine Spei^ seleitung 75 angeschlossen ist und der den Hebel 72 anziehen kann. Zur Rückstellung des Hebels ist eine Zugfeder 76 vorgesehen, die den Hebel um den Drehpunkt 77 in die in der Zeichnung dargestellte Ruhelage schwingt. Der Raum 73 steht über eine Drosselbohrung 78 mit der Zwischenkammer 22 in Ver-

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Die Membran 52 begrenzt eine Membrankammer 18 ₃ die über eine Öffnung 17 druckmäßig auf atmosphärem Druck liegt. In der Membrankammer 18 ist eine Druckfeder 19 gelagert, die sich einmal an der Membran 52 und zum zweiten an einem Federteller 53 abstützt, an dem ein Stift 54 und ein Druckstück 55 anliegen. Das Druekstück liegt unter der Wirkung einer Rückstellfeder 56, die zwischen Gehäuse 2 und dem Druekstück verspannt ist und im gleichen Sinne wie die Druckfeder 19 wirkt. Am Druekstück 55 liegt ein um einen Drehpunkt 79 schwenkbarer Hebel 80 an, der unter der Wirkung eines Stiftes 81 steht, der einer Membran 82 zugehörig ist, die in einer Kammer 83 druckdicht eingespannt ist und zwei Membrankammern 84 und 85 bildet, die über entsprechende Druckanschlüsse an einem Teillastgeber angeschlossen sind.

Von der Kammer 6l geht eine Druckausgleichsleitung 63 ab, die zum Innenraum 64 innerhalb der Verbrennungskammer der Wärmequelle 6 führt.

Damit herrscht, bedingt durch die*Druckausgleichsleitung, der im Innenraum 64 der Verbrennungskammer der Wärmequelle 6 herrschende Druck auch in der Kammer 61 und damit am Ansaugstutzen der Membranluftpumpe. Es wäre auch möglich, die Druckausgleichsleltung 63 an die Kammer 51 oder an die Kammer 50 zu führen und den Druckausgleich mit dem Innenraum der Verbrennungskammer dort auszuführen, Wesentlich ist eö_} daß

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die Druckdifferenz zwischen den beiden Selten der Membran 47 so zu halten, daß auf der dem Ventilkörper 45 zugewandten Seite der Membran 47 ein Überdruck herrscht. Das wird dadurch bewerkstelligt j data der Druck auf der der Schraube 49 zugewandten Seite der Membran 47 abgesenkt wird, und zwar durch den Anschluß der Druckausgleichsleitung 63 ε.η den Unterdruck, der im Innenraum 64 herrscht.

Die eben geschilderte Wärmequelle beziehungsweise Steuerarmatur weist folgende Punktion auf:

Ausgehend von dem in der Zeichnung dargestellten Ruhezustand, sind die Ventile 21, 24/26, 19, 57, 58 und 35/71 geschlossen, während das Ventil 36/71 sowie 44/45 geöffnet ist. Die Membranpumpe 66 ist stromlos, Druck- und Saugstutzen weisen zueinander keine Druckdifferenz auf. Der Elektromagnet 74 ist stromlos. Die Gaszufuhr zum Brenner ist unterbrochen. Durch Betätigen der Thermoelektrik-Drucktasten wird das Ventil 21 geöffnet, damit steht der Gaseinlaß 3 mit der Zwischenkammer 22 und der Bohrung 78 der Kammer 73 in Verbindung, so daß über die Leitung 23 Zündgas am Zündbrenner ansteht, das über nicht dargestellte Mittel entzündet werden kann und ein Thermoelement beheizt, das über eine Leitung den Elektromagneten der thermoelektrischen Zündsicherung erregt. Damit bleibt das Ventil 21 geöffnet, auch wenn die Thermoelektrik-Drucktaste losgelassen wird.

WiFd nunmehr Gas am Brenner verlangt^ beispielsweise weil

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ein Vorlauftemperaturfühler angesprochen hat, so wird über die Leitung 75 ein Signal gegeben, wodurch der Elektromagnet 74 unter Spannung gesetzt wird und den Hebel 72 anzieht. Der Ventilkörper 71 hebt vom Sitz 35 ab und verschließt nunmehr den Sitz 36. Gleichseitig läuft das Abgasgebläse 9 an und treibt einen Frischluftstrom über die Leitung 7 durch den Innenraum 64 der Verbrennungskammer„ Als Folge des Umschaltens des Ventils 71/35/36 steht der Gasdruck über die Zwischenkammer 22 und dem Raum 73 auch im Ventilmittelraum 34 an. Von dort herrscht der Druck über den Kanal 33 auch in der Kammer 30, worauf sich die Membran 29 gegen die Rückstell- ! kraft der Feder 27 aus der Ruhestellung bewegt und damit den j Ventilkörper 26 vom Ventilsitz 24 fortbewegt. Der Gasdruck ist von der Ventilstellung des Ventils 44/45 abhängig, welche durch -Me Federkraft der Feder 48 verstellbar durch die Schraube 49 den Drucr" in der Kammer 37 derart beeinflußt, so daß über die Kammer- 41 und dem Kanal 40 ein Gleichgewicht an der Membran 47 entsteht. Somit ergibt sich ein Gasstrom, der gerade ein überzünden des gesamten Hauptbrenners zur Folge hat. Läuft nun die Membranpumpe 66 an, so wird verzögert infolge der Drosselbohrung 70 in der Membrankammer 51 ein Druck aufgebaut, der über die Drösseibohrung IQ auch in der Membrankammer 50 ansteht und dort das Bestreben hat, die Membran 47 so zu bewegen, daß der Vencilkörper 45 sich in Schließrichtung auf den Ventilsitz 44 zubewegt. Das bedeutet, daß der Druck im Ventilmittelraum 34 ansteigt, damit steigt auch der Druck in dor Kammer 30 an, was ein weiteres Öffnen des Hauptgasventils 24/26 zur Folge hat. Die Folge davon ist öj-n

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Brennen des Brenners mit größerer Wärmeleistung. Somit steuert

der nicht dargestellte Regler über einen mehr oder weniger großen Förderdruck der Membranluftpumpe 66 eine mehr oder i[ weniger große Heizleistung der Wärmequelle.

Dadurch, daß das Gebläse 9 in seiner Leistung viel stärker

als die der Membranpumpe 66 ist, pflanzt sich der im Innenraum 64 der Verbrennungskammer herrschende Druck über die Druckausgleichsleitung 63 in die Kammer 61 fort. Der hier anstehende Druckeinfluß wirkt über die Drosselbohrung 62 auch in der Membrankammer 51 beziehungsweise über die Drossexbohrung 10 auch in der Membrankammer 50 an. Damit wirkt sich dieser Druck auf den Regeldruck in der Kammer 32 aus und damit auch auf den Brennstoffdurchsats.

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Claims (1)

'· ' aoft'.1IVaIIlant GmbH u. Co, GM 413 4. Mai 1984 Anspruch

1. Gasbeheizte Wärmequelle mit einer allseits geschlossenen Verbrennungskammer, die mit der Außenatmosphäre nur über eine Zuluft- und eine Abgasabfuhrleitung, in der ein Gebläse vorgesehen ist, in Verbindung steht und der das

Gas über einen Gasdruckregler zugeführt ist, gekennzeich-

net durch Anschlußstutzen am Gasdruckregler (2) und der

Verbrennungskammer (64) für die Anbringung einer gemeinsamen Verbindungsleitung (63).