DE957741C - Sicherheits Gas-Absperrvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Sicherheits-Gas-Absperrvorrichtung für Gasbrenner mit einem in den Gasstrom eingeschalteten Absperrglied. Die Schließ- und Öffnungsbewegung dieses Absperrgliedes wird vom Gasdruck bzw. durch von der am Brenner herrschenden Temperatur abgeleitete Stellkräfte gesteuert.

Die bekannten, auf dieser Grundlage arbeitenden Absperrvorrichtungen sind zahlreichen Nachteilen unterworfen. Bei einer bekannten Ausführung ist beispielsweise ein besonderer, an das Zuführungsrohr angebauter Membranbehälter erforderlich, wobei die Steuerung in Abhängigkeit von der Bewegung dieser Membran erfolgt, die einerseits unmittelbar und andererseits mittelbar über ein Ventil dem Gasdruck ausgesetzt ist. Das Ventil wird mittels einer Hebelübertragung von einem Thermostaten, der im Bereich der Brennerflamme angeordnet ist, gesteuert. Bei dieser Ausführung sind mehrere Hebelanordnungen mit Gelenkstellen vorhanden, wobei für einzelne Übertragungshebel Durchführungen in den Wänden der das Gas führenden Teile erforderlich sind. Im übrigen ist diese Ausführung infolge zusätzlicher Anordnung eines Membranbehälters und eines besonderen Steuerventils außerordentlich sperrig und störanfällig.

Bei einer anderen bekannten Ausführung ist ein konusförmiger Zylinder unmittelbar im Gaszuführungsrohr gelagert. Dieser Zylinder wrrd in Abhängigkeit von dem Gasdruck an einen Ventilsitz

geführt, wobei noch besondere Mittel vorgesehen sind, um in Abhängigkeit von der entstandenen Wärme den Ventilkörper von seinem Sitz um ein bestimmtes Maß fernzuhalten. Der zylinderförmige Ventilkörper wird hierbei von den Wandteilen des Gaszuführungsrohres geführt, so daß insbesondere beim Niederschlag von Verunreinigungen an diesen Wandteilen die Bewegung des Ventilkörpers behindert werden kann, abgesehen von Verklemmungen des Ventilkörpers, die sich aus der Art der Führung des Zylinders mit Spiel in dem Gaszuführungsrohr ergeben.

Bei anderen bekannten Ausführungsformen wird das zuströmende Gas zur Ausnutzung des dem Gas innewohnenden Druckes für eine Steuerbewegung umgelenkt, so daß zusätzliche Strömungswiderstände auftreten. Hierbei beaufschlagt das Gas verschiebungsfähige Teile, die gegeneinander durch Dichtungen abgedichtet sind. Insbesondere bei Anordnung dieser Dichtungen in der Nähe der durch die Gasflamme erhitzten Teile ist die Lebensdauer dieser Abdichtungen und damit auch die Betriebsdauer der Absperrvorrichtung gering. Die Ausführung derartiger Abdichtungen durch Lagerung der ineinanderbewegbaren Teile in einem Wasserbehälter stellt einen Aufwand dar, der die Anwendung dieser bekannten Vorrichtungen verringert.

Ferner ist bei bekannten Ausführungen einer Absperrvorrichtung ein Sicherheitsventil vorgesehen, dessen Anordnung die Zuführungsleitung für das Gas durch eingebaute Steuerteile weitestgehend versperrt, was im übrigen auch bei der Ausführung mit umfangreichem Übertragungsgestänge erfolgt.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, die Nachteile der bekannten Absperrvorrichtungen zu beseitigen und eine Anordnung zu schaffen, bei welcher keine Verklemmungen durch Gelenke von Stellgliedern oder Hebeln auftreten. Ferner soll die erfindungsgemäße Vorrichtung, ohne eine Wartung zu erfordern, für lange Betriebsdauer geeignet sein, wozu auch die in sich abgeschlossene Ausführung des Systems ohne Durchführungsöffnungen in der Wand eines gasführenden Teiles erforderlich ist, so daß keine Betriebsstörungen durch schadhafte Dichtungen auftreten können. Die Gaszuführung selbst soll hierbei nicht durch den Einbau von Gestängen oder Steuerungsteilen in einem Maße beeinträchtigt werden, daß mehrfache Umlenkungen des zufließenden Gasstromes herbeigeführt werden.

Wesentlich ist ferner, daß die Vorrichtung zwar

von Fachleuten geprüft und überwacht werden kann, daß aber Unberufenen die Möglichkeit eines Eingriffes verwehrt bleibt.

Erfindungsgemäß ist ein Abschnitt der Gaszuleitung als Federrohr ausgebildet und führt mit seinem in axialer Richtung mittleren, zwischen den Abschnittsenden hin und her bewegbaren Teil einen axial zu dem Federrohrabschnitt bewegbaren Ventilstab des Absperrventils in Abhängigkeit von der Verlagerung einer ebenfalls mit dem mittleren Teil des Federrohrabschnittes auf dessen Außenseite verbundenen bewegbaren Wand, die einerseits dem Gasdruck und andererseits einem der Wärme am Brenner entsprechenden Druck ausgesetzt ist. In einer bevorzugten Ausführungsform sind konzentrisch zu dem Federrohrabschnitt auf der radial zu diesem angesetzten Wand weitere Federrohrteile angeordnet, um an diese Wand angrenzende Druckräume zu bilden. Der Ventilstab 13 des Absperrventils ist koaxial in dem Federrohrabschnitt geführt. Das der Gasströmungsrichtung entgegenliegende Ende des Federrohrabschnittes dient vorzugsweise unmittelbar als Sitz für den Ventilkörper.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung arbeitet in der Weise, daß der Druck des zum Brenner strömenden Gases das Absperrglied schließt, wenn der von der Temperatur des Brenners abhängige Gegendruck auf die Steuerscheibe nicht ausreicht, um das Absperrglied offenzuhalten, wenn also der Brenner nicht eine Mindesttemperatur hat, wie sie selbst bei sehr kleiner Sparflamme gegeben ist. Beim Anzünden der Flamme nach öffnen des Gashahnes oder -ventils muß der Brenner bis zum Erreichen dieser Mindesttemperatur zunächst aufgeheizt werden. Damit nun der in Schließrichtung des Absperrgliedes wirksame Druck des zuströmenden Gases in solchen oder ähnlichen Fällen nicht in unerwünschter Weise in die Gaszufuhr eingreift, empfiehlt es sich erfindungsgemäß, Vorsorge dafür zu treffen, daß auch der Gasdruck nach öffnen des Gasventils oder -hahnes erst mit einiger Verzögerung, d. h. nicht eher wirksam wird als der mit Aufheizen des Brenners nach Entzünden des Gases anwachsende Gegendruck. Demnach wird zweckmäßig in den Zugang zu der mit dem Gasdruck beaufschlagten Seite der Steuerscheibe eine Drossel eingeschaltet.

Vorteilhaft wird diese Drossel einstellbar eingerichtet, damit die Absperrvorrichtung mindestens nach dem Einbau einmal bequem auf die jeweiligen Gegebenheiten eingestellt werden kann und dadurch später auftretenden Störungen durch unerwünschtes Eingreifen der Selbstabsperrung vorgebeugt wird.

Diese und weitere Einzelheiten der Erfindung werden an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels erörtert.

Beim dargestellten Beispiel handelt es sich um einen Brenner 1 für Gaskocher, Gasherde od. dgl., der in üblicher Weise den Abschluß eines Mischrohres 2 bildet. Vor dem Eintrittsende des Mischrohres 2 ist eine Gasdüse 3 angeordnet, der das Gas aus einer Leitung 4 zufließt. Diese ist in üblicher Weise mit einem (nicht dargestellten) von Hand einstellbaren Gashahn oder -ventil versehen.

Erfindungsgemäß ist nun zwischen diesem Hahn oder diesem Ventil und der Gasdüse 3 ein Selbststeuerventil 5 eingeschaltet, für dessen Selbststeuerung zwei in sich federnde Steuerdruckkammern 7, 8 in Gestalt von Federrohren vorgesehen sind. Die Federrohre sind zusammen mit dem Ventil 5 in ein zylindrisches Gehäuse 6 eingesetzt, an dessen Eintrittsseite die Gaszuflußleitung 4 anschließt, wäh rend die Austrittsseite die Gasdüse 3 trägt. Die

Federrohre bestehen aus möglichst dünnwandigem Metall oder aus Gummi und bilden in sich geschlossene .Gaskammern, die gegeneinander durch eine Trennwand 9 abgeschlossen sind. Die linke Seite dieser Trennwand 9 ist mit dem Druck des zufließenden Gases zu beaufschlagen, während in der rechten Kammer 8 ein von der Temperatur des Brenners 1 abhängiger Gegendruck herrscht. Durch die beiden Kammern 7, 8 geht eine Verbindungsleitung 10 hindurch, deren rechtes Ende in die Düse 3 einmündet und deren linkes Ende als Sitz 11 für den Ventilteller 5 dient.

Bei der dargestellten Ausführung ist das innere Federrohr 10 zweiteilig gestaltet. Die beiden einander zugekehrten Enden der Rohrteile sind an der Trennwand 9 gasdicht befestigt. Innerhalb des inneren Federrohres 10 ist die Trennwand 9 mit einem Loch und radialen Armen 12 zur Verbindung mit der Spindel 13 des Ventiltellers 5 versehen.

Die linke Stirnwand 14 der Kammer 7 erhält innerhalb des inneren Federrohres 10 zweckmäßig gleichfalls derartige Arme zur Führung der Ventilspindel.

Je nach den in den beiden Kammern 7 und 8 herrschenden Drücken, d. h. je nach der Richtung des auf die Trennwand 9 wirkenden Differenzdruckes, wird die eine der beiden Kammern ausgedehnt unter Zusammendrücken der anderen. Der sich daraus ergebenden Verlagerung der Trennwand 9 folgt zwangläufig die Ventilspindel 13 und der Ventilteller 5.

Damit bei solchen Steuerbewegungen Störungen durch Luftverdichtungen im Gehäuse 6 vermieden werden, erhält dessen Wandung ein oder mehrere Entlüftungslöcher 15.

Zur Erzeugung des temperaturabhängigen Gegendruckes in der Kammer 8 ist diese über eine Leitung 16 mit einer ringförmigen Gasthermometerkammer 17 verbunden. Diese Ringkammer umschließt damit den Brennerkopf 1 und wird von den Brennerflammen bestrichen, also bei ordnungsmäßigem Betrieb des Brenners beheizt. Die Temperaturerhöhung der Kammer 17 bedeutet einen Druckanstieg in ihr und damit auch einen Anstieg

+5 des Druckes in der Kammer 8, so daß bei ordnungsmäßig brennender Flamme der Gegendruck in der Kammer 8 ein Schließen des Absperrventils 5 durch den auf die linke Seite der Trennwand 9 wirkenden Gasdruck verhütet. Die Verbindungsleitung 16 zwischen den Kammern 8 und 17 hat einen möglichst kleinen Durchmesser und ist im übrigen beim dargestellten Beispiel zu einer Rohrschlange 18 gewickelt. Diese gibt der Verbindungsleitung 16 eine erhöhte Biegsamkeit nach allen Richtungen, erleichtert dadurch das Auseinandernehmen des Brenners und schützt dabei gegen einen Bruch der schwachen Verbindungsleitung 16.

Wie schon erwähnt, ist bei Inbetriebnahme, d. h. beim Anzünden des aus dem Brenner ausströmenden Gases, also bei noch kaltem Brenner und also auch kalter Temperaturfühlerkammer 17 dafür zu sorgen, daß der unmittelbar nach öffnen des Gashahnes vorhandene Gasdruck mit mehr oder weniger Verzögerung in der Kammer 7 auf die Trennwand 9 wirksam wird. Die dem Emtrittsrohr 4 des Gehäuses 6 zugekehrte Stirnwand 14 der Kammer 7 ist demgemäß mit einer Drosselschraube 20 versehen, deren inneres Ende in eine Bohrung dieser Stirnwand hineinreicht. Auf der Innenseite ist die Stirnwand 14 im Bereich der Bohrung durch eine Scheibe 19 verstärkt, in deren Bohrung das innere Ende der Stellschraube 20 genau eingepaßt ist. Die Stellschraube ist am inneren Ende und etwa auf halber Länge mit je einer Quer bohrung 21, 22 versehen, die beide durch eine Längsbohrung miteinander verbunden sind. Je nach der Axialeinstellung der Schraube 20 wird der Zufluß durch 21 und 22 in die Kammer 7 hinein mehr oder weniger gedrosselt und dadurch der Druckanstieg in der Kammer 7 demgemäß verzögert. Die Stellschraube 20 ist in die linke Stirnwand des Gehäuses 6 eingelassen, damit nach Einstellung bei der Montage der Kopf der Schraube 20 z. B. mit Mennige abgedeckt und eine Neueinstellung durch Unberufene verhindert wird.

Die Vorrichtung arbeitet wie folgt: Nach öffnen des der Kammer 23 vorgeschalteten Gashannes und Anzünden des aus dem Brennerkopf 1 austretenden Gases wird die Temperaturfühlerkammer 17 von den Flammen erwärmt. Der dadurch verursachte Druckanstieg in der Kammer 8 hindert den in der Kammer 7 durch Zufluß des Gases über 21 und 22 wachsenden Druck, das Absperrventil 5 zu schließen. Solange das aus dem Brennerkopf 1 austretende Gas verbrennt, also die Brennerflammen ordnungsmäßig nährt, bleibt das Ventil 5 offen. Erlöschen dagegen die Flammen unbeabsichtigt, etwa infolge eines Luftzuges bei Sparstellung des Brenners, so sinkt die Temperatur der Fühlerkammer 17. Damit geht auch ihr Innendruck zurück, was eine Störung des Gleichgewichts an der Trennwand 9 in dem Sinne bedeutet, daß der Druck in der Kammer 7 die Überhand gewinnt und das Ventil 5 schließt. Die Gaszufuhr bleibt damit auch bei offenem Gashahn abgesperrt. i°5

Damit die Gaskammer 7 sich wieder zusammenziehen und unter öffnen des Ventils 5 in ihre Normalstellung (gemäß der Zeichnung) zur Vorbereitung eines erneuten selbsttätigen Eingriffes zurückkehren kann, wird zweckmäßig die dem Ventil 5 vorgeschaltete Kammer 23 des Gehäuses 6 beim Schließen des dieser Kammer vorgeschalteten Gashahnes entlüftet. Zu diesem Zweck wird ζ. Β in der Stellung »Zu« des Gashahnes eine Entlüftung geöffnet. ¹¹b

Die in der Zeit zwischen dem unbeabsichtigten Verlöschen der Brennerflammen und dem selbsttätigen Schließen des Ventils S noch ausgeströmte Gasmenge ist, insbesondere, wenn der Gashahn aui Sparstellung steht, unbedeutend und jedenfalls so klein, daß durch sie eine Gefahr nicht heraufbeschworen wird. Die Verzögerung zwischen Eilöschen der Flamme und selbsttätigem Absperren durch das Ventil 5 wird überdies dadurch verkürzt, daß der Gasluftstrom durch das'Mischrohr 2 auf die Ringkammer 17 zusätzlich kühlend wirkt und

die Rohrschlange i8 diese Kühlwirkung noch unterstützt.

Die Rohrschlange 18 verhindert im übrigen den Zustrom zu heißer Luft in die Kammer 8.
Die zeitliche Abhängigkeit des temperaturabhängigen Druckanstieges in der Kammer 8 kann im übrigen auch durch Wahl des in 8, i6 und 17 eingeschlossenen Luftvolumens beeinflußt werden. W^ird die Drosselschraube 20 so eingestellt, daß nach Anzünden des Brenners die Drücke in den Kammern 7 und 8 wenigstens in erster Annäherung gleichmäßig ansteigen und dadurch die Trennwand 9 in der dargestellten Normallage gehalten wird, so handelt es sich in dem eingeschlossenen Luftvolumen 8, 16, 17 um einen Druckanstieg bei (wenigstens annäherndem) konstantem Volumen, so daß dieser Druckanstieg verhältnisgleich zum Anstieg der absoluten Temperatur erfolgt. Bei einer Verkleinerung der Kammer 8 wird unter sonst gleichen Verhältnissen der Druckanstieg in dieser Kammer beschleunigt. Hinsichtlich der durch die gegeneinandergerichteten Drücke in den Kammern 7 und 8 verursachten Steuerkräfte auf die Trennwand 9 hat man es in der Hand, durch

»5 Wahl der Größe der von den Drücken beaufschlagten Flächen dieser Trennwand auch insoweit zum angestrebten Ziele beizutragen.

Bei der dargestellten Ausführung handelt es sich nur um eine beispielsweise Verwirklichung der Erfindung. Diese ist also nicht etwa vorbehaltlos auf alle Einzelheiten des ausführlich erörterten Beispieles beschränkt. Vielmehr sind im Rahmen der Erfindung mancherlei Abwandlungen möglich. So z. B. kommt die Erfindung offensichtlich in genau derselben Weise auch für anders gestaltete Brenner sowie auch für sonstige gasbeheizte Geräte, also nicht etwa nur für Gasherde oder -kocher in Betracht.

Claims (7)

1. Patentansprüche:

   i. Sicherheits-Gas-Absperrvorrichtung für Gasbrenner mit in den Gasstrom eingeschaltetem Absperrglied, dessen Schließ- bzw. Öffnungsbewegung vom Gasdruck bzw. durch von der am Brenner herrschenden Temperatur abgelei-.tete Stellkräfte gesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein Abschnitt der Gaszuleitung (4) als Federrohr (10) ausgebildet ist und mit seinen in axialer Richtung mittleren, zwischen den Abschnittsenden hin und her bewegbaren Teilen einen axial zu dem Federrohrabschnitt bewegbaren Ventilstab (13) des Absperrventils

   (5) in Abhängigkeit von der Verlagerung einer ebenfalls mit dem mittleren Teil des Federrohrabschnittes (10) auf dessen Außenseite verbundenen bewegbaren Wand (9) führt, die einerseits dem Gasdruck und andererseits einem der Wärme am Brenner (1) entsprechenden Druck ausgesetzt ist.
2. 2. Sicherheits-Gas-Absperrvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß konzentrisch zu dem Federrohrabschnitt (10) auf der radial zu diesem angesetzten Wand (9) weitere Federrohrteile (7, 8) angeordnet sind, um an die Wand (9) angrenzende Druckräume zu bilden.
3. 3. Sicherheits-Gas-Absperrvorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilstab (13) des Absperrventils (5) koaxial in dem Federrohrabschnitt (10) geführt ist, dessen der Gasströmungsrichtung entgegenliegendes Ende vorzugsweise unmittelbar für den Sitz für den Ventilteller (5) dient.
4. 4. Sicherheits-Gas-Absperrvorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zugang zu der mit dem Gasdruck beaufschlagten Seite (7) der Steuerscheibe (9) mit einer vorzugsweise einstellbaren Drossel (20, 21,22) versehen ist.
5. 5. Sicherheits-Gas-Absperrvorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Absperrglied (5, 13) mit seiner Steuerung (7, 8, 9) in einem der Gasdüse (3) vorgeschalteten Gehäuse (6) angeordnet ist, wobei die Gasdüse (3) vorzugsweise unmittelbar an die dem Mischrohr (2) zugekehrte Wand angesetzt ist.
6. 6. Sicherheits-Gas-Absperrvorrichtung nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Gaseintrittsseite des Gehäuses (6) zugekehrte Stirnwand (14) des einen Federrohrs

   (7) eine Einlaßöffnung aufweist, in die eine im Gehäuse (6) angeordnete Drosselschraube (20, 21, 22) hineinragt.
7. 7. Sicherheits-Gas-Absperrvorrichtung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß in eine die Gegendruckkammer (8) mit der Ga?- thermometerkammer (17) verbindende Druckübertragungsleitung (16) ein Gelenk, Vorzugsweise in Gestalt einer Rohrschlange (18), eingeschaltet ist.

   In Betracht gezogene Druckschriften:
   Deutsche Patentschriften Nr. 243 899, 253 972, 417263, 498895, 599 943·

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen

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