DEP0029517DA

DEP0029517DA - Safety and control device for gas-heated devices, such as water heaters and the like.

Info

Publication number: DEP0029517DA
Authority: DE
Inventors: Fritz Bad Kreuznach Heidmann; Wilhelm Bad Kreuznach Scherer
Original assignee: Badeapparate- & Metallwarenfabrik Ost & Scherer, Bad Kreuznach
Publication date: 1951-04-19

Description

Es sind Sicherheits- und Regelvorrichtungen für Gas-beheizte Geräte, wie Warmwasserbereiter und dergl. schon bekanntgeworden, wobei der Hauptgasstrom durch ein Mehrsitzventil gesteuert ist und eine Hilfsflamme speist, die über einen Thermostaten den Regelvorgang einleitet. Andererseits sind derartige Vorrichtungen bekannt, welche die Nebengasleitung zur Zündflamme vor dem Hauptgasventil abzweigt und diese Leitung eine entweder selbstständige oder von Hand zu betätigende Steuervorrichtung enthält. Hierbei dient die sogen. Zündflamme gleichzeitig auch zur Regelung des Hauptstromgases beim Zapfbetrieb. Die Flamme muss bei diesen Anordnungen zwei Aufgaben genügen, nämlich die Zündung des Brenners bei Anlauf und Unterbrechung und andererseits, wie schon betont, die Regelung des Hauptgassstromes bewirken, wodurch bestimmte Nachteile gegeben sind. Man wird nämlich hierdurch gezwungen, den Thermostaten verhältnismässig nahe in den Bereich des Hauptgasbrenners zu bringen und darüberhinaus kann bei diesen bekannten Einrichtungen der Zündgasstrom während der Wartezeit - beim Nichtzapfen - nicht geregelt werden und damit bei Druckanstieg eine Überhitzung des Thermostaten stattfinden. Ausserdem müssen, wenn die Zündflamme beiden Aufgaben genügen will zusätzliche Bauelemente, die Rückschlagventile, Kupplungen usw. in die Zündleitung eingebaut werden, die die Anlage verkomplizieren und Störungsquellen darstellen.There are safety and control devices for gas-heated devices, such as water heaters and the like. Already known, the main gas flow being controlled by a multi-seat valve and feeding an auxiliary flame that initiates the control process via a thermostat. On the other hand, such devices are known which branches off the secondary gas line to the pilot flame in front of the main gas valve and this line contains a control device which is either independent or can be operated manually. The so-called serves here. Pilot flame at the same time also to regulate the main flow gas during tapping operation. In these arrangements, the flame must fulfill two tasks, namely the ignition of the burner during start-up and interruption and, on the other hand, as already emphasized, regulate the main gas flow, which gives rise to certain disadvantages. This forces you to bring the thermostat relatively close to the area of the main gas burner and, in addition, with these known devices, the ignition gas flow cannot be regulated during the waiting time - when not tapping - and the thermostat overheats when the pressure rises. In addition, if the pilot flame wants to fulfill both tasks, additional components, the check valves, couplings, etc. must be installed in the ignition line, which complicate the system and represent sources of interference.

Eine bekannte Ausführungsform, die nach der beschriebenen Art aufgebaut ist, enthält beispielsweise ein die Hauptgasleitung steuerndes Doppelventil, wobei der Regelsitz vor dem Schließsitz angeordnet ist und die Zündleitung zwischen den beiden Sitzen abgezweigt wird. Die Zündflamme dient hierbei zur Zündung des Brenners und gleichzeitig zur Regelung des mit Doppelleitventil gekuppelten Thermostaten, sodass bei dieser bekannten Form die oben beschriebenen Nachteile ausnahmslos auftreten. Ein weiterer Nachteil dieser bekannten Einrichtungen ist der, dass die Zündflamme hierbei tangential gegen die Bogenmitte des Bimetallbügels oder gegen ein daran angebrachtes Schutzblech brennt und lässt sich hiermit in der Praxis keine zufriedenstellende Regelung erreichen.A known embodiment, which is constructed according to the type described, contains, for example, a double valve controlling the main gas line, the control seat being arranged in front of the closing seat and the ignition line being branched off between the two seats. The pilot flame serves to ignite the burner and at the same time to regulate the thermostat, which is coupled with a double-guide valve, so that with this known form the disadvantages described above occur without exception. A further disadvantage of these known devices is that the pilot flame burns tangentially against the center of the arch of the bimetallic bracket or against a protective plate attached to it, and this does not allow satisfactory control to be achieved in practice.

Demgegenüber wird bei der erfindungsgemässen Vorrichtung die zweite, als Steuerflamme dienende Hilfsflamme angeordnet, die im Betriebszustand (bei Zapfbetrieb) über den Thermostaten das Mehrsitzventil steuert und vorzugsweise durch eine hinter dem Regelsitz für die Hauptgasleitung abzweigende Leitung gespeist ist. Hierbei besteht die Aufgabe der Steuerflamme lediglich darin, das mit dem Thermostaten gekuppelten Mehrsitzventil zu steuern, sodass dieser getrennt bezw. isoliert von dem Hauptbrenner angeordnet werden kann, während die Zündflamme, die auch während der langen Wartezeiten eine geregelte Gaszufuhr erfährt, dadurch neben sparsamstem Brennstoffverbrauch auch eine Überhitzung des Thermostaten verhindert und nach dem Zapfen in ihrer Wirksamkeit auf den Thermostaten ausgeschaltet wird.In contrast, in the device according to the invention, the second auxiliary flame serving as a control flame is arranged, which controls the multi-seat valve via the thermostat in the operating state (when tapping) and is preferably fed by a line branching off behind the control seat for the main gas line. Here, the task of the control flame is only to control the multi-seat valve coupled to the thermostat, so that it is separate or. can be arranged isolated from the main burner, while the pilot flame, which has a regulated gas supply even during long waiting times, prevents overheating of the thermostat in addition to the most economical fuel consumption and is switched off in its effectiveness on the thermostat after tapping.

Ausserdem ist die neuartige Vorrichtung noch dadurch gekennzeichnet, dass das Regelventil für den Steuer- und Hauptgasstrom erst nach Aushebung der Wirkung des Regelventils für den Nebengasstrom wirksam wird. Zum Unterschied gegen die bekannten Einrichtungen lässt die Regelung der Gaszufuhr für die Zünd- und die Steuerflamme eine wagrechte Anordnung beider Flammen und eine radiale Bestrahlung zu, ohne dass Überhitzungsgefahr für den Bimetallbügel besteht. Hierdurch ergibt sich eine äusserste Feinfüligkeit des Regelvorganges namentlich dann, wenn die Steuerflamme radial gegen einen Punkt des Bimetallbügels unterhalb der Bogenmitte gerichtet ist.In addition, the novel device is also characterized in that the control valve for the control and main gas flow only becomes effective after the effect of the control valve for the secondary gas flow has been canceled. In contrast to the known devices, the regulation of the gas supply for the ignition and control flame allows both flames to be arranged horizontally and radially irradiated without the risk of overheating for the bimetallic bracket. This results in the control process being extremely sensitive, especially when the control flame is directed radially towards a point on the bimetallic bracket below the center of the arc.

Zweckmässigerweise lassen sich Zünd- und Steuerflamme in einem gemeinsamen Brennkopf vereinigen.The pilot and control flames can expediently be combined in a common burner head.

Was das Mehrsitzventil betrifft, so kann erfindungsgemäss der Regelsitz aus mindestens zwei teleskopartig ineinanderschiebbaren Zylindern bestehen, die mehrere übereinanderliegende miteinander zusammenwirkende Öffnungen besitzen.As far as the multi-seat valve is concerned, according to the invention the regulating seat can consist of at least two cylinders which can be telescoped into one another and which have several superimposed, interacting openings.

Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, und zwar zeigenIn the drawing, an embodiment of the invention is shown, namely show

Fig. 1 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung im Ansteckstadium,Fig. 1 is a schematic representation of the device according to the invention in the attachment stage,

Fig. 2 dieselbe Vorrichtung im Betriebszustand,2 shows the same device in the operating state,

Fig. 3 eine Teildarstellung des Mehrsitzventiles.3 shows a partial representation of the multi-seat valve.

Die Gasleitung 1 steht, über das wassergesteurte Ventil 2, das durch den Wasserdruck 3 berührt wird, mit dem Vorraum 4 der Regelvorrichtung in Verbindung.The gas line 1 is connected to the antechamber 4 of the control device via the water-controlled valve 2, which is touched by the water pressure 3.

Das Mehrsitzventil besteht aus dem Kolbenschieber e5 und dem mittels Kugelgelenk 6 damit verbundenen Hauptventilkörper 7, der mit dem Schließsitz 8 zusammenwirkt. Mit dem Ventilkörper 7 ist mittels eines weiteren Kugelgelenks 9 ein Zylinder 10 verbunden, der teleskoprohrartig mit dem Zylinder 10 zusammenwirkt, welcher an dem Ventilgehäuse 12 oberhalb des Sitzes befestigt ist. Beide Zylinder enthalten mehrere übereinanderliegende, je nach Stellung miteinander zusammenwirkende Öffnungen 13, die schlitzartig ausgebildet sind und gegebenenfalls geneigte Aussenflanken haben. Insbesondere ist die Mehrsitzventilkonstruktion aus der Fig. 3 zu entnehmen, wobei beispielsweise der äussere Zylinder zwei übereinanderliegende und in jeder Höhenlage vier nebeneinanderliegende Durchbrüche enthält, die mit den Durchbrüchen des inneren Zylinders zusammenwirken. Der innere Zylinder enthält in dem beschriebenen Beispiel drei übereinanderliegende Reihen von jeweils vier nebeneinanderliegenden Durchbrüchen, sodass, da die untere Kante des äusseren Zylinders ebenfalls als Steuerkante wirkt, insgesamt die Steuerung jeweils an drei Kanten stattfindet.The multi-seat valve consists of the piston valve e5 and the main valve body 7 connected to it by means of a ball joint 6, which cooperates with the closing seat 8. A cylinder 10 is connected to the valve body 7 by means of a further ball joint 9 which cooperates in a telescopic tube-like manner with the cylinder 10 which is fastened to the valve housing 12 above the seat. Both cylinders contain several superimposed openings 13 which interact with one another depending on their position and which are designed like slits and optionally have inclined outer flanks. In particular, the multi-seat valve construction can be seen in FIG. 3, whereby, for example, the outer cylinder contains two openings lying one above the other and four adjacent openings in each height position, which cooperate with the openings in the inner cylinder. In the example described, the inner cylinder contains three rows one on top of the other, each with four adjacent openings, so that, since the lower edge of the outer cylinder also acts as a control edge, control takes place on three edges.

Mit dem Zylinder 10 ist durch ein Gestänge 14 das freie Ende des Bimetallbügels 15 gekuppelt, der mit dem anderen Ende an dem Ventilgehäuse befestigt ist. Der Gasraum des Gehäuses 12 oberhalb des aus den beiden Zylindern 10 und 11 bestehenden Regelsitze ist durch die Leitung 16 mit dem Hauptgasbrenner 17 verbunden.With the cylinder 10, the free end of the bimetallic bracket 15 is coupled by a linkage 14, the other end of which is attached to the valve housing. The gas space of the housing 12 above the control seat consisting of the two cylinders 10 and 11 is connected to the main gas burner 17 by the line 16.

Vor dem wassergesteuerten Ventil 2 führt eine Leitung 18 zu der Verzweigungsstelle 19, die mit dem handgesteuerten Durckknopfventil 20 sowie mit der Bohrung 21 für den Kolbenschieber 5 verbunden ist. Der Kolbenschieber selbst weist einen Schließsitz 22 sowie einen Regelsitz 23 auf, während die Bohrung 21 andererseits durch die beiden Zweigleitungen 24 und 25 mit der Zuleitung 26 zu dem Brennerkopf 27 verbunden ist. Der Brennerkopf 27 enthält sowohl eine Düse für die Zündflamme 28 als auch eine solche für die Steuerflamme 29. Die letztere wird durch die Leitung 30 gespeist, welche mit dem Gasraum des Ventilkörpers 12 oberhalb des Regelsitzes (10,11) verbunden ist.Upstream of the water-controlled valve 2, a line 18 leads to the branching point 19, which is connected to the manually controlled push button valve 20 and to the bore 21 for the piston valve 5. The piston slide itself has a closing seat 22 and a regulating seat 23, while the bore 21 is connected, on the other hand, to the supply line 26 to the burner head 27 through the two branch lines 24 and 25. The burner head 27 contains both a nozzle for the pilot flame 28 and one for the control flame 29. The latter is fed through the line 30 which is connected to the gas space of the valve body 12 above the control seat (10, 11).

Die Inbetriebnahme und Wirkungsweise der beschriebenen Sicherheits- und Regelvorrichtungen ist folgende:The commissioning and mode of operation of the safety and control devices described are as follows:

Das druckknopfgesteuerte Ventil wird von Hand gemäss Fig. 1 geöffnet, sodass über die Kanäle 32, 24, 26 Gas zum Zündbrenner strömen kann. Dabei ist die Flamme 28 so gelagert, dass sie wohl eine gute Überzündung des Hauptbrenners wie auch eine gute Beaufschlagung des Thermostatenbügels gewährleistet. Nachdem die Zündflamme 28 angesteckt ist, wird sich unter deren Wärmeeinfluss der Bimetallbügel 15 durchbiegen und über das Steuergestänge 14 die Steuervorrichtung auslösen. Schon nach kurzer Zeit wird der Kolben 22 den Gasdurchlass freigeben und kann somit über die Kanäle 19, 25, 26 weiter Zündgas zur Zündflamme 28 strömen, sodass das Durckknopfventil ausser Betrieb gesetzt werden kann (Fig.2). Gleichzeitig wird mit der Freigabe der Leitung 25 die Leitung 24 durch den Kolben 22 versperrt, sodass eine Überhitzung des Bimetallbügels durch übermässig lange oder unsachgemässe, die Regelwirkung aufhebende Benutzung des Druckknopf vermieden wird. Die Zündflamme wird zunächst sich der am Gestänge 14 befestigte Kolben 5, 23 weiter nach unten bewegen. Da der Steuerkolben 23 mit einerThe push-button controlled valve is opened by hand according to FIG. 1, so that gas can flow to the pilot burner via the channels 32, 24, 26. In this case, the flame 28 is positioned in such a way that it probably ensures a good over-ignition of the main burner as well as a good application of the thermostat bracket. After the ignition flame 28 is plugged in, the bimetallic bracket 15 will bend under the influence of heat and trigger the control device via the control linkage 14. After a short time, the piston 22 will open the gas passage and can thus continue to flow ignition gas to the ignition flame 28 via the channels 19, 25, 26 so that the push button valve can be put out of operation (FIG. 2). At the same time, with the release of the line 25, the line 24 is blocked by the piston 22, so that overheating of the bimetallic bracket due to excessively long or improper use of the pushbutton, which cancels the control effect, is avoided. The pilot flame will initially move the piston 5, 23 attached to the rod 14 further downwards. Since the control piston 23 with a

Drosselvorrichtung versehen ist, wird nach kurzer Zeit unter deren Einfluss die Zündflamme 28 kleiner brennen und damit eine schonende Beheizung des Bimetallbügels bei sparsamsten Brennstoffverbrauch der Zündgasleitung erreicht.Throttle device is provided, the pilot flame 28 will burn less after a short time under the influence of this and thus a gentle heating of the bimetal bracket achieved with the most economical fuel consumption of the ignition gas line.

Wird nun nach erfolgter Inbetriebnahme der Vorrichtung ein Wasserhahn betätigt, so öffnet sich beim Durchströmen des Wassers durch die Leitung 3 das wassergesteuerten Gasventil 2 und lässt den Gashauptstrom aus der Leitung 1 über die Leitung 4 durch den geöffneten Schließsitz 7 und gleichfalls durch den geöffneten Regelsitz 10, 11 zum Hauptbrenner 17 und über die Leitung 30 zur Steuerflamme 29 strömen. Die Flamme 29 liegt mit ihrer Spitze unterhalb des Bimetallbügels etwa im Punkt 51 und gewährleistet in dieser Lage eine äusserst wärmeempfindliche Reaktion des Bimetallbügels 15. Diese Flamme 29 bewirkt nun eine Weiterbewegung des Bimetallbügels, wodurch einerseits über den Steuer- und Drosselkolben 5, 23 der weitere Einfluss der Zündflamme 29 über den Regelsitz 16, 11, eine Regelung des Gashauptstromes erreicht wird.If a water tap is now activated after the device has been put into operation, the water-controlled gas valve 2 opens when the water flows through line 3 and allows the main gas flow from line 1 via line 4 through the open closing seat 7 and also through the open control seat 10 , 11 to the main burner 17 and via the line 30 to the control flame 29. The tip of the flame 29 lies below the bimetallic bracket approximately at point 51 and in this position ensures an extremely heat-sensitive reaction of the bimetallic bracket 15. This flame 29 now causes the bimetallic bracket to move further, which on the one hand causes the other via the control and throttle piston 5, 23 Influence of the ignition flame 29 via the control seat 16, 11, a control of the main gas flow is achieved.

Steigt beispielsweise der Gasdruck infolge von Netzschwankungen, so wird eine dadurch länger werdende Steuerflamme 29 eine weitere Drosselung des Regelsitzes 10, 11 bewirken, was sich verkleinernd auch auf die Steuerflamme auswirkt und dadurch sich automatisch eine gleichbleibende Gaszufuhr erreichen lässt. Eine Anpassung dieser Gaszufuhr je nach den örtlichen Verhältnisses ist durch die Verstellung der Gasdrosselschraube 33 möglich.For example, if the gas pressure rises as a result of network fluctuations, a longer control flame 29 will cause a further throttling of the control seat 10, 11, which also reduces the size of the control flame and thus a constant gas supply can automatically be achieved. An adjustment of this gas supply depending on the local conditions is possible by adjusting the gas throttle screw 33.

Claims

1.- Safety and control device for gas-heated devices, such as water heaters and the like, whereby the main gas flow is controlled by a multi-seat valve and feeds an auxiliary flame through a controllable line branching off in front of the multi-seat valve, which initiates the control process via a thermostat, characterized by the arrangement of a second auxiliary flame serving as a control flame, which in the operating state controls the multi-seat valve via the thermostat and is preferably fed by a line branching off behind the control seat for the main gas line.

2.- Device according to claim 1, characterized by the arrangement of the control seat valve for the control and main gas flow and the control valve for the secondary gas flow in such a way that the former becomes effective only after the latter has been removed.

3.- Device according to claim 1, characterized in that the control flame is arranged essentially outside the area of the main gas burner and / or isolated from it.

4.- The device according to claim 1, wherein a bimetallic spring clip is used as a thermostat, characterized in that the control flame and / or the pilot flame is directed radially against the arc, preferably against a point below the center of the arc.

5.- Device according to claim 1, characterized in that the ignition and control flames are combined in a combustion head.

6.- The device according to claim 1, characterized in that the control seat of the multi-seat valve consists of at least two cylinders which can be displaced in the manner of a telescopic tube and which have several superimposed, interacting openings.

7.- Device according to claims 1 and 5, characterized in that the individual seat elements of the multi-seat valve are articulated, in particular coupled to one another in the manner of a ball joint.