EP0282758A2 - Valve arrangement - Google Patents

Abstract

A heat generator has, in addition to a main pipe (2) which conducts a fuel/air mixture of regulated composition, an alternatively connectable and disconnectable secondary pipe (21) with an associated fuel pipe. There is a requirement for a simply designed and reliable valve arrangement for connecting or disconnecting the secondary pipe and associated fuel pipe. The secondary pipe (21) and the fuel pipe open next to one another into the main pipe (2), preferably in the region of a chamber (31), and the mouths (38, 46) of both pipes are assigned a common slider (51) which can alternatively be brought into a position simultaneously opening or closing the two mouths. <IMAGE>

Description

Translated fromGerman

Die Erfindung betrifft eine Ventilanordnung zum wahlweisen Zuschalten und Absperren einer Nebenleitung, die in einer ein Brennstoff/Luft-Gemisch geregelter Zusammensetzung führenden Hauptleitung eines brennstoffbefeuerten Wärmeerzeugers mündet, und einer der Nebenleitung zugeordneten Brennstoffleitung, über die eine dem Luftdurchsatz in der Nebenleitung proportio­nale, zeitlich konstante Brennstoffmenge zugeführt wird, die dem Brennstoff/Luft-Verhältnis in dem in der Hauptleitung ge­führten Gemisch entspricht.The invention relates to a valve arrangement for selectively switching on and shutting off a secondary line, which opens into a main line of a fuel-fired heat generator carrying a fuel / air mixture controlled composition, and a fuel line assigned to the secondary line, via which a time constant is proportional to the air flow rate in the secondary line Amount of fuel is supplied, which corresponds to the fuel / air ratio in the mixture carried in the main line.

In der deutschen Patentanmeldung P 37 00 084.5-35, deren Inhalt als Stand der Technik gilt, ist eine Einrichtung zur Leistungs­regelung von brennstoffbefeuerten, insbesondere gasbefeuerten Wärmeerzeugern beschrieben, bei dem dem Wärmeerzeuger über eine Hauptleitung ein Brennstoff/Luft-Gemisch zugeführt wird, dessen Zusammensetzung dadurch geregelt wird, daß der Hauptlei­tung eine vorgegebene, zeitlich konstante Brennstoffmenge zuge­führt wird und der Luftdurchsatz in der Hauptleitung mittels eines Gebläses eingestellt wird, dessen Förderleistung in Ab­hängigkeit von dem Ausgangssignal eines in der Hauptleitung angeordneten Strömungssensors und ggf. weiteren, das optimale Brennstoff/Luft-Verhältnis beeinflussenden Größen mittels einer Regeleinrichtung gesteuert wird. Das über die Hauptleitung einem Brenner zugeführte Brennstoff/Luft-Gemisch bestimmt dem­nach die minimale Leistung des Wärmeerzeugers. Die bekannte Einrichtung weist zusätzlich mindestens eine Nebenleitung auf, über die eine zusätzliche Menge Brennstoff/Luft-Gemisch zuge­führt werden kann. Da auch bei Zuschalten der Nebenleitung die Strömungsgeschwindigkeit der Luft in der Hauptleitung durch Erhöhen der Förderleistung des Gebläses konstant gehalten wird, wird durch die Nebenleitung eine Luftmenge gefördert, die sich zu der durch die Hauptleitung geförderten Luftmenge ebenso verhält wie der Querschnitt der Nebenleitung zum Querschnitt der Hauptleitung. Demgemäß kann auch der Nebenleitung eine konstante Brennstoffmenge zugeführt werden, die sich zu der der Hauptleitung zugeführten Brennstoffmenge ebenso verhält wie die Querschnitte der Leitungen. Dabei ist es auch möglich, die Heizleistung schrittweise oder stetig zu erhöhen, indem die Querschnitte der Nebenleitung und der zugeordneten Brenn­stoffleitung schrittweise oder stetig und zueinander propor­tional verändert werden. Bei der in der Patentanmeldung P 37 00 084.5 beschriebenen Anlage sind zu diesem Zweck in der Nebenleitung und der zugeordneten Brennstoffleitung motorisch verstellbare Absperrventile vorgesehen.Germanpatent application P 37 00 084.5-35, the content of which is considered to be state of the art, describes a device for regulating the output of fuel-fired, in particular gas-fired, heat generators, in which a fuel / air mixture, the composition of which is supplied to the heat generator via a main line is regulated in that a predetermined, constant amount of fuel is supplied to the main line and the air throughput in the main line is adjusted by means of a blower, the delivery rate of which depends on the output signal of a flow sensor arranged in the main line and, if appropriate, the optimal fuel / air Ratio influencing variables is controlled by a control device. The fuel / air mixture supplied to a burner via the main line therefore determines the minimum output of the heat generator. The known device additionally has at least one secondary line through which an additional amount of fuel / air mixture can be supplied. Since the flow velocity of the air in the main line is kept constant even when the secondary line is switched on by increasing the delivery capacity of the fan, an air quantity is conveyed through the secondary line which is related to the air volume conveyed through the main line as well as the cross section of the secondary line to the cross section of the Main line. Accordingly, a constant amount of fuel can be supplied to the secondary line, which is related to the amount of fuel supplied to the main line as well as the cross sections of the lines. It is also possible to increase the heating output step by step or continuously by changing the cross sections of the secondary line and the associated fuel line step by step or continuously and in proportion to one another. In the system described inpatent application P 37 00 084.5 are for this purpose in the Branch line and the associated fuel line motor-adjustable shut-off valves are provided.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Ventilanordnung zu schaffen, die das gleichzeitige Zuschalten bzw. Absperren einer Nebenleitung und der ihr zugeordneten Brennstoffleitung gestattet und sich durch einfachen Aufbau und zugleich hohe Zuverlässigkeit auszeichnet, so daß sie auch für den Einsatz bei Wärmeerzeugern relativ kleiner Leistung eingesetzt werden kann und damit solche Wärmeerzeuger auch für den Einsatz auf Gebieten mit relativ geringem Wärmebedarf, wie beispielsweise in Heizungsanlagen für Einfamilienhäuser oder gar Etagenwoh­nungen, geeignet macht.The invention has for its object to provide a valve assembly that allows the simultaneous connection or shutdown of a secondary line and the fuel line assigned to it and is characterized by simple structure and high reliability, so that they are also for use in heat generators of relatively low power can be used and thus makes such heat generators suitable for use in areas with relatively low heat requirements, such as in heating systems for single-family homes or even flats.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß die Nebenleitung und die Brennstoffleitung nebeneinander in die Hauptleitung münden und den Mündungen der beiden Leitungen ein gemeinsamer Schieber zugeordnet ist, der wahlweise in eine die beiden Mündungen gleichzeitig freigebende oder abdeckende Stel­lung bringbar ist.This object is achieved according to the invention in that the secondary line and the fuel line open side by side into the main line and the mouths of the two lines are assigned a common slide which can be brought into a position that simultaneously releases or covers the two mouths.

Bei Anwendung der erfindungsgemäßen Ventilanordnung entfällt die Notwendigkeit, sowohl in die Nebenleitung als auch in die zugeordnete Brennstoffleitung gesonderte Ventile einzubauen und ggf. mit einem gemeinsamen Antrieb zu verbinden und außerdem besondere Armaturen wie T-Stücke o. dgl. vorzusehen, um die Brennstoffleitung mit der Nebenleitung und dann die Nebenleitung mit der Hauptleitung zusammenzuführen, da die erfindungsgemäße Ventilanordnung sowohl die Funktionen zweier Absperrventile als auch der Leitungs-Zusammenführungen erfüllt. Außerdem be­steht auch keine Notwendigkeit mehr, zwei getrennte Ventile an einen gemeinsamen Antrieb anzuschließen. Daher ermöglicht die erfindungsgemäße Ventilanordnung eine bedeutende Vereinfachung des Aufbaus und einer Verminderung des Platzbedarfes von brenn­stoffbefeuerten Wärmeerzeugern der beschriebenen Art. Der Weg­fall von Einrichtungen zum Koppeln zweier getrennter Ventile erhöht zugleich die Betriebssicherheit und Zuverlässigkeit eines solchen Wärmeerzeugers.When using the valve arrangement according to the invention, there is no need to install separate valves both in the secondary line and in the associated fuel line and, if necessary, to connect them to a common drive and also to provide special fittings such as T-pieces or the like in order to connect the fuel line with the Merging the secondary line and then the secondary line with the main line, since the valve arrangement according to the invention fulfills both the functions of two shut-off valves and the line mergers. In addition, there is no longer any need to connect two separate valves to a common actuator. Therefore, the Valve arrangement according to the invention a significant simplification of the structure and a reduction in the space requirement of fuel-fired heat generators of the type described. The elimination of devices for coupling two separate valves simultaneously increases the operational safety and reliability of such a heat generator.

Die Anwendung der erfindungsgemäßen Ventilanordnung ist dann von besonderem Vorteil, wenn nicht nur eine sprunghafte Erhöhung der Heizleistung durch vollständiges Zuschalten der Nebenleitung und der zugeordneten Brennstoffleitung gewünscht wird, sondern eine mehr oder weniger stetige Änderung der Heizleistung, weil in weiterer Ausgestaltung der Erfindung die Mündungen der Neben­leitung und der Brennstoffleitung zueinander proportionale Querschnitte haben und der Schieber in Zwischenstellungen bring­bar sein kann, in denen er gleiche Anteile der Mündungsquer­schnitte freigibt bzw. abdeckt. Da der Durchsatz der über die Nebenleitung zugeführten Luft wie auch des über die Brennstoff­leitung zugeführten Brennstoffes dem Mündungsquerschnitt propor­tional ist, kann durch Verändern der Mündungsquerschnitte die zusätzlich zu dem von der Hauptleitung geförderten Brennstoff/Luft-Gemisch zugeführte Menge eines solchen Gemisches mehr oder weniger stetig verändert werden. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Schieber schrittweise verstellbar, und es wird die Mündung der Brennstoffleitung von einer Anzahl Bohrungen gebildet, von denen bei jedem Schritt der Schieberverstellung eine freigegeben bzw. abgedeckt wird. Hat die Mündung der Nebenleitung einen rechteckigen Querschnitt, so ist der Durchsatz der Nebenleitung dem Stellweg des Schiebers genau proportional. Dabei kann dann entweder die Mündung der zugeordneten Brennstoffleitung ebenfalls einen rechteckigen Querschnitt haben oder es können bei der Verwendung von Boh­rungen alle Bohrungen den gleichen Durchmesser haben.The application of the valve arrangement according to the invention is particularly advantageous if not only a sudden increase in the heating power by completely switching on the secondary line and the associated fuel line is desired, but a more or less constant change in the heating power, because in a further embodiment of the invention the mouths of the The secondary line and the fuel line have cross sections which are proportional to one another and the slide can be able to be brought into intermediate positions in which it releases or covers equal parts of the orifice cross sections. Since the throughput of the air supplied via the secondary line as well as of the fuel supplied via the fuel line is proportional to the cross-section of the mouth, the amount of such a mixture supplied in addition to the fuel / air mixture conveyed by the main line can be changed more or less continuously by changing the cross-sections of the mouth will. In a preferred embodiment of the invention, the slide is adjustable step by step, and the mouth of the fuel line is formed by a number of bores, one of which is released or covered at each step of the slide adjustment. If the mouth of the secondary line has a rectangular cross-section, the throughput of the secondary line is exactly proportional to the travel of the slide. Then either the mouth of the assigned fuel line also have a rectangular cross-section or it can all holes have the same diameter when using holes.

Für den mechanischen Aufbau einer solchen Ventilanordnung ist es von besonderem Vorteil, wenn die Hauptleitung an der Stelle der Einmündung der Nebenleitung eine Kammer mit einem kreis­bogenförmigen Wandabschnitt bildet und der Schieber als Dreh­schieber ausgebildet ist. Drehschieberanordnungen sind besonders leicht herstellbar und gestatten eine einfache Lagerung sowie auch einen besonders einfachen Antrieb des Schiebers. Dabei kann dann die Brennstoffleitung innerhalb des durch die Mündung der Nebenleitung definierten Sektors der Kammer in einem zu dem kreisbogenförmigen Wandabschnitt senkrechten, ebenen Boden münden und der Schieber einen am Boden anliegenden, gefederten Einsatz aufweisen. Auch diese Gestaltung führt wieder zu einem besonders einfachen und raumsparenden Aufbau. Dabei kann die Kammer in besonders einfacher Weise vollständig von einem zy­lindrischen, an einem Ende offenen Topf gebildet werden, in dessen Mantel außer der Nebenleitung auch der zu einer Luftein­trittsöffnung führende Abschnitt der Hauptleitung mündet, wäh­rend der zum Brenner des Wärmeerzeugers führende Abschnitt der Hauptleitung sich an das offene Ende des Topfes anschließt. Eine besonders raumsparende Anordnung ergibt sich dann, wenn sowohl der in den Mantel der Kammer mündende Abschnitt der Hauptleitung als auch die Nebenleitung von im Querschnitt recht­eckigen Rohrabschnitten gebildet werden und diese Rohrabschnitte mit einer Seite aneinander anliegen.For the mechanical construction of such a valve arrangement, it is particularly advantageous if the main line forms a chamber with an arcuate wall section at the point where the secondary line opens and the slide is designed as a rotary slide valve. Rotary slide valve arrangements are particularly easy to manufacture and allow simple storage and also particularly simple drive of the slide valve. The fuel line can then open within the sector of the chamber defined by the mouth of the secondary line in a flat floor perpendicular to the wall section in the form of a circular arc, and the slide can have a spring-loaded insert resting on the floor. This design also leads to a particularly simple and space-saving construction. The chamber can be formed in a particularly simple manner completely by a cylindrical pot which is open at one end, into the jacket of which, in addition to the secondary line, the section of the main line leading to an air inlet opening also opens, while the section of the main line leading to the burner of the heat generator is attached connects the open end of the pot. A particularly space-saving arrangement is obtained if both the section of the main line opening into the jacket of the chamber and the secondary line are formed by pipe sections with a rectangular cross section and these pipe sections abut one side.

Eine weitere Vereinfachung der mittels einer solchen Ventilan­ordnung versehenen Anlage zur Wärmeerzeugung wird erzielt, wenn in weiterer Ausgestaltung der Erfindung in den Topf des Bodens auch de Brennstoffleitung mündet, die die zur Bildung des von der Hauptleitung geführten Brennstoff/Luft-Gemisches erforderliche Brennstoffmenge zuführt. Es ist dann nicht mehr die Installation besonderer Brennstoffleitungen für die Haupt­leitung und die Nebenleitung erforderlich, sondern es kann eine einsame Brennstoffleitung verwendet werden, die an den Topf angeschlossen ist und mit Öffnungen in den Topf mündet, von denen eine, nicht abdeckbare Öffnung den Gasdurchsatz für die von der Hauptleitung geforderte Luftmenge bestimmt, wogegen eine oder mehrere andere Öffnungen der Nebenleitung zugeordnet sind und ebenso wie die Mündungsöffnung der Nebenleitung wahl­weise durch den Schieber abgedeckt oder freigegeben werden können. So kann insbesondere der Boden des Topfes von einer Scheibe gebildet werden, in der sich ein Ringkanal befindet, an den eine gemeinsame Brennstoffleitung angeschlossen ist und der durch Öffnungen mit dem Inneren des Topfes verbunden ist, welche die Mündungen der der Nebenleitung sowie der Hauptleitung zugeordneten Brennstoffleitungen bilden.A further simplification of the system provided by means of such a valve arrangement for heat generation is achieved if, in a further embodiment of the invention, in the pot of Bottom also de fuel line opens, which supplies the amount of fuel required to form the fuel / air mixture led by the main line. It is then no longer necessary to install special fuel lines for the main line and the secondary line, but a lonely fuel line can be used, which is connected to the pot and opens into the pot with openings, one of which, which cannot be covered, opens the gas throughput for determines the amount of air required by the main line, whereas one or more other openings are assigned to the secondary line and, like the mouth opening of the secondary line, can optionally be covered or released by the slide. In particular, the bottom of the pot can be formed by a disk in which there is an annular channel to which a common fuel line is connected and which is connected to the interior of the pot through openings which connect the mouths of the fuel lines assigned to the secondary line and the main line form.

Bei dieser Ausführungsform der Erfindung gestattet der Boden der Kammer zugleich das Lagern einer gegenüber dem Boden abge­dichteten Welle, an der im Inneren der Kammer der Schieber befestigt ist und deren den Boden durchdringendes Ende mit einem Antriebsmotor verbunden ist.In this embodiment of the invention, the bottom of the chamber also permits the bearing of a shaft which is sealed off from the bottom and to which the slide is fastened inside the chamber and whose end penetrating the bottom is connected to a drive motor.

Die Erfindung wird im folgenden anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher beschrieben und er­läutert. Die der Beschreibung und der Zeichnung zu entnehmenden Merkmale können bei anderen Ausführungsformen der Erfindung einzeln für sich oder zu mehreren in beliebiger Kombination Anwendung finden. Es zeigen

• Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Wärmeerzeugers mit einer Ventilanordnung nach der Erfindung in sche­matischer Darstellung,
• Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie II-II durch eine Aus­führungsform der in Fig. 1 nur schematisch dargestell­te Ventilanordnung und
• Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie III-III durch die Ven­tilanordnung nach Fig. 2.

The invention is described and explained in more detail below with reference to the embodiment shown in the drawing. The features to be gathered from the description and the drawing can be used in other embodiments of the invention individually or in combination in any combination. Show it

• 1 is a schematic representation of a heat generator with a valve arrangement according to the invention in a schematic representation,
• Fig. 2 shows a section along the line II-II through an embodiment of the valve arrangement shown only schematically in Fig. 1 and
• 3 shows a section along the line III-III through the valve arrangement according to FIG. 2.

Der in der Zeichnung dargestellte Wärmeerzeuger weist einen Brenner 1 auf, dem über eine Hauptleitung 2, 2ʹ ein Gas/Luft-­Gemisch zugeführt wird. Der Brenner 1 befindet sich innerhalb eines Kesselgehäuses 3, das auch den Wärmeaustauscher 4 einer Heizungsanlage umschließt. Das Kesselgehäuse 3 ist mit einem Abzug 5 für die Rauchgase versehen, in dem sich ein von einem Motor 6 angetriebenes Gebläse 7 befindet.The heat generator shown in the drawing has a burner 1, to which a gas / air mixture is supplied via amain line 2, 2ʹ. The burner 1 is located within aboiler housing 3, which also encloses the heat exchanger 4 of a heating system. Theboiler housing 3 is provided with a vent 5 for the flue gases, in which there is a fan 7 driven by amotor 6.

Die Hauptleitung 2, 2ʹ verbindet den Brenner 1 mit einer Luft­eintrittsöffnung 8. In den Abschnitt 2 der Hauptleitung ragen weiterhin ein Temperatursensor 9 und ein Strömungssensor 10 hinein. Die Ausgangssignale dieser Sensoren 9, 10 werden einer Regeleinrichtung 11 zugeführt. Im Bereich zwischen den Sensoren 9, 10 und dem Brenner 1 mündet in die Hauptleitung 2 eine Brennstoffleitung 13, die der Hauptleitung als Brennstoff Gas zuführt. In der Brennstoffleitung 13 befinden sich in der Strömungsrichtung des Gases hintereinander ein Gasdruckreg­ler 14, so daß der Hauptleitung 2, 2ʹ das Gas mit vorgegebenem Druck und daher auch vorgegebener Menge zugeführt wird. Um optimale Verbrennungsverhältnisse zu haben, gehört zu der vor­gegebenen Gasmenge eine genau bestimmte Luftmenge. Die Zufuhr der richtigen Luftmenge wird durch den Strömungssensor 10 über­wacht, dessen Ausgangssignal für die Strömungsgeschwindigkeit der Luft in dem Abschnitt 2 der Hauptleitung charakteristisch ist. Die Regeleinrichtung 11 steuert in Abhängigkeit von den Ausgangssignalen des Temperatursensors 9 und des Strömungssen­sors 10 die Drehzahl des zum Antrieb des Gebläses 7 dienenden Motors 6 in solcher Weise, daß in dem Abschnitt 2 der Haupt­leitung die zur Zufuhr der richtigen Luftmenge erforderliche Strömungsgeschwindigkeit herrscht. Damit ist auf sehr einfache Weise gewährleistet, daß optimale Verbrennungsbedingungen für das dem Brenner 1 zugeführte Gas vorliegen.Themain line 2, 2ʹ connects the burner 1 with an air inlet opening 8. Atemperature sensor 9 and aflow sensor 10 also protrude into thesection 2 of the main line. The output signals of thesesensors 9, 10 are fed to acontrol device 11. In the area between thesensors 9, 10 and the burner 1, afuel line 13 opens into themain line 2 and supplies gas to the main line as fuel. In thefuel line 13 are in the flow direction of the gas one behind the other agas pressure regulator 14, so that themain line 2, 2ʹ the gas is supplied with a predetermined pressure and therefore a predetermined amount. In order to have optimal combustion conditions, the specified amount of gas includes a precisely determined amount of air. The feed the correct amount of air is monitored by theflow sensor 10, the output signal of which is characteristic of the flow velocity of the air insection 2 of the main line. Thecontrol device 11 controls, depending on the output signals of thetemperature sensor 9 and theflow sensor 10, the speed of themotor 6 which drives the fan 7 in such a way that the flow rate required to supply the correct amount of air prevails insection 2 of the main line. This ensures in a very simple manner that optimal combustion conditions are present for the gas supplied to the burner 1.

Der Hauptleitung 2, 2ʹ ist eine Nebenleitung 21 parallel ge­schaltet, die in die Hauptleitung 2, 2ʹ im Bereich zwischen den Sensoren 9, 10 und dem Brenner 1 mündet. Ähnlich wie die Hauptleitung 2, 2ʹ hat auch die Nebenleitung 21 ein als Luftein­trittsöffnung 22 dienendes, offenes Ende, und es ist auch ihr eine Brennstoffleitung 23 zugeordnet, die von der in die Haupt­leitung 2, 2ʹ mündenden Brennstoffleitung 13 abzweigt. In dieser Brennstoffleitung 23 befindet sich ein Absperrventil 24. Auch in der Nebenleitung 21 befindet sich ein Absperrventil 25. Die Absperrventile 24 und 25 sind mit einem gemeinsamen Stellmotor 26 verbunden der bei Bedarf das gemeinsame Öffnen bzw. Schließen der Absperrventile 24, 25 bewirkt.Themain line 2, 2ʹ, asecondary line 21 is connected in parallel, which opens into themain line 2, 2ʹ in the area between thesensors 9, 10 and the burner 1. Similar to themain line 2, 2ʹ, thesecondary line 21 also has an open end serving as an air inlet opening 22, and afuel line 23 is also assigned to it, which branches off from thefuel line 13 opening into themain line 2, 2ʹ. A shut-offvalve 24 is located in thisfuel line 23. A shut-offvalve 25 is also located in thesecondary line 21. The shut-offvalves 24 and 25 are connected to acommon servomotor 26 which, if necessary, causes the shut-offvalves 24, 25 to open and close together.

Wie aus den Fig. 2 und 3 näher ersichtlich, sind die in Fig. 1 schematisch dargestellten Sperrventile 24, 25 für die Neben­leitung 21 und die zugeordnete Brennstoffleitung 23 in eine Ventilanordnung integriert, die einen zylindrischen Topf 31 aufweist, in dessen Mantel 32 der zur Lufteintrittsöffnung 8 führende Abschnitt 2 der Hauptleitung und die Nebenleitung 21 münden. Wie ersichtlich, haben beide Leitungen bei dem dar­gestellten Ausführungsbeispiel den gleichen rechteckigen Quer­schnitt und sind derart parallel zueinander angeordnet, daß sie mit einer Seite 27 bzw. 28 aneinander anliegen. Der zum Brenner 1 führende Abschnitt 2ʹ der Hauptleitung schließt an das offene Ende des Topfes 31 an.As can be seen from FIGS. 2 and 3 in more detail, thecheck valves 24, 25 schematically shown in FIG. 1 for thesecondary line 21 and the associatedfuel line 23 are integrated in a valve arrangement which has acylindrical pot 31, in thejacket 32 of which the Air inlet opening 8 leadingsection 2 of the main line and thesecondary line 21 flow out. As can be seen, both lines have the same rectangular cross-section in the exemplary embodiment shown and are arranged parallel to one another in such a way that they abut oneside 27 and 28, respectively. The leading to the burner 1 section 2ʹ of the main line connects to the open end of thepot 31.

Das dem Abschnitt 2ʹ der Hauptleitung gegenüberliegende Ende des Topfes 31 ist mit einem Boden 33 versehen, in den ein Ring­kanal 34 eingearbeitet ist. Zu diesem Zweck besteht der Boden 33 aus zwei scheibenförmigen Teilen 35, 36, von denen der obere Teil 36 an seiner dem unteren Teil 35 zugewandten Seite eine den Ringkanal 34 bildende Nut aufweist. Der untere scheiben­förmige Teil 35 ist mit einem Schraubanschluß für die Gasleitung 13 versehen, so daß die Gasleitung 13 in den Ring­kanal 34 mündet. Dieser Ringkanal 34 steht mit dem Innenraum des Topfes 31 über Bohrungen 37 und 38 in Verbindung, von denen die Bohrung 37 vor der Mündung des Abschnittes 2 der Hauptlei­tung angeordnet ist und einen solchen Durchmesser hat, daß die über diese Bohrung 37 in den Topf eintretende Gasmenge der Mindestleistung des Brenners entspricht, auf welche die die Hauptleitung 2, 2ʹ durchströmende Luftmenge mittels der Sensoren 9, 10 eingestellt wird.The section 2ʹ of the main line opposite end of thepot 31 is provided with abottom 33, in which anannular channel 34 is incorporated. For this purpose, thebottom 33 consists of two disc-shaped parts 35, 36, of which theupper part 36 has a groove forming theannular channel 34 on its side facing thelower part 35. The lower disc-shaped part 35 is provided with a screw connection for thegas line 13, so that thegas line 13 opens into theannular channel 34. Thisring channel 34 communicates with the interior of thepot 31 viabores 37 and 38, of which thebore 37 is arranged in front of the mouth ofsection 2 of the main line and has a diameter such that the amount of gas entering the pot via thisbore 37 corresponds to the minimum output of the burner, to which the amount of air flowing through themain line 2, 2ʹ is adjusted by means of thesensors 9, 10.

Die Bohrungen 38 sind innerhalb des in Fig. 2 durch strichpunk­tierte Linien begrenzten Sektors 39, der durch die Mündung 40 der Nebenleitung 21 im Mantel 32 des Topfes 31 definiert wird, und nebeneinander auf einem ebenfalls strichpunktiert angedeu­teten Kreisbogen 41 angeordnet. Die Bohrungen 38 bilden in ihrer Gesamtheit die der Nebenleitung 21 zugeordnete Brennstoff­leitung 23. Der Gesamtquerschnitt dieser Bohrungen 38 ist so bemessen, daß die über diese Bohrungen dem Topf 31 zugeführte Gasmenge zu der über die Nebenleitung 21 zugeführten Luftmenge in dem gleichen Verhältnis steht wie die über die Bohrung 37 zugeführte Gasmenge zu der durch den Abschnitt 2 der Haupt­leitung zugeführten Luftmenge. Dabei können die über die Gesamt­heit der Bohrungen 38 zugeführte Gasmenge und die über die Nebenleitung 21 zugeführte, entsprechende Luftmenge so bemessen sein, daß zusammen mit dem von der Hauptleitung 2, 2ʹ stets geführten Brennstoff/Luft-Gemisch die Maximalleistung des Brenners 1 erreicht wird. Bei dem dargestellten Ausführungsbei­spiel haben der zur Lufteintrittsöffnung 8 führende Abschnitt 2 der Hauptleitung und die Nebenleitung 21 den gleichen Quer­schnitt, so daß auch die Gesamtheit der Bohrungen 38 den glei­chen Querschnitt hat wie die Bohrung 37 und die Heizleistung des Brenners 1 durch Zuschalten der Nebenleitung 21 verdoppelt werden kann.Thebores 38 are arranged within thesector 39 delimited by dash-dotted lines in FIG. 2, which is defined by themouth 40 of thesecondary line 21 in thejacket 32 of thepot 31, and next to one another on acircular arc 41, likewise indicated by dash-dotted lines. Thebores 38 in their entirety form thefuel line 23 assigned to thesecondary line 21. The total cross section of thesebores 38 is dimensioned such that thepot 31 fed through these bores The amount of gas to the amount of air supplied via thesecondary line 21 is in the same ratio as the amount of gas supplied via thebore 37 to the amount of air supplied through thesection 2 of the main line. The amount of gas supplied over the entirety of thebores 38 and the corresponding amount of air supplied via thesecondary line 21 can be dimensioned such that the maximum output of the burner 1 is achieved together with the fuel / air mixture always carried by themain line 2, 2ʹ. In the illustrated embodiment, thesection 2 of the main line and thesecondary line 21 leading to theair inlet opening 8 have the same cross section, so that the entirety of thebores 38 has the same cross section as thebore 37 and the heating power of the burner 1 is doubled by switching on thesecondary line 21 can be.

Als Absperrventile 24, 25 für die Nebenleitung 21 und die zu­geordnete Gasleitung 23 dient bei dem dargestellten Ausführungs­beispiel der Ventilanordnung ein Drehschieber 51, der auf dem inneren Ende einer in dem Boden 33 drehbar gelagerten und in nicht näher dargestellter Weise gegenüber dem Boden abgedich­teten Welle 52 befestigt ist. Dieser Drehschieber weist an seinem Ende eine im Querschnitt kreisbogenförmige Platte 53 auf, die in einer ersten Endstellung die Mündung 40 der Neben­leitung 21 abdeckt und damit die Nebenleitung 21 absperrt. In seinem die Platte 53 mit der Welle 52 verbindenden Abschnitt weist der Drehschieber 51 eine zum Boden 33 des Topfes senkreche Bohrung 54 auf, in der ein stempelartiger Einsatz 55 verschieb­bar gelagert und durch eine in der Bohrung 54 angeordnete Schraubendruckfeder 56 belastet ist, so daß dieser Einsatz mit der Außenfläche seines Kopfes 57 am Boden 33 anliegt. Der Durch­messer des Kopfes 57 ist so bemessen, daß er die auf dem Kreis­ bogen 41 angeordneten Bohrungen 38 vollständig abdeckt, wenn die Platte 53 die Mündung 40 der Nebenleitung 21 abdeckt. Durch Verschwenken des Drehschiebers 51 um einen Winkel, der im we­sentlichen gleich dem Winkel des durch die Mündung 40 der Neben­leitung 21 definierten Sektors 39 gleich ist, kann der Dreh­schieber 51 in eine in der Zeichnung nicht dargestellte, zweite Endstellung gebracht werden, in welcher die Platte 53 die Mün­dung 40 und ebenso auch der Kopf 57 des Einsatzes 55 sämtliche Bohrungen 38 freigibt. Nimmt der Drehschieber eine zwischen diesen beiden Endstellungen liegende Stellung ein, wird die Mündung 40 der Nebenleitung 21 nur partiell freigegeben. Die Verwendung von Rohren mit rechteckigem Querschnitt hat zur Folge, daß auch die Mündung 40 der Nebenleitung einen recht­eckigen Querschnitt hat und der freigegebene Abschnitt der Nebenleitung dem Schwenkwinkel des Drehschiebers genau propor­tional ist. Ebenso ist durch die Anwendung einer Anzahl von Bohrungen 38 als Mündung der der Nebenleitung 21 zugeordneten Brennstoffleitung gewährleistet, daß die zugeführte Gasmenge der Anzahl der freigegebenen Bohrungen und damit wiederum dem Schwenkwinkel des Drehschiebers proportional ist. Dabei ist es zweckmäßig, den Drehschieber schrittweise so zu verstellen, daß jeweils eine weitere Bohrung vollständig freigegeben oder abgedeckt wird. Wenn eine völlig stetige Veränderung der Heiz­leistung gewünscht wird, könnte die Reihe von Bohrungen durch einen entsprechenden Schlitz ersetzt werden. Ebenso wäre es möglich, eine größere Bohrung ähnlich wie die Mündung der Neben­leitung partiell abzudecken, wobei dann eine solche Bohrung einer kreisförmigen Mündung der Nebenleitung entsprechen wurde. Im Hinblick auf eine lineare Abhängigkeit der Leistungsänderung vom Drehwinkel wird jedoch die beschriebene Ausführungsform mit einer rechteckigen Mündung der Nebenleitung und einer ent­sprechend gestalteten Mündung der zugeordneten Brennstoffleitung bevorzugt.In the exemplary embodiment of the valve arrangement shown, arotary slide valve 51 serves as shut-offvalves 24, 25 for thesecondary line 21 and the associatedgas line 23, which is fastened on the inner end of ashaft 52 which is rotatably mounted in thebase 33 and is sealed against the base in a manner not shown is. This rotary slide valve has at its end aplate 53 with a circular arc in cross section, which covers themouth 40 of thesecondary line 21 in a first end position and thus blocks thesecondary line 21. In its section connecting theplate 53 to theshaft 52, therotary slide 51 has abore 54 perpendicular to the bottom 33 of the pot, in which a stamp-like insert 55 is slidably mounted and is loaded by ahelical compression spring 56 arranged in thebore 54, so that the latter Insert with the outer surface of hishead 57 abuts the bottom 33. The diameter of thehead 57 is such that it is on thecircle arc 41 arrangedholes 38 completely covers when theplate 53 covers themouth 40 of thebranch line 21. By pivoting therotary valve 51 by an angle which is substantially equal to the angle of thesector 39 defined by themouth 40 of thesecondary line 21, therotary valve 51 can be brought into a second end position, not shown in the drawing, in which theplate 53 themouth 40 and also thehead 57 of theinsert 55 clears all thebores 38. If the rotary valve occupies a position lying between these two end positions, themouth 40 of thesecondary line 21 is only partially released. The use of tubes with a rectangular cross section has the result that themouth 40 of the secondary line also has a rectangular cross section and the released section of the secondary line is exactly proportional to the swivel angle of the rotary valve. Likewise, the use of a number ofbores 38 as the mouth of the fuel line assigned to thesecondary line 21 ensures that the amount of gas supplied is proportional to the number of bores released and thus in turn to the swivel angle of the rotary valve. It is advisable to gradually adjust the rotary valve so that each additional hole is completely released or covered. If a completely constant change in the heating output is desired, the row of holes could be replaced by a corresponding slot. It would also be possible to partially cover a larger bore similar to the mouth of the secondary line, in which case such a bore would correspond to a circular mouth of the secondary line. With regard to a linear dependence of the power change on the angle of rotation, however, the described embodiment preferred with a rectangular mouth of the secondary line and a correspondingly designed mouth of the associated fuel line.

Der besondere Vorteil der Erfindung besteht darin, daß durch die Verwendung eines gemeinsamen Schiebers zum Freigeben oder Absperren der Nebenleitung sowie der zugeordneten Brennstoff­leitung keinerlei Probleme für den motorischen Antrieb der Ventilanordnung bestehen. Bei dem dargestellten Ausführungsbei­spiel ist der Antriebsmotor 26 für den Drehschieber 51, der den beiden Absperrventilen 24, 25 nach Fig. 1 entspricht, mit­tels einer Halterung 61 an dem Boden 33 des Topfes 31 derart befestigt, daß die Abtriebswelle 62 des Motors mit der den Drehschieber 51 tragenden Welle 52 fluchtet und mit dieser Welle durch eine Steckkupplung 63 verbunden werden kann. Bei dem Motor 26 kann es sich um einen Schrittschaltmotor, aber auch um einen kontinuierlich laufenden Motor mit entsprechender Steuerung handeln, der vorzugsweise eine starke Untersetzung aufweist, da der Drehschieber 51 nur mit relativ geringer Ge­schwindigkeit verstellt werden darf. Da der Luftdurchsatz durch die Förderleistung des Gebläses 7 bestimmt wird, darf die Ver­änderung der Leitunsquerschnitte und damit der Brennstoffzufuhr nicht schneller erfolgen als mit der Geschwindigkeit, mit der das Gebläse 7 auf den veränderten Luftbedarf reagieren kann.The particular advantage of the invention is that by using a common slide for releasing or shutting off the secondary line and the associated fuel line there are no problems for the motor drive of the valve arrangement. In the illustrated embodiment, thedrive motor 26 for therotary valve 51, which corresponds to the two shut-offvalves 24, 25 according to FIG. 1, is fastened to thebase 33 of thepot 31 by means of aholder 61 such that theoutput shaft 62 of the motor with therotary valve 51 supportingshaft 52 is aligned and can be connected to this shaft by a plug-incoupling 63. Themotor 26 can be a stepping motor, but it can also be a continuously running motor with appropriate control, which preferably has a strong reduction, since therotary valve 51 may only be adjusted at a relatively low speed. Since the air throughput is determined by the delivery capacity of the blower 7, the change in the line cross sections and thus the fuel supply must not take place faster than the speed at which the blower 7 can react to the changed air requirement.

Es versteht sich, daß die Erfindung nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt ist, sondern Abweichungen davon möglich sind, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. So ist beispielsweise ohne weiteres ersichtlich, daß die zylin­drische Form des Topfes nur für den Schwenkbereich des Dreh­schiebers von Bedeutung ist, so daß selbst bei Verwendung eines Drehschiebers die von dem Topf gebildete Kammer auch eine andere Querschnittsform haben kann, solange nur die Nebenleitung in einen zylindrischen Wandabschnitt mündet und ausreichend Raum zum Wegschwenken des Drehschiebers vorhanden ist. Weiterhin ist ersichtlich, daß anstelle eines Drehschiebers auch ein geradlinig beweglicher Schieber Verwendung finden kann und daß es möglich ist, die Mündungen der Luft- und der Gasleitung in dem gleichen Wandabschnitt vorzusehen. Dabei besteht sowohl die Möglichkeit, diese Mündungen mit ausreichendem Abstand in der Bewegungsrichtung des Schiebers hintereinander als auch an der gleichen Wand senkrecht zur Bewegungsrichtung des Schiebers nebeneinander anzuordnen. Es sei auch erwähnt, daß bei Wärme­erzeugern, die eine solche Ventilanordnung aufweisen, das Ge­bläse an einem für die Hauptleitung und die Nebenleitung gemein­samen Lufteinlaß angeordnet sein könnte. Angesichts all dieser vielen Möglichkeiten wird jedoch die dargestellte Ausführungs­form der Ventilanordnung wegen ihrer besonders einfachen und kompakten Bauweise als optimale Verwirklichung der Erfindung angesehen.It is understood that the invention is not limited to the exemplary embodiment shown, but deviations from it are possible without leaving the scope of the invention. For example, it is readily apparent that the cylindrical shape of the pot is only important for the pivoting range of the rotary valve, so that even when using a rotary valve, the chamber formed by the pot is also different Can have a cross-sectional shape as long as only the secondary line opens into a cylindrical wall section and there is sufficient space for the rotary valve to pivot away. It can also be seen that instead of a rotary valve, a linearly movable valve can also be used and that it is possible to provide the mouths of the air and gas lines in the same wall section. There is the possibility of arranging these orifices one behind the other at a sufficient distance in the direction of movement of the slide and also on the same wall perpendicular to the direction of movement of the slide. It should also be mentioned that in the case of heat generators which have such a valve arrangement, the fan could be arranged at an air inlet common to the main line and the secondary line. In view of all these many possibilities, however, the illustrated embodiment of the valve arrangement is regarded as the optimal implementation of the invention because of its particularly simple and compact design.

Claims (11)

Translated fromGerman

1. Ventilanordnung zum wahlweisen Zuschalten und Absperren einer Nebenleitung, die in eine ein Brennstoff/Luft-Gemisch geregelter Zusammensetzung führende Hauptleitung eines brennstoffbefeuerten Wärmeerzeugers mündet, und einer der Nebenleitung zugeordneten Brennstoffleitung, über die eine dem Luftdurchsatz in der Nebenleitung proportionale, zeitlich konstante Brennstoffmenge zugeführt wird, die dem Brennstoff/Luft-Verhältnis in dem in der Hauptleitung geführten Gemisch entspricht,

dadurch gekennzeichnet,

daß die Nebenleitung (21) und die Brennstoffleitung (23) nebeneinander in die Hauptleitung (2, 2ʹ) münden und den Mündungen (40, 38) der beiden Leitungen ein gemeinsamer Schieber (51) zugeordnet ist, der wahlweise in eine die beiden Mündungen (40, 38) gleichzeitig freigebende oder abdeckende Stellung bringbar ist.1.Valve arrangement for selectively switching on and shutting off a secondary line, which opens into a main line of a fuel-fired heat generator carrying a fuel / air mixture of controlled composition, and a fuel line assigned to the secondary line, via which a fuel quantity proportional to the air flow rate in the secondary line is fed in over a period of time which corresponds to the fuel / air ratio in the mixture carried in the main line,

characterized,

that the secondary line (21) and the fuel line (23) open side by side into the main line (2, 2ʹ) and the mouths (40, 38) of the two lines is assigned a common slide (51), which optionally in one of the two mouths ( 40, 38) simultaneously releasing or covering position can be brought.2. Ventilanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mündungen (40, 38) der Nebenleitung (21) und der Brennstoffleitung (23) zueinander proportionale Querschnit­te haben und der Schieber (51) in Zwischenstellungen bring­bar ist, in denen er gleiche Anteile der Mündungsquer­schnitte freigibt bzw. abdeckt.2. Valve arrangement according to claim 1, characterized in that the orifices (40, 38) of the secondary line (21) and the fuel line (23) have cross sections which are proportional to one another and the slide (51) can be brought into intermediate positions in which it has equal proportions of Mouth cross sections released or covers.3. Ventilanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schieber (51) schrittweise verstellbar ist und die Mündung (38) der Brennstoffleitung (23) von einer Anzahl Bohrungen gebildet wird, von denen bei jedem Schritt der Schieberverstellung eine freigegeben bzw. abgedeckt wird.3. Valve arrangement according to claim 2, characterized in that the slide (51) is gradually adjustable and the mouth (38) of the fuel line (23) is formed by a number of holes, one of which is released or covered in each step of the slide adjustment .4. Ventilanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Mündung (46) der Nebenlei­tung (21) einen rechteckigen Querschnitt hat.4. Valve arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the mouth (46) of the secondary line (21) has a rectangular cross section.5. Ventilanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptleitung (2, 2ʹ) an der Stelle der Einmündung der Nebenleitung (21) eine Kammer (31) mit einem kreisbogenförmigen Wandabschnitt (32) bildet und der Schieber (51) als Drehschieber ausgebildet ist.5. Valve arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the main line (2, 2ʹ) at the location of the junction of the secondary line (21) forms a chamber (31) with an arcuate wall section (32) and the slide (51) as Rotary valve is formed.6. Ventilanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennstoffleitung (23) innerhalb des durch die Mündung (40) der Nebenleitung (21) definierten Sektors (39) der Kammer (31) in einem zu dem kreisbogenförmigen Wandabschnitt (32) senkrechten, ebenen Boden (33) mündet und der Schieber (51) einen am Boden (33) anliegenden, gefederten Einsatz (55) aufweist.6. Valve arrangement according to claim 5, characterized in that the fuel line (23) within the through the mouth (40) of the secondary line (21) defined sector (39) of the chamber (31) in a perpendicular to the circular wall section (32), flat bottom (33) opens and the slide (51) has a spring-loaded insert (55) lying against the bottom (33).7. Ventilanordnung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekenn­zeichnet, daß die Kammer (31) von einem zylindrischen, an einem Ende offenen Topf gebildet wird, in dessen Mantel (32) außer der Nebenleitung (21) auch der zu einer Luftein­trittsöffnung (8) führende Abschnitt (2) der Hauptleitung mündet, während der zum Brenner (1) des Wärmeerzeugers führende Abschnitt (2ʹ) der Hauptleitung sich an das offene Ende des Topfes anschließt.7. Valve arrangement according to claim 5 or 6, characterized in that the chamber (31) is formed by a cylindrical, open at one end pot, in the jacket (32) in addition to the secondary line (21) and to an air inlet opening (8) leading section (2) of the main line opens while the section (2ʹ) of the main line leading to the burner (1) of the heat generator connects to the open end of the pot.8. Ventilanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der in den Mantel (32) der Kammer (31) mündende Ab­schnitt (2) der Haptleitung und die Nebenleitung (21) von im Querschnitt rechteckigen Rohrabschnitten gebildet werden, die mit einer Seite (27, 28) aneinander anliegen.8. Valve arrangement according to claim 7, characterized in that in the jacket (32) of the chamber (31) opening section (2) of the haptic line and the secondary line (21) are formed by tubular sections rectangular in cross section, with one side (27 , 28) lie against each other.9. Ventilanordnung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekenn­zeichnet, daß in den Boden (33) des Topfes (31) auch die Brennstoffleitung (13) mündet, die die zur Bildung des von der Hauptleitung (2, 2ʹ) geführten Brennstoff/Luft-­Gemisches erforderliche Brennstoffmenge zuführt.9. Valve arrangement according to claim 7 or 8, characterized in that in the bottom (33) of the pot (31) also opens the fuel line (13) which leads to the formation of the fuel from the main line (2, 2ʹ) fuel / air Mixture supplies the required amount of fuel.10. Ventilanordnung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden (33) des Topfes (31) von einer Scheibe gebildet wird, in der sich ein Ringkanal (34) befindet, an den eine gemeinsame Brennstoffleitung (13) angeschlossen ist und der durch Öffnungen (37, 38) mit dem Inneren des Topfes (31) verbunden ist, welche die Mündung der der Nebenleitung (21) und ggf. auch der Haupt­leitung (2, 2ʹ) zugeordneten Brennstoffleitung bilden.10. Valve arrangement according to one of claims 7 to 9, characterized in that the bottom (33) of the pot (31) is formed by a disc in which there is an annular channel (34) to which a common fuel line (13) is connected and which is connected through openings (37, 38) to the interior of the pot (31), which form the mouth of the fuel line assigned to the secondary line (21) and possibly also to the main line (2, 2ʹ).11. Ventilanordnung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Schieber (51) auf einer im Boden (33) der Kammer (31) gelagerten, gegenüber dem Boden abge­dichteten Welle (52) befestigt ist, die an der Außenseite des Bodens (33) mit einem Antriebsmotor (26) verbunden ist.11. Valve arrangement according to one of claims 7 to 10, characterized in that the slide (51) on a in the bottom (33) of the chamber (31) mounted, sealed against the bottom shaft (52) is attached to the outside of the Bottom (33) is connected to a drive motor (26).

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