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Patent Searching and Data


Title:
METHOD FOR TESTING GAS VALVES FOR TIGHTNESS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2000/003180
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method for testing gas valves for tightness. According to preart, the gas valves which lead to a gas burner are either all checked for tightness before a demand for heat, or they are all checked after a demand for heat. This test for tightness is disadvantageous since, according to preart, the time for conducting it requires more than one minute. According to the inventive method for testing gas valves for tightness, at least one second gas valve is checked with regard to tightness when starting the burner, and at least one first gas valve is checked with regard to tightness when shutting down the burner. As a result, the time required for testing for tightness is reduced.

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Inventors:
GROENEMANS HUGO (NL)
Application Number:
PCT/EP1999/004752
Publication Date:
January 20, 2000
Filing Date:
July 07, 1999
Export Citation:
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Assignee:
HONEYWELL BV (NL)
GROENEMANS HUGO (NL)
International Classes:
F23N5/24; G01M3/28; F23N5/12; (IPC1-7): F23N5/24; G01M3/28
Foreign References:
EP0315055A11989-05-10
GB2099158A1982-12-01
Other References:
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 095, no. 004 31 May 1995 (1995-05-31)
Attorney, Agent or Firm:
Herzbach, Dieter (Honeywell Holding AG Patent- und Lizenzabteilung Kaiserleistrasse 39 Postfach 10 08 65 Offenbach, DE)
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Claims:
Patentansprüche :
1. Verfahren zur Dichtheitsprüfung von zwei in einer zu einem Brenner führenden Gasleitung (13) angeordneten Gasventilen (11, 12), wobei in Strömungsrichtung des Gases ein erstes Gasventil (11) vor dem zweiten Gasventil (12) und das zweite Gasventil (12) vor dem Brenner angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß a) beim Starten des Brenners ausschließlich das zweite Gasventil (12) und beim Abschalten des Brenners ausschließlich das erste Gasventil hinsichtlich der Dichtheit überprüft wird, b) zur Dichtheitsprüfung ein zwischen das erste Gasventil (11) und das zweite Gasventil (12) geschalteter Druckschalter (19) verwendet wird, c) beim Starten des Brenners das erste Gasventil (11) für eine vorbestimmte Zeitspane (26) geöffnet wird, während das zweite Gasventil (12) geschlossen bleibt, und daß in Abhängigkeit vom Signal des Druckschalters (19) auf die Dichtheit des zweiten Gasventils (12) geschlossen wird, d) bei einer erkannten Dichtheit des zweiten Gasventils (12) zum Starten des Brenners das erste und das zweite Gasventil (11, 12) geöffnet werden, und e) beim Abschalten des Brenners das erste Gasventil (11) geschlossen wird, während das zweite Gasventil (12) für eine vorbestimmte Zeitspanne geöffnet bleibt, und daß in Abhängigkeit vom Signal des Druckschalters (19) auf die Dichtheit des ersten Gasventils (11) geschlossen wird.
2. Verfahren zur Dichtheitsprüfimg von zwei in einer zu einem Brenner führenden Gasleitung (13) angeordneten Gasventilen (11, 12), wobei in Strömungsrichtung des Gases ein erstes Gasventil (11) vor dem zweiten Gasventil (12) und das zweite Gasventil (12) vor dem Brenner angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß a) beim Starten des Brenners ausschließlich das zweite Gasventil (12) und beim Abschalten des Brenners ausschließlich das erste Gasventil hinsichtlich der Dichtheit überprüft wird, b) zur Dichtheitsprüfung ein Flammenüberwachungssignal verwendet wird, c) beim Starten des Brenners eine Zündeinrichtung aktiviert wird und das erste Gasventil (11) geöffnet wird, während das zweite Gasventil (12) geschlossen bleibt, und daß in Abhängigkeit vom Flammenüberwachungssignal auf die Dichtheit des zweiten Gasventils (12) geschlossen wird, d) bei einer erkannten Dichtheit des zweiten Gasventils (12) zum Starten des Brenners das erste und das zweite Gasventil (11,12) geöffnet werden, und e) beim Abschalten des Brenners das erste Gasventil (11) geschlossen wird, während das zweite Gasventil (12) für eine vorbestimmte Zeitspanne geöffnet bleibt, und daß in Abhängigkeit vom Flammenüberwachungssignal auf die Dichtheit des ersten Gasventils (11) geschlossen wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei erkannter Undichtheit des zweiten Gasventils (12) nach Schritt c) oder bei erkannter Undichtheit des ersten Gasventils (11) nach Schritt e) die gesamte Ventilanordnung der Gasventile (11,12) deaktiviert wird.
Description:
Verfahren zur Dichtheitsprüfung von Gasventilen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Dichtheitsprüfung von Gasventilen gemäß dem Oberbegriff der Ansprüche 1 und 2.

Zur Gewährleistung eines sicheren Betriebs eines Gasbrenners ist die Dichtheitsprüfung der das Gas zum Brenner führenden Gasventile unerläßlich. Nach dem Stand der Technik werden sämtliche Gasventile entweder vor dem Starten des Brenners oder nach dem Abschalten des Brenners hinsichtlich ihrer Dichtheit überprüft. Eine derartige Dichtheitsprüfung erfordert einen Zeitraum von mehr als einer Minute. Unter Zeitgesichtspunkten ist eine derart lange Zeitspanne für die Dichtheitsprüfung unerwünscht, da während dieser Zeitspanne der Brenner für einen Betrieb nicht zur Verfügung steht.

DE 38 36 896 A1 zeigt ein Verfahren zur Dichtheitsprüfung, bei dem die Gasventile wechselseitig sowohl beim Starten als auch beim Abschalten getestet werden können.

Weitere Verfahren zur Dichtheitsprüfung sind aus DE 37 08 471 Al, DE 196 30 875 A1 sowie DE 44 25 225 A1 bekannt.

Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung das Problem zugrunde, ein neuartiges Verfahren zur Dichtheitsprüfung von Gasventilen bereitzustellen.

Zur Lösung dieses Problems ist das eingangs genannte Verfahren durch die Maßnahmen a) bis e) des Anspruchs 1 oder des Anspruchs 2 weiterentwickelt.

Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der Beschreibung. Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen : Figur 1 eine hinsichtlich ihrer Dichtheit zu überprüfende Ventilanordnung nach einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung, Figur 2 ein schematisiertes Ablaufdiagramm für die Dichtheitsprüfung der Ventilanordnung gemäß Figur 1, Figur 3 eine hinsichtlich ihrer Dichtheit zu überprüfende Ventilanordnung nach einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung, und Figur 4 ein schematisiertes Ablaufdiagramm für die Dichtheitsprüfung der Ventilanordnung gemäß Figur 3.

Bei der Ventilanordnung gemäß Figur 1 sind zwei Gasventile 11,12 in einer Gasleitung 13 angeordnet, die zu einem im Detail nicht-dargestellten Brenner führt. Jedem Gasventil 11, 12 ist jeweils ein Stellantrieb 14,15 zum Öffnen bzw. Schließen des jeweiligen Gasventils 11,12 zugeordnet.

Ein Pfeil 16 gibt die Flußrichtung des Gases durch die Gasleitung 13 und damit durch die Gasventile 11, 12 an. Demzufolge durchströmt das Gas zuerst ein erstes Gasventil 11 und im Anschluß hieran ein zweites Gasventil 12, bevor dieses zu dem nicht-dargestellten Brenner gelangt. Im nicht-dargestellten Brenner wird das Gas gezündet, was durch einen Pfeil 17 verdeutlicht ist. In die sich ausbildende Flamme ragt ein Flammensensor 18.

Aufbau und Arbeitsweise von Flammensensoren sind aus dem Stand der Technik hinlänglich bekannt.

Zur Dichtheitsprüfung der Gasventile 11, 12 der Ventilanordnung gemäß Figur 1 wird beim Starten des Brenners das zweite Gasventil 12 und beim Abschalten des Brenners das erste Gasventil 11 hinsichtlich seiner Dichtheit überprüft. Hierzu ist zwischen das erste Gasventil 11 und das zweite Gasventil 12 ein Druckschalter 19 geschaltet. Der zeitliche Ablauf der Dichtheitsprüfung unter Verwendung des Druckschalters 19 wird im nachfolgenden unter Bezugnahme auf Figur 2 erörtert : Figur 2 stellt ein schematisiertes Ablaufdiagramm der Dichtheitsprüfung für die Ventilanordnung gemäß Figur 1 dar, wobei Linie 20 den zeitlichen Verlauf einer Wärmeanforderung, Linie 21 die zeitliche Aktivität eines Lüfters, Linie 22 die zeitliche

Aktivität des Druckschalters 19 und Linien 23 und 24 die zeitliche Aktivität der Gasventile 11,12 wiedergeben.

Bei einer sich ergebenden Wärmeanforderung, was in Figur 2 durch die treppenartige Änderung der Linie 20 im Bereich 25 dargestellt ist, wird gemäß Linie 21 der Lüfter eingeschaltet. Unmittelbar hieran anschließend wird gemäß Linie 23 das erste Gasventil 11 für eine vorbestimmte Zeitspanne 26 geöffnet und im Anschluß hieran wieder geschlossen.

Währenddessen ist das zweite Gasventil 12 geschlossen. Innerhalb der Zeitspanne 26, in der das erste Gasventil 11 geöffnet und das zweite Gasventil 12 geschlossen ist, strömt Gas in den zwischen den Gasventilen 11, 12 verlaufenden Abschnitt der Gasleitung 13. Der sich ergebende Druckanstieg wird durch den Druckschalter 19 überwacht, wie dies in Linie 22 gemäß Figur 2 dargestellt ist. In diesem Fall ist der Kontakt des Druckschalters 19 geschlossen. Würde nach dem Ablauf der Zeitspanne 26 und demnach nach dem Schließen des Gasventils 11 der Druckschalter 19 ein Abfallen des Drucks detektieren - d. h. würde der Kontakt des Druckschalters öffnen -, so könnte hieraus auf die Undichtheit des zweiten Gasventils 12 geschlossen werden. Schaltet hingegen der Druckschalter 19 nicht, so kann auf die Dichtheit des zweiten Gasventils 12 geschlossen werden. Das Signal des Druckschalters 19 gibt demnach beim Starten des Brenners Auskunft über die Dichtheit des zweiten Gasventils.

Bei einer erkannten Undichtheit des zweiten Gasventils 12, wird die gesamte Ventilanordnung gemäß Figur 1 deaktiviert. Hierzu bleiben beide Gasventile 11,12 geschlossen, und es wird ein Alarmsignal aktiviert. Die Wärmeanforderung wird in diesem Fall nicht beantwortet. Der Brenner wird erst dann gestartet, nachdem das als undicht erkannte Gasventil ausgetauscht wurde.

Bei einer erkannten Dichtheit des zweiten Gasventils 12 werden jedoch beide Gasventile 11, 12 geöffnet, damit zum Starten des Brenners Gas in den Brenner strömen kann.

Falls die Wärmeanforderung zurückgeht, was in Figur 2 durch die treppenartige Änderung der Linie 20 im Bereich 27 dargestellt ist, wird das erste Gasventil 11 gemäß Linie 23 unmittelbar geschlossen. Das zweite Gasventil 12 hingegen bleibt für eine weitere, vorbestimmte Zeitspanne geöffnet. Hierdurch ist es möglich, daß das zwischen dem ersten Gasventil 11 und zweiten Gasventil 12 befindliche Gas in Richtung zum Brenner abströmen kann. Der Gasdruck zwischen den beiden Ventilen 11,12 wird sich demzufolge abbauen, was vom Druckschalter 19 detektiert wird, indem der Kontakt des Druckschalters öffnet. Nach dem Abströmen des sich zwischen den beiden Gasventilen 11, 12 befindlichen Gases und dem Schließen des zweiten Gasventils 12 kann aus dem Signal des Druckschalters 19 auf die Dichtheit des ersten Gasventils 11 geschlossen werden. Steigt

nämlich der Druck zwischen den Gasventilen 11, 12 wieder an, so wird dies der Druckschalter 19 detektieren - d. h. der Kontakt des Druckschalters 19 wird schließen -und hieraus kann auf die Undichtheit des ersten Gasventils 11 geschlossen werden. Bleiben jedoch die Druckverhältnisse unverändert, d. h. der Druckschalter 19 schaltet nicht, so kann hierauf auf die Dichtheit des ersten Gasventils 11 geschlossen werden.

Bei einer erkannten Undichtheit des ersten Gasventils 11 wird die gesamte Ventilanordnung gemäß Figur 1 wiederum deaktiviert und durch Erzeugung eines Alarmsignals der Austausch des undichten Gasventils veranlaßt. Anderenfalls geht die Ventilanordnung in einen Standby-Modus über.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figuren 1, 2 wird demnach das zweite Gasventil 12 beim Starten des Brenners und das erste Gasventil 11 beim Abschalten des Brenners auf Dichtheit überprüft. Hierdurch läßt sich die zur Dichtheitsprüfung erforderliche Zeit reduzieren. Darüber hinaus verfügt das Ausführungsbeispiel gemäß Figuren 1, 2 gegenüber dem Stand der Technik über den Vorteil, daß es sich bei dieser Dichtheitsprüfung um eine sehr kostengünstige Lösungsmöglichkeit handelt, da die Funktionen der Dichtheitsprüfung in die Funktionen eines Brennerautomaten integriert werden können. Desweiteren ist kein weiterer Platzbedarf erforderlich, um die Dichtheitskontrolle vorrichtungstechnisch zu realisieren.

Figuren 3,4 zeigen ein zweites Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Dichtheitsprüfung von Gasventilen. Die Ventilanordnung gemäß Figur 3 entspricht im wesentlichen der Ventilanordnung gemäß Figur 1, wobei bei der Ventilanordnung gemäß Figur 3 jedoch kein Druckschalter 19 vorgesehen ist. Ansonsten stimmen die Ventilanordnungen gemäß Figuren l, 3 jedoch überein. Daher werden für gleiche Baugruppen gleiche Bezugsziffern verwendet. Zur Vermeidung unnötiger Wiederholungen wird hinsichtlich des prinzipiellen Aufbaus der Ventilanordnung gemäß Figur 3 auf die obigen Ausführungen verwiesen.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figuren 3,4 wird zur Dichtheitsprüfung der Gasventile 11, 12 der Flammensensor 18, nämlich ein Flammenüberwachungssignal desselben, verwendet. Der zeitliche Ablauf der Dichtheitsprüfung unter Verwendung des Flammenüberwachungssignals wird im folgenden anhand von Figur 4 näher erläutert : Figur 4 zeigt den zeitlichen Ablauf der Dichtheitsprüfung für die Ventilanordnung gemäß Figur 3, wobei Linie 29 den zeitlichen Verlauf einer Wärmeanforderung, Linie 30 den zeitlichen Verlauf der Aktivität eines Lüfters, Linie 31 den zeitlichen Verlauf der Aktivität einer Zündeinrichtung und Linien 32, 33 den zeitlichen Verlauf der Aktivität der

Gasventile 11, 12 wiedergeben. Linie 34 zeigt den zeitlichen Verlauf des Flammenüberwachungssignals.

Bei einer sich ergebenden Wärmeanforderung, die in Figur 4 durch den treppenförmigen Anstieg der Linie 29 im Bereich 35 dargestellt ist, wird der nicht-dargestellte Lüfter gemäß Linie 30 gestartet bzw. aktiviert. Unmittelbar hieran wird das erste Gasventil 11 gemäß Linie 32 geöffnet, während das zweite Gasventil 12 noch verschlossen bleibt, die Zündeinrichtung jedoch aktiviert wird. Falls sich in diesem Fall eine Flamme ausbildet, wird dies vom Flammensensor 18 detektiert und hieraus kann dann auf eine Undichtheit des zweiten Gasventils 12 geschlossen werden. Bildet sich hingegen bei geöffnetem ersten Gasventil 11 und geschlossenem, zweiten Gasventil 12 und gleichzeitig aktivierter Zündeinrichtung keine Flamme aus, so kann hieraus auf die Dichtheit des zweiten Gasventils 12 geschlossen werden. Das Flammenüberwachungssignal 34 des Flammensensors 18 kann demzufolge zur Dichtheitsprüfung verwendet werden. Auch hier wird beim Starten des Brenners die Dichtheit des zweiten Gasventils überprüft.

Auch hier wird bei einer erkannten Undichtheit des zweiten Gasventils 12 die Ventilanordnung gemäß Figur 3 deaktiviert und ein Alarmsignal erzeugt. Es kann diesbezüglich auf die Ausführungen zu Figuren 1, 2 verwiesen werden.

Bei einer erkannten Dichtheit des zweiten Gasventils 12 wird zum Starten des Brenners ebenfalls das erste Gasventil 11 bei gleichzeitig aktivierter Zündeinrichtung geöffnet.

Aufgrund der Wärmeanforderung wird dann infolge des Brennerbetriebs Wärme erzeugt.

Beim Abschalten des Brenners kann das erste Gasventil 11 auf Dichtheit überprüft werden.

Hierzu wird unmittelbar nach einer Erledigung der Wärmeanforderung, was in Figur 4 durch eine treppenartige Reduzierung der Linie 29 im Bereich 36 dargestellt ist, das erste Gasventil 11 geschlossen, während das zweite Gasventil 12 noch für eine vorbestimmte Zeitspanne geöffnet bleibt. Sollte das erste Gasventil 11 dicht sein, so würde in diesem Fall die Flamme erlöschen. Das System würde in den Standby-Modus übergeben. Sollte hingegen das erste Gasventil 11 undicht sein, so wird der Flammensensor 18 weiterhin eine Flamme detektieren. Dies wäre ein Hinweis auf die Undichtheit des ersten Gasventils 11.

Das System würde wiederum deaktiviert.

Das Ausführungsbeispiel gemäß Figuren 3,4 verfügt ebenso wie das Ausführungsbeispiel gemäß Figuren 1, 2 gegenüber dem Stand der Technik über den Vorteil, daß die Zeit zur Dichtheitsprüfung reduziert wird. Auch beim Ausführungsbeispiel gemäß Figuren 3,4 lassen sich die Funktionen der Dichtheitsprüfung in einen Brennerautomaten integrieren.

Des weiteren wird bei beiden Ausführungsbeispielen bei der Dichtheitsprüfung kein unverbranntes Gas zum Brenner geleitet.

Das Ausfiihrungsbeispiel gemäß Figuren 3,4 verfügt desweiteren gegenüber dem Ausfiihrungsbeispiel gemäß Figuren l, 2 über den Vorteil, daß kein Druckschalter erforderlich ist. Die Systemkosten und der Integrationsaufwand reduziert sich damit nochmals. Da desweiteren die Dichtheitsprüfung des Ausführungsbeispiels gemäß Figuren 3,4 von Druckmessungen in der Druckleitung 13 unabhängig ist, reduziert sich nochmals die erforderliche Zeit für die Dichtheitsprüfung.

Bezugszeichenliste : 11 Gasventil 12 Gasventil 13 Gasleitung 14 Stellantrieb 15 Stellantrieb <BR> 16 Pfeil <BR> 17 Pfeil 18 Flammensensor 19 Druckschalter 20 Linie 21 Linie 22 Linie 23 Linie 24 Linie 25 Bereich 26 Zeitspanne 27 Bereich 29 Linie 30 Linie 31 Linie 32 Linie 33 Linie 34 Linie 35 Bereich 36 Bereich