Verfahren und Zündelement zum Zünden feinverteilter organischer Brennstoffe. Die Erfindung bezieht sich auf ein Ver fahren und ein Zündelement zum Zünden fein verteilter organischer Brennstoffe, welche sich in Anwesenheit eines Katalysators in einem strömenden Brennstoff-Luft-Gemisch kataly- tiseli oxydieren lassen, wie beispielsweise brennbare Gase und speziell Naturgase mit ihrem Hauptbestandteil :Methan.
lzasanzünder sind selbstverständlich gut bekannt und wurden schon in einer Unzahl von Ausführungsformen hergestellt und für die mannigfaltigsten Zwecke verwendet. Eine Sicherheitsflamme wird für Haushaltunbs- zweeke öfters verwendet. Elektrische Zünder, die Hochspannungsfunken erzeugen, und glü hende elektrische Widerstände wurden in einigen Vorrichtungen beispielsweise auch schon verwendet.
Alle diese bekannten Zündvorrichtun-en beruhen auf dem Prinzip der sekundären Zündunl- mittels eines Heizelementes und bei einer Temperatur, die mindestens gleich der Zündtemperatur des Brennstoffes unter den herrschenden 1'mständen ist, wobei das Brenn- stoff-l.uft-Gemiseh lokal auf eine solche Tein peratur erhitzt wird, dass die erzeugte Wärme genügt, um die Zündung in der speziellen iiisehunb einzuleiten. Verfahren, welche solche Zündvorrichtungen benutzen, besitzen viele Nachteile.
Sicherheitsflammen sind spe ziell teuer im Gebrauch, unzuverlässig und gefährlich. Elektrische Funken und Glüh- drähte sind den Sicherheitsflammen in man cher Hinsicht vorzuziehen, sie sind aber teuer und aus diesem Grunde für die meisten Zwecke ungeeignet. Es ist beispielsweise im Falle von elektrischen Widerstandszündern notwendig, um eine Zündung unabhängig von eventuellen Spannungsschwankungen zu ge währleisten, die Widerstände mit einer we sentlich höheren Temperatur als der mini malen Zündtemperatur zu betreiben. Dies verkürzt die Lebensdauer der Widerstände, da bei dieser Temperatur das Metall des Drahtes rekristallisiert wird, wobei die Kör ner wachsen und erweichen.
Ulm diese Über temperaturen zu vermeiden, kann ein Span nungsstabilisator verwendet werden, was dann aber die Vorrichtung für die meisten Zwecke zu teuer macht. Der Betrieb solcher Zünd- v orrichtungen ist wegen des grossen Strom verbrauches sehr teuer.
Es wurden schon Versuche unternommen, um Gase mittels Katalysatoren anzuzünden, das heisst mittels Katalysatoren aus Platin und dergleichen, wobei die Zündung von der katalytischen Verbrennung des brennbaren Gases herrührt. In der Praxis wurden diese Experimentalkatalysatoren jedoch als un brauchbar befunden, und zwar infolge unzu verlässigen Funktionierens und Schwierigkei ten im Zünden oder in der Aufrechterhaltung der katalytischen Reaktion und speziell bei der Beschleunigung der katalytischen Verbren nung bis zu einem Punkt, wo die flammen- lose Verbrennung der katalytischen Reaktion den gasförmigen Brennstoff entzündet.
In manchen Fällen ist die Einleitung der Reaktion und deren Beschleunigung zur Zün dung leichter als in andern Fällen. Zum Bei spiel ist die katalytische Wirkung bei fabri ziertem Gas oder sogenanntem Stadtgas relativ leicht zu erreichen, was von der An wesenheit von freiem Wasserstoff herrührt, da die katalytische Verbrennung von freiem VN asserstoff leicht beginnt, was dann zur Zün dung des organischen Brennstoffes führt.
Im Falle von Naturgas, das zur Hauptsache aus Methan mit weniger andern Bestandteilen be steht, sowie bei handelsüblichen Gasen, wie 3Iethan, Propan, Betan, rlthan usw., die kei nen freien Wasserstoff enthalten, ist. eine Zündung durch katalytische Verbrennung des organischen Brennstoffes sehr schwer zu er reichen, und die handelsüblichen katalytischen Zündvorrichtungen versagen daher bei diesen Gasen. Unter allen Bedingungen sind die bis her gebräuchlichen katalytischen Zündvorrich tungen sehr unzuverlässig, und sie ergeben ausserdem einen zu grossen Zeitabstand zwi schen dem Beginn der katalytischen Reaktion und der Zündung.
Es wurde nun gefunden, dass es trotz den aus früheren Versuchen gezogenen Schlüssen möglich ist, z. B. brennbare Gase und andere Brennstoffe, wie Kerosen und dergleichen, die sieh in fein zerteiltem Zustand in einem Brennstoff-Luft-Gemisch befinden, katalytiseli zu zünden, wobei man nicht nur synthetisches oder fabriziertes Gas (sogenanntes Stadtgas), das freien Wasserstoff enthält, zünden kann, sondern auch Naturgas, gesättigte Kohlenwas- ser:stoffe, wie Methan, Betan, Propan usw., sowie andere feinverteilte Brennstoffe, un geachtet des Vorhandenseins oder der Abwe senheit von freiem Wasserstoff.
Da Methan der am schwierigsten zu zündende gesättigte Kohlenwasserstoff ist und da Methan den Hauptbestandteil von Naturgas für den Haus halt und den industriellen Gebrauch bildet, so ist. er das brennbare Gas, das zuverlässig und sicher gezündet werden muss, wenn eine Zündvorrielitung zum Zünden von Naturgas praktische Verwendung finden soll.
Bei der katalytischen Zündung setzt die Reaktion verhältnismässig langsam ein, wobei die Reaktionswärme die Temperatur der Ober fläche des Katal,#-sators und der anliegenden Gasschicht ansteigen lässt, derart, dass die Tendenz vorhanden ist, die Geschwindigkeit der katalytischen Reaktion zii beschleunigen und eine thermiselie Reaktion in der anliegen den Grassehiclit hervorzurufen, bis im Gas genügend reaktionsfähig, e Partikel oder Ket tenträger gebildet sind,
um die Zündung zu veranlassen. Dieser Prozess wird jedoch durch die Bilden- von Reaktionsprodukten verzö gert., die entweder unbrennbar sind oder nicht zti einer Kettenreaktion führen,
sowie durch den Verbrauch des zur Verfügung stehenden Sauerstoffes in der umgebun0. des Katalysa- tors. Ferner wird eine frühere Zündunz durch rasche Verluste infolge Leiten < - der Reaktions wärme in den Katalvsator verzögert, so dass eine ungenügende Wärinenien ge zur Zündung des Gases zur Verfügung steht.
Das Verfahren gemäss der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Brennstoff- Luft-Gelniseh niit mindestens einer schrauben förmigen Spule am dünnen Draht mit eng gewiekelten Windungren, welcher Draht wenig stens an der Oberfläche aus katalytisch ak tivem Metall.
bestellt, in Berüliriing -gebracht wird, wobei die Spule wälii-end der Berüh rungszeit auf eine wesentlich unterhalb der Zündtemperatur des Brennstoffes iin Brenn- stoff-Luft-Geniiscli sowie Unterhab cler Rekri- stallisationstemperat.ur des Katalvsiermetalles liegende Temperatur elektrisch aufgeheizt wird,
wodurch der Brennstoff oxydiert wird und die Temperatur in der Umgebung der Spule so hoch ansteig l, dass die Zündung stattfindet, worauf die Berührung zwischen der Spule und dem gezündeten Brennstoff Unterbrochen wird.
Das erfindungsg@eniässe Zündelement zur Durchführen; dieses Verfahrens besteht aus einer schraubenförmigen Spule aus dünnem Draht mit enggewiekelten Windungen, wel cher Draht wenigstens an der Oberfläche aus l:atalytiseh aktivem Metall besteht, wobei die linden der Spule mit Kontakten zur Einfii- ung in einen elektrischen Stromkreis ver sehen sind.
In den Figuren der beiliegenden Zeich nung sind einige Ausführungsbeispiele des er- findungsgemässen Zündelementes dargestellt: Fib.1 zeigt schematisch ein Zündsystem mit, dem Zündelement.
Fib. \? zeigt die Ansieht eines Zündelemen- tes.
Fig. 3 zeigt die Ansieht eines andern Zünd elementes.
Fig. 4 bis 7 sind Ansichten verschiedener Ausführun;-en von Zündelementen.
Fig. S zeigt schematisch das Prinzip, das speziell bei einigen Ausführungsformen der Zündelemente zur Anwendung gelangt.
Fib.l zeigt ein Zündsystem mit einem Gasbrenner 1, einer Flammenöffnung 2 und einem Flammrohr 3 sowie einer elektrisch erhitzten Zündvorrichtung 4 aus Katalvsator- metall, wie Platin, in Form einer schrauben- förmigen Spule. Die schraubenförmige Spule kann, wie gezeigt, horizontal angeordnet wer- den oder auch vertikal sowie geneigt.
Die Zündvorrichtung 4 ist ausführlicher in den Fig. \? bis 7 dargestellt. Sie besteht in den Fig.2 bis 5, 7 und 8 aus einem sehrau- benförmig gewundenen Draht in einem Strom kreis 5, 5' mit der Stromquelle 6 und in Fig. 6 ans zwei schraubenförmig gewundenen Dräh ten 4' und 4",
wobei die Spule 4' einen grösse- ren Durchmesser aufweist als die Spule 4" und die Spule 4" über ein Teilstück umgibt. ,rede Spule kann mittels der Ansehlussdrähte 5 und 5' sowie :5" und 5"' beheizt werden.
Die Zündspule muss schraubenförmig und eliggewiekelt sein, wobei der Durchmesser des Drahtes der Spule 4 (sowie 4' und 4") für kleine elektrische Leistun;-en bemessen sein muss. Dieser Durchmesser soll vorzugsweise 0,075 mm nicht überschreiten und sollte nicht kleiner als 0,02:5 mm sein. Er kann z. B. zwi schen 0,038 mm bis 0,063 mm liegen. Der Draht kann aus einem Stück oder aus meh reren Litzen bestehen. Im Fall von Litzen draht muss die totale Summe der Durchmesser der einzelnen Litzen innerhalb der angege benen Grenzen lieben.
Der Querschnitt des Drahtes kann irgendwelche geometrische Form aufweisen, wie kreisförmig, dreieckig, recht winklig usw. Die Eingangsleistung zum Ka- talv satordraht ist sehr klein;
sie liegt in der Grössenordnung von ungefähr 2 Watt, ist aber normalerweise geringer als 1 bis 1,5 Watt und in allen Fällen nicht mehr als diejenige, welche die Temperatur der Spule auf eine Temperatur unterhalb der R.ekristallisations- temperatur des Katalysatormaterials bringen würde, das heisst der Temperatur, bei welcher Rekristallisation und Kornwachstum stattfin det und eine Deformation des Drahtes infolge der starken Erweichung, bei 600 C für Platin, eintritt.
Die Windungszahl der .Spulen hängt ein wenig von dem zu zündenden Brennstoff ab, wobei die Windungszahl mit der zuneh- menclen Schwierigkeit, den Brennstoff zu zün den, ebenfalls zunimmt. Für Gase, die keinen freien Wasserstoff enthalten, wie Butan und Propan, sollte die Windungszahl mindestens sechs und für ein Gas -wie Methan mindestens zwölf betragen.
Der Spulendurchmesser und der Abstand der Windungen sollte so bemes sen werden, dass eine kompakte Spule mit grosser Kataly sefläche in einem relativ klei nen Raum vorhanden ist. Aus diesem Grunde sollte der Windungsabstand so eng als mög lich sein, nur derart, dass die Windungen keinen Kurzschluss erzeugen. Der Spulen durehmesser ist. etwas veränderlich und be trägt vorzugsweise ungefähr 1 bis 5 mm, am geeignetsten sind 2 bis 4 mm.
Die organischen Brennstoffe unterschei den sieh stark in der Entwicklung von Ket tenpartikeln in genügender Zahl bei der Er hitzung, um zur Zündung 'des feinzerteilten organischen Brennstoffes zu führen. Butan beispielsweise ist leichter zu zünden als Pro pan, das seinerseits leichter katalysiert und gezündet. wird als Methan. Wenn der che mische Aufbau des Brennstoffes die Bildung einer rasch zunehmenden Anzahl von Ketten trägern nicht gestattet, wird die Kettenbil dung und Zündung überhaupt nicht. stattfin den, -was von der Bildung unbrennbarer Pro- dukte und Seitenreaktionen herrührt, was speziell bei Methan der Fall ist.
Um ein sol ches Gas zu zünden, wird die Katalysatorspule vorzugsweise auf spezielle Art aufgebaut, die am besten Heterophasenpriüzip genannt. wird.
Wenn eine vollständig gleichmässig gebaute Kataly satorspule, wie in Fig. 2 dargestellt, als Zünder verwendet wird, ist jeder Teil ihrer Oberfläche zum Einleiten der Zündung ge eignet und demzufolge ebenfalls dem nach teiligen Einfluss unbrennbarer Reaktionspro dukte oder unerwünschter Nebenreaktionspro- dukte unterworfen. Daher wird der Zünder in einen Mantel inaktiven Materials einge schlossen und kann das Methan oder der gleichen Brennstoffe nicht zünden.
Um diesen Nachteil zu beheben, können katalytisehe Flächen angeordnet werden, welche Zonen veränderlicher katalytischer Aktivität aufwei sen. Der aktivste Teil leitet dann die Zün dung bei niedriger Temperatur ein. Dieser Teil ist. die erste Phase. Die weniger aktiven Teile, an denen die Hauptreaktion bei hö herer Temperatur stattfindet, stellen die zweite Phase dar. Die Differenz der Aktivi täten zwischen der ersten und zweiten Phase ist gross genug, um die Einleitung der kata- lt-tischen Reaktion zu begrenzen, das heisst die Reaktion bei niedriger Temperatur auf die erste Phase zu beschränken.
Bevor die zweite Phase Zeit gefunden hat, die Reaktion zu katalysieren, wird sie durch die Reaktions wärme der ersten Phase aufgeheizt. und wird sofort höchst aktiv und ermöglicht so eine schnelle Reaktion bei hoher Temperatur, die rasch zur Zündung des Brennstoffes führt.. Es kann daher eine Katalysatorspule verwen det werden, die aus ein und demselben Ma terial im gleichen chemischen und physika lischen Zustand besteht, die aber eine Form aufweist, um als Heterophasenkatalysator zu wirken, das heisst sie wirkt. mit einer ersten und einer zweiten Phase.
Der Heterophasenkatalysator kann als ein zelne Einheit angeordnet werden (siehe Fig. 3 bis 5 und 7) oder in Form einer Mehrzahl von Einheiten (siehe Fig. 6). Die Fig. 3 zeigt eine einzelne Einheit in Form einer verjüng- ten Spule 4 mit zunehmender Steigung. Eine typische Ausführungsform, wie sie dargestellt ist, besteht beispielsweise aus einer 6,35 mm langen Spule bei einem Spulendurchmesser von 3,1ä min am einen Ende, der auf 1,59 min am andern Ende absinkt.
Die Reaktion be ginnt mit der primären Phase, welche die ersten, enggewickelten Windungen umfasst, beispielsweise die ersten fünf Windungen in Fig. 3, und geht dann zur zweiten Phase über, bestehend aus den restlichen Windungen, die weniger enggewiekelt sind.
Bei diesen Ka- talysatorspulen kann sieh die erste Phase von der zweiten Phase dadurch unterscheiden, dass in der ersten Phase die Spule enggewiekelt ist, das heisst wenig Steigung aufweist, wäh rend in der zweiten Phase der -#Vindungsab- stand grösser ist, das heisst die Steigung zu nimmt, wie dargestellt, oder der Windungs- a,bstand und damit die Steigung können gleichmässig sein.
In Fig. -1 ist eine Variante der konisehen Form von Fig. 3 dargestellt, bei welcher die erste Phase aus den ersten fünf bis sechs Windungen und die zweite Phase aus weiter auseinanderliegen- den 'NV indun @en besteht, die von wenigen wie derum enggewiekelten Windungen gefolgt werden.
In \F!-. 5 ist eine gerade Spule ohne Verjüngung gezeigt, wobei die erste Phase enggewickelte\Windungen aufweist und die zweite Phase mit. weiter distanzierten Win dungen wiederum von einigen enggewiekelten Windungen gefolgt ist.
In Fig. 7 ist. eine weitere Form eines Heterophasenkatalysa.tors dargestellt, der eine gebogene Spule aufweist, von der jeder Arm mit en..(Yewiekelten Win dungen oder mindestens einer dieser Arme als erste Phase und der gebogene Teil, in welchem die Windungen weiter distanziert sind, als zweite Phase dient. Bei der Ausfüh rungsform gemäss Fig.6 ist der Heteropha- senkatalysa.tor in der Form von separaten Spulen angeordnet.
Die Spule kann aus ge- rädem Draht. oder aus sehraubenförmig ge wundenem Draht sieh selbst tragend herge stellt sein oder auf einem geraden Draht träger angeordnet. sein, das heisst, eine soge n Wendelspule sein, in welchem Fall die kleinen schraubenförmigen Windungen die erste Phase und die grösseren Windungen die zweite Phase darstellen.
Die Spule kann aus 1)i-alit von 0,025 min Durchmesser herge stellt sein und einen Spulendurehmesser von 0,13 mm sowie einen Windungsabstand von :300 Windungen pro ?5,4 mm aufweisen, wobei sie allein oder, zur Herstellung einer grösse- i@en llehrpliasenspule verwendet werden kann.
Bei den bevorzugten Ausführungsformen des I-leterophasen-Zündelementes ist der Ab stand zwischen den Winduno-en der Spule, gemessen in Richtung der Spulenachse, in weliigstens einem Teil der Spule enger als in wexiiristens einem andern Teil der Spule.
Oder der Durchmesser der Spulenwindungen ist in wenigstens einem Teil der Spule v er seliieden von dem Durchmesser der Windun gen in wenigstens einem andern Teil der Spule. Oder beide Massnahmen, Differenzie- ruxig des Windungsabstandes und der Win- dungsw eite, mögen gleichzeitig angewandt wer den,
um Phasen von differenzierter Wärme konzentration und katalytiseher Aktivität in nerhalb des Drahtgebildes eines Zündelemen- tes zii sehaffen. Kurz gesagt, weist der Ka talysator in der ersten Phase eine grössere Wärmekapazität in einem gegebenen Raum auf als in der zweiten Zone.
Die Reaktion beniiint natürlich in der ersten Phase und die Spule wird in dieser ersten Pliase raseli heiss uix < 1 glühend, wenn sie mit dem Methan-Luft- Gemisch oder einem andern Bremistoff-Luft- Oeiniseli in Berührung- kommt.; im Falle von Methan und der-leiehen erfolgt jedoch keine Zündung.
Die in der ersten Phase erzeugte Reaktionswärme heizt die zweite Phase auf, das heisst die Spule, welche weniger eng ge wunden oder von kleinerem Durchmesser oder beides ist. und die noch nicht bemerkenswert an der Reaktion teilgenommen hat und daher noch nietet von unbrennbaren Verbrennungs produkten umgeben ist. Die Zündung erfolgt dann in dieser zweiten Phase. Demgemäss wird in Fig. 3 die Zündung entlang der we niger erig gewundenen Zone der Spule erfol gen. In den Fig.4 und 5 gesehieht die Zün dung ebenfalls in dei- weniger eng gewun- denen Zone.
Bei der Ausführung gemäss Fig. 4 wird die Zündung von der weniger eng ge wundenen Zone in den übrigen Teil der Spule übertragen, der ebenfalls eng gewunden ist, aber einen kleineren Durchmesser aufweist. In Fing. 6 geschieht die Zündung in der zwei ten Phase, enthaltend die Spule 4".
Bei der Berührung der fliessenden Gas- oder andern Stromes feinzerteilten Brenn stoffes, wie Methan, mit dem Zünder wird die Reaktion durch die erste Phase des Ka- talysators eingeleitet. Die Reaktionswärme der ersten Phase der Katalyse wird durch Lei tung auf die zweite Kataly sezone übertra gen, die dadurch und infolge Berührung mit dem Brennstoff äusserst aktiv wird und damit die katalytisehe Reaktion rasch zu Ende bring.
Kurz ausgedrückt, wird die flammen lose Verbrennung der ersten Phase der Ka talyse durch die beschleunigende Wirkung der Katalyse der zweiten Phase in eine Verbren nung mit. Flamme umgewandelt.
Das oben beschriebene Heterophasenprin- zip ist. auch in Fig. 8 schematisch dargestellt. Die erste Phase findet im theoretisehen Raume 7 statt. Diese Phase besteht aus einem grossen, enggewiekelt.en Element. Die erzeugte Wärme wird zu zwei Zwecken verwendet, nämlich zur Verstärkung der Reaktion sowie gleichzeitig zum Aufheizen der anliegenden zweiten Phase. Diese zweite Phase findet im theoretischen Raum. 8 statt. Es handelt. sich um einen Ka talysator mit kleinerer Fläche und geringerer Wärmekapazität als bei der ersten Phase. Die zweite Phase wird daher auf einen Punkt auf geheizt, wo sie die katalytische Funktion über nimmt.
Die erste Phase ist dagegen schon mit. einer inaktiven Schicht umgeben, und die zweite Phase wird so rasch aufgeheizt, dass die Zündung stattfindet, bevor sich eine störende Umhüllung gebildet hat. Es sei noch bemerkt, dass während der Ruheperiode, das heisst wenn das Zündelement an die Stromquelle ange schlossen ist, aber noch nicht als Zünder wirkt, die erste Phase des Katalysators sieh auf etwas höherer Temperatur als die zweite Phase befindet, was von der grösseren Ab str ahlxxng der letzteren Phase herrührt.
Diese Temperaturdifferenz verstärkt noch den not wendigen Unterschied der Aktivität der bei den Phasen.
Der Zünder ist gleicherweise zum Zünden von Methan als auch anderer Kohlenwasser stoffgase wie Propan und Butan und anderer, in feinzerteiltem Zustand befindlicher Brenn stoffe verwendbar, wie beispielsweise zerstäub tem Kerosen und Brennöl, insofern diese durch Katalyse oxydiert werden können. Der Zünder kann selbstverständlich auch zum Zünden anderer Brennstoffe wie fabrizier tes oder Stadtgas verwendet werden.
Das Katalysatormetall, aus dem der Draht hergestellt ist, oder mindestens dessen Ober fläche besteht normalerweise aus Platin oder dessen Legierungen mit andern geeigneten Metallen der Platingruppe, wie Rhodium oder Iridium, oder mit andern Metallen, wie Nickel. Das Katalysatormetall kann auch sonst ein anderes Metall der Platingruppe oder eine Legierung eines solchen sein. Wenn es not wendig erscheint, kann das Kataly Batormetall auch durch Pulvermetallurgie hergestellt wer den und kann in diesem Fall feinzerteiltes, hitzebeständiges Oxyd, wie Thoriumoxy d, Bery lliumoxyd usw., enthalten.
Was die Le gierungen des Platins anbelangt, so enthalten diese zum grössten Teil Platin und eine ge ringe Menge Legierungsmetall, beispielsweise 90 % Platin mit 10 % Rhodium oder Iridium usw. Das Katalysatormetall, z. B. Platin oder eine Platinlegierung, kann auch nur den Mantel eines Drahtes bilden, dessen Kern aus anderem Material, wie Wolfram oder Molyb- dän usw., besteht.
Die Zündspule 4 sowie die Spulen 4' und 4" besitzen eine Mehrzahl von Windungen von solcher Zahl, wie es wünschenswert ist. Die Anzahl hängt etwas von dem zu zündenden Brennstoff ab, wobei sie mit der Schwierig keit des Brennstoffes, zu zünden, zunimmt. @NTas die Heterophasenkatalysespule anbelangt, sollte der Spulendurchmesser und der Win- dungsabstand derart gewählt sein, dass für die primäre Phase eine kompakte Spulenein- heit mit grosser Kataly Bierfläche in einem relativ kleinen Raum geschaffen wird.
Der Spulendurchmesser ist am Anfang der Pri märphase vorzugsweise in der Grösse von 3 bis 5 mm, wobei der bevorzugte Durchmesser 4 mm beträgt, wogegen bei der zweiten Phase der Windungsabstand natürlich grösser, aber dennoch klein genug ist, uni eine zu grosse Wärmeabstrahlung zu verhindern und damit die Zündung zu ermöglichen. Mit andern Worten, ist. in einem gegebenen Raum der zweiten Phase weniger Metall vorhanden.
Die Daten eines Zündeis werden am besten für einen solchen zum Zünden von Methan angegeben. Ein Katalysierdraht aus Platin mit einem Durchmesser von 0,05 mm in Form einer Spule gemäss Fio. mit sechs Windun gen bei einem Spulendurelimesser von ? mm benötigt eine Eingangsleistung von ungefähr 0,5 Watt zum Zünden von Propan. Derselbe Zünder von Fig. \? benötigt zum Zünden von freien Wasserstoff enthaltendem Stadtgas eine Eingangsleistung von 0,3 Watt.
Was die Zündung von Methan mittels einer Hetero. phasenkatalcsatorspule anbetrifft, so kann ein Zünder gemäss Fig. 3 verwendet werden, der, wenn er aus einer Legierung von 90 % Platin und 10 % Iridium hergestellt ist
und total 12 Windun-en aus einem Draht von 0,05 mm Durchmesser aufweist., für eine zuverlässige Zündung eine Leistung von 0,9 bis 1,0 Watt erfordert. Zum Vergleich erfordert. ein Zün der mit elektrischem Widerstand-Glühdraht zum Zünden von Methan eine Leistung von 30 Watt.
Was die Anwendung des Zünders anbe langt, so kann irgendein geeignetes System Verwendung finden. In Fig. 1 ist ein erfin dungsgemässer Zünder in Anwendung bei einem üblichen Flammenrüekschlagsystem ge zeigt. Es kann aber auch irgendein anderes System verwendet werden.
Die Funktionsweise des erfindungsgemässen Zünders ist zum Beispiel die fol-ende: Der Zünder wird mittels elektrischer Hei zung auf einer relativ niedrigen Temperatur von ungefähr 300 C gehalten, und zwar für Propan, Butan und dergleichen, oder auf un gefähr .150 C für Methan, das schwerer zu zünden ist. als die andern erwähnten Gase, oder auf irgendeine andere Temperatur un terhalb der Rekristallisationst.emperatur des Katalysatorinetalles der Spule, und wird dann in Berührung mit.
dein zu zündenden (Aas oder Brennstoff gebraelit, was üblicherweise durch I:inströnicnlassen. eines mit Luft gemischten Stromes von Brennstoff in den Zünder ge schieht. h@s entsteht auf die oben beschrie- bene Art eine flammenlose Verbrennung des Brennstoffes, wobei die Temperatur unauf hörlich steigt, bis die Zündung eintritt.
Der Zeitunterschied zwischen der ersten Berüb- rung des Brennstoffes mit dem Zünder bis zur Zünclun- liegt in der @iröJ;
@enordnun, von einer Sekunde oder eines Bruchteils davon, so dass es einem Beobaeliter erscheint., als würde die Zündung plötzlich und augenblieklieh er folgen. Naeli der Beendigung der Zündun- wird der Zünder vom Brennstoff weggezogen oder der Brennstoff wird vom Zünder abge trennt, was durch Einbau des Zünders in ein Flanimenrüekselilagsystem geschehen kann.
Das Abtrennen kann aueli dadureli vorge- nommen werden, dass ein Gasstrom horizontal. gegen den Zünder gerichtet wird, worauf die Flamme des gezündeten Glases aufsteigt und der Gasstrom sieh damit vom Zünder entfernt.
Die elektrische Heizung des Zünders kann. ununterbrochen erfolgen oder sie kann auf Wunsch in Abhängigkeit vom Öffnen des Gas- halinens gesteuert werden.
Der Zünder wird elektrisch auf eine Tem peratur gebracht, die weit unterhalb derjeni gen liegt, bei welcher eine direkte Zündung stattfinden würde, wobei man durch die kata- lytiselie Reaktion die Temperatur auf eine Höhe bringen lässt, wo die Zündung statt findet. Es ist daher unnötig, dass im Falle eines erfindungsgemässen Zünders dieser auf die Zündtemperatur oder selbst darüber hin aus aufgeheizt wird.
Die Zeit, während sich der Katalysator auf Zündtemperatur befindet, ist nur ein Brueliteil der Zündzeit, so dass eine Rekristallisation, ein Kornwaelistuin und das Erweichen infol;Ye der kurzen Zeit im we- sentlieben vermieden ist.. Es soll auell noch bemerkt werden, dass, wenn eine gleiche Spule, z.
B. aus Platin, wie sie beim erfindungsge mässen Zünder verwendet ist, anstatt elek trisch durch andere Mittel erhitzt wird, die Zündung nicht auf die angegebene Weise er folgt, sondern die Spule muss bis nahe zum Zündpunkt des Brennstoffes erhitzt werden, bevor die Zündung erfolgt.
Für den Notfall, wenn die elektrische Kraftzufuhr versagen sollte, kann ein Not katalysator in Form von Katalysatormetall, wie Platin oder ein anderes Metall der Platin gruppe, bereitgehalten werden, das auf einem Träger von Tlioriumoxy d, Aluminiumoxyd, Zirkoniumdioxyd usw. niedergeschlagen ist. Solche hatalysat.or en sind aber äusserst lang sam und deshalb für den regelmässigen Ge- braueli nicht geeignet.
Der Zünder kann in Haushaltapparaten und für industrielle Zwecke verwendet wer den, beispielsweise für Herde, Öfen usw. Die Stromquelle kann das Netz sein, wobei ein Widerstand eingeschaltet oder ein Transfor mator verwendet werden kann; sie kann aber auch eine Batterie sein. Der Zünder kann auch in Instrumenten oder andern Vorrich tungen Verwendung finden, wie in Zigaret tenfeuerzeugen zusammen mit einem Trans formator, der vom Netz gespiesen wird, in welchem Fall es nicht nötig ist, einen speziellen Feuerzeugbrennstoff zu verwenden, sondern es kann irgendein leicht erhältlicher organi scher Brennstoff, wie Benzin, verwendet wer den.