DE102021214839A1 - Flammenüberwachung mit Temperatursensor - Google Patents

Abstract

Flammenüberwachung mit Temperatursensor. Sensoranordnung (19) für eine Verbrennungsvorrichtung (1), die Sensoranordnung (19) umfassend: eine Halterung (21) zur Befestigung der Sensoranordnung (19) an der Verbrennungsvorrichtung (1); ein erstes Sensorelement (24; 27) umfassend eine erste Kontaktstelle und eine zweite Kontaktstelle; einen ersten Leitungsabschnitt (22; 25) und einen zweiten Leitungsabschnitt (23; 26); wobei der erste Leitungsabschnitt (22; 25) verschieden ist vom zweiten Leitungsabschnitt (23; 26); wobei der erste Leitungsabschnitt (22; 25) zwischen dem ersten Sensorelement (24; 27) und der Halterung (21) angeordnet ist und der zweite Leitungsabschnitt (23; 26) zwischen dem ersten Sensorelement (24; 27) und der Halterung (21) angeordnet ist; wobei der erste Leitungsabschnitt (22; 25) galvanisch verbunden ist mit der ersten Kontaktstelle des ersten Sensorelementes (24; 27) und der zweite Leitungsabschnitt (23; 26) galvanisch verbunden ist mit der zweiten Kontaktstelle des ersten Sensorelementes (24; 27); wobei der erste Leitungsabschnitt (22; 25) einen ersten Durchmesser von weniger als zweihundert Mikrometern aufweist.

Description

• Hintergrund
• Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf Steuerungen und/oder Regelungen, wie sie in Verbrennungsvorrichtungen, beispielsweise in Gasbrennern, im Zusammenhang mit Verbrennungssensoren eingesetzt werden. Verbrennungssensoren zur Überwachung der Flamme in Verbrennungsvorrichtungen sind beispielsweise Ionisationselektroden und/oder optische Sensoren. Die vorliegende Offenbarung bezieht sich insbesondere auf die Regelung und/oder Steuerung von Verbrennungsvorrichtungen in der Gegenwart von Wasserstoffgas.
• Bei der Verbrennung von reinem Wasserstoff wird an einer lonisationselektrode kein praktisch nutzbares Signal gebildet. Deshalb eignen sich Ionisationselektroden kaum zur Aufzeichnung und/oder Messung von Signalen einer Flamme bei der Verbrennung reinen Wasserstoffes in einer Verbrennungsvorrichtung. Ionisationselektroden eignen sich zudem kaum zur Überwachung der Anwesenheit einer Flamme bei der Verbrennung reinen Wasserstoffes in einer Verbrennungsvorrichtung.
• Bislang wird für die Verbrennung reinen Wasserstoffes in einer Verbrennungsvorrichtung eine optische Flammenüberwachung eingesetzt. Derweil sind optische Sensoren zur Aufzeichnung von Signalen während einer Verbrennung aufwändig.
• Weiterhin sind Thermoelemente und/oder Widerstandstemperatursensoren als Sensoren zur Aufzeichnung und/oder Messung von Signalen einer Verbrennung oder zur Detektion einer Flamme denkbar. Thermoelemente und/oder Widerstandstemperaursensoren sind thermisch anzukoppeln an die Zuluft und/oder das Gemisch und/oder das Abgas und/oder das Plasma einer Verbrennung an einer Verbrennungsvorrichtung. Thermoelemente und/oder Widerstandstemperaursensoren sind zudem thermisch an die mechanische Halterung angekoppelt. Durch jene Ankopplungen sind Thermoelemente und/oder Widerstandstemperatursensoren bislang zur Überwachung eines Verbrennungsprozesses eher zu langsam. Insbesondere sind solche Elemente und Sensoren zur Überwachung einer Flamme in einer Verbrennungsvorrichtung eher langsam.
• Eine europäische Patentanmeldung EP1154202A2 wurde eingereicht am 27. April 2001 durch SIEMENS BUILDING TECH AG. Die Anmeldung wurde veröffentlicht am 14. November 2001. EP1154202A2 behandelt eine Regeleinrichtung für einen Brenner. EP1154202A2 nimmt eine Priorität vom 12. Mai 2000 in Anspruch. Zu EP1154202A2 liegt ein erteiltes europäisches Patent EP1154202B1 vor. Ferner existiert eine Patentschrift EP1154202B2 nach einem Einspruchsverfahren.
• EP1154202B2 unterscheidet zwischen Brenngasen mit tiefem und hohem kalorischen Brennwert. Zur Unterscheidung der beiden Brenngase kommen zwei Kennlinien zum Einsatz. Die beiden Kennlinien betreffen je ein Steuersignal für ein Stellglied der Verbrennungsvorrichtung über einer Drehzahl der Verbrennungsvorrichtung. Für die Regelung der Verbrennungsvorrichtung werden Steuersignale, welche den Kennlinien entsprechen, gewichtet.
• Weiterhin beansprucht EP1154202B2 den Einsatz zusätzlicher Sensoren zur Regelung der Verbrennungsvorrichtung. Jene zusätzlichen Sensoren beeinflussen anhand ihrer Sensorergebnisse die Stellungen von Stellgliedern der Verbrennungsvorrichtung. Als Beispiel für aus jenen zusätzlichen Sensoren gewonnene Messdaten nennt EP1154202B2 eine Änderung der Kesseltemperatur.
• Eine Patentanmeldung DE102004030300A1 wurde eingereicht am 23. Juni 2004 durch EBM PAPST LANDSHUT GMBH. Die Anmeldung wurde veröffentlicht am 12. Januar 2006. DE102004030300A1 behandelt ein Verfahren zur Einstellung eines Betriebsparameters einer Feuerungseinrichtung.
• DE102004030300A1 offenbart einen Mischbereich, in welchen eine Luftzufuhr und eine Gaszufuhr münden. Aus dem Mischbereich heraus führt eine Leitung. Die Leitung endet an einem Brennerteil. Oberhalb des Brennerteils ist eine Flamme angeordnet. Ein Temperatursensor ist wahlweise an einer Oberfläche des Brennerteils angeordnet. Der Temperatursensor kann auch an einer anderen Stelle im Wirkungsbereich der Flamme angeordnet sein. Der Temperatursensor kann dabei
• - im Flammenkern,
• - am Flammenfusspunkt,
• - an der Flammenspitze,
• - jedoch auch in einiger Entfernung von der Flamme, beispielsweise am Brennerblech selbst, angeordnet seien. Durch Ermittlung und Erfassung der im Wirkungsbereich der Brennerflamme gemessenen Ist-Temperaturen in Abhängigkeit von dem eingestellten Mischungsverhältnis werden der maximale Temperaturwert sowie das dazugehörige Mischungsverhältnis bestimmt.
• Eine weitere Patentanmeldung DE102004055716A1 wurde eingereicht am 18. November 2004 durch EBM PAPST LANDSHUT GMBH. Die Anmeldung wurde veröffentlicht am 12. Januar 2006. DE102004055716A1 behandelt ein Verfahren zur Regelung und Steuerung einer Feuerungseinrichtung. DE102004055716A1 nimmt eine Priorität vom 23. Juni 2004 in Anspruch.
• DE102004055716A1 offenbart ebenfalls einen Mischbereich, in welchen eine Luftzufuhr und eine Gaszufuhr münden. Aus dem Mischbereich heraus führt eine Leitung. Die Leitung endet an einem Brennerteil. Oberhalb des Brennerteils ist eine Flamme angeordnet. Ein Temperatursensor kann beispielsweise im Bereich der Flamme, aber auch am Brenner in der Nähe der Flamme angeordnet sein. Beispielsweise kann auch ein Thermoelement als Temperatursensor verwendet werden. DE102004055716A1 lehrt die Regelung der von einer Feuerungsreinrichtung erzeugten Temperatur Tist auf eine Solltemperatur T_soll. Dabei kommt eine Kennlinie zum Einsatz, welche die Solltemperatur T_soll abhängig vom Massenstrom an Luft und/oder der Last der Feuerungseinrichtung angibt. Als weiterer Parameter bleibt die Luftzahl λ konstant.
• Eine internationale Patentanmeldung WO2006/000367A1 wurde eingereicht am 20. Juni 2005 durch EBM PAPST LANDSHUT. Die Anmeldung wurde veröffentlicht am 5. Januar 2006. WO2006/000367A1 behandelt ein Verfahren zur Einstellung einer Luftzahl an einer Feuerungseinrichtung. WO2006/000367A1 nimmt eine Priorität vom 23. Juni 2004 in Anspruch.
• WO2006/000367A1 offenbart ebenfalls einen Mischbereich, in welchen eine Luftzufuhr und eine Gaszufuhr münden. Aus dem Mischbereich heraus führt eine Leitung. Die Leitung endet an einem Brennerteil. Oberhalb des Brennerteils ist eine Flamme angeordnet. Ein Temperatursensor kann beispielsweise im Bereich der Flamme, aber auch am Brenner in der Nähe der Flamme angeordnet sein. Beispielsweise kann auch ein Thermoelement als Temperatursensor verwendet werden. Ein Temperatursensor ist wahlweise an einer Oberfläche des Brennerteils angeordnet. Der Temperatursensor kann auch an einer anderen Stelle im Wirkungsbereich der Flamme angeordnet sein. Der Temperatursensor kann dabei
• - im Flammenkern,
• - am Flammenfusspunkt,
• - an der Flammenspitze,
• - jedoch auch in einiger Entfernung von der Flamme, beispielsweise am Brennerblech selbst, angeordnet seien. Das Verfahren aus WO2006/000367A1 basiert darauf, dass die vom Temperatursensor erfasste Ist-Temperatur T_ist von einer Luftzahl λ abhängt. Die Ist-Temperatur erreicht bei λ = 1 ein Maximum T_max. Es wird nun für einen vorgegebenen Luftmassenstrom m_L anhand des Temperatursensors ein Maximum T_max bestimmt, indem iterativ ein Gasmassenstrom angepasst wird. Anschliessend wird eine Luftzahl von vorzugsweise λ = 1.3 eingestellt und der Luftmassenstrom m_L entsprechend erhöht.
• Eine weitere, internationale Patentanmeldung WO2015/113638A1 wurde eingereicht am 3. Februar 2014 durch ELECTROLUX APPLIANCES AB, SE. Die Anmeldung wurde veröffentlicht am 6. August 2015. WO2015/113638A1 lehrt eine Gasbrenneranwendung sowie eine Gaskocheinrichtung.
• WO2015/113638A1 offenbart eine Überwachungseinrichtung, anhand derer eine Gaszufuhr bei nicht vorhandener Flamme abgeschaltet wird. Dazu kooperiert die Überwachungsvorrichtung mit einer Abschaltvorrichtung umfassend ein Ventil. Die Überwachungseinrichtung kann ein Thermoelement oder einen anderen Sensor umfassen. Die Überwachungseinrichtung ist mithin sicherheitsgerichtet.
• Eine japanische Patentanmeldung JP2017040451A wurde eingereicht am 21. August 2015 durch NORITZ CORP. Die Anmeldung wurde veröffentlicht am 23. Februar 2017. JP2017040451A behandelt eine Verbrennungsvorrichtung.
• Insbesondere befasst sich JP2017040451A mit der Detektion einer Flammentemperatur unter Berücksichtigung von Verzögerungen des jeweiligen Sensors. Als Sensoren werden Thermoelemente und Thermistoren genannt. Zur Berücksichtigung jener Verzögerungen kommt eine Vorhersageeinheit zum Einsatz. Die Vorhersageeinheit ermittelt einen Wert, indem eine Differenz zwischen einer in der Vergangenheit erfassten Temperatur und einer aktuellen Temperatur mit einem Koeffizienten multipliziert wird. Jener Wert wird zur aktuell erfassten Temperatur addiert. Der zur Ermittlung jenes Wertes erforderliche Koeffizient hängt von einer Verzögerungszeit und von einer vorgegebenen Zeitspanne ab.
• Verzögerungen durch Sensoren finden Eingang die technische Spezifikation aus dem Jahr 2020 von RTD Platinsensoren der Firma IST. Die Antwortzeit, bis ein Sensor 63 Prozent einer Temperaturänderung infolge von Verzögerungen nachvollzogen hat, variiert zwischen 2.5 und 40 Sekunden. Generell hängt die Antwortzeit von den Abmessungen des jeweiligen Sensors ab, weil die Wärmekapazität von den Abmessungen beeinflusst wird. Eine Wärmezufuhr oder Wärmeabfuhr über eine Befestigung und/oder eine Zuleitung verzögert bei einem Temperatursprung die Temperatur am Sensor. Die Antwortzeit hängt deshalb auch von der thermischen Ankopplung an das Gehäuse oder die Halterung ab. Mithin wird das Sensorsignal verzögert.
• Druckschriftlicher Stand der Technik zur vorliegenden Offenbarung ist aus den Schriften
• - US5427452A ,
• - JP201658313A ,
• - DE102014011552A1 ,
• - US4029472 ,
• - EP0071614B1 ,
• - US201191879A1
bekannt.
• Ziel der vorliegenden Offenbarung ist es, eine Steuerung und/oder Regelung bereitzustellen, welche zeitnah und effektiv auf rasche Änderungen eines Verbrennungsprozesses reagiert. Insbesondere ist ein Ziel der vorliegenden Offenbarung, eine Steuerung und/oder Regelung bereitzustellen, welche auf Änderungen eines Verbrennungsprozesses im Zusammenhang mit wasserstoffhaltigen Brennstoffen reagiert.
• Zusammenfassung
• Eine zeitnahe und effektive Antwort auf Änderungen im Verbrennungsprozess erfordert eine schnelle Sensorik. Vorliegend ist eine Sensorik gefordert, deren Zeitkonstante bei weniger als fünf Sekunden liegt. Vorzugsweise liegt die Zeitkonstante bei weniger als zwei Sekunden oder gar bei weniger als einer Sekunde. Zugleich muss die Sensorik einem Verbrennungsprozess standhalten. Das heisst, dass die Sensorik unter dem Einfluss eines Verbrennungsprozesses nicht zerstört werden oder zu stark driften darf.
• Eine derart rasche Antwort auf Änderungen im Verbrennungsprozess, insbesondere auf Temperaturänderungen, wird erreicht durch eine thermische Entkopplung eines Sensorelementes. Das heisst, dass jedwelche Leitungsabschnitte zur Kontaktierung und Verbindung des Sensorelementes eine geringe thermische Leitfähigkeit aufweisen sollen. Die Leitungsabschnitte werden deshalb so dünn wie möglich ausgeführt.
• Ferner ist die thermische Kapazität des Sensorelementes selbst zu minimieren. Damit verkürzt sich die Zeitspanne, während derer sich ein Sensorelement aufheizt oder abkühlt, bis ein korrekter Messwert erhalten wird. Um die thermische Kapazität zu minimieren, wird das Sensorelement möglichst klein gewählt.
• Kleine Strukturen des Sensorelementes und dünne Zuleitungen lassen sich vorteilhaft auf einem Chip, beispielsweise auf einem mikrostrukturierten Chip, realisieren. Auf solche Chips lassen sich durch lithografische Prozesse feine Strukturen auf einer beispielsweise isolierenden Keramik aufbringen.
• Zur weiteren thermischen Entkopplung des Sensorelementes ist eine thermische Isolierschicht vorgesehen. Die thermische Isolierschicht entkoppelt das Sensorelement beispielsweise vom Substrat eines Chips. Wiederum lassen sich zur Aufbringung und Strukturierung der thermischen Isolierschicht Prozesse nutzen, wie sie aus der Halbleitertechnologie bekannt sind.
• Ferner ist vorgesehen, die Strukturen der Sensoranordnung per Siebdruck anzuordnen.
• Sofern eine Sensoranordnung mehr als ein Sensorelement aufweist, können die Signale der Sensorelemente untereinander verglichen werden, wenn die Sensorelemente jeweils in verschiedenen Temperaturbereichen der Flamme messen. Insbesondere können die Temperaturwerte, welche aus den Signalen gewonnen werden, untereinander verglichen werden. Eine geringe Differenz jener Signale und/oder Temperaturwerte weist auf einen Flammenabriss hin, weil beim Erlöschen einer Flamme einer Verbrennungsvorrichtungen die Temperaturverteilung im Feuerraum rasch homogen wird. Insbesondere wird die Temperaturverteilung an den Sensoren rasch homogen. Mithin lässt sich eine Sensoranordnung mit mehr als einem Sensorelement zur Detektion eines Flammenabrisses nutzen.
• Figurenliste
• Verschiedene Merkmale werden dem Fachmann aus der folgenden detaillierten Beschreibung der offenbarten nicht einschränkenden Ausführungsformen ersichtlich. Die Zeichnungen, die der detaillierten Beschreibung beiliegen, können kurz wie folgt beschrieben werden:
• 1 zeigt eine Verbrennungsvorrichtung mit Temperatursensor zur Flammenüberwachung im Feuerraum.
• 2a zeigt ein Thermoelement mit zwei Drähten als Temperatursensor im Feuerraum.
• 2b zeigt einen Temperatursensor mit einem Widerstandsdraht.
• 3 zeigt den Verlauf des Temperatursignales nach Zündung der Flamme.
• 4 zeigt den Verlauf des Temperatursignales nach Erlöschen der Flamme.
• 5a zeigt ein Thermoelement als Temperatursensor auf einem Chip.
• 5b zeigt ein Widerstandselement als Temperatursensor auf einem Chip.
• 6a zeigt ein Thermoelement auf einem Chip als Temperatursensor mit Kavität im Chip unter dem Temperatursensor.
• 6b zeigt ein Widerstandselement auf einem Chip als Temperatursensor mit Kavität im Chip unter dem Temperatursensor.
• 7a zeigt zwei Thermoelemente, die hintereinander in verschiedenen Flammenbereichen angebracht sind zur Messung von zwei Temperaturen der Flamme.
• 7b zeigt zwei Widerstandselemente, die hintereinander in verschiedenen Flammenbereichen angebracht sind zur Messung von zwei Temperaturen der Flamme.
• Detaillierte Beschreibung
• 1 zeigt eine Verbrennungsvorrichtung 1 wie sie beispielsweise in einem wandhängenden Gasbrenner und/oder einen bodenstehenden Gasbrenner realisiert ist. Im Feuerraum 2 der Verbrennungsvorrichtung 1 brennt im Betrieb eine Flamme eines Wärmeerzeugers. Der Wärmeerzeuger tauscht die Wärmeenergie der heissen Brenngase in ein anderes Fluid wie beispielsweise Wasser. Mit dem warmen Wasser wird beispielsweise eine Warmwasserheizungsanlage betrieben und/oder Trinkwasser erwärmt. Gemäss einer anderen Ausführungsform kann mit der Wärmeenergie der heissen Brennstoffe und/oder Brenngase ein Gut beispielsweise in einem industriellen Prozess erhitzt werden. Gemäss einer weiteren Ausführungsform ist der Wärmeerzeuger Teil einer Anlage mit Kraft-Wärme-Kopplung, beispielsweise ein Motor einer solchen Anlage. Gemäss einer anderen Ausführungsform ist der Wärmeerzeuger eine Gasturbine. Ferner kann der Wärmeerzeuger der Erhitzung von Wasser in einer Anlage zur Gewinnung von Lithium und/oder Lithiumkarbonat dienen. Die Abgase 10 werden aus dem Feuerraum 2 beispielsweise über einen Schornstein abgeführt.
• Die Luftzufuhr 5 für den Verbrennungsprozess wird über ein (motorisch) angetriebenes Gebläse zugeführt. Über die Signalleitung 14 gibt eine Steuer- und/oder Regeleinrichtung 13 dem Gebläse die Luftzufuhr V_L vor, die es fördern soll. Damit wird die anhand des Sensors 12 rückgemeldete Gebläsedrehzahl ein Mass für die Luftzufuhr 5.
• Gemäss einer Ausführungsform wird die Gebläsedrehzahl der Steuer- und/oder Regeleinrichtung 13 vom Gebläse anhand des Sensors 12 und/oder vom Luftstellglied 4 des Gebläses zurückgemeldet. In einer anderen Ausführungsform ermittelt die Steuer- und/oder Regeleinrichtung 13 die Drehzahl des Gebläses über den Ansteuerwert der Signalleitung 14.
• Die Steuer- und/oder Regeleinrichtung 13 umfasst vorzugsweise einen Microcontroller. Die Steuer- und/oder Regeleinrichtung 13 umfasst idealerweise einen Microprozessor. Die Steuer- und/oder Regeleinrichtung 13 kann eine Regeleinrichtung sein. Vorzugsweise umfasst die Regeleinrichtung einen Microcontroller. Die Regeleinrichtung umfasst idealerweise einen Microprozessor. Die Regeleinrichtung kann einen proportionalen und integralen Regler umfassen. Ferner kann die Regeleinrichtung einen proportionalen und integralen und derivativen Regler umfassen.
• Ferner kann die Steuer- und/oder Regeleinrichtung 13 eine im Feld programmierbare (Logik-) Gatter-Anordnung umfassen. Ausserdem kann die Steuer- und/oder Regeleinrichtung 13 eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung umfassen.
• In einer Ausführungsform umfasst die Signalleitung 14 und/oder die Leitung für die rückgemeldete Gebläsedrehzahl einen Lichtwellenleiter. In einer speziellen Ausführungsform ist die Signalleitung 14 und/oder die Leitung für die rückgemeldete Gebläsedrehzahl als Lichtwellenleiter ausgeführt. Lichtwellenleiter verschaffen Vorteile im Hinblick auf galvanische Trennung und Schutz vor Explosionen.
• Wird die Luftzufuhr 5 über eine Luftklappe und/oder ein Ventil eingestellt, kann als Mass für die Luftzufuhr 5 die Klappen- und/oder Ventilstellung verwendet werden. Ferner kann ein aus dem Signal eines Drucksensors und/oder Massenstromsensors und/oder Volumenstromsensors abgeleiteter Messwert verwendet werden.
• Gemäss einer Ausführungsform ist die Luftzufuhr V_L der Wert der aktuellen Luftdurchflussrate. Die Luftdurchflussrate kann in Kubikmeter Luft pro Stunde gemessen und/oder angegeben sein. Die Luftzufuhr V_L kann in Kubikmeter Luft pro Stunde gemessen und/oder angegeben sein.
• Die Brennstoffzufuhr V_B wird durch die Steuer- und/oder Regeleinrichtung 13 mit Hilfe mindestens eines Brennstoffaktors 7 - 9 und/oder mindestens eines (motorisch) einstellbaren Ventiles 7 - 9 eingestellt und/oder ausgeregelt. In der Ausführung in 1 ist der Brennstoff 6 ein Brenngas. Eine Verbrennungsvorrichtung 1 kann dann an verschiedene Brenngasquellen angeschlossen werden, beispielsweise an Quellen mit hohem Methan-Anteil und/oder an Quellen mit hohem Propan-Anteil. Ebenso ist vorgesehen, die Verbrennungsvorrichtung 1 an eine Quelle eines Gases oder einer Gasmischung angeschlossen ist, wobei das Gas oder die Gasmischung Wasserstoff umfasst. In einer speziellen Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Gas oder die Gasmischung mehr als fünf Prozent, insbesondere mehr als fünf Prozent der Stoffmenge, an Wasserstoff umfasst. In einer anderen, speziellen Ausführungsform umfasst der Wasserstoff einen variablen Anteil zwischen null und dreissig Prozent der Stoffmenge. In einer weiteren speziellen Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Brenngas oder die Brenngasmischung nur oder im Wesentlichen nur Wasserstoffgas umfasst. In 1 wird die Menge an Brenngas durch mindestens einen Brennstoffaktor 7 - 9, insbesondere durch mindestens ein (motorisch) einstellbares Brennstoffventil 7 - 9, von der Steuer- und/oder Regeleinrichtung 13 eingestellt. Der Ansteuerwert Brennstoffaktors 7 - 9, insbesondere des Gasventiles 7 - 9, beispielsweise ein pulsweitenmoduliertes Signal, ist dabei ein Mass für die Menge an Brenngas. Er ist auch ein Wert für die Brennstoffzufuhr V_B.
• Wird als Brennstoffaktor 7 - 9 eine Gasklappe verwendet, so kann als Mass für die Menge an Brenngas die Position einer Klappe verwendet werden. Gemäss einer speziellen Ausführungsform werden ein Brennstoffaktor 7 - 9 und/oder Gasventil 7 - 9 anhand eines Schrittmotors eingestellt. In jenem Fall ist die Schrittstellung des Schrittmotors ein Mass für die Menge an Brenngas. Das Gasventil und/oder die Brennstoffklappe kann auch in einer Einheit mit zumindest einem oder mehreren Sicherheitsabsperrventilen 7, 8 integriert sein. Eine Signalleitung 16 verbindet den Brennstoffaktor 7, insbesondere das Gasventil 7, mit der Steuer- und/oder Regeleinrichtung 13. Eine weitere Signalleitung 17 verbindet den Brennstoffaktor 8, insbesondere das Gasventil 8, mit der Steuer- und/oder Regeleinrichtung 13. Wiederum eine weitere Signalleitung 18 verbindet den Brennstoffaktor 9, insbesondere das Gasventil 9, mit der Steuer- und/oder Regeleinrichtung 13. In einer speziellen Ausführungsform umfassen die Signalleitungen 16 - 18 jeweils einen Lichtwellenleiter. Lichtwellenleiter verschaffen Vorteile im Hinblick auf galvanische Trennung und Schutz vor Explosionen.
• Weiterhin kann mindestens eines der Gasventile 7 - 9 ein intern über einen Strömungs- und/oder Drucksensor geregeltes Ventil sein, das einen Sollwert erhält und den Istwert des Strömungs- und/oder Drucksensors auf den Sollwert regelt. Der Strömungs- und/oder Drucksensor kann dabei als Volumenstromsensor beispielsweise als Turbinenradradzähler und/oder als Balgenzähler und/oder als Differenzdrucksensor realisiert sein. Der Strömungs- und/oder Drucksensor kann auch als Massenstromsensor, beispielsweise als thermischer Massenstromsensor, ausgeführt sein.
• 1 zeigt ebenfalls eine Verbrennungsvorrichtung 1 mit einer Sensoranordnung 19. Die Sensoranordnung 19 ist vorzugsweise eine Temperatursensoranordnung 19 im Feuerraum 2.
• Eine Signalleitung 20 verbindet die Sensoranordnung 19 mit der Steuer- und/oder Regeleinrichtung 13. In einer speziellen Ausführungsform umfasst die Signalleitung 20 einen Lichtwellenleiter. Lichtwellenleiter verschaffen Vorteile im Hinblick auf galvanische Trennung und Schutz vor Explosionen.
• Wie nachfolgend beschrieben, ist für eine ausreichend kleine Zeitkonstante eine ausreichende Gemischzufuhr und/oder Luftzufuhr hilfreich. Sollte aber das Gebläse ausfallen, so wird die Zeitkonstante geringer, weil die Strömungsgeschwindigkeit dann schnell abnimmt. Um diesem Problem zu begegnen, ist eine Überwachung des Gebläses sinnvoll. Die Überwachung erfolgt beispielsweise mit Hilfe eines Luftdrucksensors 12, der die Strömung überwacht. Der Luftdruckwert wird an die Steuer- und/oder Regeleinrichtung 13 übermittelt. Der Luftdruckwert wird dort mit einem Schwellwert verglichen. Wird der Schwellwert unterschritten, so ist die Luftzufuhr nicht mehr ausreichend zur Erkennung eines Flammenausfalls. Mindestens ein Brennstoffaktor 7 - 9 und/oder mindestens ein Gasventil 7 - 9 wird geschlossen. Bevorzugt werden alle Brennstoffaktoren 7 - 9 und/oder alle Gasventile 7 - 9 geschlossen.
• Der Luftdrucksensor 12 kann auch als Luftdruckschalter ausgeführt sein, so dass der Schwellwert am ihm direkt eingestellt werden kann. Nur ein Signal, wonach ausreichend Luftzufuhr vorhanden ist, wird an die Steuer- und/oder Regeleinrichtung 13 übermittelt. Die Luftzufuhr kann auch durch einen Strömungssensor 12 überwacht werden, der entweder direkt im Luftzufuhrkanal oder in einem Seitenkanal angebracht ist. Und nicht zuletzt kann die Luftzufuhr über einen Drehzahlsensor 12 überwacht werden, der detektiert, ob das Gebläse noch ausreichend schnell läuft. Wird auch hier ein Schwellwert unterschritten, so kann mindestens ein Brennstoffaktor 7 - 9 geschlossen werden, da keine ausreichend geringe Zeitkonstante mehr zur Flammendetektion mehr möglich ist. In einer Ausführungsform wird mindestens ein Gasventil 7 - 9 geschlossen. Bevorzugt werden zumindest zwei der Brennstoffaktoren 7 - 9 geschlossen. In einer Ausführungsform werden alle Gasventile 7 - 9 geschlossen.
• 2a zeigt eine Sensoranordnung 19 im Feuerraum 2. Die Temperatursensoranordnung 19 weist eine Halterung 21 auf. Die Halterung 21 dient der Befestigung der Sensoranordnung 19 im oder am Feuerraum 2. Insbesondere dient die Halterung 21 der Befestigung der Temperatursensoranordnung 19 an einer Wand des Feuerraumes 2. Die Halterung 21 umfasst vorzugsweise ein elektrisch isolierendes Material. In einer Ausführungsform umfasst die Halterung 21 ein keramisches Material.
• Die Temperatursensoranordnung 19 aus 2a umfasst ein Thermoelement 24. Ein erster Leitungsabschnitt 22 bildet eine erste Zuleitung zum Thermoelement 24. Mithin ist der erste Leitungsabschnitt 22 zwischen der Halterung 21 und dem Thermoelement 24 angeordnet. Ein zweiter Leitungsabschnitt 23 bildet eine zweite Zuleitung zu dem Thermoelement 24. Mithin ist der zweite Leitungsabschnitt 23 zwischen der Halterung 21 und dem Thermoelement 24 angeordnet. Der erste Leitungsabschnitt 22 ist verschieden vom zweiten Leitungsabschnitt 23.
• In einer Ausführungsform umfasst der Leitungsabschnitt 22 ein elektrisch leitfähiges Material, beispielsweise ein Metall wie Kupfer oder Wolfram. Der erste Leitungsabschnitt 22 ist elektrisch leitfähig verbunden mit dem Thermoelement 24. Der zweite Leitungsabschnitt 23 umfasst vorzugsweise ein elektrisch leitfähiges Material, beispielsweise ein Metall wie Kupfer oder Wolfram. Der zweite Leitungsabschnitt 23 ist elektrisch leitfähig verbunden mit dem Thermoelement 24. Die Materialien der Leitungsabschnitt 22 und 23 sind so gewählt, dass sie mit dem Thermoelement 24 kompatibel sind.
• In einer anderen, bevorzugten Ausführungsform nach 2a ist ein Thermoelement als Temperatursensor auf einer thermisch und elektrisch isolierenden Halterung 21 befestigt, wobei die beiden Leitungsabschnitte 22, 23 auch die Materialpaare für das Thermoelement 24 bilden. Durch die isolierende Halterung 21 führen auch die Leitungsabschnitte 22 und 23, die am Ende aus der Halterung 21 herausschauen. Während des Brennerbetriebes können die Leitungsabschnitte 22 und 23 in den Flammenbereich im Feuerraum 2 ragen. Die Leitungsabschnitte 22 und 23 sind aber auch jeweils das metallische Leitungselement zum Thermoelement 24, das beispielsweise durch eine Schweissverbindung der beiden Leitungselemente 23 und 24 gebildet wird. Das Thermoelement 24 umfasst beispielsweise für den Typ K NiCr (23) und Ni (24). Der Typ J aus Fe (23) und CuNi (24) dürfte für einen Betrieb in der Flamme eher weniger geeignet sein. Weitere, bevorzugtere Thermoelemente 24 sind
• - Typ N aus NiCrSi (23) und NiSi (24),
• - Typ R aus PT13Rh (23) und Pt (24),
• - Typ S aus Pt10 (23) und Pt (24),
• - Typen A aus W5Re (23) und W20Re (24),
• - Typ B aus Pt30Rh (23) und Pt6Rh (24) und
• - Typ C aus W5Re (23) und W26Re (24).
• Die vorgängige Liste erhebt keinen Anspruch auf Vollständigkeit. Mit Hilfe der temperaturabhängigen Thermospannung, die vom jeweiligen Typ abhängt und einer vorgegebenen und/oder kalibrierten Kennlinie wird die Thermospannung einer gemessenen Flammentemperatur zugeordnet. Die vorgegebene und/oder kalibrierte Kennlinie kann beispielsweise in der Steuer- und/oder Regeleinrichtung 13 hinterlegt sein. Die vorgegebene und/oder kalibrierte Kennlinie kann beispielsweise auch in einer eigenen elektronischen Einheit der Sensoranordnung 19 hinterlegt sein.
• Die elektronische Einheit hat auch Mittel, die Schwankung der Referenztemperatur des Thermoelementes an der Anschlussstelle der beiden Thermodrähte nahe oder in der elektronischen Einheit zu kompensieren. An der Anschlussstelle ist die Temperatur wesentlich näher an der Umgebungstemperatur. Deshalb kann die Kompensation beispielsweise durch eine weitere Temperaturmessung an der Anschlussstelle mit einem anders aufgebauten Temperatursensor, beispielsweise einem heissleitenden Temperatursensor aus einem Halbleitermaterial, erfolgen. Mit der gemessenen Temperatur an der Anschlussstelle kann dann die gemessene Thermospannung beispielsweise in der Steuer- und/oder Regeleinrichtung 13 auf eine kompensierte Thermospannung relativ zu einer festgelegten Referenztemperatur umgerechnet werden. Häufig wird als Referenztemperatur null Grad Celsius, entsprechend zweihundertdreiundsiebzig Kelvin, gewählt. Die kompensierte Thermospannung wird dann in der Steuer- und/oder Regeleinrichtung 13 über eine hinterlegte Abbildungsvorschrift auf die zu messende Temperatur abgebildet. Die Abbildungsvorschrift kann beispielsweise als Polynom hinterlegt sein. Bevorzugt ist die Abbildungsvorschrift als Tabelle hinterlegt, wobei die Zwischenwerte linear interpoliert werden.
• Die Leitungsabschnitte 22 und 23 umfassen jeweils ein passendes Material zum Thermoelement 24. Zum Schutz gegen korrosive Einflüsse können der die Kontakte des Thermoelementes 24 und/oder die Leitungsabschnitte 22 und 23 mit einem elektrischen Isolator umgeben sein. Der elektrische Isolator kann eine Schutzschicht aus temperaturfestem Glas umfassen. Der Isolator kann auch an unterschiedlichen Stellen anders oder dicker ausgeführt sein. Beispielsweise kann der Isolator weiter weg von den Kontakten des Thermoelementes 24 anders und/oder dicker ausgeführt sein.
• Vorteilhaft befindet sich das Thermoelement 24
• - in einem Flammenkern eines Flammenbereiches im Feuerraum 2 oder
• - an einem Flammenfusspunkt des Flammenbereiches im Feuerraum 2 oder
• - an einer Flammenspitze des Flammenbereiches im Feuerraum 2.
• Das Thermoelement 24 kann jedoch auch ausserhalb des Flammenbereiches im Feuerraum 2, beispielsweise mindestens einen halben Zentimeter, oder mindestens zwei Zentimeter oder mindestens fünf Zentimeter oder sogar mindestens zehn Zentimeter ausserhalb des Flammenbereiches im Feuerraum 2 angeordnet sein. Das Thermoelement 24 kann auch zwischen der eigentlichen Flamme und dem Brenner angeordnet sein, wenn die Flamme in einem Abstand zum Brenner gehalten wird. Ein hinreichender Abstand des Thermoelementes 24 vom Flammenbereich im Feuerraum 2 kann das Thermoelement 24 vor Zerstörung durch eine Flamme schützen.
• In einer speziellen Ausführungsform mit Lichtwellenleiter umfasst die Temperatursensoranordnung 19 aus 2a eine elektronische Einheit, die einen Koppler umfasst. Der Koppler setzt ein elektrisches Signal, welches vom Thermoelement 24 stammt, in ein optisches Signal für den Lichtwellenleiter um. In einer kompakten Ausführungsform kann der Koppler in der Halterung 21 angeordnet sein. In einer vorteilhaften Ausführung kompensiert die elektronische Einheit die schwankende Temperatur an der Anschlussstelle der elektronischen Einheit.
• 2b zeigt eine weitere Ausführungsform einer Temperatursensoranordnung 19 im Feuerraum 2. Die Temperatursensoranordnung 19 weist eine Halterung 21 auf. Die Halterung 21 dient der Befestigung der Temperatursensoranordnung 19 im oder am Feuerraum 2. Insbesondere dient die Halterung 21 der Befestigung der Temperatursensoranordnung 19 an einer Wand des Feuerraumes 2. Die Halterung 21 umfasst vorzugsweise ein elektrisch isolierendes Material. In einer Ausführungsform umfasst die Halterung 21 ein keramisches Material.
• Die Temperatursensoranordnung 19 aus 2b umfasst einen Widerstandsdraht 27. Der Widerstandsdraht weist einen temperaturabhängigen elektrischen Widerstand auf. Beispielsweise kann der temperaturabhängige elektrische Widerstand des Widerstandsdrahtes 27 dem elektrischen Widerstand eines Pt100 oder Pt1000 Elementes entsprechen.
• Ein erster Leitungsabschnitt 25 bildet eine erste Zuleitung zum Widerstandsdraht 27. Mithin ist der erste Leitungsabschnitt 25 zwischen der Halterung 21 und dem Widerstandsdraht 27 angeordnet. Ein zweiter Leitungsabschnitt 26 bildet eine zweite Zuleitung zu dem Widerstandsdraht 27. Mithin ist der zweite Leitungsabschnitt 26 zwischen der Halterung 21 und dem Widerstandsdraht 27 angeordnet. Der erste Leitungsabschnitt 25 ist verschieden vom zweiten Leitungsabschnitt 26, kann aber auch aus dem gleichen, elektrisch leitfähigen Material bestehen.
• Der erste Leitungsabschnitt 25 umfasst vorzugsweise ein elektrisch leitfähiges Material, beispielsweise ein Metall wie Kupfer oder Wolfram. Der erste Leitungsabschnitt 25 ist elektrisch leitfähig verbunden mit dem Widerstandsdraht 27. Der zweite Leitungsabschnitt 26 umfasst vorzugsweise ein elektrisch leitfähiges Material, beispielsweise ein Metall wie Kupfer oder Wolfram. Der zweite Leitungsabschnitt 26 ist elektrisch leitfähig verbunden mit dem Widerstandsdraht 27.
• Vorteilhaft weist der Widerstandsdraht 27 eine erste und eine zweite Kontaktstelle auf, wobei die erste Kontaktstelle verschieden ist von der zweiten Kontaktstelle. Der erste Leitungsabschnitt 25 ist elektrisch leitfähig verbunden mit dem Widerstandsdraht 27 über die erste Kontaktstelle des Widerstandsdrahtes 27. Der zweite Leitungsabschnitt 26 ist elektrisch leitfähig verbunden mit dem Widerstandsdraht 27 über die zweite Kontaktstelle des Widerstandsdrahtes 27.
• Vorteilhaft befindet sich der Widerstandsdraht 27
• - in einem Flammenkern eines Flammenbereiches im Feuerraum 2 oder
• - an einem Flammenfusspunkt des Flammenbereiches im Feuerraum 2 oder
• - an einer Flammenspitze des Flammenbereiches im Feuerraum 2.
• Der Widerstandsdraht 27 kann jedoch auch ausserhalb des Flammenbereiches im Feuerraum 2 angeordnet sein. Beispielsweise kann der Widerstandsdraht 27 mindestens einen halben Zentimeter oder mindestens zwei Zentimeter oder mindestens fünf Zentimeter oder sogar mindestens zehn Zentimeter ausserhalb des Flammenbereiches im Feuerraum 2 angeordnet sein. Ein hinreichender Abstand des Widerstandsdrahtes 27 vom Flammenbereich im Feuerraum 2 kann den Widerstandsdraht 27 vor Zerstörung durch eine Flamme schützen.
• In einer speziellen Ausführungsform mit Lichtwellenleiter umfasst die Temperatursensoranordnung 19 aus 2b eine elektronische Einheit, die einen Koppler umfasst. Der Koppler setzt ein elektrisches Signal, welches vom Widerstandsdraht 27 stammt, in ein optisches Signal für den Lichtwellenleiter um. In einer kompakten Ausführungsform kann der Koppler in der Halterung 21 angeordnet sein.
• In 2b betrifft demnach eine Sensoranordnung 19 mit Widerstandsdraht 27. Die Leitungsabschnitte 25 und 26 zum Widerstandsdraht 27 führen durch eine thermisch und elektrisch isolierende Halterung 21. Durch einen bekannten, festen Temperaturgang des elektrischen Widerstandes kann anhand einer Widerstandsmessung die Temperatur des Widerstandsdrahtes 27 bestimmt werden. Der Temperaturgang des elektrischen Widerstandes kann dabei vorgegeben und/oder kalibriert sein. Mithin kann die Temperatur des Flammenbereiches, in den der Widerstandsdraht 27 während des Brennerbetriebes hineinragen kann, bestimmt werden. Die Zuordnung des gemessenen Widerstandswertes zur Flammentemperatur kann beispielsweise in der Steuer- und/oder Regeleinrichtung 13 erfolgen. Die Zuordnung des gemessenen Widerstandswertes zur Flammentemperatur kann beispielsweise auch in einer eigenen, der Sensoranordnung 19 zugeordneten elektronischen Schaltung erfolgen. Der Widerstandsdraht 27 und/oder die Leitungsabschnitte 25 und 26 können zur elektrischen Isolation mit einer isolierenden Schicht beispielsweise aus temperaturfestem Glas überzogen sein. Und auch hier kann der Isolator an den Leitungsabschnitten 25 und 26 anders oder dicker ausgeführt sein als am Widerstandsdraht 27. Zur Erhöhung des Widerstandswertes und damit der Sensitivität kann der Widerstandsdraht 27 gewendelt sein. Als Widerstandsmaterial kann Platin mit einem Temperaturkoeffizienten von circa 3800 ppm/Kelvin verwendet werden. Als Material des Widerstandsdrahtes 27 kann beispielsweise auch Wolfram mit einem Temperaturkoeffizienten von circa 4400 ppm/Kelvin verwendet werden.
• Grundsätzlich besteht aufgrund des mechanischen Aufbaus das Problem, dass nach einem Sprung in der Flammentemperatur ein verzögertes Verhalten der Flammentemperatur zu beobachten ist. Dieses verzögerte Verhalten wird durch die Wärmekapazität des Thermoelementes 24 oder des Widerstandsdrahtes 27 bedingt. Daher wurde mit Hilfe der über einen Temperaturfühler gemessenen Flammentemperatur bisher nur das Brennstoff-Luft Verhältnis ausgeregelt. JP06693067B2 zeigt ein elektronisches Verfahren, anhand dessen der Signalverlauf mittels der Steigung des Temperaturganges zur Regelung beschleunigt wird. Derweil erfolgt die Flammenüberwachung aber in JP06693067B2 noch mit einer lonisationselektrode. Durch die Diodenwirkung der lonisationsmesstrecke erfolgt das Detektieren der Anwesenheit oder Abwesenheit einer Flamme wesentlich schneller.
• Wird aber als Brennstoff anstatt von kohlenwasserstoffhaltigen Gasen reines Wasserstoffgas oder im Wesentlichen reines Wasserstoffgas verwendet, so kann als Flammenüberwachung eine lonisationselektrode kaum verwendet werden. Zur Flammenüberwachung selbst sind aber die im Stand der Technik beschriebenen Temperatursensoren eher zu langsam. Insbesondere die Flammenerkennung kurz nach der Zündung der Flamme oder die Detektion des Fehlens einer Flamme nach Flammenabriss müssen rasch erfolgen. Dies zeigt sich in den in 3 und 4 skizzierten Kennlinien.
• In 3 und 4 ist jeweils der Verlauf des Temperaturwertes 28 einer Sensoranordnung 19 über der Zeit 29 dargestellt. Der Temperaturwert 28 kann sich vom übertragenen Signal unterscheiden. Beispielsweise kann das Signal der Sensoranordnung 19 schon verarbeitet worden sein, indem es in der Temperatursensoranordnung 19 schon mit einer Temperaturschwelle verglichen wurde. Ferner ist möglich, dass das Signal der Sensoranordnung 19 in Form eines Wertes in einem Bus mit vorgegebenem Busprotokoll übertragen wird. Derweil kann das übertragene Signal der Sensoranordnung 19 auch identisch mit dem Temperaturwert 28 sein.
• Der Signalverlauf 31 in 3 zeigt schematisch den Temperatursprung nach Zündung der Flamme am Ort des Temperatursensors in der Flamme. Der Signalverlauf 32 zeigt den Verlauf der gemessenen Temperatur, die mit dem Verhalten eines Verzögerungsgliedes erster Ordnung dem Temperatursprung der Flamme folgt. Die Zündung erfolgt zum Zeitpunkt 30. Zum Zeitpunkt 33 sind zehn Prozent des Endwertes der Flammentemperatur erreicht. Zum Zeitpunkt 35 sind neunzig Prozent des Endwertes erreicht. Zeitpunkt 34 markiert das Erreichen von dreiundsechzig Prozent des Endwertes. Die Zeitdifferenz zwischen Zeitpunkt 34 und Zeitpunkt 30 entspricht damit der Zeitkonstante der Sensoranordnung 19 für eine Zündung.
• In 3 ist der Temperaturwert 28 über der Zeit 29 aufgetragen. Der Temperaturwert 28 kann beispielsweise in Kelvin und/oder in Volt und/oder Millivolt aufgetragen sein. Die Zeit 29 kann beispielsweise in Sekunden aufgetragen sein.
• Der Signalverlauf 37 in 4 zeigt schematisch den Temperatursprung nach Erlöschen der Flamme am Ort der Temperatursensoranordnung 19 in oder nahe der Flamme. Der Verlauf 38 zeigt den Verlauf der gemessenen Temperatur, die mit dem Verhalten eines Verzögerungsgliedes erster Ordnung dem Temperatursprung der Flamme folgt. Das Erlöschen der Flamme erfolgt zum Zeitpunkt 36. Zum Zeitpunkt 39 sind zehn Prozent des Endwertes der Flammentemperatur erreicht. Zum Zeitpunkt 41 sind neunzig Prozent des Endwertes erreicht. Zeitpunkt 40 markiert das Erreichen von dreiundsechzig Prozent des Endwertes. Die Zeitdifferenz zwischen Zeitpunkt 40 und Zeitpunkt 36 entspricht damit der Zeitkonstante der Sensoranordnung 19 für einen Flammenabriss. Vorzugsweise entspricht jene Zeitdifferenz der Zeitkonstante der Sensoranordnung 19 für einen Flammenabriss bei einer bestimmten Brennerleistung. Aufgrund anderer Umgebungsbedingungen können die Zeitdifferenzen der Zeitpunkte 33/30, 34/30 und 35/30 verschieden von den Zeitdifferenzen der Zeitpunkte 39/36, 40/36 und 41/36 sein. Andere Umgebungsbedingungen entstehen beispielsweise durch eine geänderte Umströmung der Sensoranordnung 19. Die grösste Zeitkonstante tritt bei kleinster Strömungsgeschwindigkeit des Gemisches, also bei kleinstem Leistungswert des Brenners, auf.
• In 4 ist der Temperaturwert 28 über der Zeit 29 aufgetragen. Der Temperaturwert 28 kann beispielsweise in Kelvin und/oder in Volt und/oder Millivolt aufgetragen sein. Die Zeit 29 kann beispielsweise in Sekunden aufgetragen sein.
• Um Temperatursensoren für eine Flammenüberwachung zu verwenden, muss die Zeitkonstante für die kleinste Umströmung des Temperaturwertes ausreichend klein sein, damit der Temperatursensor ausreichend schnell wird. Als typischer Wert einer kleinen Strömungsgeschwindigkeit kann ein Wert von kleiner als zwei Meter pro Sekunde, besser ein Meter pro Sekunde, bevorzugt kleiner als 0.3 Meter pro Sekunde gewählt werden. Der Wert für die Strömungsgeschwindigkeit kann auch grösser sein.
• Für das Detektieren der Flamme oder des Flammenabfalls muss nicht der Endwert der Temperatur erreicht sein, sondern es genügt nur ein bestimmter Anteil. Beispielsweise ist ein Anteil von circa fünfzig Prozent des Endwertes normalerweise ausreichend. Daher muss die Zeitkonstante zur sichern Detektion der Flamme oder zur Detektion vom Flammenabriss für die oben genannten Werte kleiner als fünf Sekunden sein. Bevorzugt muss die Zeitkonstante kleiner als eine Sekunde sein. Besonders bevorzugt muss die Zeitkonstante kleiner als 0.5 Sekunden sein.
• Vorzugsweise hat die Zeitkonstante einer Sprungantwort bei 0.3 Meter pro Sekunde an Luftzufuhr einen Wert kleiner als fünf Sekunden. Idealerweise hat die Zeitkonstante einer Sprungantwort bei 0.3 Meter pro Sekunde an Luftzufuhr einen Wert kleiner als eine Sekunde.
• Die Temperatur im Feuerraum 2 gleicht sich nach einem Flammenabriss rasch aus. Deshalb wird aufgrund der starken Temperaturunterschiede im Feuerraum 2 nach einem Flammenabriss auch ohne Luftzufuhr oder Gemischzufuhr ein Flammenabriss detektiert werden können. Es kann also auch bei den genannten Zeitkonstanten ohne Luftzufuhr oder Gemischzufuhr noch ein Flammenabriss detektiert werden.
• Eine ausreichend geringe Zeitkonstante wird erreicht durch einen entsprechenden Aufbau der Sensoranordnung 19. Es können in 2a und 2b die Drähte so gestaltet werden, dass die Zeitkonstanten wie oben dargestellt erreicht werden. Dies erfolgt am besten über dünne Leitungsabschnitte 22, 23, 25, 26. Vorzugsweise weisen die Leitungsabschnitte 22, 23, 25, 26 Durchmesser auf, welche geringer als zweihundert Mikrometer sind. Speziell bevorzugt weisen die Leitungsabschnitte 22, 23, 25, 26 Durchmesser auf, welche geringer als einhundert Mikrometer sind. Insbesondere können die Leitungsabschnitte 22, 23, 25, 26 Durchmesser aufweisen, welche geringer als fünfzig Mikrometer sind.
• Die Leitungsabschnitte 22, 23, 25, 26 werden an der Halterung 21 befestigt. Die Leitungsabschnitte 22, 23, 25, 26 wirken dabei thermisch so isolierend, dass kaum Wärme von der Halterung 21 auf die Sensorelemente 24, 27 fliessen kann. Nur die sehr viel geringere Wärmekapazität der eigentlichen Sensorelemente 24, 27 bestimmt so die Zeitkonstanten.
• 5a zeigt eine Fortbildung des Sensors aus 2a. Dabei ist das Thermoelement 24 auf einen Chip 42 angeordnet, bei dem die Zuleitungen auf einem isolierenden Material aufgebracht sind. Der Chip 42 kann beispielsweise ein isolierendes Material wie Siliziumkarbid und/oder Aluminiumoxid und/oder Siliziumdioxid umfassen. Der Chip 42 kann beispielsweise ein isolierendes Substrat wie ein Siliziumkarbidsubstrat und/oder Aluminiumoxidsubstrat und/oder Siliziumdioxidsubstrat umfassen. Der Chip 42 kann aber auch aus einem anderen Substrat mit einer isolierenden Zwischenschicht zwischen Zuleitungen/Thermoelement und dem Substrat aufgebaut sein.
• Zum Erreichen kurzer Zeitkonstanten ist das Thermoelement 24 auf dem Chip 42 in den Abmessungen klein ausgelegt. Eine Anordnung auf einem Chip 42 ermöglicht gegenüber der Anordnung aus 2a tendenziell kleinere Strukturen. Vorzugsweise hat das Thermoelement 24 einen grössten Durchmesser von weniger als zweihundert Mikrometern. Insbesondere kann das Thermoelement 24 einen grössten Durchmesser von weniger als zwanzig Mikrometern aufweisen. Besonders bevorzugt kann das Thermoelement 24 einen grössten Durchmesser von weniger als fünf Mikrometer aufweisen.
• Zum Erreichen kurzer Zeitkonstanten sind die Zuleitungen zum Thermoelement 24 auf dem Chip 42 dünn. Eine Anordnung auf einem Chip 42 ermöglicht gegenüber der Anordnung aus 2a tendenziell kleinere Strukturen. Vorzugsweise haben die Zuleitungen zum Thermoelement 24 auf dem Chip 42 jeweils eine Leiterbahnbreite von weniger als zweihundert Mikrometern. Insbesondere können die Zuleitungen zum Thermoelement 24 auf dem Chip 42 jeweils eine Leiterbahnbreite von weniger als zwanzig Mikrometern aufweisen. Besonders bevorzugt können die Zuleitungen zum Thermoelement 24 auf dem Chip 42 jeweils eine Leiterbahnbreite von weniger als fünf Mikrometern aufweisen.
• Die Zuleitungen des Chips 42 zum Thermoelement 24 und das Thermoelement 24 des Chips 42 müssen aus kompatiblen Materialien hergestellt sein.
• Die Zuleitungen des Chips 42 zum Thermoelement 24 und das Thermoelement 24 des Chips 42 können anhand von beispielsweise einer Glasschicht zum umströmenden Medium hin isoliert sein. Die elektrische Isolierung hin zum umströmenden Medium kann beispielsweise auch anhand eines anderen isolierenden Materials erfolgen.
• 5b zeigt eine Fortbildung des Sensors aus 2b. Dabei ist der Widerstand als Leiterbahnwiderstand auf einen Chip 43 angeordnet. Der Chip 43 kann beispielsweise ein isolierendes Material wie Siliziumkarbid und/oder Aluminiumoxid und/oder Siliziumdioxid umfassen. Der Chip 43 kann beispielsweise ein isolierendes Substrat wie ein Siliziumkarbidsubstrat und/oder Aluminiumoxid und/oder Siliziumdioxid umfassen. In einer Ausführungsform hat der Chip 43 mit dem Leiterbahnwiderstand die gleichen Abmessungen wie der Chip 42 mit dem Thermoelement 24. In einer anderen Ausführungsform hat der Chip 42 mit dem Leiterbahnwiderstand andere Abmessungen als der Chip 42 mit dem Thermoelement 24. Der Chip 43 kann aber auch aus einem anderen Substrat mit einer isolierenden Zwischenschicht zwischen Zuleitungen/Leitungswiderstand und dem Substrat aufgebaut sein.
• Zum Erreichen kurzer Zeitkonstanten ist der Leiterbahnwiderstand auf dem Chip 43 in seinen Abmessungen klein ausgeführt. Eine Anordnung auf einem Chip 43 ermöglicht gegenüber der Anordnung aus 2b tendenziell kleinere Strukturen. Vorzugsweise hat der Leiterbahnwiderstand eine Gesamtfläche von weniger als einem Millimeter mal ein Millimeter. Insbesondere kann der Leiterbahnwiderstand eine Gesamtfläche von weniger als zweihundert Mikrometern mal zweihundert Mikrometer aufweisen. Besonders bevorzugt kann der Leiterbahnwiderstand eine Gesamtfläche von weniger als einhundert Mikrometer mal einhundert Mikrometer aufweisen. Auf der genannten Fläche kann der Leiterbahnwiderstand zur Erreichung eines ausreichend hohen Widerstandswertes gewendelt sein.
• Zum Erreichen kurzer Zeitkonstanten sind die Zuleitungen zum Leiterbahnwiderstand auf dem Chip 43 dünn. Eine Anordnung auf einem Chip 43 ermöglicht gegenüber der Anordnung aus 2a tendenziell kleinere Strukturen. Vorzugsweise haben die Zuleitungen zum Leiterbahnwiderstand auf dem Chip 43 jeweils eine Leiterbahnbreite von weniger als zweihundert Mikrometern. Insbesondere können die Zuleitungen zum Leiterbahnwiderstand auf dem Chip 43 jeweils eine Leiterbahnbreite von weniger als zwanzig Mikrometern aufweisen. Besonders bevorzugt können die Zuleitungen zum Leiterbahnwiderstand auf dem Chip 43 bei dreihundert Kelvin jeweils einen Durchmesser von weniger als fünf Mikrometern aufweisen.
• Die Zuleitungen des Chips 42 zum Leiterbahnwiderstand und der Leiterbahnwiderstand des Chips 42 können anhand von beispielsweise einer Glasschicht zum umströmenden Medium hin isoliert sein. Die elektrische Isolierung hin zum umströmenden Medium kann beispielsweise auch anhand eines anderen isolierenden Materials erfolgen.
• 6a zeigt eine Fortbildung der Sensoranordnung 19 aus 5a. Die Sensoranordnung 19 aus 6a umfasst eine Isolierschicht 44. Die Isolierschicht 44 ist bevorzugt angrenzend an das Thermoelement 24 des Chips 42 angeordnet. Das heisst, dass der Chip 42 ein Substrat, eine Isolierschicht 44 und ein Thermoelement 24 umfasst. Die Isolierschicht 44 ist derart zwischen dem Substrat des Chips 42 und dem Thermoelement 24 des Chips 42 angeordnet, dass sie an das Thermoelement 24 grenzt.
• Aufgabe der Isolierschicht 44 ist eine thermische Entkopplung des Thermoelementes 24 vom Substrat des Chips 42.
• In einer Ausführungsform besteht die Isolierschicht 44 aus Siliziumdioxid, in einer anderen aus Aluminiumoxid. Die Isolierschicht 44 kann auch aus einem anderen thermisch isolierenden Material bestehen.
• Die Isolierschicht 44 weist vorzugsweise einen kürzesten Abstand zwischen dem Thermoelement 24 auf der Isolierschicht 44 und der dem Thermoelement 24 entgegengesetzten Seite der Isolierschicht 44 von mehr als einem Mikrometer auf. Das heisst, dass die Isolierschicht 44 mindestens einen Mikrometer dick ist. Speziell bevorzugt weist die Isolierschicht 44 einen kürzesten Abstand zwischen dem Thermoelement 24 auf der Isolierschicht 44 und der dem Thermoelement 24 entgegengesetzten Seite der Isolierschicht 44 von mehr als zwei Mikrometern auf. Das heisst, dass die Isolierschicht 44 mehr als zwei Mikrometer dick ist. Auch kann vorgesehen sein, dass die Isolierschicht 44 einen kürzesten Abstand zwischen dem Thermoelement 24 auf der Isolierschicht 44 und der dem Thermoelement 44 entgegengesetzten Seite der Isolierschicht 44 von mehr als fünf Mikrometern aufweist. Ebenso kann die Isolierschicht 44 mehr als zehn Mikrometer dick sein. Das heisst, dass die Isolierschicht 44 mehr als fünf Mikrometer oder zehn Mikrometer dick ist. Im Bereich des Thermoelementes ist unter der Isolierschicht 44 ein Abschnitt des Substrates entfernt, indem jener Abschnitt beispielsweise weggeätzt wurde. Das eigentliche Thermoelement liegt also nur auf der Isolierschicht 44. Durch das dünne Substrat erhält das Thermoelement eine gute Ankopplung auch von der Rückseite an das zu messende Medium. Durch das dünne Substrat ist das Thermoelement über einen Abstand zum Bereich mit Substrat unter der Isolierschicht 44, der beispielsweise grösser als das zehnfache der Isolierschichtdicke beträgt, gut zum Substrat hin isoliert. Eine noch bessere Isolation erhält man bei einer noch weiteren Entfernung des Abstands des Thermoelementes zum Substrat, beispielsweise den fünfzigfachen Abstand der Isolierschichtdicke. Durch die kleinen Abmessungen des Thermoelementes und eine geringe Dicke des Thermoelementes sowie der Isolierschicht 44 erhält man eine kleine Wärmekapazität am Thermoelement als Messstelle. Durch die besonders geringe Wärmekapazität und die gute Isolation können kleine Zeitkonstanten erreicht werden, die bis zu kleiner einhundert Millisekunden reichen können.
• 6b zeigt eine Fortbildung der Sensoranordnung 19 aus 5b. Die Sensoranordnung 19 aus 6b umfasst eine Isolierschicht 45. Die Isolierschicht 45 ist bevorzugt angrenzend an den Leiterbahnwiderstand des Chips 43 angeordnet. Das heisst, dass der Chip 43 ein Substrat, eine Isolierschicht 45 und einen Leiterbahnwiderstand umfasst. Die Isolierschicht 45 ist derart zwischen dem Substrat des Chips 43 und dem Leiterbahnwiderstand des Chips 43 angeordnet, dass sie an den Leiterbahnwiderstand grenzt.
• Aufgabe der Isolierschicht 45 ist eine thermische Entkopplung des Leiterbahnwiderstandes vom Substrat des Chips 43.
• In einer Ausführungsform besteht die Isolierschicht 45 aus Siliziumdioxid, in einer anderen aus Aluminiumoxid. Die Isolierschicht 45 kann auch aus einem anderen thermisch isolierenden Material bestehen.
• Die Isolierschicht 45 weist vorzugsweise einen kürzesten Abstand zwischen dem Leiterbahnwiderstand auf der Isolierschicht 45 und der dem Leiterbahnwiderstand entgegengesetzten Seite der Isolierschicht 45 von mehr als einem Mikrometer auf. Das heisst, dass die Isolierschicht 45 mehr als einen Mikrometer dick ist. Speziell bevorzugt weist die Isolierschicht 45 einen kürzesten Abstand zwischen dem Leiterbahnwiderstand auf der Isolierschicht 45 und der dem Leiterbahnwiderstand entgegengesetzten Seite der Isolierschicht 45 von mehr als zwei Mikrometern auf. Das heisst, dass die Isolierschicht 45 mehr als zwei Mikrometer dick ist. Auch kann vorgesehen sein, dass die Isolierschicht 45 einen kürzesten Abstand zwischen dem Leiterbahnwiderstand auf der Isolierschicht 45 und der dem Leiterbahnwiderstand entgegengesetzten Seite der Isolierschicht 45 von mehr als fünf Mikrometern aufweist. Ebenso kann die Isolierschicht 45 mehr als zehn Mikrometer dick sein. Das heisst, dass die Isolierschicht 45 mehr als fünf Mikrometer oder zehn Mikrometer dick ist. Im Bereich des Leiterbahnwiderstandes ist unter der Isolierschicht 45 ein Abschnitt des Substrates entfernt, indem jener Abschnitt beispielsweise weggeätzt wurde. Der eigentliche Leiterbahnwiderstand liegt also nur auf der Isolierschicht 45. Durch das dünne Substrat erhält der Leiterbahnwiderstand eine gute Ankopplung auch von der Rückseite an das zu messende Medium. Durch das dünne Substrat ist der Leiterbahnwiderstand über einen Abstand zum Bereich mit Substrat unter der Isolierschicht 45 gut zum Substrat hin isoliert. Der Abstand kann beispielsweise mehr als das zehnfache der Isolierschichtdicke betragen. Eine noch bessere Isolation erhält man bei einer noch weiteren Entfernung des Abstands des Leiterbahnwiderstandes zum Substrat, beispielsweise den fünfzigfachen Abstand der Isolierschichtdicke. Durch die kleinen Abmessungen des Leiterbahnwiderstandes und eine geringe Dicke des Leiterbahnwiderstandes sowie der Isolierschicht 45 erhält man eine kleine Wärmekapazität am Leiterbahnwiderstand als Messstelle. Durch die besonders geringe Wärmekapazität und die gute Isolation können kleine Zeitkonstanten erreicht werden, die bis zu kleiner als einhundert Millisekunden reichen können.
• In 7a und 7b ist jeweils eine weitere Variante dargestellt, mit der eine fehlende Luftzufuhr aufgedeckt werden kann. In beiden Varianten werden je zwei Sensorelemente verwendet. In 7a sind dies zwei Thermoelemente, die in unterschiedlichen Flammenbereichen die Flammentemperatur messen. Es können die Leitungsabschnitte 22 und 23 des zweiten Thermoelementes in 7a auch getauscht werden, so dass aus den mittleren beiden Zuleitungen eine Zuleitung gemacht werden kann.
• In 7b sind zwei Sensorelemente auf einem Chip mit jeweils einem Leiterbahnwiderstand dargestellt, die in unterschiedlichen Flammenbereichen die Flammentemperatur messen. Alternativ kann auch jeweils anstatt eines Chips 43 ein Widerstandsdraht 27 zur Temperaturerfassung verwendet werden. Die Widerstandswerte beider Sensorelemente können über zumindest drei Zuleitungen unabhängig voneinander bestimmt werden.
• Entscheidend ist für diese Anordnung ist, dass jeweils beide Sensorelemente in unterschiedlichen Flammenbereichen die Flammentemperatur messen. Die Positionen sind jedoch so gewählt, dass für alle Leistungswerte immer unterschiedliche Temperaturwerte gemessen werden. Gleiche Temperaturwerte innerhalb eines vorgegebenen Differenzbandes sind im Brennerbetrieb ausgeschlossen. Erfolgt nun ein Flammenabriss oder fällt das Gebläse aus, so gleichen sich selbst ohne Gebläse die Temperaturunterschiede im Feuerraum und auch an den Positionen beider Sensorelementen schnell an. Die Temperaturdifferenz zwischen beiden Sensorelementen geht schnell gegen Null. Unterschreitet der Differenzwert einen vorgegebenen Schwellwert, so wird ein Flammenabriss detektiert. Mindestens ein Brennstoffaktor 7 - 9 und/oder mindestens ein Gasventile 7 - 9 wird geschlossen. Bevorzugt werden alle Brennstoffaktoren 7 - 9 und/oder alle Gasventile 7 - 9 geschlossen.
• In einer Ausführungsform sind beide Sensorelemente auf an einer gemeinsamen Halterung 21 befestigt. In einer anderen Ausführungsform sind beide Sensorelemente auf je einer Halterung befestigt, wobei die Halterungen für die Sensorelemente verschieden sind.
• 7a und 7b zeigen Anordnungen mit zwei Sensorelementen. Es sind auch Anordnungen mit mehr als zwei Sensorelementen, beispielsweise mit fünf oder mit zehn Sensorelementen vorgesehen.
• Mit anderen Worten, die vorliegende Offenbarung lehrt eine Sensoranordnung (19) für eine Verbrennungsvorrichtung (1), die Sensoranordnung (19) umfassend:
• eine Halterung (21) zur Befestigung der Sensoranordnung (19) an der Verbrennungsvorrichtung (1);
• ein erstes Sensorelement (24; 27) umfassend eine erste Kontaktstelle und eine zweite Kontaktstelle;
• einen ersten Leitungsabschnitt (22; 25) und einen zweiten Leitungsabschnitt (23; 26);
• wobei der erste Leitungsabschnitt (22; 25) verschieden ist vom zweiten Leitungsabschnitt (23; 26);
• wobei der erste Leitungsabschnitt (22; 25) zwischen dem ersten Sensorelement (24; 27) und der Halterung (21) angeordnet ist und der zweite Leitungsabschnitt (23; 26) zwischen dem ersten Sensorelement (24; 27) und der Halterung (21) angeordnet ist;
• wobei der erste Leitungsabschnitt (22; 25) galvanisch verbunden ist mit der ersten Kontaktstelle des ersten Sensorelementes (24; 27) und der zweite Leitungsabschnitt (23; 26) galvanisch verbunden ist mit der zweiten Kontaktstelle des ersten Sensorelementes (24; 27); und
• wobei der erste Leitungsabschnitt (22; 25) einen ersten Durchmesser oder eine erste Breite von weniger als zweihundert Mikrometern aufweist und der zweite Leitungsabschnitt (23; 26) einen zweiten Durchmesser oder eine zweite Breite von weniger als zweihundert Mikrometern aufweist.
• Die vorliegende Offenbarung lehrt ausserdem eine der vorgenannten Sensoranordnungen (19), wobei der erste Leitungsabschnitt (22; 25) zumindest indirekt mit der Halterung (21) mechanisch verbunden ist. In einer Ausführungsform ist der erste Leitungsabschnitt (22; 25) mit der Halterung (21) mechanisch über einen ersten, metallischen Steg verbunden. Der erste, metallische Steg weist vorzugsweise einen Durchmesser auf, welcher grösser ist als der erste Durchmesser des ersten Leitungsabschnittes (22; 25). Die vorliegende Offenbarung lehrt ausserdem eine der vorgenannten Sensoranordnungen (19), wobei der zweite Leitungsabschnitt (23; 26) zumindest indirekt mit der Halterung (21) mechanisch verbunden ist. In einer Ausführungsform ist der zweite Leitungsabschnitt (23; 26) mit der Halterung (21) mechanisch über einen zweiten, metallischen Steg verbunden. Der zweite, metallische Steg weist vorzugsweise einen Durchmesser auf, welcher grösser ist als der zweite Durchmesser des zweiten Leitungsabschnittes (23; 26).
• Die vorliegende Offenbarung lehrt weiterhin eine der vorgenannten Sensoranordnungen (19), wobei der erste Leitungsabschnitt (22; 25) direkt mechanisch mit der Halterung (21) verbunden ist. Die vorliegende Offenbarung lehrt ausserdem eine der vorgenannten Sensoranordnungen (19), wobei der zweite Leitungsabschnitt (23; 26) direkt mechanisch mit der Halterung (21) verbunden ist.
• Die vorliegende Offenbarung lehrt ferner eine der vorgenannten Sensoranordnungen (19), wobei der erste Leitungsabschnitt (22; 25) einen ersten Durchmesser oder eine erste Breite von weniger als einhundert Mikrometern aufweist und der zweite Leitungsabschnitt (23; 26) einen zweiten Durchmesser oder eine zweite Breite von weniger als einhundert Mikrometern aufweist. Die vorliegende Offenbarung lehrt darüber hinaus eine der vorgenannten Sensoranordnungen (19), wobei der erste Leitungsabschnitt (22; 25) einen ersten Durchmesser oder eine erste Breite von weniger als fünfzig Mikrometern aufweist und der zweite Leitungsabschnitt (23; 26) einen zweiten Durchmesser oder eine zweite Breite von weniger als fünfzig Mikrometern aufweist.
• Die vorliegende Offenbarung lehrt ausserdem eine der vorgenannten Sensoranordnungen (19), wobei der erste Leitungsabschnitt (22; 25) eine erste Länge von mindestens zwei Millimetern aufweist und der zweite Leitungsabschnitt (23; 26) eine zweite Länge von mindestens zwei Millimetern aufweist. Die vorliegende Offenbarung lehrt weiterhin eine der vorgenannten Sensoranordnungen (19), wobei der erste Leitungsabschnitt (22; 25) eine erste Länge von mindestens fünf Millimetern aufweist und der zweite Leitungsabschnitt (23; 26) eine zweite Länge von mindestens fünf Millimetern aufweist. Die vorliegende Offenbarung lehrt zudem eine der vorgenannten Sensoranordnungen (19), wobei der erste Leitungsabschnitt (22; 25) eine erste Länge von mindestens zehn Millimetern aufweist und der zweite Leitungsabschnitt (23; 26) eine zweite Länge von mindestens zehn Millimetern aufweist. Lange Leitungsabschnitte (22, 25; 23, 26) verbessern die thermische Isolation des Sensorelementes (24; 27).
• Die vorliegende Offenbarung lehrt ferner eine der vorgenannten Sensoranordnungen (19), wobei der erste Leitungsabschnitt (22; 25) eine erste, äussere Schutzschicht, insbesondere eine erste, äussere Schutzschicht aus Glas, aufweist und der zweite Leitungsabschnitt (23; 26) eine zweite, äussere Schutzschicht, insbesondere eine zweite, äussere Schutzschicht aus Glas, aufweist. Die Schutzschichten schützen vor Zerstörung durch einen Verbrennungsprozess.
• Die vorliegende Offenbarung lehrt ferner eine der vorgenannten Sensoranordnungen (19), wobei das erste Sensorelement (24; 27) eine äussere Schutzschicht, insbesondere eine äussere Schutzschicht aus Glas, aufweist. Die Schutzschicht schützt vor Zerstörung durch einen Verbrennungsprozess.
• Die vorliegende Offenbarung lehrt zudem eine der vorgenannten Sensoranordnungen (19), wobei das erste Sensorelement (24; 27) mindestens ein erstes Element ausgewählt aus
• - einem ersten Thermoelement (24) und
• - einem ersten resistiven Temperatursensorelement (27)
umfasst.
• Die vorliegende Offenbarung lehrt zudem eine der vorgenannten Sensoranordnungen (19), wobei das erste Sensorelement (24; 27) mindestens ein erstes Thermoelement (24) umfasst.
• Die vorliegende Offenbarung lehrt zudem eine der vorgenannten Sensoranordnungen (19), wobei das erste Sensorelement (24; 27) mindestens ein erstes resistives Temperaturelement (27) umfasst.
• Die vorliegende Offenbarung lehrt ausserdem eine der vorgenannten Sensoranordnungen (19), wobei das erste Sensorelement (24; 27) selektiv ausgewählt ist aus:
• - einem ersten Thermoelement (24) und
• - einem ersten, resistiven Temperatursensorelement (27).
In einer Ausführungsform ist das erste, resistive Temperatursensorelement (27) ein erster Thermistor.
• Die vorliegende Offenbarung lehrt weiterhin eine der vorgenannten Sensoranordnungen (19), wobei das erste Sensorelement (24; 27) ausgebildet ist, als Funktion einer ersten Temperatur des ersten Sensorelementes (24; 27) ein erstes, elektrisches Signal zu erzeugen.
• Die vorliegende Offenbarung lehrt zudem eine der vorgenannten Sensoranordnungen (19), wobei das erste Sensorelement (24; 27) einen ersten, längsten Durchmesser oder eine erste, grösste Breite des ersten Sensorelementes (24; 27) aufweist; und
  wobei der erste, längste Durchmesser oder die erste, grösste Breite des ersten Sensorelementes (24; 27) kürzer als ein Millimeter ist.
• Die vorliegende Offenbarung lehrt ausserdem eine der vorgenannten Sensoranordnungen (19), wobei das erste Sensorelement (24; 27) einen ersten, längsten Durchmesser oder eine erste, grösste Breite des ersten Sensorelementes (24; 27) aufweist; und
  wobei der erste, längste Durchmesser oder die erste, grösste Breite des ersten Sensorelementes (24; 27) kürzer als fünfhundert Mikrometer ist. Das heisst, dass das erste Sensorelement (24; 27) kleiner als fünfhundert Mikrometer ist. Kleine Sensorelemente (24; 27) gehen mit kurzen Antwortzeiten der Sensoranordnung (19) einher. Die vorliegende Offenbarung lehrt weiterhin eine der vorgenannten Sensoranordnungen (19), wobei das erste Sensorelement (24; 27) einen ersten, längsten Durchmesser oder eine erste, grösste Breite des ersten Sensorelementes (24; 27) aufweist; und
  wobei der erste, längste Durchmesser oder die erste, grösste Breite des ersten Sensorelementes (24; 27) kürzer als zweihundert Mikrometer ist. Das heisst, dass das erste Sensorelement (24; 27) kleiner als zweihundert Mikrometer ist. Kleine Sensorelemente (24; 27) gehen mit kurzen Antwortzeiten der Sensoranordnung (19) einher.
• Die vorliegende Offenbarung lehrt zudem eine der vorgenannten Sensoranordnungen (19), die Sensoranordnung (19) zusätzlich umfassend einen ersten Chip (42; 43);
  wobei der erste Chip (42; 43) den ersten Leitungsabschnitt (22; 25), den zweiten Leitungsabschnitt (23; 26) und das erste Sensorelement (24; 27) umfasst; und
  wobei der erste Leitungsabschnitt (22; 25) eine erste Leiterbahnbreite von weniger als einhundert Mikrometern aufweist und der zweite Leitungsabschnitt (23; 26) eine zweite Leiterbahnbreite von weniger als einhundert Mikrometern aufweist.
• Die vorliegende Offenbarung lehrt ausserdem eine der vorgenannten Sensoranordnungen (19) mit einem ersten Chip (42; 43),
  wobei der erste Leitungsabschnitt (22; 25) eine erste Leiterbahnbreite von weniger als einhundert Mikrometern aufweist und der zweite Leitungsabschnitt (23; 26) eine zweite Leiterbahnbreite von weniger als einhundert Mikrometern aufweist. Die vorliegende Offenbarung lehrt weiterhin eine der vorgenannten Sensoranordnungen (19) mit einem ersten Chip (42; 43),
  wobei der erste Leitungsabschnitt (22; 25) eine erste Leiterbahnbreite von weniger als zwanzig Mikrometern aufweist und der zweite Leitungsabschnitt (23; 26) eine zweite Leiterbahnbreite von weniger als zwanzig Mikrometern aufweist. Dünne Leitungsabschnitte (22, 23; 23, 26) verbessern die thermische Isolation des Sensorelementes (24; 27).
• Die vorliegende Offenbarung lehrt zudem eine der vorgenannten Sensoranordnungen (19) mit einem ersten Chip (42; 43),
  wobei das erste Sensorelement (24; 27) eine erste Fläche des ersten Sensorelementes (24; 27) aufweist; und
  wobei die erste Fläche des ersten Sensorelementes (24; 27) kleiner als ein Millimeter mal ein Millimeter ist.
• Die vorliegende Offenbarung lehrt ausserdem eine der vorgenannten Sensoranordnungen (19) mit einem ersten Chip (42; 43),
  wobei das erste Sensorelement (24; 27) eine erste Fläche des ersten Sensorelementes (24; 27) aufweist; und
  wobei die erste Fläche des ersten Sensorelementes (24; 27) kleiner als zweihundert Mikrometer mal zweihundert Mikrometer ist. Das heisst, dass das erste Sensorelement (24; 27) kleiner als zweihundert Mikrometer mal zweihundert Mikrometer ist.
• Die vorliegende Offenbarung lehrt weiterhin eine der vorgenannten Sensoranordnungen (19) mit einem ersten Chip (42; 43),
  wobei das erste Sensorelement (24; 27) eine erste Fläche des ersten Sensorelementes (24; 27) aufweist; und
  wobei die erste Fläche des ersten Sensorelementes (24; 27) kleiner als einhundert Mikrometer mal einhundert Mikrometer ist. Das heisst, dass das erste Sensorelement (24; 27) kleiner als einhundert Mikrometer mal einhundert Mikrometer ist. Kleine Sensorelemente (24; 27) gehen mit kurzen Antwortzeiten der Sensoranordnung (19) einher.
• Die vorliegende Offenbarung lehrt weiterhin eine der vorgenannten Sensoranordnungen (19) mit einem ersten Chip (42; 43),
  wobei das erste Sensorelement (24; 27) eine erste, längste Fläche des ersten Sensorelementes (24; 27) aufweist; und
  wobei die erste, längste Fläche des ersten Sensorelementes (24; 27) kleiner als zwanzig Mikrometer mal zwanzig Mikrometer ist. Das heisst, dass das erste Sensorelement (24; 27) kleiner als zwanzig Mikrometer mal zwanzig Mikrometer ist. Kleine Sensorelemente (24; 27) gehen mit kurzen Antwortzeiten der Sensoranordnung (19) einher.
• Die vorliegende Offenbarung lehrt zudem eine der vorgenannten Sensoranordnungen (19) mit einem ersten Chip (42; 43), die Sensoranordnung (19) zusätzlich umfassend mindestens zwei metallische Stege;
  wobei der erste Chip (42; 43) über die mindestens zwei metallischen Stege mit der Halterung (21) verbunden ist.
• Die vorliegende Offenbarung lehrt ausserdem eine der vorgenannten Sensoranordnungen (19) mit einem ersten Chip (42; 43), die Sensoranordnung (19) zusätzlich umfassend einen ersten, metallischen Steg und einen zweiten, metallischen Steg;
  wobei der erste, metallische Steg galvanisch und mechanisch mit dem ersten Leitungsabschnitt (22; 25) verbunden ist; und
  wobei der zweite, metallische Steg galvanisch und mechanisch mit dem zweiten Leitungsabschnitt (23; 26) verbunden ist.
  Der erste, metallische Steg weist vorzugsweise einen Durchmesser auf, welcher grösser ist als der erste Durchmesser des ersten Leitungsabschnittes (22; 25). Der zweite, metallische Steg weist vorzugsweise einen Durchmesser auf, welcher grösser ist als der zweite Durchmesser des zweiten Leitungsabschnittes (23; 26).
• Die vorliegende Offenbarung lehrt zudem eine der vorgenannten Sensoranordnungen (19) mit einem ersten Chip (42; 43), der erste Chip (42; 43) zusätzlich umfassend ein Substrat und eine thermische Isolierschicht (44; 45);
  wobei die thermische Isolierschicht (44; 45) zwischen dem Substrat und dem ersten Sensorelement (42; 43) angeordnet ist;
  wobei die thermische Isolierschicht (44; 45) an das Sensorelement (42; 43) grenzt; und wobei die thermische Isolierschicht (44; 45) höchstens zwanzig Mikrometer dick ist.
• Die vorliegende Offenbarung lehrt ausserdem eine der vorgenannten Sensoranordnungen (19) mit einer thermischen Isolierschicht (44; 45), wobei die thermische Isolierschicht (44; 45) höchstens zwei Mikrometer dick ist. Die vorliegende Offenbarung lehrt ausserdem eine der vorgenannten Sensoranordnungen (19) mit einer thermischen Isolierschicht (44; 45), wobei die thermische Isolierschicht (44; 45) höchstens fünf Mikrometer dick ist Die vorliegende Offenbarung lehrt ausserdem eine der vorgenannten Sensoranordnungen (19) mit einer thermischen Isolierschicht (44; 45), wobei die thermische Isolierschicht (44; 45) höchstens zehn Mikrometer dick ist.
• Die vorliegende Offenbarung lehrt ausserdem eine der vorgenannten Sensoranordnungen (19) mit einer thermischen Isolierschicht (44; 45) über dem Substrat und wobei ein Abschnitt des Substrates unter dem Sensorelement entfernt worden ist, wobei ein Abstand des Sensorelementes (24; 27) zum Substrat mindestens das zehnfache der Isolierschichtdicke beträgt. Insbesondere weist ein kürzester Abstand des Sensorelementes (24; 27) in Richtung der Isolierschicht (44; 45) mehr als das Zehnfache der Isolierschichtdicke auf. Vorzugsweise weist die Sensoranordnung (19) einen kürzesten Abstand zwischen dem ersten Sensorelement (24; 27) und dem Substrat von mehr als dem Zehnfachen der Isolierschichtdicke auf.
• Die vorliegende Offenbarung lehrt ausserdem eine der vorgenannten Sensoranordnungen (19) mit einer thermischen Isolierschicht (44; 45) über dem Substrat und wobei ein Abschnitt des Substrates unter dem Sensorelement entfernt worden ist, wobei ein Abstand des Sensorelementes (24; 27) zum Substrat mindestens das Fünfzigfache der Isolierschichtdicke beträgt. Insbesondere weist ein kürzester Abstand des Sensorelementes (24; 27) in Richtung der Isolierschicht (44; 45) mehr als das Fünfzigfache der Isolierschichtdicke auf. Vorzugsweise weist die Sensoranordnung (19) einen kürzesten Abstand zwischen dem ersten Sensorelement (24; 27) und dem Substrat von mehr als dem Fünfzigfachen der Isolierschichtdicke auf.
• Die vorliegende Offenbarung lehrt zudem eine der vorgenannten Sensoranordnungen (19), die Sensoranordnung (19) zusätzlich umfassend ein zweites Sensorelement und einen dritten Leitungsabschnitt;
• wobei das zweite Sensorelement eine erste Kontaktstelle und eine zweite Kontaktstelle umfasst;
• wobei die erste Kontaktstelle des zweiten Sensorelementes galvanisch verbunden ist mit mindestens einem Leitungsabschnitt ausgewählt aus:
  • - dem ersten Leitungsabschnitt (22; 25) und
  • - dem zweiten Leitungsabschnitt (23; 26); und
• wobei die zweite Kontaktstelle des zweiten Sensorelementes galvanisch verbunden ist mit dem dritten Leitungsabschnitt.
• Der erste Leitungsabschnitt (22; 25), der zweite Leitungsabschnitt (23; 26) und der dritte Leitungsabschnitt sind paarweise verschieden. Das erste Sensorelement (24; 27) ist verschieden vom zweiten Sensorelement.
• Die vorliegende Offenbarung lehrt zudem eine der vorgenannten Sensoranordnungen (19), die Sensoranordnung (19) zusätzlich umfassend ein zweites Sensorelement und einen dritten Leitungsabschnitt und einen vierten Leitungsabschnitt;
  wobei das zweite Sensorelement eine erste Kontaktstelle und eine zweite Kontaktstelle umfasst; und
  wobei die erste Kontaktstelle des zweiten Sensorelementes galvanisch verbunden ist mit dem dritten Leitungsabschnitt und die zweite Kontaktstelle des zweiten Sensorelementes galvanisch verbunden ist mit dem vierten Leitungsabschnitt.
• Der erste Leitungsabschnitt (22; 25), der zweite Leitungsabschnitt (23; 26), der dritte Leitungsabschnitt und der vierte Leitungsabschnitt sind paarweise verschieden. Das erste Sensorelement (24; 27) ist verschieden vom zweiten Sensorelement.
• Die vorliegende Offenbarung lehrt ausserdem eine Sensoranordnung (19) mit einem zweiten Sensorelement, wobei das zweite Sensorelement neben dem ersten Sensorelement (24; 27) angeordnet ist. Vorzugsweise sind das erste Sensorelement (24; 27) und das zweite Sensorelement weniger als zehn Zentimeter, insbesondere weniger als fünf Zentimeter, bevorzugt weniger als zwei Zentimeter, oder aber weniger als einem halben Zentimeter beabstandet.
• Die vorliegende Offenbarung lehrt weiterhin eine der vorgenannten Sensoranordnungen (19) mit einem zweiten Sensorelement, wobei das zweite Sensorelement selektiv ausgewählt ist aus:
• - einem zweiten Thermoelement und
• - einem zweiten, resistiven Temperatursensorelement.
• In einer Ausführungsform ist das zweite, resistive Temperatursensorelement ein zweiter Thermistor.
• Die vorliegende Offenbarung lehrt ferner eine der vorgenannten Sensoranordnungen (19) mit einem zweiten Sensorelement, wobei das zweite Sensorelement ausgebildet ist, als Funktion einer zweiten Temperatur des zweiten Sensorelementes ein zweites, elektrisches Signal zu erzeugen.
• Die vorliegende Offenbarung lehrt ferner eine Flugzeugturbine, welche Wasserstoffgas verbrennt und eine der vorgenannten Sensoranordnungen (19) umfasst.
• Die vorliegende Offenbarung lehrt zudem eine Verbrennungsvorrichtung (1) umfassend einen Feuerraum (2), einen Brennstoffzufuhrkanal in Fluidverbindung mit dem Feuerraum (2), mindestens ein Ventil (7 - 9), welches auf den Brennstoffzufuhrkanal wirkt, eine Sensoranordnung (19) mit einem zweiten Sensorelement, eine Steuer- und/oder Regeleinrichtung (13) in kommunikativer Verbindung mit der Sensoranordnung (19) und mit dem mindestens einen Ventil (7 - 9), wobei die Steuer- und/oder Regeleinrichtung (13) ausgebildet ist:
• ein erstes Signal aus dem ersten Sensorelement (24; 27) auszulesen und in einen ersten Temperaturwert zu wandeln;
• ein zweites Signal aus dem zweiten Sensorelement auszulesen und in einen zweiten Temperaturwert zu wandeln;
• eine Differenz zwischen dem ersten und dem zweiten Temperaturwert zu bestimmen;
• die Differenz mit einem Schwellwert zu vergleichen; und
• falls die Differenz kleiner als der Schwellwert ist:
  • ein Schliesssignal zu erzeugen und an das mindestens eine Ventil (7 - 9) zu senden.
• Die vorliegende Offenbarung lehrt weiterhin eine Verbrennungsvorrichtung (1) umfassend einen Feuerraum (2), einen Brennstoffzufuhrkanal in Fluidverbindung mit dem Feuerraum (2), mindestens ein Ventil (7 - 9), welches auf den Brennstoffzufuhrkanal wirkt, eine Sensoranordnung (19) mit einem zweiten Sensorelement, eine Steuer- und/oder Regeleinrichtung (13) in kommunikativer Verbindung mit der Sensoranordnung (19) und mit dem mindestens einen Ventil (7 - 9), wobei die Steuer- und/oder Regeleinrichtung (13) ausgebildet ist:
• eine erste Serie an Signalen aus dem ersten Sensorelement (24; 27) auszulesen und in einen ersten Temperaturwert zu wandeln;
• eine zweite Serie an Signalen aus dem zweiten Sensorelement auszulesen und in einen zweiten Temperaturwert zu wandeln;
• eine Differenz zwischen dem ersten und dem zweiten Temperaturwert zu bestimmen;
• die Differenz mit einem Schwellwert zu vergleichen; und
• falls die Differenz kleiner als der Schwellwert ist:
  • ein Schliesssignal zu erzeugen und an das mindestens eine Ventil (7 - 9) zu senden.
• Die vorliegende Offenbarung lehrt weiterhin eine Verbrennungsvorrichtung (1) umfassend einen Feuerraum (2), einen Brennstoffzufuhrkanal in Fluidverbindung mit dem Feuerraum (2), mindestens ein Ventil (7 - 9), welches auf den Brennstoffzufuhrkanal wirkt, eine Sensoranordnung (19) mit einem zweiten Sensorelement, eine Steuer- und/oder Regeleinrichtung (13) in kommunikativer Verbindung mit der Sensoranordnung (19) und mit dem mindestens einen Ventil (7 - 9), wobei die Steuer- und/oder Regeleinrichtung (13) ausgebildet ist:
• eine erste Serie an Signalen aus dem ersten Sensorelement (24; 27) auszulesen und unter Mittelung der Signale der ersten Serie einen ersten Temperaturwert zu erzeugen;
• eine zweite Serie an Signalen aus dem zweiten Sensorelement auszulesen und unter Mittelung der Signale der zweiten Serie einen zweiten Temperaturwert zu erzeugen;
• eine Differenz zwischen dem ersten und dem zweiten Temperaturwert zu bestimmen;
• die Differenz mit einem Schwellwert zu vergleichen; und
• falls die Differenz kleiner als der Schwellwert ist:
  • ein Schliesssignal zu erzeugen und an das mindestens eine Ventil (7 - 9) zu senden.
• Die vorliegende Offenbarung lehrt ausserdem eine der vorgenannten Verbrennungsvorrichtungen (1), wobei das mindestens eine Ventil (7 - 9) eine offene und eine geschlossene Ventilstellung aufweist und ausgebildet ist:
• als Antwort auf den Empfang des Schliesssignales von der offenen in die geschlossene Ventilstellung überzugehen.
Vorzugsweise ist das mindestens eine Ventil (7 - 9) ausgebildet, als Antwort auf den Empfang des Verriegelungssignales den Brennstoffzufuhrkanal zu verschliessen.
• Die vorliegende Offenbarung lehrt weiterhin eine der vorgenannten Verbrennungsvorrichtungen (1), wobei die Steuer- und/oder Regeleinrichtung (13) einen Speicher, insbesondere einen nicht-flüchtigen Speicher, aufweist, in welchem der Schwellwert hinterlegt ist.
• In einer Ausführungsform beträgt der Schwellwert weniger als einhundert Kelvin. In einer weiteren Ausführungsform beträgt der Schwellwert weniger als fünfzig Kelvin. In einer anderen Ausführungsform beträgt der Schwellwert weniger als zwanzig Kelvin In wiederum einer weiteren Ausführungsform beträgt der Schwellwert weniger als zehn Kelvin.
• Die vorliegende Offenbarung lehrt weiterhin eine der vorgenannten Verbrennungsvorrichtungen (1) zusätzlich umfassend einen Luftzufuhrkanal (11) in Fluidverbindung mit dem Feuerraum (2),
  wobei in der Verbrennungsvorrichtung (1) ein Luftzufuhrsignaleinrichtung (12) angebracht ist, die ein Luftzufuhrsignal als Mass für eine Luftzufuhr (5) durch den Luftzufuhrkanal (11) erzeugt;
  wobei die Verbrennungsvorrichtung (1) ausgebildet ist, die Differenz des Luftzufuhrsignales mit einem vorgegebenem Schwellwert zu bilden; und
  falls die Differenz kleiner als der Schwellwert ist: ein Schliesssignal zu erzeugen und an das mindestens eine Ventil (7 - 9) zu senden.
• Die vorliegende Offenbarung lehrt weiterhin, dass die in der vorgenannten Offenbarung genannte Luftzufuhrsignaleinrichtung als Drehzahlsensor des Gebläses ausgebildet ist.
• Die vorliegende Offenbarung lehrt weiterhin, dass die in der vorvorgenannten Offenbarung genannte Luftzufuhrsignaleinrichtung als Luftdruckschalter ausgebildet ist.
• Längen, Dicken, Durchmesser und Flächen dieser Offenbarung beziehen sich auf dreihundert Kelvin und auf eintausenddreizehn Hektopascal, sofern nicht anders angegeben.
• Das Genannte bezieht sich auf einzelne Ausführungsformen der Offenbarung. Verschiedene Änderungen an den Ausführungsformen können vorgenommen werden, ohne von der zu Grunde liegenden Idee abzuweichen und ohne den Rahmen dieser Offenbarung zu verlassen. Der Gegenstand der vorliegenden Offenbarung ist definiert über deren Ansprüche. Es können verschiedenste Änderungen vorgenommen werden, ohne den Schutzbereich der folgenden Ansprüche zu verlassen.
• Bezugszeichenliste

1

Verbrennungsvorrichtung

2

Feuerraum

3

Brenner

4

Luftstellglied

5

Verbrennungsluft

6

Brennstoff und/oder Brenngas

7

Brennstoffaktor und/oder Sicherheitsabsperrventil und/oder Gasventil

8

Brennstoffaktor und/oder Sicherheitsabsperrventil und/oder Gasventil

9

Brennstoffaktor und/oder Gasventil

10

Abgas

11

Luftzufuhrkanal

12

Luftzufuhrsensor und/oder Drehzahlsensor

13

Steuer- und/oder Regeleinrichtung

14 - 18

Signalleitungen

19

Sensoranordnung

20

Signalleitung

21

Halterung

22, 23

Leitungsabschnitte

24

Thermoelement

25, 26

Leitungsabschnitte

27

Widerstandsdraht und/oder Widerstandselement

28

Temperaturwert

29

Zeit

30

Zeitpunkt der Zündung

31

Temperaturverlauf der Flamme nach der Zündung

32

Verlauf des Temperaturwertes aus dem Sensor

33

Zeitpunkt des Erreichens von zehn Prozent des Endwertes

34

Zeitpunkt des Erreichens von dreiundsechzig Prozent des Endwertes

35

Zeitpunkt des Erreichens von neunzig Prozent des Endwertes

36

Zeitpunkt des Erlöschens der Flamme

37

Temperaturverlauf nach dem Erlöschen der Flamme

38

Verlauf des Temperaturwertes aus dem Sensor

39

Zeitpunkt des Erreichens von zehn Prozent des Endwertes

40

Zeitpunkt des Erreichens von dreiundsechzig Prozent des Endwertes

41

Zeitpunkt des Erreichens von neunzig Prozent des Endwertes

42, 43

Chips

44, 45

thermische Isolierschichten

• ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
• Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
• Zitierte Patentliteratur
• EP 1154202 A2 [0005]
• EP 1154202 B1 [0005]
• EP 1154202 B2 [0005, 0006, 0007]
• DE 102004030300 A1 [0008, 0009]
• DE 102004055716 A1 [0010, 0011]
• WO 2006/000367 A1 [0012, 0013]
• WO 2015/113638 A1 [0014, 0015]
• JP 2017040451 A [0016, 0017]
• US 5427452 A [0019]
• JP 201658313 A [0019]
• DE 102014011552 A1 [0019]
• US 4029472 [0019]
• EP 0071614 B1 [0019]
• US 201191879 A1 [0019]
• JP 06693067 B2 [0063]

Claims (9)

1. Sensoranordnung (19) für eine Verbrennungsvorrichtung (1), die Sensoranordnung (19) umfassend: eine Halterung (21) zur Befestigung der Sensoranordnung (19) an der Verbrennungsvorrichtung (1); ein erstes Sensorelement (24; 27) umfassend eine erste Kontaktstelle und eine zweite Kontaktstelle; einen ersten Leitungsabschnitt (22; 25) und einen zweiten Leitungsabschnitt (23; 26); wobei der erste Leitungsabschnitt (22; 25) verschieden ist vom zweiten Leitungsabschnitt (23; 26); wobei der erste Leitungsabschnitt (22; 25) zwischen dem ersten Sensorelement (24; 27) und der Halterung (21) angeordnet ist und der zweite Leitungsabschnitt (23; 26) zwischen dem ersten Sensorelement (24; 27) und der Halterung (21) angeordnet ist; wobei der erste Leitungsabschnitt (22; 25) galvanisch verbunden ist mit der ersten Kontaktstelle des ersten Sensorelementes (24; 27) und der zweite Leitungsabschnitt (23; 26) galvanisch verbunden ist mit der zweiten Kontaktstelle des ersten Sensorelementes (24; 27); wobei der erste Leitungsabschnitt (22; 25) einen ersten Durchmesser oder eine erste Breite von weniger als zweihundert Mikrometern aufweist und der zweite Leitungsabschnitt (23; 26) einen zweiten Durchmesser oder eine zweite Breite von weniger als zweihundert Mikrometern aufweist; die Sensoranordnung (19) zusätzlich umfassend einen ersten Chip (42; 43); wobei der erste Chip (42; 43) den ersten Leitungsabschnitt (22; 25), den zweiten Leitungsabschnitt (23; 26) und das erste Sensorelement (24; 27) umfasst; wobei der erste Leitungsabschnitt (22; 25) eine erste Leiterbahnbreite von weniger als einhundert Mikrometer aufweist und der zweite Leitungsabschnitt (23; 26) eine zweite Leiterbahnbreite von weniger als einhundert Mikrometer aufweist; der erste Chip (42; 43) zusätzlich umfassend ein Substrat und eine thermische Isolierschicht (44; 45); wobei die thermische Isolierschicht (44; 45) zwischen dem Substrat und dem ersten Sensorelement (42; 43) angeordnet ist; wobei die thermische Isolierschicht (44; 45) an das Sensorelement (42; 43) grenzt; wobei die thermische Isolierschicht (44; 45) höchstens zwanzig Mikrometer dick ist; der erste Chip (42; 43) zusätzlich umfassend ein Substrat und eine thermische Isolierschicht (44; 45); wobei die thermische Isolierschicht (44; 45) zwischen dem Substrat und dem ersten Sensorelement (42; 43) angeordnet ist; wobei die thermische Isolierschicht (44; 45) an das Sensorelement (42; 43) grenzt; wobei die thermische Isolierschicht (44; 45) höchstens zwanzig Mikrometer dick ist; wobei ein Abschnitt des Substrates unter dem ersten Sensorelement (42;43) entfernt worden ist; und wobei ein Abstand des Sensorelementes (42; 43) zum Substrat mindestens das Zehnfache der Isolierschichtdicke beträgt.
2. Die Sensoranordnung (19) gemäss Anspruch 1, wobei das erste Sensorelement (24; 27) mindestens ein erstes Element ausgewählt aus - einem ersten Thermoelement (24) und - einem ersten resistiven Temperatursensorelement (27) umfasst.
3. Die Sensoranordnung (19) gemäss einem der Ansprüche 1 bis 2, wobei das erste Sensorelement (24; 27) einen ersten, längsten Durchmesser oder eine erste, grösste Breite des ersten Sensorelementes (24; 27) aufweist; und wobei der erste, längste Durchmesser oder die erste, grösste Breite des ersten Sensorelementes (24; 27) kürzer als ein Millimeter ist.
4. Die Sensoranordnung (19) gemäss Anspruch 1, wobei das erste Sensorelement (24; 27) eine erste Fläche des ersten Sensorelementes (24; 27) aufweist; und wobei die erste Fläche des ersten Sensorelementes (24; 27) kleiner als ein Millimeter mal ein Millimeter ist.
5. Die Sensoranordnung (19) gemäss einem der Ansprüche 1 bis 4, die Sensoranordnung (19) zusätzlich umfassend mindestens zwei metallische Stege; wobei der erste Chip (42; 43) über die mindestens zwei metallischen Stege mit der Halterung (21) verbunden ist.
6. Die Sensoranordnung (19) gemäss einem der Ansprüche 1 bis 5, die Sensoranordnung (19) zusätzlich umfassend ein zweites Sensorelement und einen dritten Leitungsabschnitt; wobei das zweite Sensorelement eine erste Kontaktstelle und eine zweite Kontaktstelle umfasst; wobei die erste Kontaktstelle des zweiten Sensorelementes galvanisch verbunden ist mit mindestens einem Leitungsabschnitt ausgewählt aus: - dem ersten Leitungsabschnitt (22; 25) und - dem zweiten Leitungsabschnitt (23; 26); und wobei die zweite Kontaktstelle des zweiten Sensorelementes galvanisch verbunden ist mit dem dritten Leitungsabschnitt.
7. Die Sensoranordnung (19) gemäss einem der Ansprüche 1 bis 6, die Sensoranordnung (19) zusätzlich umfassend ein zweites Sensorelement und einen dritten Leitungsabschnitt und einen vierten Leitungsabschnitt; wobei das zweite Sensorelement eine erste Kontaktstelle und eine zweite Kontaktstelle umfasst; und wobei die erste Kontaktstelle des zweiten Sensorelementes galvanisch verbunden ist mit dem dritten Leitungsabschnitt und die zweite Kontaktstelle des zweiten Sensorelementes galvanisch verbunden ist mit dem vierten Leitungsabschnitt.
8. Verbrennungsvorrichtung (1) umfassend einen Feuerraum (2), einen Brennstoffzufuhrkanal in Fluidverbindung mit dem Feuerraum (2), mindestens ein Ventil (7 - 9), welches auf den Brennstoffzufuhrkanal wirkt, eine Sensoranordnung (19) gemäss einem der Ansprüche 6 bis 7, eine Steuer- und/oder Regeleinrichtung (13) in kommunikativer Verbindung mit der Sensoranordnung (19) und mit dem mindestens einen Ventil (7 - 9), wobei die Steuer- und/oder Regeleinrichtung (13) ausgebildet ist: ein erstes Signal aus dem ersten Sensorelement (24; 27) auszulesen und in einen ersten Temperaturwert zu wandeln; ein zweites Signal aus dem zweiten Sensorelement auszulesen und in einen zweiten Temperaturwert zu wandeln; eine Differenz zwischen dem ersten und dem zweiten Temperaturwert zu bestimmen; die Differenz mit einem Schwellwert zu vergleichen; und falls die Differenz kleiner als der Schwellwert ist: ein Schliesssignal zu erzeugen und an das mindestens eine Ventil (7 - 9) zu senden.
9. Die Verbrennungsvorrichtungen (1) nach Anspruch 8, zusätzlich umfassend einen Luftzufuhrkanal (11) in Fluidverbindung mit dem Feuerraum (2), wobei in der Verbrennungsvorrichtung (1) ein Luftzufuhrsignaleinrichtung (12) angebracht ist, die ein Luftzufuhrsignal als Mass für eine Luftzufuhr (5) durch den Luftzufuhrkanal (11) erzeugt; wobei die Verbrennungsvorrichtung (1) ausgebildet ist, die Differenz des Luftzufuhrsignales mit einem vorgegebenem Schwellwert zu bilden; und falls die Differenz kleiner als der Schwellwert ist: ein Schliesssignal zu erzeugen und an das mindestens eine Ventil (7 - 9) zu senden.

Images