DE1123738B

DE1123738B - Electrical control device with a thermocouple as the sole power source

Info

Publication number: DE1123738B
Application number: DEM27645A
Authority: DE
Inventors: Robert Washburn Fritts; Sebastian Karrer
Original assignee: Minnesota Mining and Manufacturing Co
Current assignee: 3M Co
Priority date: 1954-07-12
Filing date: 1955-07-12
Publication date: 1962-02-15

Description

Elektrische Steuereinrichtung mit einem Thermoelement als alleinige Stromquelle Die Hauptpatentanmeldung behandelt eine elek-trische Steuereinrichtung, insbesondere Zündflammensicherung, mit einem Verbraucherstromkreis und einem Thermoelement als alleinige Stromquelle, das den Verbraucherstromkreis in Abhängigkeit von der Tätigkeit eines einen Schalter betätigenden Fühlerelements mit Strom versorgt.Electrical control device with a thermocouple as the sole power source The main patent application deals with an electrical control device, in particular a pilot flame fuse, with a consumer circuit and a thermocouple as the sole power source, which supplies the consumer circuit with power depending on the activity of a sensor element operating a switch.

Um auch bei entfernt liegendem Fühlerelement die volle Kapazität des Thermoelements für den Verbraucher zur Verfügung zu stellen, so daß eine zusätzliche Stromquelle nicht benötigt wird, ist in der Hauptpatentanmeldung eine Einrichtung vorgeschlagen, bei der ein elektromagnetisch betätigtes Schaltelement vorgesehen ist, dessen Schaltkontakte im Verbraucherstromkreis liegen und dessen zum Schließen der Kontakte dienende Arbeitswicklung mit den Kontakten des Fühlerelements in einem dem Verbraucherstromkreis parallel geschalteten Stromkreis liegt. Vorteilhafterweise werden daher die Arbeitswicklung und die Widerstände der beiden parallel geschalteten Stromkreise derart unterschiedlich bemessen, daß bei geschlossenen Kontakten des Schaltelements der Stromfuß in dem die Arbeitswicklung und die Kontakte des Fühlerelements enthaltenden Stromkreis gerade ausreicht, die Kontakte des Schaltelements in der geschlossenen Stellung zu halten.In order to use the full capacity of the To make thermocouple available to the consumer, so that an additional Power source is not required, is a device in the main patent application proposed in which an electromagnetically operated switching element is provided is, whose switching contacts are in the consumer circuit and whose to close The working winding serving the contacts with the contacts of the sensor element in one the consumer circuit is in parallel circuit. Advantageously therefore the working winding and the resistors of the two are connected in parallel Circuits dimensioned differently so that when the contacts of the Switching element of the current foot in which the working winding and the contacts of the sensor element containing circuit is just enough to put the contacts of the switching element in the to hold closed position.

Mit der Erfindung wird eine abgewandelte Ausführungsform der elektrischen Steuereinrichtung vorgeschlagen. Diese besteht gemäß der Erfindung darin, daß die thermoelektrische Stromquelle einen mittleren Spannungsteilerabgriff besitzt, der mit den Schaltkontakten des elektromagnetischen Schaltelements verbunden ist und bei geschlossenen Schaltkontakten mit dem Verbraucher und einem Teil der Stromquelle einen von dem Steuerstromkreis unabhängigen Arbeitsstromkreis bildet. Die Anordnung kann daher so getroffen sein, daß bei offenen Kontakten des Schaltelements die gesamte Stromquelle mit dem Fühlerelement, dem Schaltelement und dem Verbraucher in Reihe liegt, während nach Schließen der Kontakte des Schaltelements ein Teil der Stromquelle allein mit dem Verbraucher einen von dem Steuerstromkreis unabhängigen Arbeitsstromkreis bildet.With the invention, a modified embodiment of the electrical Control device proposed. According to the invention, this consists in that the thermoelectric power source has a middle voltage divider tap, the is connected to the switching contacts of the electromagnetic switching element and with closed switching contacts with the consumer and part of the power source forms a working circuit that is independent of the control circuit. The order can therefore be made so that when the contacts of the switching element are open, the entire Power source with the sensor element, the switching element and the consumer in series is, while after closing the contacts of the switching element part of the power source with the consumer alone, a working circuit that is independent of the control circuit forms.

Die Wirkungsweise der neuen Steuereinrichtung ist der in der Hauptpatentanmeldung beschriebenen Einrichtung weitgehend ähnlich. Der volle Thermostrom wird zunächst in dem die Arbeitswicklung des Schaltelements und die Zuleitungen zu dem Fühlerelement enthaltenden Stromkreis wirksam, um auch bei hohem Widerstand in diesem Kreis ein sicheres Schließen der Kontakte zu gewährleisten. Sobald die Kontakte geschlossen sind, liegt an dem Verbraucher die durch den Spannungsteilerabgriff bestimmte Thermospannung an. Der auf Grund dieser Spannung fließende Strom wird am Verbraucher voll wirksam, da er von dein Widerstand in dem Steuerstromkreis unabhängig ist und die Leitungen im Verbraucherstromkreis im allgemeinen stets kurz gehalten werden können und daher nur einen geringen Widerstand darstellen. Der in diesem Schaltzustand noch durch den Steuerstromkreis fließende Teilstrom kann so klein bemessen sein, daß er bei gegebenen Widerstandsverhältnissen noch mit Sicherheit zum Halten der Schaltkontakte in der geschlossenen Stellung ausreicht.The mode of operation of the new control device is that in the main patent application described facility largely similar. The full thermal current is initially in which the working winding of the switching element and the leads to the sensor element containing circuit is effective to enter even with high resistance in this circuit to ensure safe closing of the contacts. Once the contacts are closed are, the thermal voltage determined by the voltage divider is applied to the consumer at. The current flowing due to this voltage is fully effective on the consumer, since it is independent of your resistance in the control circuit and the lines in the consumer circuit can generally always be kept short and therefore represent only a slight resistance. The still through in this switching state the control circuit flowing partial current can be so small that it is at given resistance ratios still with security to hold the switch contacts in the closed position is sufficient.

Praktisch wird es also mit der neuen Einrichtung möglich, den Gesamtstrom einer thermoelektrischen Stromquelle zunächst zum Durchführen bestimmter Steuervorgänge heranzuziehen und dann den Strom entsprechend den gegebenen Anforderungen so aufzuteilen, daß ein kleiner Teil zum Aufrechterhalten des eingeleiteten Steuerzustandes dient und der Hauptteil des Stromes dem Verbraucher -unmittelbar zugeführt wird. Damit lassen sich Vorgänge allein mit dem von einer thermoelektrischen Stromquelle zur Verfügung gestellten Strom steuern und durchführen, für die bisher stets eine zweite Energiequelle von größerer Kapazität benötige wurde.In practice, the new device makes it possible to use the total current of a thermoelectric power source first to carry out certain control processes and then to divide the current according to the given requirements so that a small part is used to maintain the initiated control state and the main part of the current is used by the consumer - is supplied immediately. This allows processes to be controlled and carried out solely with the current made available by a thermoelectric current source, for which a second energy source of greater capacity has always been required up to now.

Die neue Steuereinrichtung läßt sich praktisch in der gleichen Weise und für die gleichen Zwecke anwenden wie die Einrichtung gemäß du Hauptpatentanmeldung.The new control device can be used in practically the same way and for the same purposes as the device according to the main patent application.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnungen an mehreren Ausführungsbeispielen näher erläutert.The invention is illustrated below with reference to the drawings at several Embodiments explained in more detail.

Fig. 1 ist eine schematische Darstellung einer Vorrichtung gemäß der Erfindung zur Steuerung einer Feuerungsvorrichtung für flüssigen Brennstoff; Fig. 2 ist die Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels eines thermoelektrischen Generators gemäß der Erfindung, der in der Vorrichtung nach Fig. 1 an die Stelle des dort verwendten Generators treten kann; Fig. 3 ist die Darstellung für ein Ausführungsbeispiel eines thermoelektrischen Generators nach Fig. 2 im Querschnitt.FIG. 1 is a schematic representation of an apparatus according to FIG Invention for controlling a firing device for liquid fuel; Fig. 2 is an illustration of a further exemplary embodiment of a thermoelectric Generator according to the invention, which in the device of FIG. 1 takes the place the generator used there can occur; Fig. 3 is the representation for an embodiment of a thermoelectric generator according to FIG. 2 in cross section.

Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 umfaßt einen Hauptbrenner 10 und einen Zündbrenner 11. Die Zündflamme dient nicht nur als Zünder für den Hauptbrenner 10, sondern auch als Wärmequelle für einen thermoelektrischen Generator 12.The embodiment of FIG. 1 comprises a main burner 10 and a pilot burner 11. The pilot flame is not only used as an igniter for the main burner 10, but also as a heat source for a thermoelectric generator 12.

Der thermoelektrische Generator 12 besteht aus drei thermoelektrischen Bauteilen 13, 14 und 9. Diese bestehen aus unterschiedlichen Stoffen, die in der thermoelektrischen Reihe voneinander getrennt sind. Sie sind an einem Ende zu einer heißen Verbindungsstelle zusammengefügt. Jedes der Bauteile 13, 14 und 9 bildet mit jedem der anderen Bauteile ein Thermoelement, und es ergeben sich daher drei verschiedene Seebeck-Spannungen zwischen den drei kalten Anschlüssen. Die beschriebene Anordnung bildet einen thermoelektrischen Generator, bei dem die Seebeck-Spannungen jedes der Thermoelemente in Serie-geschaltet werden können; wodurch sich der Generator insbesondere für Stromkreise der im folgenden beschriebenen Art eignet.The thermoelectric generator 12 consists of three thermoelectric components 13, 14 and 9. These consist of different substances that are separated from one another in the thermoelectric series. They are joined together at one end to form a hot joint. Each of the components 13, 14 and 9 forms a thermocouple with each of the other components, and there are therefore three different Seebeck voltages between the three cold connections. The arrangement described forms a thermoelectric generator in which the Seebeck voltages of each of the thermocouples can be connected in series; whereby the generator is particularly suitable for circuits of the type described below.

Um eine maximale Spannung zwischen den Anschlüssen 17 und 18 zu erreichen, müssen die Bauteile 13 und 14 aus solchen thermoelektrischen Stoffen bestehen, die entgegengesetzte Polarität und hohe Seebeck-Spannungen gegenüber dem üblichen Platinstandard aufweisen. Daraus folgt, da.ß der Bauteil 9 aus einem thermoelektrischen Stoff bestehen muß mit einer Seebeck-Spannung, die zwischen den Seebeck-Spannungen der Metalle 13 bzw. 14 liegt. Der Bauteil 9 stellt damit einen Anschluß für eine mittlere Spannung dar. Zweckmäßig kann z. B. Bauteil 13 aus Chromel P, Bauteil 14 aus. Konstantan und Bauteil 9 aus Eisen, Kupfer oder Alumel bestehen. Wenn sowohl 13 als auch 14 aus den erwähnten Legierungen bestehen, müssen sie entgegengesetzte Polarität aufweisen, wobei 9 irgendein beliebiges Metall, vorzugsweise nichtrostender Stahl, sein kann. Es kann aber auch nur einer der Bauteile, 13 oder 14, aus einer Legierung hergestellt sein; der andere besteht dann aus irgendeinem thermoelektrischen Metall entgegengesetzter Art, z. B, nichtrostendem Stahl oder Konstantan, und der Bauteil 9 aus irgendeinem Metall, das in der thermoelektrischen Reihe zwischen den beiden anderen steht. Der Stromkreis der Vorrichtung in Fig. 1 umfaßt einen Arbeitsstromkreis P mit niedrigem Widerstand und kurzen Leitungen und einem Steuerstromkreis C mit höherem Widerstand als Stromkreis P. Der Steuerstromkreis C kann, wenn notwendig oder gewünscht, lange Leitungen aufweisen, die sich bis zu einer entfernt liegenden Steuervorrichtung erstrecken. Der Arbeitsstromkreis P weist eine Leitung 19 auf, die mit einem Ende der Wicklung 21 eines elektromagnetischen Ventils 20 verbunden ist. Das andere Ende der Wicklung 21 ist über die Kontakte 30 eines Relais 27 und die Leitung 16 mit dem Anschluß 8 des thermoelektrischen Stromerzeugers 12 verbunden. Das Ventil 20 besitzt einen Anker 22 mit einem Ventilkörper 23, der sich gegen einen Ventilsitz 24 legt und eine Zufuhrleitung 25 zu dem Hauptbrenner 10 öffnet oder schließt.In order to achieve a maximum voltage between the terminals 17 and 18, the components 13 and 14 must consist of such thermoelectric materials that have opposite polarity and high Seebeck voltages compared to the usual platinum standard. It follows from this that the component 9 must consist of a thermoelectric material with a Seebeck voltage that is between the Seebeck voltages of the metals 13 and 14, respectively. The component 9 thus represents a connection for a medium voltage. B. Component 13 from Chromel P, component 14 from. Constantan and component 9 are made of iron, copper or aluminum. If both 13 and 14 are made of the alloys mentioned, they must be of opposite polarity, and 9 can be any metal, preferably stainless steel. However, only one of the components, 13 or 14, can also be made from an alloy; the other then consists of some thermoelectric metal of the opposite kind, e.g. B, stainless steel or constantan, and the component 9 made of any metal that is between the other two in the thermoelectric series. The circuit of the apparatus in Fig. 1 comprises a working circuit P with low resistance and short leads and a control circuit C with higher resistance than circuit P. The control circuit C can, if necessary or desired, have long leads extending to a distant one Extend control device. The working circuit P has a line 19 which is connected to one end of the winding 21 of an electromagnetic valve 20. The other end of the winding 21 is connected to the terminal 8 of the thermoelectric power generator 12 via the contacts 30 of a relay 27 and the line 16. The valve 20 has an armature 22 with a valve body 23 which rests against a valve seat 24 and opens or closes a supply line 25 to the main burner 10.

Der Steuerstromkreis C weist eine Leitung 26 auf, die an den positiven Pol 13 des thermoelektrischen Generators 12 angeschlossen ist und andererseits mit einem Ende der Relaiswicklung 27 a verbunden ist, und zwar über eine Steuervorrichtung 28, die in dem dargestellten Ausführungsbeispiel ein Thermostat ist. Der Thermostat 28 kann vom Brenner 10 und dem Zündbrenner 11 weit entfernt angeordnet sein. Das andere Ende der Relaiswicklung 27a ist durch die Leitung 29 mit der Leitung 16 verbunden, die, wenn das Relais 27 erregt ist, als gemeinsamer Leiter für den Arbeitsstromkreis P und den Steuerungsstromkreis C dient.The control circuit C has a line 26 which is connected to the positive Pole 13 of the thermoelectric generator 12 is connected and on the other hand with one end of the relay winding 27 a is connected via a control device 28, which in the illustrated embodiment is a thermostat. The thermostat 28 can be arranged far away from the burner 10 and the pilot burner 11. That the other end of the relay winding 27a is connected to the line 16 by the line 29, which, when the relay 27 is energized, acts as a common conductor for the working circuit P and the control circuit C is used.

Die beschriebene Vorrichtung arbeitet wie folgt: Wenn die heiße Verbindungsstelle 15 des thermoelektrischen Generators 12 durch die Zündflamme erhitzt wird, erzeugt der Generator eine Spannung von normalerweise nur einem Bruchteil eines Volts. Sobald sich die Kontakte des Thermostats 28 schließen, fließt Strom durch einen von dem Arbeits- und dem Steuerstromkreis gebildeten, etwa als Anlaßstromkreis zu bezeichnenden Stromkreis. Dieser Anlaßstromkreis, der bei dem Anschluß 17 beginnt, besteht aus dem Leiter 26, den Schalterkontakten 28, der Wicklung 27a des Relais 27, dem Leiter 29, der Wicklung 21 des Ventils 20 und dem Leiter 19 und führt zu dem negativen Anschluß 18 des thermoelektrischen Generators 12. Demgemäß liegt die Spannung des aus den Teilen 13 und 14 gebildeten Thermoelements an einem Stromkreis von verhältnismäßig hohem Widerstand, der die entfernt liegende Steuervorrichtung 28 mit umfaßt. Das Relais 27, das einen höheren inneren Widerstand aufweist als das Ventil 20, wird erregt, so daß seine Kontakte 30 schließen. Damit wird die von dem Thermoelement mit den Bauteilen 14 und 9 gelieferte Spannung in dem Arbeitsstromkreis wirksam, der einen verhältnismäßig geringen Widerstand aufweist. In diesem Zustand wird nur noch ein geringer Anteil der Leistung des thermoelektrischen Generators, nämlich die von den Teilen 13 und 9 gelieferte Spannung, weiter an der Wicklung 27 a des Relais 27 wirksam. Diese Spannung reicht aus, um das Relais 27 erregt und seine Kontakte 30 geschlossen zu halten, da bekanntlich eine geringe Amperewindungszahl erforderlich ist, um ein bereits erregtes Relais geschlossen zu halten, als das Relais zu erregen.The device described operates as follows: When the hot junction 15 of the thermoelectric generator 12 is heated by the pilot flame, the generator generates a voltage of normally only a fraction of a volt. As soon as the contacts of the thermostat 28 close, current flows through a circuit formed by the working and the control circuit, for example to be referred to as a starting circuit. This starting circuit, which begins at terminal 17, consists of the conductor 26, the switch contacts 28, the winding 27a of the relay 27, the conductor 29, the winding 21 of the valve 20 and the conductor 19 and leads to the negative terminal 18 of the thermoelectric Generator 12. Accordingly, the voltage of the thermocouple formed from parts 13 and 14 is applied to a circuit of relatively high resistance which includes the remote control device 28. The relay 27, which has a higher internal resistance than the valve 20, is energized so that its contacts 30 close. The voltage supplied by the thermocouple with the components 14 and 9 thus becomes effective in the working circuit, which has a relatively low resistance. In this state, only a small proportion of the power of the thermoelectric generator, namely the voltage supplied by the parts 13 and 9, continues to be effective on the winding 27 a of the relay 27. This voltage is sufficient to energize relay 27 and keep its contacts 30 closed, since it is known that a small number of ampere-turns is required to keep an already energized relay closed rather than energizing the relay.

Aus den vorhergehenden Ausführungen ergibt sich also, daß die neue Einrichtung eine thermoelektrische Stromquelle mit drei Abgriffen für unterschiedliche Spannungen enthält, deren größte Spannung dazu dient, über einen Stromkreis mit einem hohen Widerstand zunächst mit dem mittleren Anschluß der Stromquelle verbundene Kontakte zu schließen und dadurch den Gesamtstrom zwischen einem Steuerstromkreis von relativ hohem Widerstand und einem Arbeitsstromkreis von niedrigerem Widerstand aufzuteilen, um den größeren Teil des Gesamtstromes dem Arbeitsgerät zuzuführen. Damit wird es möglich, das Arbeitsgerät von einem Thermoelement aus ohne eine zusätzliche Energiequelle zu betätigen. Dabei kann gleichzeitig die Betätigung des Arbeitsgerätes von einem entfernt liegenden Thermostaten gesteuert werden.From the above it follows that the new Set up a thermoelectric power source with three taps for different Contains tensions whose greatest tension to it serves, via a Circuit with a high resistance first with the middle connection of the power source to close connected contacts and thereby the total current between a control circuit of relatively high resistance and a working circuit of lower resistance to be divided in order to feed the larger part of the total current to the working device. This makes it possible to operate the tool from a thermocouple without an additional To operate energy source. At the same time, the operation of the implement controlled by a remote thermostat.

Die Vorrichtung bildet zugleich eine Sicherheitsschaltung, indem bei einem Ausfall der Zündflamme das elektromagnetische Ventil 20 geschlossen gehalten wird, ein Ansammeln des Brennstoffs im Brenner 10 also unmöglich gemacht wird, außer wenn die Zündvorrichtung betätigt wird. In ähnlicher Weise wird das Ventil 20, wenn irgendein Teil des elektrischen Stromkreises ausfallen sollte, in einer geschlossenen Stellung gehalten. Ebenso wird im Fall einer verringerten Strommenge im Steuerstromkreis infolge einer Verkleinerung der Zündflamme ein schnelles Abfallen des Relais ermöglicht, da ein solcher Stromwert geringer ist, als es zum Festhalten des Relaisankers erforderlich ist, Aus dem Vorbeschriebenen geht hervor, daß der Strom im Arbeitsstromkreis unabhängig von dem Widerstand des Steuerstromkreises und damit von der Lage bzw. der Entfernung des Steuerelements 28 ist.The device at the same time forms a safety circuit in that the electromagnetic valve 20 is kept closed in the event of a failure of the pilot flame, thus making it impossible for the fuel to accumulate in the burner 10, unless the ignition device is actuated. Similarly, should any part of the electrical circuit fail, the valve 20 is maintained in a closed position. Likewise, in the case of a reduced amount of current in the control circuit due to a reduction in the size of the pilot flame, a rapid dropping of the relay is made possible, since such a current value is less than is required to hold the relay armature the resistance of the control circuit and thus the position or the distance of the control element 28 .

In Fig. 2 ist ein abgewandelter erfindungsgemäßer thermoelektrischer Generator 40 gezeigt, der in dem Stromkreis der Fig. 1 an Stelle des dort gezeigten thermoelektrischen Generators verwendet werden kann. Das abgewandelte Thermoelement besteht aus einem ersten Paar von Bauteilen 31 und 32, die bei 33 zu einer ersten heißen Verbindungsstelle verbunden sind, und einem zweiten Paar von Bauteilen 34 und 35, die bei 36 zu einer zweiten heißen Verbindungsstelle verbunden sind. Wie gezeigt, sind die Paare in Reihe geschaltet, wobei die kalte Verbindungsstelle beim Anschluß 37 entsteht. Die anderen Enden der Bauteile 31 bzw. 35 haben kalte Anschlüsse bei 38 bzw. 39.FIG. 2 shows a modified thermoelectric generator 40 according to the invention, which can be used in the circuit of FIG. 1 in place of the thermoelectric generator shown there. The modified thermocouple consists of a first pair of components 31 and 32 connected at 33 for a first hot junction and a second pair of components 34 and 35 connected at 36 for a second hot junction. As shown, the pairs are connected in series with the cold junction at terminal 37. The other ends of components 31 and 35 have cold connections at 38 and 39, respectively.

Ähnlich dem in Fig. 1 gezeigten thermoelektrischen Generator hat der thermoelektrische Generator der Fig.2 drei kalte Verbindungsstellen und demgemäß drei Spannungsanschlüsse, die, wenn man den Generator nach Fig. 2 in die Vorrichtung nach Fig. 1 verlegt, verschieden kombiniert verbunden werden können. Die Wirkungsweise 40 ist im wesentlichen die gleiche wie die des Generators in Fig. 1.Similar to the thermoelectric generator shown in FIG. 1, the thermoelectric generator of FIG. 2 has three cold connection points and accordingly three voltage connections which, if the generator according to FIG. 2 is relocated to the device according to FIG. 1, can be connected in different combinations. The mode of operation 40 is essentially the same as that of the generator in FIG. 1.

In Fig. 3 ist ein thermoelektrischer Generator 41 gezeigt, der gemäß den oben in Verbindung mit Fig. 2 ausgeführten Grundsätzen aufgebaut ist und aus zwei Thermoelementen 42 und 43 besteht.In Fig. 3, a thermoelectric generator 41 is shown according to is constructed from the principles set out above in connection with FIG. 2 two thermocouples 42 and 43 consists.

Das Thermoelement 42 besteht aus zwei Bauteilen 44 und 45, wobei der letztere in diesem Ausführungsbeispiel aus einer Legierung besteht und als der »Arbeits«-Bauteil des Thermoelements bezeichnet wird. Der Bauteil 44 des Thermoelements ist im allgemeinen becherförmig ausgebildet, vorzugsweise aus nichtrostendem Stahl hergestellt, mit einem rohrförmigen Muffen- oder Hüllenteil und einem geschlossenen Endteil 47, der als Wärmefühler des Thermoelements dient. Die Bauteile 45 und 44 sind an einem Ende durch eine Kontaktelektrode 48 unter Bildung einer heißen Berührungsstelle für das Thermoelement verbunden. Die Hülle aus nichtrostendem Stahl 44 dient zum Umschließen des »Arbeits«-Bauteils 45. Die in der Hülle 44 entwikkelte Spannung ist gering im Vergleich zu der des Arbeitsbestandteils 45.The thermocouple 42 consists of two components 44 and 45, the latter being made of an alloy in this exemplary embodiment and being referred to as the "working" component of the thermocouple. The component 44 of the thermocouple is generally cup-shaped, preferably made of stainless steel, with a tubular sleeve or shell portion and a closed end portion 47 which serves as a heat sensor for the thermocouple. The components 45 and 44 are connected at one end by a contact electrode 48 forming a hot contact point for the thermocouple. The stainless steel shell 44 is used to enclose the “work” component 45. The stress developed in the shell 44 is low compared to that of the work component 45.

Das Thermoelement 43 ist ähnlich dem Thermoelement 42 aufgebaut und besteht ebenfalls aus einem Paar von Bauteilen, nämlich 52 und 53. Der Bauteil 52 ist vorzugsweise aus nichtrostendem Stahl hergestellt und in Muffen- oder Hüllenform ausgebildet und umgibt den Bauteil 53, der ebenfalls von halbmetallischer Zusammensetzung ist, aber eine entgegengesetzte Polarität gegenüber dem Bauteil 45 aufweist und aus noch zu erläuternden Gründen als »Steuerungs«-Bauteil bezeichnet werden soll. Der Steuerungsbauteil 53 ist mechanisch und elektrisch an seinem Ende mit dem verschlossenen Ende des äußeren röhrenförmigen Bauteils 52 zu der heißen Verbindungsstelle mittels des Kontakts 54 verbunden. Die in der Hülle 52 erzeugte Spannung ist gering im Vergleich zu der des Bauteils 53 und muß deshalb nicht notwendigerweise von entgegengesetzter Art bezüglich des Bauteils 44 des Thermoelements 42 sein.The thermocouple 43 is constructed similarly to the thermocouple 42 and also consists of a pair of components, namely 52 and 53. The component 52 is preferably made of stainless steel and designed in a sleeve or sleeve shape and surrounds the component 53, which is also of semi-metallic composition is, but has an opposite polarity to the component 45 and is to be referred to as a "control" component for reasons to be explained. The control member 53 is mechanically and electrically connected at its end to the closed end of the outer tubular member 52 to the hot junction by means of the contact 54. The voltage generated in the sheath 52 is small compared to that of the component 53 and therefore need not necessarily be of the opposite type with respect to the component 44 of the thermocouple 42.

Die beiden Thermoelemente 42 und 43 enthalten weiterhin Hüllenfortsetzungen 55 bzw. 56, die in geeigneter Weise, z. B. durch Hartlötung od. dgl., an den rohrförmigen äußeren Bauteilen 44 bzw. 52 befestigt sind. Die offenen Enden der Hüllenfortsetzungen 55 und 56 sind mit Verschlußvorrichtungen 58 bzw. 59 versehen, die einen hermetischen Verschluß der inneren Teile 45 bzw. 53 der Thermoelemente 42 bzw. 43 ermöglichen. Wie zu sehen, sind die Hüllenfortsetzungen 55 und 56 der beiden Thermoelemente 42 und 43 an einer Klammer 60 befestigt, die, wie gezeigt, gegenüber einer Zündflamme 62 eines aus Hauptbrenner und Lockflamme bestehenden Aggregats 63 angebracht ist.The two thermocouples 42 and 43 also contain jacket continuations 55 and 56, respectively, which can be appropriately, e.g. B. by brazing od. Like., Are attached to the tubular outer components 44 and 52, respectively. The open ends of the sheath continuations 55 and 56 are provided with closure devices 58 and 59, respectively, which enable the inner parts 45 and 53 of the thermocouples 42 and 43, respectively, to be hermetically sealed. As can be seen, the jacket continuations 55 and 56 of the two thermocouples 42 and 43 are fastened to a clamp 60 which, as shown, is attached opposite a pilot flame 62 of an assembly 63 consisting of a main burner and a lure flame.

Der Generator 41 kann in der Vorrichtung gemäß Fig. 1 so eingebaut werden, daß man die Leitung 19 mit der kalten Berührungsstelle 66 des Arbeitsbauteils 45 anschließt, wobei die Leitung durch die Verschlußvorrichtung 59 hinausführt. Eine elektrische Verbindung der Leitung 26 mit der kalten Verbindungsstelle am Anschluß 68 des Steuerungsbauteils 53 führt durch die Verschlußvorrichtung 59. Die Leitung 16 ist an die Klammer 60 angeschlossen, welche die beiden Thermoelemente nebeneinander festhält und als gemeinsame äußere kalte Verbindungsstelle der beiden Thermoelemente 42 und 43 dient.The generator 41 can be installed in the device according to FIG. 1 in such a way that the line 19 is connected to the cold contact point 66 of the working component 45, the line leading out through the closure device 59. An electrical connection of the line 26 to the cold connection point at the connection 68 of the control component 53 leads through the locking device 59. The line 16 is connected to the clamp 60, which holds the two thermocouples side by side and serves as a common outer cold connection point of the two thermocouples 42 and 43 serves.

Das Brenneraggregat 63, das aus einem Zündbrenner 62 und einem Hauptbrenner 69 besteht, kann in gleicher Weise wie in Fig. 1 angeordnet sein, wobei der Zündbrenner eine Zündung des Hauptbrenners ermöglicht, wenn der Brennstoff in der beschriebenen Weise zugeführt wird. Bei normalem Betrieb bestreitet die Zündflamme F die heißen Verbindungsstellen beider Thermoelemente 42 und 43. Infolge der nebeneinanderliegenden Anordnung der Thermoelemente 42 und 43 und der thermischen Unabhängigkeit ihrer heißen Verbindungsstellen bezüglich der Zündflamme kann man feststellen, daß die Spannungen an den Anschlüssen der Leitungen 16 und 26 viel empfindlicher auf eine Verminderung des Gasdrucks ansprechen als die in den Leitungen 19 und 26 des Thermoelements 42 entwickelten Spannungen. Wenn man einen Zustand annimmt, bei dem der Gasdruck unter ein normales Niveau fällt, bei dem die Zündflamme F wohl weiterbrennt, aber nicht mehr den Hauptbrenner 69 anzünden kann, berührt die Zündflamme das obere Ende des Thermoelements 43 nicht mehr, obwohl das Thermoelement 42 immer noch erhitzt wird. Die Gestaltung des Thermoelements 43 wird vorzugsweise so ausgeführt, daß es schnell durch Ausstrahlung abkühlt, und da es abgekehrt vom Hauptbrenner 69 dort angebracht ist, wo seine Umgebung in erster Linie aus den verhältnismäßig kühlen Wandungen des Brennraumes besteht, nimmt die Spannung zwischen den Anschlüssen 16 und 26 bei einer Verminderung des Gasdruckes schnell ab.The burner assembly 63, which consists of a pilot burner 62 and a main burner 69, can be arranged in the same way as in FIG. 1, the pilot burner enabling the main burner to be ignited when the fuel is supplied in the manner described. During normal operation, the pilot flame F denies the hot connection points of the two thermocouples 42 and 43. As a result of the juxtaposition of the thermocouples 42 and 43 and the thermal independence of their hot connection points with respect to the pilot flame, it can be seen that the voltages at the connections of the lines 16 and 26 are much more sensitive to a decrease in gas pressure than the voltages developed in leads 19 and 26 of thermocouple 42. If one assumes a condition in which the gas pressure falls below a normal level, at which the pilot flame F continues to burn, but can no longer light the main burner 69, the pilot flame no longer touches the upper end of the thermocouple 43 , although the thermocouple 42 always is still being heated. The design of the thermocouple 43 is preferably carried out in such a way that it cools down quickly through radiation, and since it is mounted facing away from the main burner 69 where its surroundings primarily consist of the relatively cool walls of the combustion chamber, the voltage between the connections 16 decreases and 26 decreases rapidly with a decrease in gas pressure.

Bei der Konstruktion der Thermoelemente 42 und 43 ist zu berücksichtigen, daß aus Gründen des Wirkungsgrades der innere Widerstand der Ihermoelemente und der Belastungen einander entsprechen. Demgemäß ist zweckmäßig die Querschnittfläche des Bauteils 45 größer als die des Bauteils 53.When designing the thermocouples 42 and 43 , it must be taken into account that, for reasons of efficiency, the internal resistance of the thermocouples and the loads correspond to one another. Accordingly, the cross-sectional area of the component 45 is expediently larger than that of the component 53.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Electrical control device, in particular ignition flame arrester, with a consumer circuit and a thermocouple as the sole power source, which supplies the consumer circuit with power depending on the activity of a sensor element actuating a switch, in which an electromagnetically actuatable switching element is provided, the switching contacts of which are in the consumer circuit lie and its serving for closing the contacts working winding with the contacts of the sensing element is located in a parallel-connected to the consumer circuit control circuit, according to patent application M 27646 VIIIb I 21c (Auslegeschrift 1097526), - characterized in that the thermoelectric power source an average voltage divider (8 or 37 or 60), which is connected to the switching contacts (30) of the electromagnetic switching element (27) and, when the switching contacts are closed, to the consumer (20) and part of the power source of the control circuit (C) forms independent working circuit (P).

2. Control device according to claim 1, characterized in that when the switching contacts (30) are open, the entire power source, the sensor element (28), the switching element (27) and the consumer (20) are connected in series and the switching contacts (30) with a Point of this circuit between switching element (27) and consumer (20) are connected.

3. Control device according to Claim 1 or 2, characterized in that the thermoelectric current source has three elements (13, 9, 14) which are connected to a common hot thermal point (15) are connected to each other and in three different cold thermostats (17, 8, 18) end.

4. Control device according to claim 1 or 2, characterized by a current source consisting of two pairs of thermocouples (31, 32 or 34, 35) with two separate hot (33, 36) and two separate cold (38, 39) and a common middle cold Thermostat (37). References considered: U.S. Patent Nos. 2198,453, 2,267,775, 2,458,014, 2,659,844.