DE1590287A1 - Elektrisches Widerstandselement zum Einfuehren in eine Flamme - Google Patents

Description

PATENTANWALT

P08TS0HE0K-KONTO FRANKFURT/M. 8429 DRESDNER BANK FRANKFURT/M. 093 7OS

DAHFOSS A/S, Nordborg (Dänemark^-

Elektrisches Widerstandselement zum Einführen in eine Flamme

Die Erfindung bezieht sich auf ein elektrisches Wid&rstandselement zum Einführen in eine Flamme, insbesondere für Gas- oder ölfeuerungsanlagen.

Widerstandselemente, die hohen Temperaturen ausgesetzt werden, haben im allgemeinen keine große lebensdauer. Sie werden insbesondere durch Oxydation angegriffen. Daher ist es bekannt, Glühdrähte unter SäuerstoffabSchluß zu halten, z.B. bei Glühlampen. Die Gefahr einer Zersetzung ist noch größer, wenn man das Widerstandselement in eine Flamme hält, weil dann wegen der Verbrennüngsgase noch zusätzliche Zersetzungserscheinungen auftreten können. Hinzu kommt, daß beim Einführen in die Flamme eine sehr plötzliche Temperaturerhöhung auftritt, so daß zusätzlich Wärmespannungen zur Zerstörung beitragen können. Daher hat man in Verbindung mit Flammen lediglich Widerstandskörper aus chemisch und tfirmisch sehr beständigen Edelmetallen benutzt, mußte aber trotzdem eine geringe Lebensdauer in Kauf nehmen.

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein elektrisches Widerstands element zum Einführen in.einer Flamme anzugeben, das bei den üblichen Flammentemperaturen einer Gas- oder Ölfeuerung eine lange Lebensdauer besitzt.

Erfindungsgemäß besteht das elektrische Widerstandselement aus Sililium-karbidkörnern, die durch Siliziumoxynitrid gebunden ■Ind.

Ein in dieser Weise zusammengesetztes Widerstandeelement ist ge-rgenüber Oxydation und anderen chemischen Einflüssen der Flamme nahezu umempfindlich. Es ist außerordentlich widerstandsfähig gegenüber thermischen Einflüssen, insbesondere gegenüber Wärmeschock. Sein spezifischer Widerstand beträgt im kalten Zustand etwa 100 Ohm. cm und im heißen Zustand etwa 2 bis 3 Ohm. cm.

Ei ist zwar bekannt, daß Siliziumkarbid elektrisch leitend ist. Man hat daher Siliziumkarbid schon als Heizleiter benutzt. Es war aber nicht möglich, ein Widerstandselement aus Siliziumkarbid herzustellen, das in der Flamme eine ausreichende Beständigkeit hat·

Das beanspruchte Material, nämlich durch Siliziumoxynitrid ₂ OH₂ oder Si₂ON) gebundenes Siliziumkarbid (SiC) ist bereits als

3isehe Auskleidung für öfen, ^ Schmelztiegel usw. bekannt und unter der Bezeichnung Crystolon 63 Silicon Carbide von der Firma Norton International Inc. vertrieben.

Bas Bindemittel Siliziumoxynitrid gibt den Siliziumkarbidkcrnem einen bisher unerreicht guten mechanischen Zusammenhang auch bei starken Temperatursprügen und schützt das Siliziumkarbid gegen Oxydation und andere chemische Einflüsse. Ee war jedoch nicht be-

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kennt, daß dieses Bindemittel die elektrischen Eigenschaften des Siliziumkarbid nicht beeinträchtigt eonden einen Verbundkörper mit ausgesprochen guten elektrischen Eigenschaften ergibt, der eine lange Lebensdauer besitzt, auch wenn er in eine Flamme eingeführt wird.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung läßt sich das Wider- ■t&ndselement in der Form eines dünnen Stabes herstellen* Dies steht im Gegensatz zur sonstigen Verwendung des bekannten Materials als Ofenauefütterung. Durch die StabJorm kann man dem Wider- ■tandselement einen Widerstand geben, der einen unmittelbaren Aneohluß an die Netzwechselspannung, z.B. 220 V.erlaubt.

Mit Hilfe des neuen Widerstandselements lassen sich sehr vorteilhafte konstruktive Lösungen für die Zündung und Überwachung einer Flamme angeben. Hierbei macht sich der negative Temperaturkoeffizient des beanspruchten Materials besonders vorteilhaft bemerkbar.

Bei einer ersten Anwendungsform der Erfindung kann das Wideretandselement als elektrischer Glühzünder für die Flamme dienen. Wenn man das Element an die Netzspannung anschließt, fließt zunächst ein geringer Strom, der das Element erwärmt, wodurch dessen Widerstandswert abnimmt, der Strom steigt an usw..bis der GlUh-•uetand erreicht ist, bei dem die Flamme zündet. Alsdann kann das Element von der Spannung abgeschaltet oder der hindurchfließende Strom herabgesetzt werden.

Bei einer zweiten Anwendungsform der Erfindung wird das Wider- etandeelement als Flammenfühler in einem elektrischen Überwachungs- kreis benutzt. Da dae Element im kalten Zustand einen hohen Widerstand, la helfien Zustand dagegen einen niedrigen Widerstand be-

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sitet, kann man mit seiner Hilfe unmittelbar ein Relais steuern, welches beispielsweise beim Versagen der Flamme die Brennstoffförderung abschaltet.

Ein anderer Anwendungszweck ist beispielsweise die Messung der Piaminentemperatur.

In der Zeichnung sind zwei Ausführungsformen der Erfindung schematisch veranschaulicht. Es zeigent

Tig. 1 das erfindungsgemäße Widerstandeelement als Glühzünder und

Pig. 2 das erfindungsgemäße Widerstandselement als Flameenfühler.

In fig. 1 ist vor einem Brenner 1 ein Widerstandselement 2 in Fora eines dünnen U-förmigen Stabes angeordnet, das aus Siliziumkarbidkörnern, die durch Siliziumoxynitrid gebunden sind, besteht. Das Element ist über einen Einschaltkontakt 3 mit den letzklemmen 4 verbunden. Man kann durch Niederdrücken des Kontakts 3 das Element 2 zum Glühen bringen, wodurch der Brennstoff aus dem Brenner 1 gezündet wird. Alsdann kann der Strom wieder unterbrochen werden.

Bei des AusfUhrungsbeispiel der Pig. 2 ist vor einen Brenner 11 mit einem Magnetabsperrventil 12 wiederum ein Widerstandselement 13 geschaltet. Dieses ist über die SJIule U des Magnetventile und einen Schalter 15 mit den Klemmen 16 eines Wechselstromnetzee verbunden. Im Betrieb, also bei geschlossenem Schalter 15_f fließt

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wegen des negatJsen Temperaturkoeffizienten des Elements 13 in dem Stromkreis ein großer Strom, der das Ventil 12/Offnet hält, solange die Flamme brennt. Der Strom ist jedoch zu klein, um das Ventil offen zu halten, wenn die Flamme erloschen ist. Zum anfänglichen Offnen des Brennstoffventils kann ein zusätzliches Organ 17 vorgesehen sein, das von Hand oder automatisch geöffnet wird.

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Claims (3)

Patentansprücheι

1. Elektrisches Widerstandselement zum Einführen in eine Flamme, insbesondere für Gas- oder (^feuerungsanlagen, dadurch gekennzeichnet, daß es aus Siliziumkarbidkörner besteht^ die durch Siliziunoxynitrid gebunden sind.

2. Widerstandselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daJ es die Form eines dünnen Stabes hat.

3. Widerstandseiement nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet duroh die Anwendung als elektrischer Glühzünder für die Flamme.

4· Widerstandselement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch die Anwendung als Flammenfühler in einen elektrischen Überwachungskreis.

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Hq. [±± ijn · erlaößn {Art 7 & l Abs. 2 Nr. I Satz 3 des Anderungsjes. v. 4.