DE2102835A1 - Steuer und Überwachungseinrichtung fur von einer Brennmittelquelle aus gespeiste Brenner - Google Patents

Description

PATENTANWÄLTE DR.-PHIL. G. NICKEL · DR.-ING. J. DORNER

S MÜNCHEN !5 LANDWEHRSTR. 35 · POSTFACH 104

TEL. (08111 555719

München, den 18. Januar 1971 Anwaltsaktenz.: Zj - Pat. 6

Raytneon Company, Lexington, Massachusetts 02173, /ereinigte Staaten von Amerika.

Steuer- und Überwachungseinrichtung für von einer xsrennmittelaus gespeiste Brenner

jie iürfindun--"- betrifft jteuer- und uberwaunu^hSoi^rich^un-.-en für von siaer .^renn^ittelquelle aus gespeiste brenner.

>ei ürenniiiittel^espeisten V/ärme gerät en verwendet iuan beicannteri..aioyn eine Vielzahl von öicherungssystemen, welcae luec-ianiscii, optisch oder elektrisch ansprechende Einrichtungen zur _<eststelluri? von ö'ealern bei aer Zündung oder bei der Δν ennmitt el zufuhr aufweisen, oclcne einrichtungen wie Flammenfühler oder i'emperatur-überwachungseinrichturiäen, bei denen die Leitfähi^keitsänderuri ■·; aufgrund ionisation untersucht wird _t sind in Verbindung mit Zündvorrichtungen vorgeschlagen worden, bei welchen ein EntIadungs-Zündfunke erzeugt wird, so dart man ein selbsttätiges Sicherneits-Zündsystem erhält. Auch hat man eine Reihe von üicherheitssysteiiieii für brenngasbetriebene Cerate entwickelt, welche ßiit der ^üudflamme zusammenwirken.

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gekannte jSinriohbungen äieser Art sind -tür verhälti-isciäM.:; sehr verv/ickelt und kostspielig. Andererseits bereitet es aber Schwierigkeiten, eine Vereinfachung und eine /eminderun. der .lerstslluiigskosten eines Sicherunga-Zündsysterns für brennrnittelrespei-3ta Geräte zu erreichen, ohne daii hiermit eine :ulnbuii~ an Zuverlässigkeit und Lebensdauer einher^eht. >erade dies soll ab ir ^;/euiäß eier der vorliegenden Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe erreicht werden.

Eine Lösung wird durch ein eintsn ..erkstoff mit -ÄVOiieca i'emperaturkoeffizienten des elektrischen ,Videratandes enthaltendes 7/iderstandselement, welches in dem vom Brenner zu beheizenden Jereich angeordnet ist sowie durch auf die iröße des elektrisc-ien Widerstandes des ,/idersGandselamentea ~xospreche .de Steuermittel zur jeeiaflussung der ^rennniittelzufuhr erreicht.

bedeutsame merkiaale, durch v/elche die soeben .-:urz uescrielone Einrichtung nach aer rirfinäung v/eitsrgebiiäet v/ir:,, oildc-i; irr. übrigen je^enscand der anliegeiideri Pacentanspr-a^'ne.

x¹C-: die jrfind.ais. wird also eine Steuer- und Jcerv/achungseiariohtunc beschaffen, bei welcher die jⁿuu,-.:tion eiues i¹'¹!ammer,.iUhlers auf thermisch-elektrischen 'Ve.^e darc:. _ef uhr fc v/ii*d. Der ilä rn-^iiflinler enthälc ein Organ, //elcnes einen ^ro sen positive:: Ie₄. pera-3-.irKOiffizii.nten des elektriscner. ./iderstar.les besitzt und mit einem Schalter und luit xiinrichtungen zur Absperrung der -crännraittelzufuhr irxi Sinne eines Sicnerhsitasr/bteixS :2U3ar.:nienv. ir ku.

Der zur Herstellung des ./iderstandselanentes oder j'ünler tes ausgewählte .,arkstoff ist vorzugsweise Llol/ojan Der widerstandswert des ,/iderstandseiemeutes ist oei RaumteK;peratur vorzugsweise niedrig. Bei hohen ^eaiperatüren von beispiel weise etwa 1j>70⁰ 0 und darüber ist der /ilerstand .vesei tlich ho >er und beträgt etwa das Dreifache des V/ertes oei niedri.erf Tem peraturen, wodurch sich entsprechende, wesentlich verringerte

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\7erte des elektrischen Stromes einstellen. Werden die Parameter des Fühlereleinentes in bestimmter V/eise ausgewählt, so kommt es in der gewünschten ,'/eise zu einem Stroraabfall auf einen mittleren Betrieosstrom von ungefähr der Hälfte, wenn eine ordnungsgemäße Zündung stattrindet and das Fühlerorgan auf den Temperaturanstieg anspricht.

LIit der Brerrnuitteluuelle und dem Fühlerorgan sind iiinr ichtun ,en zur Unterbrechung des Stromkreises, beispiels'weise in Form eines •Schalters, verbunden , ler auf einen bestimmten ilindest-Schv/ellenwert anspricht, der zwischen dem hohen Anfangastrom und dem mittleren netriebsstroa gelegen ist. Ilit dieser Schaltung wird erreicht, aaia die ^renn:aittelzufuhr selbsttätig nach einer bestimmte: Dauer, in welcher keine Zündung zustande kommt, abgesperrt v;ird, v.as sie": an einem Anstieg des Stromes über der. re-

des Schalters zeigt.

Es liami zv.ar eine beliebige geeignete Sünderkonstruktion verwendet werden, äocli enthält die Zündeinrichtung vorzugsweise ein lü^äelement aue de:..3£icen werkstoff wie das Fühlerorgan und ist mit diesem in Reihe oder getrennt von dem Fühlerorgan an eine üpannungsquelle ele.^t. Da der Strom durch das Fühlerorcar. sich im wesentlichen abiisiigig von eier Temperatur in der. vom Brenner beheizten jereic-h ändert, kann der wert dieses Stromes als l.ai?

für die Temperatur vor-.veiidet werden, indem man ein Amperemeter m

öas/ ^

in Heine mit dem Fühlerorgan legt, wobei Amperemeter in iemperaturwerten reeicht ist.

Das erfinäungsgeaiäiie Sicherheits-Zündsystem ist wesentlich billiger als- entsprechende bekannte Systeme vergleichbarer Art, ohne daiS eine Einbaue ier Zuverlässigkeit und Sicherheit in Kauf genommen werden snüite. Die elektrische Schaltung äes beschriebenen Systems läßt sicn an die Verwendung beliebiger Brennmittel und ?.n den Betrieb in beliebigen, brenniLittelgespeisten "«Yärmegeräten anpassen.

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Die Erfindung wird nunmehr durch die Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es stellen dar:

Figur 1 einen Vertikalschnitt durch ein von einem Brenner beheiztes Wärmegerät mit einer Steuer- und Überwachungseinrichtung nach der Erfindung,

figur 2 eine vergrößerte, teilweise im Schnitt gezeichnete Seitenansicht einer anderen Ausführun.rsform der Erfindung mit einem Fühl- und Zündelement,

Figur 3 ein schematisches Schaltbild einer Einrichtung nach der Erfindung,

Figur 4 eine graphische Darstellung des Stromverlaufes in Abhängigkeit von der Zeit zur Erläuterung der v/irkungsweise der erfindungsgemäßen Einrichtung,

Figur 5 eine graphische Darstellung des elektrischen Widerstandes in Abhängigkeit von der Temperatur für einen zur Herstellung des Fühlerorganes verwendeten V/erkstoff und

Figur 6 ein schematisches Schaltbild eines abgewandelten Teiles der Schaltung nach Pieur 2.

Figur 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines mit Brennmittel betriebenen Wärmeaustauschers 10 zum Erwärmen eines im Kreislauf durchgeführten Strömungsmittels. Eine schraubenförmig geführte Leitunr 11 ist mit einem Einlaßanschluß 12 und einem Auslaßanschluß 13 versehen, welche mit irgend einer Strömungsmitteliuel-Ie bzw. einem Verbraucher verbunden sind. Die leitung 11 ist in einen Trägerkörper oder eine Matrix 14 aus einer Vielzahl einzelner, wärmeIeitfäniger Körper eingebettet, die durch ein metallurgisches Verfahren so miteinander verbunden sind, daß sich eine selbsttragende Konstruktion ergibt. Ein innerer Verbrennungsraum 15 ist von der Wärmeaustauscheranordnung umschlossen.

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iiine obere Abachlußplatte 22 ist über G-ewindebolzen und Muttern 23 so an der Irägerkonstruktion 14 befestigt, daß das obere Ende des Verbrennungsraumes 15 abgeschlossen ist.

Eine untere üalteplatte 16 ist fest mit einer Abschlußplatte 17 verbunden, an welche ein in der Mitte des Verbrennungsraumes aufragender Yiellochbrenner 18 angeschlossen ist. Das Brennmittel für den Vii-llochbrenner bann in Form eines unter Druck stehenden Sjas-Luft-j-eniisii'ies von einer Brennmittelquelle bezogen wurden, die mit einem an der Abschlußplatte 17 befestigten Anschlußkanal 19 verbunden ist. 3in äußerer G-ehäusemantel 20 umgibt die Warmeaustauscheranoränuiig und umschließt den Abführungsweg für die Ab- jB.se, reiche durch die zusammengesinterte oder zusammen^;jelötete Irä^:;^;-erkonstraktion austreten. Bin Entlüftungskanal 21 fimrt außen von dem äußeren Grehä'.isemantel 20 weg und kann mit einem Kamin zur Abführung der Verbrennungsgase verbunden sein. In j'i.rur 1 sind axe Mnzelheiten der elektrischen Einrichtungen oder Steuerorgan v/eggelasaen und werden erst weiter unten näher beschrieben.

Die in der erfindungsgemäßen ,/eise ausgebildeten Jmhler- und Zündorgane 36 bzw. 37, welche in ihrer Gesamtheit mit der Bezugszahl 50 bezeichnet sind, können von Bauteilen unterschiedlicher Abmessung aus einem V/iderstandsmaterial gebildet sein, welches nachfolgend- noch genauer beschrieben wird. Die genannten Teile sind einzeln auf einem keramischen Träger 31 befestigt, der seinerseits so an die Abschlußplatte 17 angesetzt ist, daß er der Umgebung im Inneren des Brennraumes 15 ausgesetzt ist. Dem Fühlerorgan 36 sind nach außen führende Anschlußleitungen 32 und 34 zugeordnet, während dem Zündelement nach außen führende Anschlußleitungen 33 und 35 zugeordnet sind, v/ährend lier das Zündelement und das Fühlerorgan an einer einzigen, f;;e!.-ieiasamen .ialterung montiert dargestellt sind, versteht es sich, daß das Zündelement und das Fühlerorgan auch in beliebiger Lage innerhalb des mit der erfindunr;sgemäßen Einrichtung ausgerüsteter. v/ärLMriger i ;es ,getrennt voneinander vorgesenen se Li kön-

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nen. ^ei dem dargestellten Ausführungsoeispiei erfüllt die das Fühlerlement bildende längere Schleife 36, v/elcne eine -rößere Querschnittsfläche besitzt, die jj'ühlerfunktion, während die etv/as kürzere and dünnere Schleife 37 das Zündelement cildet.

Anhand von si-.ur 5 soll nun die kennlinie des eic κ erlösen Vi-'ierstandes in Abhängigkeit von ier Temperatur far ei nen cevorzu:^rten . erkstoff naher betrachtet iverden. Der wesentlichste .,-esicntspunkt bei der Auswahl aea Merkstoffes ist >y, de.3 bei nieir.Lcer; Temperaturen, beispielsweise in einem ^ereicri /on tü:..p'iratur bis etv/a 530° G, ein sehr r;eri%er ,/iderstand vorherrscht, so da.B sich entsprechend hohe Strome ^vyec^u. Am oberen ^:ide des Temperaturbereiches jedoch, insbesondere bei aen /erorennungstemperatüren von etwa 1370 (J und d-ir':ber steigt der .Vi:lerstandsv/ert scharf an, um so bedeutend .-/_-rindere otrom-/.erte zn erzwingen. ^¹Ur im üblichen betrieosbereich arbeitende AuijfiLiruh^sbeispieie ist in ;l?ur 5 der i.-ov..:-xle ..ereic'.". äer ietriöbstemperaturen durch unterbrocnene Linien an _:i-\.euen, .u.i zwar das untere jinde aes Bereiches durcn die üiitarbroche^e Linie 38 bei etwa 530° G und das obere Ende des _j,ereich-.is aurcc die unterbrochene Linie 39 uei etwa 1370 C. Aus der jcei^un: der .■urve 40 ersieht man, daß der .liderstand in ai&S;^: gereich etv/a XHi Yernältnis von 3:1 von einein spezivischen ./ert von 100 ^.ikroohm/cm aus ansteigt, riin V/erkstoff, v/elcher ceispielsv/eise diese Eigenschaft oesitzt, hat eine Zusammensetzung von uindestens 90-j LIolybdän-Disilizid mit annähernd 10^r/{> Zusätzen an metallischen und keramischen _iindemitteln, so daß ein elektrisches "Jiaerstandsefement hergestellt werden kann. Werkstoffe dieser art sind unter dem V/arennamen "Kanthai Super" in; ianüel er:iäl tlioh und besitzen den weiten Änderungsbereich des elektrisonen Jiderütiuies im entsprechenden Bereich der

Lie Liiu^e und die Querschnitt3iläche des Wühlerei.· ^.;.e-j κ...ι :lü: ^ündelementes werden zweckmäßig auf die erfindunt;&.vema^ verv/e ,-detii .jfceuerschaltung abgestimmt, -/.-elcha iiachioi: end ..i-:fcr m'j.: utert wird.

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In jpigur 5 ist schematisch ein Schaltbild einer elektrischen steuerschaltung angegeben, welche eine elektrische Spannungsq.uelle entuält, die über Leitungen 41 und 42 mit einem Transformator 43 zur Erzeugung einer Niederspannung verbunden ist, so daß man schließlich fünf Volt Gleichstrom oder Wechselstrom erhält. Im S'alle von Gleichstrom sind geeignete Gleichrichter zur Umwandlung des Ί/echselstromes in Gleichstrom vorgesehen. Das orennmittel ^speiste Yc ärn.e gerät oder Heizgerät ist allgemein mit der Bezugszalil 44 bezeichnet und kann die Form der oben beschriebenen '.Värraeaustauscheranordnung haben. Zur Steuerung des die Bremiir-ittelzufuhr beeinflussenden Ventiles 47 dient ein unter der Steuerung des Fühlerorganes 36 stehendes Solenoid 46. Das Zündelement 37 kann unmittelbar parallel zur Sekundärwicklung des Iransfor&ators 43 gelegt sein. Die Steuerschaltung enthält weiter einen Ausschalter 45» mittels welchem die Schaltung aufgetrennt werden kann, falls nach einer bestimmten Verzögerun.^szeit von; i.'or«:alzustand abweichende Ströme auftreten. In den B-eisten brennaittel^espeisten Seräten genügt eine Verzögerungsdauer vo-. etv/a zehn Sekunden. Bin üblicher Ausschalter, welcher in der vorliegenden Schaltung verwendet werden kann, enthält beispielsweise ein Heizelement 54 und Schaltkontakte 55, welche in Reihe mit dem Solenoid 46 und dem Fühlerorgan 36 liefen. Die Seiraltkontakte 55 haben die Eigenschaft, daß sie in Offnui: sstellung _:ehen, falls bzw. wenn die heizwirkung des Heizelementes 54 einen bestimmten Schvellenwert übersteigt.

Die das Heizelement bildende Schleife 37 ist so ausgelegt, daß sie anfangs einen verhältnismäßig großen Strom von beispielsweise 10 Ampere, durchläßt. Das Heizelement glüht dann sofort auf und liefert für den durch das Ventil 47 strömenden, zu^eführten Brennstoff Zündenergie. Während der Zünddauer kann der Strom auf etwa fünf Ampere abfallen, hält aber die das Zündelement bilde ide Schleife auf der gewünschten Zündtemperatur.

Die das Fühlerorgan bildende Schleife 36 ist so ausgelegt, daß

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sie beim Einschalten des Transformators 43 ebenfalls einen verhältnismäßig großen Anfangsstrom durchläßt, welcher sich vor der tatsächlichen Zündung auf einen 'Vert von beispielsweise etwa fünf Ampere einspielt. Dieser große Strom, welcher dem Solenoid 46 zugeführt wird, bewirkt, daß das Solenoid eine öffnung des Brennmittelventiles 47 herbeiführt, so daß Brennmittel zum Brenner 18 gelangen kann. Die das Fühlerorgan bildende Schleife 36 ist aber langer und dicker als die das Zündelement bildende Schleife 37 und daher steigt die Temperatur des Fühlerοrganes nicht so weit an wie bei dem Zündelement 37, sondern bleibt auf verhältnismäßig niedrigen Vierten, bis sie schließlich durch die Yfärmeeinwirkung durch das Verbrennen des Brennmittels erhöht wird. Demzufolge bleibt der Widerstand der das Fühlerorgan bildenden Schleife 37 so lange niedrig, bis tatsächlich eine Flamme brennt. Sobald eine Zündung erfolgt ist, läßt die durch das verbrennende Brennmittel erzeugte Hitze die Temperatur des Fühlerorganes in den Bereich von 1370 C ansteigen, so daß nun ein hoher Widerstand in die Schaltung eingeführt wird.

Der hohe Widerstandswert bewirkt, daß der Strom auf einen Kittelwert von etwa der Hälfte des vor der Zündung fließenden Stromes oder auf etwa 2,5 Ampere abfällt.Die Auswahl der Querschnitt ε fläche und der Länge der das Fühlerorgan bildenden Schleife und der das Zündelement bildenden Schleife wird daher durch die angestrebten Betriebsparameter mit Bezug auf den kalten Zustand sowie nach der Zündung bestimmt.

Das Solenoid 46 zur Betätigung des Brennmittelventiles im beschriebenen Ausführungsbeispie! ist so ausgelegt, daß es bei einem Stromwert von etwa fünf Ampere anzieht. Der Abfall erfolgt bei einem Stromwert, der zweckmäßig kleiner als 2,5 Ampere oder kleiner als der Mittelwert des normalen Betriebsstromes ist, wodurch eine zusätzliche Sicherheit erzielt wird. Der Ausschalter mit der zuvor erwähnten Verzögerungszeit von zehn Sekunden besitzt beispielsweise eine bestimmte Ansprechschwelle zwischen dem normalen Eetriebsstrom und dem anfänglichen Strom vor der

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Zündung. Findet beim Inbetriebsetzen eine Zündung in fehlerhafter Weise nicht statt, so fließt in der Steuerschaltung der verhältnismäßig große Anfangsstrom weiter, ohne daß nachfolgend ein Stromabfall stattfindet, wie er normalerweise durch die Erhitzung der das Fühlerorgan bildenden Schleife verursacht wird und dieser hohe Stromwert, welcher über dem Einstellwert für das Ansprechen des Ausschalters beispielsweise bei drei Ampere liegt, bewirkt eine Auftrennung der Schaltung, so daß selbsttätig das Brennmittelventil abgesperrt wird.

In Figur 4 ist die "Mrkungsweise der Schaltung schematisch angegeben. In der Kennlinie des Stromes irr Abhängigkeit von der Zeit ist der im feiten Zustand auftretende große~~ATü&aD-g_sstrom . durch den AbscftH± %■%■--^"-bezeichnet. Am Punkte 49» welcher in dem dargestellten Ausführungsbeispiel einer Stromstärke von fünf Ampere entspricht, erfolgt innerhalb des Verbrennungsräumes eine Zündung vermittels der glühenden, das Zündelement bildenden Schleife 37. Eine erfolgreiche Zündung hat die 7/irkung, daß der Strom auf einen im Bereich 50 gültigen Wert von etwa der Hälfte des anfänglichen Stromwertes abfällt oder auf 2,5 Ampere absinkt. Der letztgenannte Abschnitt 50 stellt den mittleren, normalen Betriebsstrom in der Steuerschaltung nach der Zündung und nach der Erhitzung des Fühlerorganes 36 auf die einen hohen Wi- · derstand ergebende Temperatur dar. Falls nach einer Sicherheitszeit von zehn Sekunden, deren Ende bei 51 angedeutet ist, der für den Kurvenabschnitt 50 gültige Stromwert nicht festzustellen ist, so tritt selbsttätig der Ausschalter in Funktion, welcher so eingestellt ist, daß er die Schaltung beispielsweise bei drei Ampere auftrennt, wobei dieser Wert durch die unterbrochene Linie 52 deutlich gemacht ist. Die Unterbrechung der Schaltung aufgrund des Fortdauerns des hohen Anfangsstromes führt zu einer Abtrennung der Brennmittelzufuhr von dem Heizgerät 44. Der Abfall?/ert des Stromes für das Solenoid 46 ist in Figur 4 durch die unterbrocnene Linie 53 mit weniger als 2,5 Ampere eingezeichnet.

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Aus der Kennlinie nach Figur 5 ist zu ersehen, daß der Widerstand der das Fühlerelement bildenden Schleife 36 und folglich die Gfröße des durch diese Schleife fließenden Stromes unmittelbar von der Temperatur des Fühlerelementes abhängig ist. Änderungen der Temperatur verursacnen verhältnismäßig große Änderungen des genannten Stromes. Die Größe des Stromes kann daher eine· genaue Anzeige der Temperatur der das Fühlerelement bildenden dc.hleife 36 und damit der Umgebungstemperatur im rereich der bciileife innerhalb des betreffenden Gerätes liefern. Zu diesem Zwecke ist ein in Temperat-urwerten geeichtes Amperemeter 56 vorgesehen, das mit der Schleife 36. in Reihe geschaltet ist. Da auch die Betätigung des Abschalters eine lemperaturanzeige bezüglich der Temperatur an der Schleife 36 darstellt, kann can sagen, daß allgemein sowohl das Amperemeter 56 als auch der Schalter 45 jeweils Temperaturanzeigen liefernde Geräte sind.

Anstelle des vorstehend beschriebenen Zündorgaries in Form der Schleife 37 können auch andere geeignete Zündorgane, beispielsweise Funkenzünder eingesetzt werden. Durch Verv/endung einer ein Zündorgan bildenden Schleife aus derselben Werkstoffart v/ie als das Fühlerelement bildenden Schleife können aber die beiden Bauteile in einer Anordnung kombiniert werden, wie sie in den Figuren 2 und 6 der Zeichnungen dargestellt iat. ...an erkennt aus Figur 2, daß die Schleifen 36 und 37 innerhalb des Trägers 81 in Reihe hintereinander liegen, 30 daß die kombinierten Bauteile nur zwei äußere Anschlußleitungen 32 und 53 besitzen. In diesem Falle wird die durch die Serienschaltung gebildete, kombinierte Fühler- und Zünderanordnung gemäß Figur 6 anstelle der entsprechenden Anordnung in Figur 3 eingesetzt und die gesonderte Schaltung für die das Zünderorgan bildende Schleife 37 wird in Fi-^ur 3 weggelassen. In der soeben kurz be aciir !ebenen Abwandlung sind die längen- und Dickenabmessungen der Schleife 36 bedeutend größer als diejenigen der Schleife 37, so daß während der Zeitdauer vor der Zündung die Schleife 36 auf verhältnismäßig niedrigen Temperaturen bleibt, während die Schleife Yi so-

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gleich auf die Zündtemperatur erhitzt wird. Beispielsweise sind die län^e und die Licke der Schleife 36 jeweils doppalt so groß wie die entsprechenden ilaße der Schleife 37. JBei Einhaltung solcher Bedingungen sind die Eigenschaften der Schleife 37 für die Zündung vorherrschend, während diejenigen der Schleife 36 für die Steuerung des Ausschalters 45 bestimmend sind. Der Vorteil des bevorzugten Ausführungsbeispieles nach den Zeichnungsfiguren 1 und 3 ist es, daß die das Sündorgan bildende Schleife 37 sxets eingeschaltet bleibt, um Zündenergie bereitzustellen, auch wenn der Ausschalter in üffnungsstellung gegangen ist.

üei den einzelnen, brennmittelgespeisten V/ärmegeräten können vielerlei Anordnungen des Fühlerelementes und des Zündorganes M gewühlt v/erden. Der bestimmte Abfall der mittleren, normalen jetriebsstromstärlce hei Erhitzung der das Fühlerelement bildenden Schic-ife i-t der bestinmTöitde-^Parameter bei der Auswahl der jeweiligen Abmessung-' :1er elektriscfteiL^Jiderstandselemente mit dem gewünschten positiven Temperaturkoef iiiifemdten ^des Widerstandes· In den ineisten Maxien v/erden die Abmessungen *de,r das Fühlerelement bildenden ücüleife ein Vielfaches der Länge des=^Zündoxianes cinder:, welche sich aus der mittleren, normalen Be- "^^ triebsstromstcirke ergibt. Der primäre Gesichtspunkt ist es, daß der Widerstandsv.ert bei der Verbremiu^steniperatur ausreichend hoch ist, um eine betriebsfänige behalt uiifc zu ergeben. Die iiiigenschaften des Ausschalters sowie die Steuerung für die Brenn- ~ mittölsufuhr v.erden dann entsprechend ausgelegt. Eine Arbeits- ^ _srundlafee bei der ivonstruktion solcher öchaltunren kann die rftromhalcieruxig sein, wie sie hier für aen kleinsten ^etriebss tr am an -:e.-;;e t e :·: i a t.

äs wurde also eine in sich zuverlässige, einfache, billire di-

unc für Zündsysteme angegeben, welche bei brenn-

--aii eine arennmittelouelle angeschlossenen rä T-³H Anweiidung finden kann. Dem Fachmann bietet sich im Rahmen der iri'ii'äung noch eine Vielzahl von Abwandlung- und · Veiterbiiüu; 'siaöflichkeiten, welche vou derü der ürfinäun? zu-•-.ruiide lie, e-äen jecanken mit umfaßt werden.

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Claims (13)

4h PATENTANWÄLTE DR.-PHIL G. NICKCL · DR.-iNG. J, DORNER β MÖNCHEN 16 LANDWEHRSTR. 35 . POSTFACH 104 TEL. <08ll) 55 5710 München, den 11. Februar 1971 Amtl.Aktenz.: P 21 02 Ö35.3 Anmelder: Raytheon Company Anwalts-Az.: 27 - Pat. 6 Patentansprüche

1. Steuer- und Überwachungseinrichtung für von einer Brennmittelquelle aus gespeiste Brenner, gekennzeichnet durch ein einen Werkstoff mit großem positiven Temperaturkoeffizienten des elektrischen Widerstandes enthaltendes Widerstandselement (36), welches in dem vom Brenner (lö) zu beheizenden Bereich angeordnet ist sowie durch auf die Größe des elektrischen Widerstandes des Widerstandselementes ansprechende Steuermittel (45, 46, 47) zur Beeinflussung der Brennmittelzufuhr.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Zündvorrichtung (37) vorgesehen ist, mittels welcher dem zugeführten Brennmittel während eines Zünd-Zeitabschnittes Zündenergie zuführbar ist und daß die Steuermittel (47) auf das während einer bestimmten Dauer nach Beginn des Zündzeitabschnittes andauernde Vorhandensein des Widerstands-Wertes des vViderstandselementes (36) unterhalb eines vorbestimmten Wertes ansprechen.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuermittel ein Zeitverzögerungsrelais (45) mit einem stromempfindlichen Element (54, 55) enthalten, das mit einer Spannungsquelle (43) und dem genannten V.iderstandselement (36) in Reihe liegt und die Öffnung eines Kontaktpaares (55) bewirkt, wenn es während einer bestimmten Zeitdauer von einem über einem vorbestimmten Wert liegenden Strom durchflossen ist und daß ein Ventil zur Steuerung der urennmittelzufuhr (47)

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mittels eines elektrisch erregbaren Antriebes (46) betätigbar ist, welcher in Reihe mit den genannten Kontakten (55) und der bzw. einer Spannungsquelle liegt.

4. Einrichtung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß das stromempfindliche Element (54, 55) des Zeitverzögerungsrelais (45), ferner der elektrische Antrieb (46) für das Ventil zur Steuerung der Brennmittelzufuhr, weiter das Widerstandselement (36) sowie die genannten Kontakte (55) in. Reihe an einer gemeinsamen Spannungsquelle (43) liegen.

5· Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch w gekennzeichnet, daß der Werkstoff des elektrischen Widerstandselementes (36) am oberen Ende des Temperatur-Betriebsbereiches einen ungefähr dreifach so großen Widerstandswert wie am unteren Ende des Temperatur-Betriebsbereiches besitzt.

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Werkstoff für das elektrische Widerstandselement (36) ganz oder teilweise Molybdän-Disilizid verwendet ist,

7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 3 bis 6

und Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zündvorrichtung m (37) die Form eines weiteren, mit dem genannten Widerstandselement (36) in Reihe geschalteten, ebenfalls großen positiven Temperaturkoeffizienten des elektrischen Widerstandes aufweisenden, im zu beheizenden Bereich angeordneten Widerstandselementes hat und so bemessen ist, daß es am unteren Ende des Temperatur-Betriebsbereiches einen geringen elektrischen Widerstand darbietet, während das erstgenannte Widerstandselement so bemessen ist, daß es am oberen Ende des Temperatur-Betriebsbereidies einen großen elektrischen Widerstand darbietet und als Fühler-

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element arbeitet und daß die mit den beiden Widerstandselementen verbundenen Steuermittel (45, 46, 47) eine Absperrung der Brennmittelzufuhr auslösen (55), falls in der Schaltung während einer bestimmten Zeitdauer ein über einem Schwellenwert liegender, großer Strom fließt, da in dieser Zeit das dae Fühlerorgan bildende Widerstandselement eine bestimmte hohe Temperatur und damit einen hohen elektrischen Widerstand nicht erreicht hat.

8, Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das erstgenannte Widerstandselement (36) und das weitere Widerstandselement (37) aus einem bezüglich des positiven Temperaturkoeffizienten ähnlichen Werkstoff, insbesondere aus demselben Werkstoff gefertigt sind.

9. Einrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuermittel zur Beeinflussung der Brennmittelzufuhr einen Ausschalter (55) enthalten, welcher die Schaltung, beim Auftreten oder Üoerschreiten des vorbestimmten Schwellenwertes des Stromes während einer bestimmten Dauer, auftrennt, daß ferner die Reihenschaltung der Widerstandselemente einen anfänglichen, hohen, zur Lieferung der Zündenergie bestimmten Strom und einen niedrigeren, mittleren normalen Betriebsstrom nach der Erhitzung des das iühlerelement bildenden Widerstandselementes (36) durch die Ver-Brennungsenergie durchläßt und daß der Ansprechwert des Ausschalters so bemessen ist, daß er die Schaltung unterbricht, wenn der niedrige mittlere Betriebsstrom nicht innerhalb der genannten Dauer erreicht wird.

10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das weitere Widerstandselement (37) gegenüber dem erstgenannten Widerstandselement (36) geringere Querschnittaflache und geringere Länge besitzt, derart, daß ein anfänglicher hoher Strom, welcher die Reihenschaltung der

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beiden Widerstandselemente durchfließt, zunächst allein in dem weiteren Widerstandselement zur Wirkung kommt und dieses auf eine Zündtempsratur erhitzt» daß bei ordnungsgemäßer Zündung eine solche Erhitzung des erstgenannten Widerstandselementes erfolgt, daß sich ein niedrigerer Betriebsstrom durch die Reihenschaltung der Widerstandselemente einstellt, daß weiter ein Ausschalter in Reihenschaltung mit den WiderstandBelementen. und der bzw. einer Spannungsqualle (43) im Sinne einer Unterbrechnung der Schaltung betätigbar (54) ist, wenn der Strom in der Schaltung während einer bestimmten Dauer über einem Minimalwert bleibt, der genauso groß wie oder größer als der genannte niedrigere Betriebsstrom ist und daß ein ebenfalls mit den Widerstandselementen in Heihe liegender elektris&er Antrieb (46) bei einem unterhalb des genannten niedrigeren Betriebsstromes liegenden Strom oder bei Stromunterbrechnung die Brennini tt el zufuhr absperrt.

11. :inrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsfläche und die länge des weiteren V.iderstandseleraentes (37) jeweils etwa halb so groß sind wie die entsprechenden Abmessungen des erstgenannten WiderstandselementeB (36)·

12. Einrichtung insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem bzw. einem Y.'iderstandselement (36) ein auf die Größe des Widerstandes dieses Widerstandselementes ansprechendes, in Temperaturwerten geeichtes .Meßgerät (56) in Wirkverbindung steht.

13. Einrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Meßgerät ein mit dem V;iderstandselement (36) und der bzw. einer Spaiinungsquelle in Reihe geschaltetes, stromempfindliches Meßgerät (56) ist.

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14· Einrichtung nach Ansprch 13, dadurch gekennzeichnet» daß das Widerstandselement ganz oder teilweise aus Molybdän-Dieilizid besteht.

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L e e r s e i t e.