DE2641274A1

DE2641274A1 - Betriebs- und temperaturwarnanzeige fuer gasbeheizte glaskeramik- kochflaechen mit einem gluehzuender

Info

Publication number: DE2641274A1
Application number: DE19762641274
Authority: DE
Inventors: Klaus Dipl Phys Kristen; Herwig Dipl Ing Scheidler
Original assignee: Jenaer Glaswerk Schott and Gen
Current assignee: Schott AG
Priority date: 1976-09-14
Filing date: 1976-09-14
Publication date: 1978-03-23
Also published as: NL7709555A; DE2641274C3; DE2641274B2; NL181231C; ES462364A1; NL181231B; JPS5821176B2; AT385110B; US4130104A; FR2364408A1; JPS5338673A; ATA545977A; YU210277A; AU2875277A; FR2364408B1; GB1543663A; IT1091009B

Description

Patentanwalt
Wiesbaden

B!«stmitir ΗβΙιβ 22 Til. 56 28 42

JENAer GEÄSWERK
SCHOTT & GM.

Hattenbergstr. 1 ο
65oo Mainz

P 493

Betriebs-» und Temperaturwarnanzeige für gasbeheizte Glaskeramik-Kochflächen mit einem Glühzünder

Die Erfindung bezieht sich auf die Anordnung eines Glühzünders im Brennerraum eines Gasstrahlungsbrenners, der als auswechselbares Bestandteil des Brenners zusätzlich den Betriebszustand des Brenners "ein oder aus" direkt an der jeweiligen Kochzone anzeigt und - darüber hinaus - bei noch heißer, aber abgeschalteter Kochzone solange als Warnanzeige eingeschaltet bleibt, bis die Glaskeramik-Kochfläche im Bereich der Kochzone auf eine für die Berührung ungefährliche Temperatur abgeklungen ist.

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Glaskeramik-Kochflächen, die mit Gas-Strahlungsbrennern beheizt werden, erreichen beim Kochen im Bereich der Kochstellen auf der dem Benutzer zugekehrten Seite Temperaturen, die je nach Kochvorgang und der Qualität der verwendeten Töpfe und Pfannen in der Größenordnung von 550° C liegen können. Die geringe Wärmeleitung der bekannten Glaskeramiken verhindert nach dem Kochen die schnelle Ableitung der in der Kochzone gespeicherten Wärme über die Glaskeramik. Die Abkühlung der heißen Zonen der Kochfläche erfolgt im wesentlichen durch Konvektion mit der über die heißen Kochstellen hinwegstreichenden Luft. Abkühlzeiten bis zu Temperaturen unterhalb 100 ⁰C von 40 bis 60 Minuten sind die Folge. Für die Sicherheit des Anwenders ist es daher wesentlich, daß der Zustand der Glaskeramik-Kochfläche "heiß" auch nach dem Abschalten der Brennstelle solange angezeigt wird, bis die Kochfläche auf berührungssichere Temperaturen, z.B. 60 °C, abgekühlt ist.

Die in der Kochzone in der Glaskeramik-.Kochfläche gespeicherte Wärmeenergie führt dazu, daß - insbesondere bei niedrigen Kochstufen - die Pausenzeiten zwischen zwei Einschaltphasen des Brenners 10 Minuten und länger andauern können, so daß leicht der irrtümliche Eindruck entstehen kann, der Brenner sei abgeschaltet. Eine Betriebsanzeige, die am Ort der Brennstelle den Einschaltzustand des Brenners dauernd signalisiert, verringert darüber hinaus das Risiko, daß der Brenner nach Abschluß des Kochvorganges ungewollt eingeschaltet bleibt.

Da Gasstrahlungsbrenner erst nach einer Anlaufzeit von etwa 60 Sekunden ilir normales Glühbild zeigen, und vorher unter der Glaskeramik-Kochfläche dunkel erscheinen, ist es von Vorteil, den Betriebszustand "ein" der Kochstelle sofort am Ort des eingeschalteten Brenners unmittelbar anzuzeigen, um dem Anwender eine Orientierungshilfe beim Aufsetzen der Töpfe zu geben, und um auch versehentliches Einschalten sofort zu erkennen.

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Der durch die Glaskeramik-Kochflache abgedeckte Gasstrahlungsbrenner wird automatisch gesteuert und brennt in einem abgeschlossenen Raum mit Abgaskanal. Er muß in jedem Falle - beim Einschalten der Kochstelle wie auch im Taktbetrieb, der zum Einhalten vorgewählter Energiestufen erforderlich ist - sicher gezündet werden. Die Zündung kann, dem Stande der Technik entsprechend, mit einem hochspannungsbetriebenen Funkenzünder geschehen. Weniger üblich ist die Verwendung von Glühdrahtzündern.

Während die Funkenzünder durch ihre Betriebsweise mit kurzzeitigen Funken nicht als gleichzeitiges Anzeigeelement geeignet sind, ist die Betriebsanzeige und Zündung mit Glühdrahtzündern möglich.

Aufgabe der Erfindung ist die Kombination eines speziellen Glühdrahtzünders mit Gasstrahlungsbrennern und geeigneten Schaltelementen derart, daß der Glühzünder als auswechselbares Bestandteil des Gasstrahlungsbrenners aufgrund seiner Anordnung im Brennerraum und seiner Betriebstemperatur ein sicheres Zünden des Brenners in allen Betriebszuständen gewährleistet und gleichzeitig die obengenannten Funktionen als Betriebsanzeige und Temperaturwarnanzeige am Ort der Brennstelle übernimmt. Darüber hinaus kann der Zünder die Gaszufuhr zum Brenner sperren, wenn der Glühdraht defekt geworden ist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß ein Glühdrahtzünder mit einem Glühdraht mit stark positivem Teraperaturkoeffizienten des el. Widerstandes des Drahtes in der Größenordnung von 1,3 -n./°Z so ausgebildet wird, daß er als auswechselbares Bestandteil des Gasstrahlungsbrenners am brennerseitigen Eintritt des Abgaskanales angeordnet

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werden kann. Der Abgaskanal ist gegenüber der Glühwendel des Zünders mit einem Fenster versehen, so daß der heiße Zünder durch die durchscheinende Glaskeramik-Kochfläche hindurch zu sehen ist. Ein Temperaturfühler, wie z.B. ein Stabausdehnungsschalter, Bimetallschalter oder ein Thermoelement in Verbindung mit einem Schaltverstärker bewirkt, daß der Betriebsstrom des Zünders beim Ausschalten der Kochstelle erst dann abgeschaltet wird, wenn die Kochfläche für die Berührung ungefährliche Temperaturen, z.B. 60 °b , erreicht hat.

Die Betriebstemperatur des Glühdrahtes beträgt zweckmäßig 12 00 ⁰Z bis 15C0 cC. Bei gleichzeitiger Funktion als Zündsicherungsorgan unterbricht ein Magnetventil, das durch den Betriebsstrorci des Glühdrahtes geöffnet wird und vor das Gashauptventil des Brenners in den Gasstrom geschaltet ist, die Gaszufuhr, wenn der Glühdraht durchgebrannt ist.

Die hohen Temperaturen im Brennerraum und in der näheren Umgebung des Brenners schließen von vornherein die Verwendung von Glühlampen oder Glimmlampen - auch in Kombination mit Iichtleitern - aus, so daß das zweckmäßigste Mittel für die Anzeigefunktionen unmittelbar an der Brennstelle der hellglühende Glühdraht ist.

Der Glühdrahtzünder bietet neben dem Vorteil der Nutzung als gleichzeitige Betriebsanzeige noch eine Reihe weiterer Vorteile gegenüber dem hochspannungsbetriebenen Funkenzünder: Die Betriebsspannung der Glühzünder liegt in der Größenordnung von 1,5 bis 5 V. Damit entfallen alle Isolationsprobleme, die sich mit den HochspannungsZuführungen zu den Funkenzündern bei hohen Umgebungstemperaturen ergeben können. Durch die hohe Temperatur der Isolation der Hochspannungsleitungen können leckströme verursacht werden, wodurch der

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Zündfunken zwar noch vorhanden ist, aber der Zündstrom soweit absinkt, daß der Funke zu kalt ist, um das Gas-Iuftgemisch zu zünden. Der Glühdraht verursacht keine hochfrequenten Störimpulse, was vor allem dann vorteilhaft ist, wenn der Brenner von einer Elektronik gesteuert wird. In diesem Falle können in der Steuerelektronik alle diejenigen Schaltelemente entfallen, die der Unterdrückung der von dem Zündfunken eingestreuten Störimpulse dienen. Da der Aufwand für die Entstörung erheblich ist, kann die Elektronik in Verbindung mit einem Glühzünder wesentlich preiswerter aufgebaut werden als bei der Verwendung von Funkenzündern.

Der Betriebsstrom des Glühzünders in der Größenordnung von 2 bis 6 A reicht aus, um ein in Reihe mit dem Zünder geschaltetes Sicherheitsventil zu betätigen. Eine vergleichbar preiswerte und einfache Schaltung ist in Verbindung mit Funkenzündern nicht möglich; das gilt auch für die weiteren Regelfunktionen bei Verwendung herkömmlicher elektro-mechanischer Bauteile.

Die einwandfreie Funktion des Glühdrahtes als Zünder wird von drei Faktoren wesentlich mitbestimmt:

1. Der Anordnung des Glühdrahtes im Brennerraum, die sich nach den strömungstechnischen Gegebenheiten des Brenners vor dem Zünden des Gas-Iuftgemisches zu richten hat und die der zulässigen maximalen Betriebstemperatur des Zünders Rechnung trägt.

2. Der Temperatur-Widerstandscharakteristik des Widerstandsmateriales des Glühdrahtes. Der Temperaturkoeffizient des Drahtes muß positiv und so groß sein, daß der Draht beim Anblasen mit dem Gas-Luftgemisch die dadurch hervorgerufene

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Abkühlung des Drahtes durch eine entsprechend größere Stromaufnahme bei konstanter Betriebsspannung wieder ausgleicht (Selbststeuerung der Glühdrahttemperatur).

3. Die Betriebstemperatur des Glühdrahtes muß oberhalb

1200 °Z liegen, um ein sicheres Zünden zu gewährleisten.

Bei dem mit einer Kochfläche abgedeckten Gußstrahlungsbrenner strömt im kalten Zustand das Gas-Luftgemisch vom Rande der Düsenplatte weg auf dem kürzesten Wege zum .\bgaskanal. Ein Glühzünder, der aus Gründen seiner zulässigen Betriebstemperatur am Rande der Düsenplatte angebracht ist, hat daher nicht genügend Kontakt mit dem Gas-Iuftgemisch, um zu zünden. Demgegenüber entsteht am brennerseitigen Eintritt des \bgaskanales ein geringer überdruck des Gas-Iuftgemisches. Wird der Zünder an dieser Stelle angebracht, so ergibt sich ein guter Kontakt mit dem Gas-Iuftgemisch und damit ein sicheres Zünden.

Der Zünder kann auch in der Düsenplatte angeordnet werden, die durch das Gas-üiftgemisch an ihrer Unterseite hinreichend gekühlt wird und die temperaturempfindlichen Anschlüsse des Glühdrahtes, die dann unter der Düsenplatte liegen müssen, hinreichend kalt hält. Auch hier erfolgt ein sicheres Zünden. Die Anordnung hat jedoch den Nachteil, daß der Glühdraht bei aufgestelltem Topf nicht mehr zu sehen ist und damit als Betriebsanzeige während des Kochens ausfällt.

Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel für die Anordnung des Glühzünders im brennerseitigen Eingang des Abgaskanales des Gasstrahlungsbrenners sowie die Anordnung der Temperaturfühler im Brennerraum für die Steuerung der Temperaturwarnanzeige.

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- st - AV

Es bedeuten:

1 Gasstrahlungsbrenner

2 Düseriplatte

3 Kochfläche aus transparenter Glaskeramik

4 Abgaskanal

5 Öffnung für den Glühzünder

6 Sichtfenster

7 Glühzünder

8 Glühwendel des Zünders

9 Führungsschacht für den Zünder

10 Raste zur Verriegelung des Glühzünders in der richtigen Lage.

. Der Gasstrahlungsbrenner 1 mit der Düsenplatte 2 ist mit einer transparenten Glaskeramik-Kochfläche abgedeckt. Die Äbgasöffnung des Brenners 1 mündet in einen Abgaskanal 4, der mit einer öffnung 5 für den Glühzünder 7 versehen ist. Der Glühzünder 7 wird durch eine Raste 10 im Führungsschacht 9 in der richtigen Höhe im Abgasstrom fixiert und durch den Führungsschacht 9 gehalten. Als günstigste Lage im Abgasstrom erwies sich diejenige, bei der das Zentrum des Glühwendels mit der Mitte des Abgasstromes zusammenfällt.

Oberhalb der Glühwendel ist der Abgasschacht mit einem Sichtfenster 6 versehen, so daß die Wendel durch die Glaskeramik-Kochfläche 3 hindurch zu sehen ist. Das Sichtfenster 6 kann im einfachsten Falle eine Bohrung sein. Eine zusätzliche Absteckung des Fensters mit einer klardurchsichtigen Glaskeramikscheibe ist möglich, aber nicht unbedingt erforderlich.

In Fig. 2 ist eine der vielen möglichen Schaltungsvarianten

■ für den Betrieb des Glühzünders als Temperaturwarnanzexge und die Verriegelung der Gaszufuhr mit einem Sicherheitsventil im Falle des Glühdrahtbruches dargestellt.

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Es bedeuten :

11 Glühdraht

12 Sicherheitsmagnetventil

13 Transformator

14 Schaltkontakt, der mit dem Hauptschalter der Kochstelle gekoppelt ist

15 überbrückungskontakt des Relais T6

16 Relais

17 Schaltverstärker (Komperator)

18 Thermofühler

Uv Vergleichsspannung für die Schaltschwelle des Komperators.

Beim Einschalten der Kochstelle wird durch den mit dem Hauptschalter gekoppelten Schaltkontakt 14 der Stromkreis für den Glühdraht 11 über die Wicklung des Magnetventiles 12, das als Sicherheitsventil vor das Hauptsteuerventil der Kochstelle geschaltet ist, auf der Sekundärseite des Transformators 13 geschlossen. Das Sicherheitsventil 12 öffnet sich, der Glühdraht erreicht nach ca. 3 see seine Betriebstemperatur und die Zündung erfolgt. Der Transformator 13 trägt für einen 4-Kochstellenherd 4 Sekundärwicklungen, je eine Wicklung für einen Zündstromkreis, die mit den zugehörigen Kochstellen in Betrieb genommen werden. Bei voll abgeschaltetem Herd bleibt der Transformator primärseitig mit dem Netz verbunden und arbeitet im Leerlauf.

Der Überbrückungskontakt 15 des Relais 16 wird von einem Thermoelement 18 mit dem Schaltverstärker 17 eingeschaltet, wenn die Kochstelle eine Temperatur erreicht, die größer ist als die vorgegebene Temperaturgrenze, bei der die Temperaturwarnung abgeschaltet werden soll. Zweckmäßig wird der Schaltverstärker als Komperator geschaltet. In diesem Falle wird

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die Temperaturansprechschwelle für das Schalten des Überbrückungskontaktes 15 mit einer Vergleichsspannung Uv am Eingang des Komperators festgelegt. Solange der Hauptschalter und damit die Kochstelle und der Kontakt eingeschaltet sind, erfüllt der zusätzlich eingeschaltete Kontakt 15 keine Funktion.

Wird nach Beendigung des Kochens der Schaltkontakt 14 geöffnet und der Brenner abgeschaltet, so bleibt der Zündstromkreis über dem Kontakt 15 solange geschlossen, bis die Temperatur der Kochfläche unter den eingestellten Schwellenwert des Komperators abgesunken ist. Erst dann wird der Zündstromkreis geöffnet, und der Glühdraht 11 verlischt.

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eerseite

Claims

Patentansprüche

Glühzünder für gasbeheizte Glaskeramik-Kochflächen, dadurch gekennzeichnet, daß er als Bestandteil eines Gasstrahlbrenners so angeordnet ist, daß er in Verbindung mit geeigneten Temperaturfühlern und elektrischen Schaltelementen gleichzeitig als Betriebs- und Temperaturwarnanzeige durch sein Glühbild den Betriebszustand der Kochfläche "ein" sowie nach dem Abschalten des Brenners den Zustand "Kochzone noch heiß" am Ort der Kochzdne anzeigt.
2. Glühzünder nach AnspruchΊ, dadurch gekennzeichnet, daß er als auswechselbarer Bestandteil des Gasstrahlbreriners im brennerseitigen Eingang des Abgaskanals angeordnet und durch ein Fenster im Abgaskanal sichtbar ist.
3. Glühzünder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß er aus einem Glühdraht mit stark positivem Temperaturkoeffizienten des elektrischen Widerstandes besteht, dessen Temperatur auch beim \nblasen mit kalten Gas-Luftgemischen aufgrund der selbstregelnden Eigenschaften des Glühdrahtes weitgehend konstant bleibt.
4. Glühzünder nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß er so geschaltet ist, daß er bei eingeschalteter Kochstelle auch bei Taktung des Brenners dauernd eingeschaltet bleibt.

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5. Glühzünder nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß er in einem Führungsschacht, der am Brennergehäuse befestigt ist, angeordnet und durch eine Rastvorrichtung in einer Raste dieses Führungsschachtes derart gehaltert ist, daß er in der für die Zündung des Gas-Luftgemisches optimalen Lage im Brennerschacht fixiert ist.
6. Glühzünder nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß diese Raste des Glühzünders so ausgebildet ist, daß das Zentrum des Glühdrahtes mit dem Mittelpunkt des Querschnittes des Abgasschachtes zusammenfällt.
7. Elektrische Schaltung für den Betrieb eines Glühzünders gemäß Anspruch 1 _f dadurch gekennzeichnet, daß der Glühdraht mit der Betriebsspule eines Sicherheitsventiles in Reihe geschaltet ist, durch einen mit dem Hauptschalter der Kochstelle gekoppelten Kontakt auf der Sekundärseite eines Transformators eingeschaltet wird und durch einen zusätzlichen überbrückungskontakt in Verbindung mit einem Temperaturfühler und einem Schaltverstärker nach Abschalten des Kontaktes solange eingeschaltet bleibt, bis die Kochfläche auf eine ungefährliche Temperatur abgekühlt ist.
8. Elektrische Schaltung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet f daß der Schaltverstärker als Komperator betrieben wird und die Schaltschwelle für das Abschalten des Kontaktes mit einer Vergleichsspannung am Eingang des Komperators frei wählbar festgelegt werden kann.

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9. Elektrische Schaltung nach .\nspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Temperaturfühler als Stabausdehnungsschalter oder Bimetallthermostat ausgeführt ist, der die Funktion des überbrückungsschalter direkt übernimmt und an geeigneter Stelle im Brennerraum bzw. außen am Brennergehäuse angebracht ist.

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