DE3619091A1 - Brenner - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Brenner, insbesondere auf einen Strahlungsbrenner für die örtlich begrenzte Beheizung, gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bezeichneten Art.

Die thermoelektrische Zündsicherung derartiger Brenner sieht einerseits ein Thermoelement vor, welches unter der mittelbaren oder unmittelbaren Einwirkung der Brennerflamme steht und an­ dererseits die eigentliche Zündsicherung, die mit dem Thermo­ element derart zusammenwirkt, daß unterhalb eines bestimmten Spannungswertes desselben die Schließmechanik der Zündsicherung wirksam wird. Beispielsweise ist eine derartige thermoelektrische Zündsicherung im Rahmen einer Anordnung nach der DE-PS 26 05 461 verwirklicht, wobei die Anordnung so getroffen ist, daß das Thermoelement gleichzeitig mit einem in seine Schließstellung schaltbaren Ventil abschaltbar ist. Dadurch wird vermieden, daß eine Störspannung das genannte Ventil in unbeabsichtigter Weise in seine Offenstellung steuern kann. Sofern der Brenner über eine Brennstoffversorgung verfügt, die Druckänderungen aufweist, kommt es oberhalb bestimmter Druckunterschiede indes nicht mehr zu einer ausreichenden Ansaugung der Primärluft durch die dem Brenner vorgeschaltete Injektordüse. Als Folge hiervon wird der Brenner mit einem Gemisch versorgt, bei dem unvollkommene Ver­ brennungsbedingungen dazu führen können, daß physiologisch unver­ trägliche Abgasgemische erzeugt werden. Bei Anwendung des Brenners für eine örtliche Beheizung, wie sie vor allem bei Ar­ beitsplätzen oft vorgenommen werden muß, bedarf die Überwachung des Abgases zusätzlicher Sorgfalt, die durch die bekannt gewesenen Steuerungseinrichtungen nicht möglich ist.

Ausgehend vom vorstehend genannten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, insbesondere einen Strahlungs­ brenner für die Arbeitsplatzbeheizung zu schaffen, bei dem die Gefährung durch gesundheitlich unzuträgliches Abgas vermieden wird. Dabei soll erfindungsgemäß der zusätzliche Aufwand an zu installierenden Geräten möglichst gering bleiben.

Die Erfindung löst diese Aufgabenstellung durch die Vorschläge, wie sie der Kennzeichnungsteil des Patentanspruchs 1 und die letzteren in vorteilhafterweise weiterentwickelnden Unteran­ sprüche 2 bis 7 vorsehen.

Der erfindungsgemäß vorgesehene Druckwächterschalter ist von üblicher Bauart, d.h., unterhalb eines vorgegebenen Mindest­ druckes innerhalb der Versorgungsleitung, an die er angeschlossen ist, kommt es zur Schalterbetätigung. Im elektrischen Sinne liegt der Druckwächterschalter erfindungsgemäß zwischen Thermoelement und Zündsicherung, während er sich mechanisch sowie strömungs­ technisch vor der Zündsicherung befindet. Die Zündsicherung ist gleichfalls von üblicher Bauart. Sie besitzt also einen von außen betätigbaren Einschaltknopf, womit ein Ventilteller abgehoben sowie ein Haltemagnet in seine Haltestellung überführt wird. Aus der Haltestellung wird der Magnet freigegeben, wenn die Spannung des an seine Windung angeschlossenen Thermoelements einen be­ stimmten Mindestwert unterschreitet. Im Falle eines Ni/CrNi Thermoelementes muß die nur wenige, beispielsweise 17 mV unter Belastung betragende Thermosspannung ausreichen, um den Elektromagneten in der Einschaltlage zu halten.

Die Einbeziehung des Druckwächterschalters in den Stromkreis zwischen Thermoelement und Elektromagnet der Zündsicherung gestattet es, den Druckwächterschalter ohne Stromversorgung zu betreiben. Dadurch wird die gesamte Einrichtung auch beim Fehlen eines elektrischen Leitungsnetzes anwendbar, wie es oft der Fall ist, wenn die Einrichtung einschließlich der Gasversorgungs­ flasche tragbar sind. Die Flaschenversorgung führt zudem bei zunehmender Entleerung des Flascheninhaltes zu einem Druckver­ lust, dessen Auswirkung auf die fehlende Primärluftansaugung die einleitend erwähnten, nachteiligen Folgen haben würde.

Im Sinne der vorliegenden Erfindung ist es wesentlich, daß der in der Brennkammer vorhandene Druck vom Druckwächterschalter auch tatsächlich erfaßt wird, und letztere nicht einen zu hohen, noch betriebsfähigen Druck vortäuscht. Die räumliche Beziehung zwischen dem Druckwächterschalter und der Zündsicherung hat deshalb im Sinne der Erfindung eine erhebliche Bedeutung. Demnach ist es einerseits möglich, den Druckwächterschalter in ausge­ prägter räumlicher Nähe zur Zündsicherung anzubringen. In diesem Falle ist der Strömungsweg zwischen den beiden Organen so kurz, daß kein nennenswerter Druckabfall zu besorgen ist. Besonders für diesen Fall ist eine Anordnung zweckmäßig, nach welcher der Druckwächterschalter und die Zündsicherung Bestandteile eines ge­ schlossenen Gehäuses sind, in welchem ein Strömungskanal besteht.

Für den Fall, daß, wie oft erforderlich, aus Installationsgründen ein größerer Abstand zwischen Druckwächterschalter und Zündsiche­ rung gewählt werden muß, ist für die Verbindung der beiden Organe ein rohrförmiger Strömungskanal mit definiertem, insbesondere äußerst geringfügigem Druckverlust vorteilhaft. In der Regel wird daher für diesen Strömungskanal ein möglichst umlenkungsfreier Verlauf bei möglichst großem Strömungsquerschnitt verwirklicht.

Da der Druckwächterschalter jedoch in jedem Falle örtlich vor der Zündsicherung liegt, bedeutet seine Einbeziehung in den Strom­ kreis des Thermoelementes notwendigerweise eine Leitungsverlänge­ rung. Dies bedingt einen zusätzlichen Widerstand, der angesichts des nur wenige mV betragenden Potentials des Thermoelementes dessen Einwirkung auf die Zündsicherung in Frage stellen kann. Für die Herabsetzung des Leitungswiderstandes sieht ein weiteres Merkmal der Erfindung daher vor, daß ein Schenkel des Thermo­ elementes mit der elektrisch leitenden Masse zwischen dem Gehäuse des Brenners und der Zündeinrichtung verbunden ist, so daß für diesen Stromweg ein vorhandener Leitungsweg sehr kleinen Wider­ stand zur Verfügung steht. Lediglich der andere Schenkel des Thermoelementes muß dann noch zum Druckwächterschalter und von diesem zur Zündsicherung geführt werden, deren zweiter Anschluß an der elektrisch leitenden, vorerwähnten Masse liegt.

Die Herabsetzung des Leitungswiderstandes innerhalb des thermo­ elektrischen Stromkreises ist jedoch noch erheblich weitergehend möglich, und zwar vor allem dann, wenn ein größerer örtlicher Ab­ stand zwischen Zündsicherung und dem Druckwächterschalter einge­ halten werden muß. Für diesen Fall läßt sich der genannte Leitungswiderstand merklich herabsetzen, wenn die elektrisch leitende Masse zwischen dem Gehäuse des Brenners einerseits und dem Gehäuse des Druckwächterschalters andererseits für den Strom­ weg vom einen Schenkel des Thermoelementes bis zum Schalter des Druckwächterschalters genutzt wird, wobei vorausgesetzt ist, daß sowohl das Gehäuse des Brenners als auch das Gehäuse des Druck­ wächterschalters in elektrisch leitender Verbindung mit der Masse stehen. Für diesen Fall bedarf es lediglich noch einer Verbin­ dungsleitung zwischen dem anderen Schalterpol des Druckwächter­ schalters und dem Verbindungsanschluß der Zündsicherung. Auch der Widerstand des letztgenannten Stromweges läßt sich noch nennens­ wert herabsetzen, wenn der rohrförmige Strömungskanal zwischen Druckwächterschalter und Zündsicherung aus Metall hergestellt und mit elektrisch isolierenden Dichtungen und Spannmuttern zwischen Druckwächterschalter und Zündsicherung angeordnet ist, und wenn er als Stromweg zwischen Druckwächterschalter und Zündsicherung ausgeführt wird. Er bildet dann bei geschlossenem Schalter den Stromweg des anderen Schenkels des Thermoelementes, dessen einer Schenkel an den zweiten Windungsanschluß der Zündsicherung angeschlossen ist.

Sofern zwischen Druckwächterschalter und Zündsicherung ein eigenes Kabel geführt werden muß, läßt sich dieses mit Vorteil auf dem Strömungskanal anordnen. Eine außenseitige und innen­ seitige, isolierende Beschichtung desselben verhindert, daß sich oberflächliche Leitungsbrücken auf seiner Innen- oder Außenseite bilden, so daß auch Ablagerungen und Kondensationen ohne schäd­ lichen Einfluß auf die mit dem Strömungskanal übertragenen elek­ trischen Signale sind.

Zur weitergehenden Veranschaulichung der Erfindung wird auf die sich auf zwei Ausführungsbeispiele beziehenden Zeichnungen Bezug genommen. Darin zeigen:

Fig. 1 Die Gesamtversorgungsanlage eines Brenners in schema­ tischer Darstellung für die erste erfindungsgemäße Ausführungsform, während

Fig. 2 einen Ausschnitt der Anordnung gemäß Fig. 1 mit der abgewandelten Ausführungsform der Erfindung wieder­ gibt.

Entsprechend Fig. 1 besteht ein Gaseintritt, beispielsweise von einer Gasversorgungsflasche, in der Richtung des Pfeiles 11. Diese Gasversorgung unterliegt der Einwirkung eines Gasdruckreglers 12, dessen Reglerfeder 13 einstellbar ist, so daß der Ventilteller 14 sich bei einem vorgegebenen Gasdruck aus seiner Schließlage abhebt und Gas in einer auf diesem Wege eingestellten Menge ein­ strömen läßt. Im Anschluß an den Gasdruckregler erkennt man den Druckwächterschalter 1, bei welchem die Membrane 15 vom Gasdruck beaufschlagt wird, die ihre Stellung auf den Schalthebel des Schalters 2 überträgt. Im zeichnungsgemäß dargestellten Aus­ führungsfall befindet sich der Schalter 2 in seiner Öffnungs­ stellung, weil der Gasdruck unter einem vorgegebenen Wert, beispielsweise unter 50 mbar, abgesunken ist.

Der Druckwächterschalter 1 ist räumlich im gleichen Gehäuse 7 wie die Zündsicherung 5 untergebracht. Innerhalb dieses Gehäuses be­ steht der Strömungskanal 6, wobei die Anordnung so getroffen ist, daß der Druckwächterschalter 1 auch tatsächlich auf den Druck reagiert, wie er in der Brennkammer des Brenners 9 aufrecht­ erhalten wird. Dies ist entweder dadurch möglich, daß ein be­ stimmtes Druckgefälle vorgegeben wird, oder aber dadurch, daß der Weg vom Druckwächterschalter 1 zur Zündsicherung 5 praktisch druckverlustfrei verläuft. Letztgenannte Möglichkeit findet bevorzugt Anwendung.

Die erwähnte Zündsicherung 5 ist mit einer in Richtung des Pfeiles 16 von außen betätigbaren Einstellhandhabe 17 ausge­ führt, mittels welcher der Schließteller 18 in eine Öffnungs­ stellung gebracht werden kann. Vom Elektromagneten 19 wird diese Öffnungsstellung aufrechterhalten, sowie das Thermoelement 4 eine bestimmte, minimale Thermospannung abgibt. Zu diesem Zweck ist der Elektromagnet 19 mit seinen Windungen in den Stromkreis des Thermoelementes 4 eingeschaltet. Letzteres besitzt die beiden Schenkel 8 und 10. Der erstgenannte Schenkel 8 ist an die Masse des Gehäuses des Brenners 9 angeschlossen. An diese Masse ist auch eine der Windungsanschlüsse des Elektromagneten 19 ange­ schlossen. Der zweite Schenkel 10 des Thermoelementes 4 führt im Stromkreis 3 zum Schalter 2 und von dort zum zweiten Windungsan­ schluß des Elektromagneten 19. Sofern der Druck des Versorgungs­ gases ausreicht und die Brennanlage, bei welchem es sich um einen Strahlungsbrenner mit vorgeschalteter Brennkammer handelt, gezündet hat, ist der Schalter 2 geschlossen und der Elektro­ magnet 19 für die Offenhaltung der Zündsicherung 15 beaufschlagt. Das Gas führt dabei im Anschluß an die Zündsicherung 5 zur Gas­ düse 20. Durch den sich einstellenden Unterdruck wird die Primär­ luft in Richtung der Pfeile 21 angesaugt.

Wie die Unterbrechungslinien zwischen dem Druckwächterschalter 1 und der Zündsicherung 5 veranschaulichen, kann der Abstand zwischen diesen beiden Teilen erheblich sein. Die Ausbildung des Strömungskanals 6 trägt den durch einen entsprechenden Verlauf und Querschnitt Rechnung. In der schon erwähnten Weise wirkt sich dann aber noch der zunehmende Leitungswiderstand des thermoelek­ trischen Stromkreises für die Zündsicherung ungünstig aus. Deshalb sieht Fig. 2 eine abweichende Anordnung vor, nach welcher die in Fig. 1 erkennbaren, beiden Stromwege zwischen Druckwächter­ schalter 1 und Zündsicherung 5 durch die elektrisch leitende Masse, an die beide Teile angeschlossen sind, sowie durch den teilweise isoliert angebrachten Strömungskanal 6 geführt werden. Dies wird dadurch bewirkt, daß ein Pol des Schalters 2 an Masse angeschlossen wird. Diese letztgenannte Verbindung wird mithin zum Bestandteil des thermoelektrischen Stromkreises 3. Der andere Pol des Schalters 2 führt zu dem isoliert befestigten, aus Metall bestehenden Strömungskanal 6, der wiederum von größerer Länge sein kann. Das der Zündsicherung 5 nahe Ende des Strömungskanals 6 steht in leitender Verbindung mit der Windung des Elektro­ magneten 19, der seinerseits in direkter Verbindung mit dem in Fig. 2 nicht dargestellten Schenkel 10 des Thermoelementes 4 steht.

Die erfindungsgemäße Anordnung hat in jeder ihrer Ausführungs­ formen noch den zusätzlichen Vorteil, daß unterhalb eines be­ stimmten Gasdruckes ein Betrieb des Brenners überhaupt nicht möglich wird, weil die Zündsicherung nicht offengehalten werden kann. Hierdurch wird dem Benutzer eine zusätzliche Warnung mitge­ teilt, aufgrund welcher er beispielsweise eine frische Ver­ sorgungsflasche einschalten kann.

Claims (8)

1. Brenner, insbesondere Strahlungsbrenner für eine örtlich be­ grenzte Beheizung, mit Primärluftansaugung und mit einer ther­ moelektrischen Zündsicherung, deren Signalausfall eine die Brennstoffzufuhr sperrende Schließmechanik auslöst, dadurch gekennzeichnet, daß in die Brennstoffversorgungsleitung ein Druckwächter­ schalter (1) eingebaut ist, dessen Schalter (2) unmittel­ bar in dem Stromkreis (3) des Thermoelementes (4) und der zugehörigen Zündsicherung (5) derart liegt, daß er bei Unterschreitung eines vorgegebenen Mindestdruckes diesen Stromkreis (3) durch Schalterauslösung unterbricht.

2. Brenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Druckwächterschalter (1) und der Zünd­ sicherung (5) ein rohrförmiger Strömungskanal (6) mit de­ finiertem, insbesondere äußerst geringfügigem Druckver­ lust besteht.

3. Brenner nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckwächterschalter (1) und die Zündsicherung (5) Bestandteile eines geschlossenen Gehäuses (7) sind, in dem der rohrförmige Strömungskanal (6) ausgebildet ist.

4. Brenner nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schenkel (8) des Thermoelementes (4) mit der elektrisch leitenden Masse zwischen dem Gehäuse des Brenners (9) und der Zündsicherung (5) verbunden ist, und daß der andere Schenkel (10) des Thermoelementes (4) zum Druckwächterschalter (1) und von dort zur Zündsicherung (5) führt.

5. Brenner nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schenkel (8) des Thermoelementes (4) mit der elektrisch leitenden Masse zwischen dem Gehäuse des Brenners (9) und dem Druckwächterschalter (1) verbunden ist, und daß der andere Schenkel (10) des Thermoelementes (4) zur Zündsicherung (5) führt, die mit dem Druck­ wächterschalter (1) verbunden ist.

6. Brenner nach den Ansprüchen 2, 3 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß der rohrförmige Strömungskanal (6) aus Metall besteht und mit elektrisch isolierenden Dichtungen und Spann­ muttern zwischen Druckwächterschalter (1) und Zünd­ sicherung (5) angeordnet ist, und daß er als Stromweg zwischen Druckwächterschalter (1) und Zündsicherung (5) ausgeführt ist.

7. Brenner nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Strömungskanal außenseitig und innenseitig eine isolierende Beschichtung mit Ausnahme der elektrisch lei­ tenden Anschlüsse an den Druckwächterschalter (1) und an die Zündsicherung (5) aufweist.

8. Brenner nach den Ansprüchen 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der vom Druckwächterschalter (1) zur Zündsicherung (5) führende Stromweg isoliert auf dem rohrförmigen Strömungskanal (6) angeordnet ist.