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Überwachungseinrichtung für absatzweise betriebene Feuerungen, insbesondere
Zimmeröfen Bei der vorliegenden Erfindung handelt es sich um eine Überwachungseinrichtung,
die nicht wie ein einfacher Temperaturmesser auf die Temperaturhöhe an sich und
auch nicht wie eine Temperatursignalanlage auf irgendwelche festgelegten Grenzwerte
der Temperatur, sondern auf die Änderungsrichtung der durch einen Temperaturmesser
geinessenen Temperatur anspricht, also das Vorzeichen des Differentialquotienten
der Meßgröße nach der Zeit anzeigt. In manchen Fällen ist diese Überwachung des
Vorzeichens des Differentialquotienten, also die ständige Anzeige der Änderungsrichtung
der Meßgröße, von besonderer Wichtigkeit. Bei absatzweise betriebenen Feuerungen
steigt nach der Brennstoffaufgabe die Temperatur der Rauchgase allmählich bis zti
irgendeinem Höchstwert an und beginnt dann im Maße des Abbrennens des Feuers wieder
zu fallen. Sobald diese Umkehr der Temperaturänderungsrichtung eingetreten ist,
ist bei Zimineröfen, z. B. Kachelöfen, der richtige Zeitpunkt für das Verschließender
Feuerung, bei Dauerbrandöfen der Zeitpunkt für die Wiederauffüllung des Brennstoffvorrats
oder bei handbeschickten Rostfeuerungen von Industrieöfen usw. der Zeitpunkt für
die Aufgabe frischen Brennstoffs gekommen. Auch bei der Einregelung des Luftüberschusses
einer Feuerung tritt eine solche Umkehr der Temperaturänderungsrichtung auf. In
dem Maße, wie eine zunächst zu kleine Luftzufuhr vergrößert wird, steigt die Temperatur
der Rauchgase bis zu irgendeinem Höchstwert, der etwa bei dein günstigsten Luftüberschuß
auftritt; bei weiterer Vergrößerung des Luftüberschusses beginnt die Temperatur
wieder zu fallen. In den beiden angeführten Fällen ist für die Bedienung der Feuerung
nicht die Kenntnis der Temperaturhöhe an sich, sondern die Kenntnis der Änderungsrichtung
der Temperatur mit der Zeit, also die Kenntnis des Vorzeichens des Differentialquotienten
der Temperatur nach der Zeit, von Wichtigkeit. Auf eine genaue Temperaturmessung,
die teure Meßeinrichtungen erfordern würde, kann daher gegebenenfalls verzichtet
und die Überwachung auf eine Feststellung des Vorzeichens des Differentialquotienten
der Temperatur nach der Zeit beschränkt werden. Hierfür genügt die Verwendung eines
einfachen, weniger genauen Temperaturmessers, der nur mit einer Einrichtung zur
Feststellung der Änderungsrichtung der Temperatur, also des Vorzeichens ihres Differentialquotienten
nach der Zeit versehen zu werden braucht. Dieser Änderungsrichtungsanzeiger muß
möglichst einfach, betriebssicher und billig sein, da die absatzweise betriebenen
Feuerungen in der Regel Kleinfeuerungen sind, bei denen teure und schwierig zu bedienende
Überwachungseinrichtungen aus wirtschaftlichen Gründen nicht in Frage kommen.
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Es sind bereits zur Sicherung von Feuerungsanlagen für flüssige Brennstoffe
Schalteinrichtungen bekanntgeworden, die durch
einen Temperaturmesser
betätigt werden und bei denen durch eine vom Temperaturmesser bewegte Zahnstange
eine Sperrklinke mitgenommen und hierdurch der Antriebsmotor der Feuerung abgeschaltet
wird, wenn die Feuerungstemperatur nach genügend hohem Anstieg infolge Erlöschens
des Brenners stark absinkt. Hierbei muß die Sperrklinke nach jedem Temperaturabfall
von Hand zurückgestellt werden, da sie sonst dauernd in derjenigen Zahnlücke verbleiben
würde, die der höchsten zuvor erreichten Temperatur entspricht. Ferner sind für
den gleichen Zweck Temperaturmesser bekanntgeworden, deren denTemperaturschwankungen
folgende Zeigerwelle ein Zahnrad trägt, das bei Drehung in der einen oder anderen
Richtung, also bei jedem Steigen oder Fallen .der Temperatur, einen Ouecksilberschalter
entgegen der Kraft einer Feder oder eines Belastungsgewichtes aus seiner Mittellage
nach rechts oder links herausbewegt. Diese Einrichtung dient in .erster Linie als
Sicherheitseinrichtung. Es wird beim Steigen der Temperatur während des Anheizens
der Stromkreis des Antriebsmotors der Feuerung geschlossen und beim Fallen der Temperatur
infolge Erlöschens des Brenners wieder geöffnet, so daß die Feuerung ganz außer
Betrieb kommt. Erst wenn sie von Hand wieder angeheizt wird, wird durch die steigende
Temperatur der Stromkreis des Antriebsmotors wieder geschlossen. Gegenüber dieser
Sicherheitseinrichtung, die nur im Gefahrfalle die Abschaltung des Motors bewirkt,
soll durch die Erfindung eine Einrichtung zur dauernden Anzeige der jeweiligen Änderungsrichtung
der Temperatur geschaffen werden. Wollte man versuchen, die bekannte Einrichtung
hierzu zu benutzen, so würde sie die Nachteile besitzen, daß durch die zu überwindenden
Kräfte der Federn oder Belastungsgewichte die Meßgenauigkeit des Temperaturmessers
erheblich beeinflußt würde und daß jeweils. eine große unveränderliche Winkeldrehung
der Zeigerwelle erforderlich wäre, bevor der Stromkreis nach erfolgter Umkehr der
Änderungsrichtung geschlossen oder geöffnet würde. Es kommt aber gerade darauf an,
daß die Umkehr der Änderungsrichtung möglichst sofort und möglichst ohne Beeinflussung
des Temperaturmessers erfolgt.
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Durch die Erfindung soll ein einfacher, betriebssicherer und den verschiedensten
Verhältnissen leicht anzupassender Änderungsrichtungsanzeiger geschaffen werden,
der durch Signale die jeweilige Änderungsrichtung der Meßinstrumentenanzeige und
insbesondere jede Umkehr dieser Änderungsrichtung anzeigt. An die Stelle der Anzeige
der jeweiligen Temperaturhöhe oder zusätzlich neben diese Anzeige tritt eine Anzeige
des Vorzeichens des Differentialquotienten der Temperatur nach der Zeit. Zu diesem
Zweck wird erfindungsgemäß der Temperaturmesser mit einem gegen Reibung verschiebbaren
Schleppglied versehen, das zwischen zwei Anschlägen, deren Abstand einstellbar sein
kann, von einem in Abhängigkeit von der Temperatur bewegten Mitnehmer, z. B. von
dem Zeiger des Temperaturmessers, mitgenommen wird. Beim Erreichen oder Verlassen
eines der Anschläge wird ein Signal ausgelöst, z. B. ein elektrischer Kontakt geschlossen
oder geöffnet. Das Signal kann beispielsweise auch dadurch ausgelöst werden, daß
in einem der Anschläge ein gegen entsprechend geringere Reibung verschiebbarer Auslösestift
gelagert ist, der beim Erreichen des Anschlages zunächst berührt und dann verschoben
wird und dadurch das Signal auslöst. An die Stelle des auszulösenden Signals kann
auch mit Vorteil ein Schauzeichen treten, das mit der Überwachungseinrichtung verbunden
ist und die jeweilige Lage des Schleppgliedes gegenüber denn Mitnehmer optisch bequem
erkennen läßt.
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In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes
dargestellt, und zwar zeigen Abb. i und z eine Ausführungsform, die zur Signalgabe
an eine elektrische Klingelanlage angeschlossen werden kann, Abb.3 eine zweite Ausführungsform,
bei welcher ein mechanisches Läutewerk zur Signalgabe dient.
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In den Abb. i und 2 bedeutet i ein Gehäuse, mit welchem ein Rohr 2
verschraubt ist, das am Ende durch einen Gewindestopfen 3 verschlossen ist. In dem
Rohr :2 befindet sich ein stabförmiger Körper 4., dessen vom Gehäuse i abgewendeter
Teil 5 einen anderen Ausdehnungskoeffizienten als das Rohr 2 besitzt und z. B. aus
einem Metall reit größerem Ausdihnungskoeffizienten besteht. Die eine Spitze des
Stabes 4 ruht in einer Vertiefung des Gewindestopfens 3, die andere Spitze in -einer
Vertiefung eines Hebels 6, der durch eine Feder 7 gegen eine Schneide 8 und gegen
die Spitze des Stabes :- gepreßt wird. Der Hebel 6 besitzt eine Verlängerung 9,
die gegen den Hebel 6 elektrisch isoliert ist und eine Kontaktplatte i i sowie ein
Klötzchen io aus Isoliermaterial trägt. An diesem Klötzchen sind eine schwarzweiße
Marke und ein Pfeil angebracht. Die Verlängerung 9 bewegt sich innerhalb eines Bügels
12, der durch die Schraube 13 und den gleichachsigen Stift 14 mit dem Anschlag
12' getragen wird, die beide in entsprechenden Löchern des Gehäuses i leicht verschiebbar
sind. Das der Kontaktplatte i i gegenüberstehende
Ende der Schraube
13 trägt einen Kontaktstift 15. Der Bügel i 2 ist mittels eines biegsamen
Leitungsdrahtes 16 mit einer am Gehäuse i befestigten Klemmschraube 17
verbunden.
Die Verlängerung 9 ist mittels eines biegsamen Leitungsdrahtes 18 über einen Widerstand
i9 mit einer am Gehäuse i befestigten, gegen dieses isolierten Klemmschraube 2o
und über einen Widerstand 2i 1111t der Klemmschraube 17 verbunden. Der Bügel 12
trägt eine in Abb. 2 erkennbare Platte 22, die eine schlitzförmige Öffnung 23 besitzt.
Durch ein Fenster 24 des das Gehäuse i abschließenden Deckels 25 kann der Schlitz23
beobachtet werden. Auf der Innenseite des Fensters 24. ist eine Temperaturskala
26 angebracht, die aber auch in Fortfall kommen kann.
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Die Wirkungsweise der neuen Überwachungseinrichtung ist folgende:
Die Einrichtung wird an dem zu überwachenden Ofen, z. B. einem Kachelofen, so angebracht,
daß ein größerer Teil des Rohres 2 der Temperatur der Verbrennungsgase ausgesetzt
ist, und zwar zweckmäßig etwa in der Mitte oder in der ersten Hälfte der Ofenzüge.
Das Gehäuse i befindet sich dabei an gut beobachtbarer Stelle außerhalb des Ofens.
Wenn nach dem Anzünden des Feuers die Temperatur der Verbrennungsgase steigt, dehnt
sich der Stab ¢ stärker aus als das Rohr 2 und drückt infolgedessen gegen den Hebel
6. Dessen unteres Ende mit der Verlängerung 9 bewegt sich daher von rechts nach
links und nimmt dabei den Bügel 12 am Anschlag 12' nach links mit. Hierbei befindet
sich hinter dem Schlitz 23 der weiße Teil der Marke des Klötzchens io. Gleichzeitig
zeigt der auf dem Klötzchen io angebrachte Pfeil die ungefähre Höhe der Temperatur
auf der Skala 26 an. Sobald die teerigen Bestandteile der Kohlen verbrannt sind
und das Feuer abzubrennen beginnt, fällt die Temperatur der Verbrennungsgase wieder.
Der Stab 4. zieht sich daher zusammen, und der Hebel 6 wird durch die Feder 7 wieder
nach rechts bewegt, wobei zunächst der Bügel 12 stehenbleibt. Hierbei kommt der
schwarze Teil der auf dem Klötzchen io befindlichen Marke hinter den Schlitz ä3,
so daß durch dieses optische Signal .das beginnende Fallen der Temperatur sofort
zu erkennen ist. Wenn die Temperatur um einen bestimmten Betrag gefallen ist, erreicht
die Kontaktplatte i i den Kontaktstift 15, wodurch eine an die Klemmschrauben 17
und 2o angeschlossene elektrische Klingel in Tätigkeit gesetzt wird und darauf aufmerksam
macht, daß der richtige Zeitpunkt für das Schließen des Ofens gekommen ist. Der
Betrag, um den die Temperatur bis zur Signalgabe fällt, kann durch Drehen der Schraube
13 eingestellt werden. Dadurch wird ermöglicht, die Einrichtung leicht den Verhältnissen
jedes Ofens anzupassen.
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Die Anlagekosten der Einrichtung einschließlich der elektrischen Klingelanlage
müssen möglichst niedrig sein, damit sie sich schon in kurzer Zeit durch die Kohlenersparnisse
bezahlt machen. Aus diesem Grunde ist die neue Einrichtung so ausgebildet, daß sie
an die in fast jeder Wohnung vorhandene elektrische Klingelanlage angeschlossen
werden kann. Die Klemmen 17 und 2o werden zu diesem Zweck unter Zwischenschaltung
eines Ausschalters parallel zu den Klemmen des Klingeldruckknopfes geschaltet. Damit
das durch die Überwachungseinrichtung gegebene Signal sich von den anderen Signalen
unterscheidet und, zumal es länger anhält, nicht störend wirkt, ist in .den Stromkreis
der Widerstand i9 eingeschaltet, durch den die Stärke des Klingelsignals abgeschwächt
wird. Der Widerstand 2 1 ist zu der durch die Kontaktplatte ii und den Kontaktstift
15 gebildeten Kontaktstelle parallel geschaltet, um die Funkenbildung an der Kontaktstelle
zu unterdrücken und die Lebensdauer der Kontakte zu verlängern.
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Die in Abb.3 dargestellte Ausführungsform der Erfindung gleicht der
nach den Abb. i und 2 völlig bis auf den Fortfall der elektrischen Einrichtung.
Die Schraube 13 ist rohrförmig ausgebildet und trägt in ihrer Höhlung einen Stift
27, der ein wenig länger als die Schraube ist und an seinem inneren Ende einen Kopf
28 besitzt, so daß er nicht durch die Schraube 13 hindurchrutschen kann. In dem
Gehäuse i befindet sich ein Federaufzug, der durch den Knopf 29 aufgezogen werden
kann und ein Hämmerchen 30 betätigt, das gegen die Glocke 31 schlägt. Dabei kann
das Hämmerchen 3o durch Anheben eines Hebels 32 gesperrt werden, wobei dieser Hebel
32 durch die Stütze 33 gehalten wird, wenn diese in die Höhlung der Schraube 13
eingeführt ist. 34. ist ein Anschlagstift für den Hebel 32.
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Die Wirkungsweise ähnelt der der Ausführungsform nach den Abb. i und
2. Wenn sich beim Fallen der Temperatur (nach beliebigem Temperaturenanstieg) die
Kontaktplatte i i nach rechts bewegt und den Kopf 28 des Stiftes 27 berührt, wird
an Stelle einer elektrischen Kontaktgabe der Stift 27 in die Schraube 13 hineingeschoben,
bis -die Stütze 33 aus der Höhlung der Schraube 13 herausfällt. Der Hebel 32 dreht
sich dann im Sinne des Uhrzeigers, bis er gegen den Anschlagstift 34. anliegt, und
gibt dabei das vorher aufgezogene Läutewerk frei. Auch bei dieser Ausführungsform
kann der Betrag, um den
die Temperatur bis zur Signalgabe fällt,
leicht durch Drehen der Schraube 13 eingestellt werden.
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Der Änderungsrichtungsanzeiger gemäß der Erfindung kann bei beliebigen
Feuerungen und sonstigen Wärmeeinrichtungen zur Überwachung der Änderungsrichtungen
der Temperatur und einer Umkehr der Temperaturänderung benutzt werden. Auch kann
ein beliebiges anderes Signal ausgelöst werden oder für jede Änderungsrichtung der
Temperatur ein besonderes Signal.