EP2657604B1 - Electric ignition device for combustible material in a heating device and heating device with same - Google Patents
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- EP2657604B1 EP2657604B1 EP13165125.9A EP13165125A EP2657604B1 EP 2657604 B1 EP2657604 B1 EP 2657604B1 EP 13165125 A EP13165125 A EP 13165125A EP 2657604 B1 EP2657604 B1 EP 2657604B1
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23Q—IGNITION; EXTINGUISHING-DEVICES
- F23Q7/00—Incandescent ignition; Igniters using electrically-produced heat, e.g. lighters for cigarettes; Electrically-heated glowing plugs
- F23Q7/02—Incandescent ignition; Igniters using electrically-produced heat, e.g. lighters for cigarettes; Electrically-heated glowing plugs for igniting solid fuel
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24B—DOMESTIC STOVES OR RANGES FOR SOLID FUELS; IMPLEMENTS FOR USE IN CONNECTION WITH STOVES OR RANGES
- F24B15/00—Implements for use in connection with stoves or ranges
- F24B15/005—Igniting devices; Fire-igniting fans
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- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B3/00—Ohmic-resistance heating
- H05B3/40—Heating elements having the shape of rods or tubes
- H05B3/42—Heating elements having the shape of rods or tubes non-flexible
- H05B3/48—Heating elements having the shape of rods or tubes non-flexible heating conductor embedded in insulating material
Definitions
- the invention relates to an electrical ignition device for fuel in a heating device, as well as a heater equipped therewith, as indicated in the claims 1 and 13.
- an ignition device to be operated electrically, which is provided by generating a hot air flow for the ignition of solid fuel, such as wood pellets.
- a heating element in particular an electrical resistance heater is provided which has arranged in a tubular ceramic body heating elements in the form of resistance lines.
- the ceramic support body has the required temperature resistance and insulates the electrical resistance leads with respect to electrically conductive peripheral elements.
- the tubular heating element is inserted in a metallic hollow profile, which forms an outer flow jacket around the tubular heating element.
- the heating element is on one of its two ends, if necessary detachable, in particular pluggable, supported in a ceramic socket. This socket also serves to make electrical contact with the electrical resistance lines with a power supply to the socket.
- the arranged inside the metallic hollow profile, ceramic socket for the heating element causes a constriction of the free flow cross-section through the hollow profile, whereby the desired or required air flow rate is only partially achievable.
- the positioning accuracy of the heating element with respect to the socket is hardly guaranteed. Unbalanced or unequal flow around the heating element with supply air or ambient air lead to different cooling capacities with respect to the heating element, which can cause performance problems or can lead to increased risk of damage in a particularly unevenly flow around heating element.
- the robustness of the electromechanical socket for the heating element is only slightly satisfactory. Mechanical loads on the elongated, tubular heating element can lead to breakage of the plug-in base, which can subsequently lead to a safety impairment due to insulation faults of the plug-in base.
- the EP 1 972 853 A1 describes a generic electric ignition device for igniting solid fuels, in particular pellets, wood chips or logs made of wood.
- This ignition device comprises a protective tube of metal or a metal alloy and at least one electric heating element in the protective tube.
- the at least one heating element has a ceramic carrier tube and at least one printed on a ceramic foil, electrical heating conductor, wherein the ceramic foil is wrapped around the support tube and sintered with this, that the at least one heat conductor between the ceramic foil and the support tube is arranged.
- the carrier tube is arranged in the protective tube such that an air flow through the carrier tube can be conducted.
- the heating element is arranged concentrically in the protective tube and fixed by means of a spacer ring in the protective tube. The spacer may completely surround the heating element or be present only in some areas, so that not only an air flow in the support tube, but also in the space between the heating element and the protective tube can be generated.
- the present invention has for its object to provide an improved electrical ignition device for fuel in a heater.
- a further object of the invention is to provide a heater which can be used as comfortably as possible with high functional reliability.
- This object of the invention is achieved by a technically improved ignition device according to claim 1. It is advantageous that the heating element, in particular its ceramic support body, is held reliably and dimensionally stable in the hollow profile. In particular, acting vibrations or shock loads can not lead to a positional deviation of the heating element or the ceramic support body. Due to the impact-resistant fixation of the heating element in the hollow body, a proper flow around and cooling of the heating element with the air to be heated is always ensured. This possibly full or even flow around and cooling of the heating element or the ceramic support body favors its achievable life, so that a long-term functional ignition device can be achieved. In particular, gradual or shock related Deviations of the heating element from the desired position during operation of the ignition device or the heating device for solid fuel equipped with it almost impossible.
- Another advantage of the measure according to the invention is that the holder of the ceramic support body, starting from its lateral surface, the reduction of the free flow cross-section caused by this support can be reduced to a minimum.
- the flow resistance in the air inlet section of the ignition device or the ceramic support body is kept relatively low with respect to the air to be supplied to be heated.
- the specified ignition device provides increased protection against electrical insulation errors, after a brittle, fragile socket for releasably holding and contacting the electrical heating element is unnecessary.
- mechanical shock loads can not lead to a deviation of the heating element from the planned position, so that a reliable function and a planned heating or ignition performance is guaranteed.
- the advantage here is further that thereby the positional stability or the fixing accuracy and also the holding force of the heating element in relation to the surrounding hollow profile is further improved.
- An expedient measure for attaching or attaching the at least one metallic holding element to the ceramic supporting body is specified in claim 2.
- a high-strength connection between the ceramic support body and the at least one metallic support element can be established.
- this makes it possible to dispense with mountings based on clamping forces or form-locking connections.
- it is advantageous that such surface coatings do not reduce the cross section of the ceramic support body, so that the risk of a notch breaking effect is minimized or excluded and a high degree of robustness of the heating element is achieved.
- a reliable or temperature-stable connection can be constructed even when using solder joints between the ceramic support body and the metallic support member.
- excessive heating of a soldering or joining connection between the holding element and the ceramic support body is thereby held back, so that a reliable connection of the metallic support element to the ceramic support body of the heating element is ensured.
- the measures according to claim 6 are advantageous since, in particular, when using a cylindrical hollow profile, an exact centering of the heating element in the interior of the hollow profile can be achieved.
- the achievable with two opposing support elements stability is so high that even with external force effects the scheduled positioning of the heating element is ensured in the hollow profile.
- a reduction of the free flow cross-section in the hollow profile can be kept low.
- the base portion of the headband is spaced to the ceramic support body, so that the heat transfer is kept as low as possible on the outer hollow profile.
- Another advantage of this design is that the relatively large base portion can be used for stable connection to the hollow profile and also a simple connection between headband and hollow profile is possible.
- the headband ensure automatic centering of the heating element with respect to the outer hollow profile, so that the assembly or production cost is as low as possible.
- the measures according to claim 12 are also advantageous since the air throughput is sufficiently strong or relatively high even at low suction or low pressure ratios.
- one-sided heating or sections of overheating of the heating element are thereby kept in the background, whereby the functional reliability or the achievable duration of use of the ignition device is improved. This is made possible mainly by the need for a separate holding and Needlesêt istssockels or achieved by the specified holder of the ceramic support body via the lateral surface, and achieved by the direct electrical contacting of the resistance lines.
- the last-mentioned object of the invention is achieved by a heating device according to claim 13.
- the achievable advantageous effects and technical effects can be found in the preceding and the following description parts.
- a heater 1 is illustrated with an electrically operated ignition device 2 for fuel.
- This heating device 1 is formed by an oven for combustion or combustion of solid fuels, preferably of biomass.
- the heating device 1 may be formed by a so-called stove, which, among other things, also meets high aesthetic requirements.
- the corresponding biomass is preferably formed by pellets, but may also be defined by logs or by wood chips.
- the ignition device 2 described in detail below is designed and provided for igniting biomass pellets, in particular wood pellets. After appropriate firing or ignition of pellets or the like via the ignition device 2, it is of course also possible to burn firewood or the like with the heating device 1.
- the pellets or other relatively easily inflammable ignition aids in connection with the ignition device 2 to be operated electrically are to be understood as an automated or automatable ignition system.
- the heating device 1 serves primarily to provide heat in order to preferably heat living spaces.
- the corresponding heating device 1 is erected directly in the living area and emits appropriate heat by radiant heat or convective heat into the environment by heating to a corresponding extent the room or ambient air to the heater 1. It is also possible to assign the heater 1 warming trays or baking trays, or to provide heat exchanger elements to allow hot water treatment for heating or service water.
- the heating device 1 comprises a substantially cuboidal housing, in which a combustion chamber 3 is formed for combustion of preferably solid fuel based on biomass.
- the heating device 1 may comprise a supply air control device 5, via which the combustion chamber 3 supplied combustion air is predominantly manually and / or automatically regulated.
- an unillustrated flue gas blower can be provided, which dissipates the flue gases formed in the combustion chamber 3 by suction and in passing a flue gas fireplace. This flue gas blower also has an influence on the combustion air supply or on the throughput of combustion air via the supply air control device 5.
- the ignition device 1 is used in conjunction with a heater 1 for the combustion of wood pellets.
- a pellet heating device 1 has, in the combustion chamber 3, as known per se, a receiving recess or a receiving tray 6 for the pellets intended for combustion.
- the corresponding receiving recess or receiving tray 6 is positioned in the lower portion of the combustion chamber 3.
- This receiving recess or receiving tray 6 is by means of a fuel delivery device 7, which includes, for example, a sloping pellet chute 8, with the amount of pellets to be burned each chargeable.
- the ignition device 2 is associated with the receiving tray 6 and the corresponding receiving recess for fuel within the combustion chamber 3 such that their hot air flow can ignite the intended for combustion pellets. It is useful if a hot air end portion 9 of the ignition device 2 projects directly into the receiving recess or receiving tray 6 for the pellets to be burned.
- the ignition device 2 operates according to the hot-air principle, wherein the heated air by means of the ignition device 2 can cause ignition of the fuel, in particular of the pellets, in the receiving recess or receiving tray 6. After ignition of these pellets, it is possible and expedient to deactivate the electrically operated ignition device 2 and to ensure continuity of the combustion process by means of controlled or controlled supply of pellets.
- the ignition device 2 thus represents an automatic ignition device for the fuel.
- the ignition device 2 is based on the hot air principle, ambient or room air is passed through the ignition device 2 and is strongly heated by at least one electric heating element 10, in particular to a temperature from about 300 ° C to 600 ° C is heated.
- the temperature of the hot air flow at the outlet side 42 of a manually and / or control technology activatable heating element 10 between about 350 ° C and 450 ° C. This is sufficient to be in the receiving cavity or in the receiving tray 6 located biomass, in particular wood pellets to ignite. It is expedient here to build up the corresponding air flow through the ignition device 2 by means of a negative pressure generated in the combustion chamber 3 compared to the ambient pressure of the heating device 1.
- ambient or room air is also sucked through the ignition device 2 and heated by the at least one electric heating element 10.
- the hot air thus formed subsequently serves to ignite the wood pellets, not shown, located in the receiving recess or receiving tray 6.
- This ignition device 2 comprises at least one electrical heating element 10, which has electrical resistance lines 11. These electrical resistance lines 11 represent heating resistors or heating cables which heat when exposed to electrical energy and consequently convert the electrical energy into thermal energy. This represents a fundamental, technological difference to high-voltage ignition devices based on sparks, or to flame ignitors, for example based on combustible gases.
- the emanating from the electrical resistance lines 11 thermal energy is used for air heating, especially for hot air generation.
- the electrical resistance lines 11 are supported on or preferably in a ceramic support body 12.
- the ceramic supporting body 12 for the resistance lines 11 fulfills not only its carrying or holding function but also an electrical insulation function.
- the ceramic support body 12 provides good heat resistance, so that it can also reliably absorb, position and mutually insulate even high-resistance resistor lines 11.
- the ceramic supporting body 12 also has an electrical insulating function with respect to peripheral sections or with respect to metallic or electrically conductive components in the vicinity of the ignition device 2.
- the electrical heating element 10 of the ignition device 2 thus comprises at least the ceramic support body 12, in which a plurality of electrical resistance lines 11 are cast or received. At least one such heating element 10 is at least Most received in a surrounding or the heating elements 10 outside hollow section 13 and held stable in position or from the hollow section 13.
- the hollow section 13 is expediently formed from a metallic material, in particular from stainless steel.
- the heating element 10 and its ceramic support body 12 is supported starting from its lateral surface 14 relative to the hollow profile 13.
- at least one metallic holding element 15, 16 attached to the lateral surface 14 of the ceramic support body 12, in particular soldered or welded.
- the at least one retaining element 15, 16 protrudes from the lateral surface 14 of the ceramic support body 12 and thus forms a projection or a survey with respect to the preferably cylindrical lateral surface 14 of the ceramic support body 12.
- the at least one retaining element 15, 16 is fixedly connected to the hollow profile 13 in a section remote from the ceramic support body 12.
- the holding element 15, 16 for the ceramic support body 12 with the hollow section 13 fixed or permanently connected, in particular soldered or welded together.
- the at least one holding element 15, 16, wherein preferably two with respect to the lateral surface 14 opposite holding elements 15, 16 are provided, is a rigid or non-destructive non-releasable attachment between the heating element 10 and its ceramic support body 12 and the hollow profile 13 formed.
- a rigid, the lateral surface 14 of the ceramic support body 12 relative to the inner surface 17 of the hollow section 13 distancing connection between the ceramic support body 12 and the hollow section 13 is formed, as best of Fig. 4 is apparent.
- the heating element 12 or its ceramic support body 12 is thus thus via the holding elements 15, 16, which act on the lateral surface 14 of the ceramic support body 12, virtually clamped or penned in the interior of the hollow section 13, in particular relatively directly against the inner surface 17 of the hollow profile 13 supported.
- At least one holding element 15, 16 With the ceramic support body 12, it is expedient if at least in a partial section of the lateral surface 14 of the ceramic support body 12 at least one metallic fastening means 18, 19 is formed, which for permanent connection, in particular for welding or Soldering with the metallic holding element 15, 16 is provided.
- the metallic fastening means 18, 19 by at least one metallic surface layer 18 ', 19' on the ceramic support body 12, as shown in the Fig. 5, 6 is apparent.
- This metallic surface layer 18 ', 19' is applied to the surface of the ceramic material of the support body 12.
- the metallic surface layer 18 ', 19' is limited to the immediate vicinity of the holding elements 15, 16.
- any known from the prior art method for coating ceramic materials can be used.
- a metal vapor deposition method or a layered burn-in of different metal layers is applicable.
- the metallic surface layers 18 ', 19' thereby represent a type of soldering pads or welding zones on the ceramic of the heating element 10 or the support body 12.
- a layer thickness of the surface layers 18 ', 19' is typically less than 0.5 mm, in particular only a few hundredths of a millimeter.
- the ceramic carrier material in particular in the ceramic substrate of the carrier body 12.
- the integration of the metallic fastener 18, 19 in the ceramic support body 12 is provided such that a portion of the surface of the metallic fastener 18, 19 terminates approximately flush with the lateral surface 14 of the support body 12, as in Fig. 4 was illustrated.
- a relative to the lateral surface 14 slightly recessed or raised trained arrangement of surface portions of the metallic fastening means 18, 19 may be provided.
- fastening means 18, 19 implemented in the ceramic supporting body 12 or the surface layer 18 ', 19' applied to the ceramic form a connection point or a type of soldering pad for welding or soldering to the metallic holding element 15, 16.
- at least one holding element 15, 16 in the ceramic substrate of the support body 12 partially integrate or pour and thereby dispense with separate fasteners 18, 19.
- the ceramic support body 12 can be made elongated or rod-shaped, in particular tubular or hollow cylindrical. It is useful when the ceramic support body 12 within a first longitudinal section 20, the at least one metallic support member 15, 16 and within a second longitudinal section 21 forms a heating section 22. In this heating section 22, a comparatively high areal density of electrical resistance lines 11 is provided, so that a comparatively higher heat development occurs in the heating section 22 of the ceramic support body 12 when exposed to electrical energy than in the first longitudinal section 20, in which the at least one holding element 15, 16 is positioned is. It is expedient if the second longitudinal section 21, in particular the heating section 22 occupies between 30% to 60%, preferably in about 40% to 50% of the total length of the ceramic support body 12.
- the heating section 22 amounts to only about half the length of the supporting body 12.
- the remaining portion of the ceramic support body 12 is defined by the first longitudinal portion 20, in which the holding element 15, 16 and the metallic fastening means 18, 19 for the at least one holding element 15, 16 is positioned.
- Electrical supply lines or supply lines 23, 24 for the heating element 10 are preferably also in a remote from the heating section 22 or distant end portion of the support body 12 with the respective electrical resistance lines 11 fixed, in particular welded or soldered.
- ends of the supply lines 23, 24 or of a power cable are connected directly to the heating element 10, preferably soldered or welded to connection contacts 25, 26 of the resistance line 11.
- the connection contacts 25, 26 are preferably formed by solder pads, which are preferably accessible from the lateral surface 14 of the ceramic support body 12 and thereby electrically contacted with the ends of the respective supply lines 23, 24, preferably can be soldered.
- electrical low voltage in particular the mains voltage present in households of preferably 230 V AC, or optionally of 400 V AC, is provided.
- the electrical resistance lines 11 of the heating element 10 by applying standard or in households usual mains voltage heated so that can be ignited with the guided and sucked by the igniter 2 airflow particulate biomass in the form of wood pellets.
- holding elements 15, 16 can be formed by longitudinally section C- or U-shaped headband 27, 28. These with respect to their longitudinal section C- or U-shaped headband 27, 28 are aligned parallel to the longitudinal extent of the ceramic support body 12. Legs 29, 30 of these brackets 27, 28 are supported selectively on the lateral surface 14 of the support body 12. In particular, the legs 29, 30 of the headband 27, 28 with the integrated in the ceramic support body 12, metallic fasteners 18, 19 and with the applied on the ceramic support body 12, metallic surface layers 18 ', 19' soldered or welded.
- a leg portion 29, 30 connecting base portion 31 of the headband 27, 28 is arranged by the selective support of the legs 29, 30 with respect to the lateral surface 14 of the ceramic support body 12 at a distance.
- the base portion 31 of the metallic support bracket 27, 28 contacted with the inner surface 17 of the hollow section 13, as best of Fig. 4 is apparent.
- the base portion 31 may be slightly arcuately curved, so that the retaining clips 27, 28 exert a resilient bias relative to its inner surface 17 in the inserted into the hollow section 13 of the heating element 10 and thereby achieve a tolerance compensation or a mounting relief and / or a thermal expansion compensation can.
- the longitudinal section C- or U-shaped headband 27, 28 can also center the ceramic support body 12 in the interior 32 of the outer or outer surrounding hollow profile 13.
- the two brackets 27, 28 support the ceramic support body 12 in the radial direction relative to the inner surface 17 of the hollow profile 13 substantially free of play from.
- the at least one metallic holding element 15, 16 is welded via at least one opening 33, 34 in the outer boundary wall 35 of the hollow profile 13 with the hollow profile 13 formed from a metallic material.
- the at least one opening 33, 34 may be formed in the hollow profile 13 by at least one through hole through the opposite boundary walls 35 of the metallic hollow section 13. This allows two opposing metallic support members 15, 16 on the ceramic support body 12 in a simple manner by means of a in the apertures 33, 34 mounted spot weld 36, 37 are rigidly connected or fixed to the metallic hollow section 13, as in Fig. 4 has been illustrated schematically.
- the ceramic support body 12 tubular, in particular hollow-cylindrical, so that it forms an inner air heating duct 38.
- a free cross-sectional area 39 for an air inlet at the inlet side 40 in the ceramic support body 12 at least approximately the same size, as a free cross-sectional area 41
- the free cross-sectional area 39 at the inlet side 40 neglecting the possibly occurring, minimal reduction of the free flow cross-section through the supply lines 23, 24, identical to the free cross-sectional area 41 on the outlet side 42 of the ceramic support body 12th an unobstructed air flow through the ceramic, tubular support member 12 can be ensured. This is achieved primarily by the previously described holder or by the baseless attachment of the ceramic support body 12 via the lateral surface 14.
- the ceramic support body 12 of the heating element 10 can be positioned with its two opposite ends within the two longitudinal ends of a one-piece hollow profile 13 be. After the heating element 10 or its ceramic support body 12 is fastened permanently or non-detachably in the hollow profile 13, direct access to the ceramic support body 12 can be prevented or eliminated. In particular, it is not necessary to make the fixed heating element 10 integrated in the hollow profile 13 accessible or accessible after an exchange thereof is not expedient or intended.
- the hot air end portion 9 of the ignition device 2 may be formed by a tubular attachment 43 on the hollow section 13.
- This attachment part 43 constitutes an extension for the tubular hollow profile 13 and is preferably plugged onto the end of the hollow profile 13 closest to the heating section 2 or pressed against detachment.
- This attachment part 43 can also be designed to be tapered in accordance with a possible development, so that it unfolds a nozzle effect and concentrates the heat released by the heating element 10 or the air flow guided by the ignition device 2.
- the attachment 43 can act as a hot air nozzle, which concentrates the exiting hot air and thereby positively influences the ignition characteristics of the ignition device 2.
- This optional attachment 43 is preferably made of a material which has an increased heat resistance, in particular a higher heat resistance, than the metallic hollow profile 13.
- the attachment 43 may be formed by a ceramic material or by a high temperature resistant, metallic material to then, when the attachment 43 extends over a longer period of time in a Glutansammlung to achieve improved heat resistance and increased life.
- the basic function of this attachment 43 is thus to improve the robustness or heat resistance of the ignition device 2.
- a fastening device 44 in particular a holding plate 45 is provided at the opposite end of the hot air end portion 9 of the ignition device 2.
- the ignition device 2 can be firmly or reliably fixed in the heating device 1 or in a combustion chamber 3.
- the holding plate 45 can be spaced at a distance 46 of 3 mm to 20 mm, preferably in about 10 mm from the end of the hollow section 13.
- the ignition device 2 is installed horizontally or approximately horizontally in the heating device 1 in relation to the longitudinal axis of the hollow profile 13.
- the hot air end portion 9 opposite, frontal end of the hollow section 13 is closed as airtight as possible.
- at least one Lufteinbergsöffhung 47, 48 is formed on which to be heated supply air or ambient air 49 in the ignition device 2, in particular whose hollow profile 13 can flow.
- These air inlet openings 47, 48 are preferably formed by a radial through hole through the hollow section 13.
- the ambient air 49 which preferably flows in by negative pressure into the ignition device 2 or into the interior 32 of the hollow profile 13, is then strongly heated by the heating element 10 supplied with electrical energy and then exits the ignition device 2 as hot air flow 50 at the hot air end section 9.
- the embodiments show possible embodiments of the ignition device 2 and the heater 1, wherein it should be noted at this point that the invention is not limited to the specifically illustrated embodiments thereof, but also various combinations of the individual embodiments are mutually possible and this variation possibility due to Teaching for technical action by objective invention in the skill of those working in this technical field is the expert. So are all conceivable embodiments, which are possible by combinations of individual details of the illustrated and described embodiments, of the scope of protection.
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Description
Die Erfindung betrifft eine elektrische Zündvorrichtung für Brennmaterial in einer Heizeinrichtung, sowie eine damit ausgestattete Heizeinrichtung, wie dies in den Ansprüchen 1 und 13 angegeben ist.The invention relates to an electrical ignition device for fuel in a heating device, as well as a heater equipped therewith, as indicated in the
Aus dem Stand der Technik ist eine elektrisch zu betreibende Zündvorrichtung bekannt, welche durch Erzeugung eines Heißluftstroms zur Entzündung von festem Brennmaterial, wie zum Beispiel Holz-Pellets, vorgesehen ist. Bei dieser gattungsgemäßen Zündvorrichtung ist ein Heizelement, insbesondere eine elektrische Widerstandsheizung vorgesehen, welches in einem rohrförmigen Keramikkörper angeordnete Heizelemente in Form von Widerstandsleitungen aufweist. Der keramische Tragkörper besitzt die erforderliche Temperaturbeständigkeit und isoliert die elektrischen Widerstandsleitungen in Bezug auf elektrisch leitende, periphere Elemente. Das rohrförmige Heizelement ist in einem metallischen Hohlprofil eingesetzt, welches einen äußeren Strömungsmantel um das rohrförmige Heizelement ausbildet. Das Heizelement ist dabei über eines seiner beiden Stirnenden bedarfsweise lösbar, insbesondere steckbar, in einem keramischen Stecksockel gehaltert. Dieser Stecksockel dient gleichzeitig zur elektrischen Kontaktierung der elektrischen Widerstandsleitungen mit einer Stromzuleitung zum Stecksockel. Der im Inneren des metallischen Hohlprofils angeordnete, keramische Stecksockel für das Heizelement verursacht dabei eine Verengung des freien Strömungsquerschnittes durch das Hohlprofil, wodurch der gewünschte bzw. benötigte Luftdurchsatz nur bedingt erzielbar ist. Darüber hinaus ist die Positioniergenauigkeit des Heizelementes in Bezug auf den Stecksockel kaum gewährleistet. Unsymmetrische bzw. ungleiche Umströmungen des Heizelementes mit Zuluft bzw. Umgebungsluft führen dabei zu unterschiedlichen Kühlleistungen in Bezug auf das Heizelement, was Leistungsbeeinträchtigungen hervorrufen kann bzw. bei einem besonders ungleichmäßig umströmten Heizelement zu erhöhter Beschädigungsgefahr führen kann. Außerdem ist die Robustheit des elektromechanischen Stecksockels für das Heizelement nur wenig zufriedenstellend. Bei mechanischen Belastungen gegenüber dem länglichen, rohrförmigen Heizelement kann es zu einem Bruch des Stecksockels kommen, was in weiterer Folge zu einer Sicherheitsbeeinträchtigung durch Isolationsfehler des Stecksockels führen kann.Known from the prior art is an ignition device to be operated electrically, which is provided by generating a hot air flow for the ignition of solid fuel, such as wood pellets. In this generic ignition device, a heating element, in particular an electrical resistance heater is provided which has arranged in a tubular ceramic body heating elements in the form of resistance lines. The ceramic support body has the required temperature resistance and insulates the electrical resistance leads with respect to electrically conductive peripheral elements. The tubular heating element is inserted in a metallic hollow profile, which forms an outer flow jacket around the tubular heating element. The heating element is on one of its two ends, if necessary detachable, in particular pluggable, supported in a ceramic socket. This socket also serves to make electrical contact with the electrical resistance lines with a power supply to the socket. The arranged inside the metallic hollow profile, ceramic socket for the heating element causes a constriction of the free flow cross-section through the hollow profile, whereby the desired or required air flow rate is only partially achievable. In addition, the positioning accuracy of the heating element with respect to the socket is hardly guaranteed. Unbalanced or unequal flow around the heating element with supply air or ambient air lead to different cooling capacities with respect to the heating element, which can cause performance problems or can lead to increased risk of damage in a particularly unevenly flow around heating element. In addition, the robustness of the electromechanical socket for the heating element is only slightly satisfactory. Mechanical loads on the elongated, tubular heating element can lead to breakage of the plug-in base, which can subsequently lead to a safety impairment due to insulation faults of the plug-in base.
Die
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte elektrische Zündvorrichtung für Brennmaterial in einer Heizeinrichtung zu schaffen. Insbesondere ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine elektrische Zündvorrichtung anzugeben, welche erhöhte mechanische Robustheit aufweist, eine langfristig hohe Anzündleistung und Anzündzuverlässigkeit besitzt und dennoch möglichst kostengünstig herstellbar ist. Eine weitere Aufgabe der Erfindung liegt darin, eine möglichst komfortabel nutzbare Heizeinrichtung mit hoher Funktionszuverlässigkeit anzugeben.The present invention has for its object to provide an improved electrical ignition device for fuel in a heater. In particular, it is an object of the present invention to provide an electrical ignition device, which has increased mechanical robustness, has a long-term high ignition performance and ignition reliability and is still possible to produce as inexpensively. A further object of the invention is to provide a heater which can be used as comfortably as possible with high functional reliability.
Diese Aufgabe der Erfindung wird durch eine technisch verbesserte Zündvorrichtung gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhaft ist dabei, dass das Heizelement, insbesondere dessen keramischer Tragkörper, zuverlässig und maßhaltig im Hohlprofil gehaltert ist. Insbesondere können einwirkende Erschütterungen oder Stoßbelastungen nicht zu einer Positionsabweichung des Heizelementes bzw. des keramischen Tragkörpers führen. Durch die stoßfeste Fixierung des Heizelementes im Hohlkörper wird stets eine ordnungsgemäße Umströmung und Kühlung des Heizelements mit der zu erhitzenden Luft gewährleistet. Diese möglichst vollumfängliche bzw. gleichmäßige Umströmung und Kühlung des Heizelementes bzw. des keramischen Tragkörpers begünstigt dessen erzielbare Lebensdauer, sodass eine längerfristig funktionstüchtige Zündvorrichtung erzielbar ist. Insbesondere werden allmähliche oder stoßbedingte Abweichungen des Heizelementes von der Soll-Position während des Betriebs der Zündvorrichtung bzw. der damit ausgestatteten Heizeinrichtung für Festbrennstoffe nahezu ausgeschlossen. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Maßnahme liegt darin, dass durch die Halterung des keramischen Tragkörpers ausgehend von seiner Mantelfläche die durch diese Halterung bedingte Verminderung des freien Strömungsquerschnitts auf ein Minimum reduziert werden kann. Dadurch wird der Strömungswiderstand im Lufteintrittsabschnitt der Zündvorrichtung bzw. des keramischen Tragkörpers in Bezug auf die hindurchzuführende, zu erhitzende Luft relativ gering gehalten. Durch Erübrigung eines keramischen Stecksockels zur Halterung und zur elektrischen Kontaktierung des Heizelementes können auch die Kosten für die Herstellung einer erfindungsgemäßen, elektrischen Zündvorrichtung möglichst gering gehalten werden. Darüber hinaus bietet die angegebene Zündvorrichtung erhöhten Schutz vor elektrischen Isolationsfehlern, nachdem ein spröder, bruchgefährdeter Stecksockel zur lösbaren Halterung und Kontaktierung des elektrischen Heizelementes erübrigt ist. Darüber hinaus können mechanische Stoßbelastungen nicht zu einer Abweichung des Heizelementes von der plangemäßen Position führen, sodass eine zuverlässige Funktion und eine plangemäße Heiz- bzw. Zündleistung gewährleistet ist.This object of the invention is achieved by a technically improved ignition device according to
Von Vorteil ist dabei weiters, dass dadurch die Positionsbeständigkeit bzw. die Fixiergenauigkeit und auch die Haltekraft des Heizelementes in Bezug auf das umgebende Hohlprofil weiter verbessert ist.The advantage here is further that thereby the positional stability or the fixing accuracy and also the holding force of the heating element in relation to the surrounding hollow profile is further improved.
Eine zweckmäßige Maßnahme zum Anbinden bzw. Anfügen des wenigstens einen metallischen Halteelementes an den keramischen Tragkörper ist in Anspruch 2 angegeben. Dadurch kann eine hochfeste Verbindung zwischen dem keramischen Tragkörper und dem zumindest einen metallischen Halteelement aufgebaut werden. Insbesondere können dadurch auf Klemmkräften oder Formschlussverbindungen basierende Halterungen erübrigt werden. Weiters ist von Vorteil, dass solche Oberflächenbeschichtungen den Querschnitt des keramischen Tragkörpers nicht reduzieren, sodass die Gefahr einer Kerbbruchwirkung minimiert bzw. ausgeschlossen ist und eine hohe Robustheit des Heizelementes erzielt ist.An expedient measure for attaching or attaching the at least one metallic holding element to the ceramic supporting body is specified in
Eine alternative Ausführungsform von metallischen Befestigungsmitteln ist in Anspruch 3 angegeben. Dadurch ist es möglich, eine stabile Verbindung zwischen dem keramischen Tragkörper und dem Befestigungsmittel aufzubauen, ohne technologisch anspruchsvolle Beschichtungsverfahren für das Keramiksubstrat zur Aufbringung von metallischen Oberflächenschichten zu benötigen.An alternative embodiment of metallic fasteners is given in
Von Vorteil sind auch die Maßnahmen nach Anspruch 4, da dadurch auch bei einem Einsatz von Lötverbindungen zwischen dem keramischen Tragkörper und dem metallischen Haltelement eine zuverlässige bzw. temperaturstabile Verbindung aufgebaut werden kann. Insbesondere wird dadurch ein zu starkes Erhitzen einer Löt- bzw. Fügeverbindung zwischen dem Halteelement und dem keramischen Tragkörper hintan gehalten, sodass eine zuverlässige Anbindung des metallischen Halteelementes an den keramischen Tragkörper des Heizelementes gewährleistet ist.Also advantageous are the measures according to claim 4, as a reliable or temperature-stable connection can be constructed even when using solder joints between the ceramic support body and the metallic support member. In particular, excessive heating of a soldering or joining connection between the holding element and the ceramic support body is thereby held back, so that a reliable connection of the metallic support element to the ceramic support body of the heating element is ensured.
Von besonderem Vorteil sind außerdem die Maßnahmen nach Anspruch 5, da dadurch die elektrischen Versorgungsleitungen direkt am keramischen Tragkörper des Heizelementes festgelegt sind, insbesondere mit den Widerstandsleitungen elektrisch kontaktiert sind. Herstellungstechnisch aufwändige und letztendlich filigrane Steckkontaktierungen sind dadurch erübrigt. Durch das direkte Verschweißen oder Verlöten mit den elektrischen Widerstandsleitungen bzw. mit niederohmigen Zuleitungen zu den elektrischen Widerstandsleitungen wird außerdem die Funktionszuverlässigkeit und auch die Sicherheit in Bezug auf sicherheitskritische Spannungsbeaufschlagungen von metallischen Komponenten im Umfeld des Heizelementes verbessert. Insbesondere kann dadurch die elektrische Sicherheit der Zündvorrichtung erhöht werden.Of particular advantage are also the measures according to
Weiters sind die Maßnahmen gemäß Anspruch 6 von Vorteil, da dadurch vor allem bei Einsatz eines zylindrischen Hohlprofils eine exakte Zentrierung des Heizelementes im Inneren des Hohlprofils erzielbar ist. Darüber hinaus ist die mit zwei gegenüberliegenden Halteelementen erzielbare Stabilität derart hoch, dass auch bei äußeren Krafteinwirkungen die plangemäße Positionierung des Heizelementes im Hohlprofil gewährleistet bleibt. Zudem kann dadurch eine Verringerung des freien Strömungsquerschnittes im Hohlprofil gering gehalten werden.Furthermore, the measures according to
Von Vorteil sind auch die Maßnahmen nach Anspruch 7, da dadurch der freie Strömungsquerschnitt innerhalb des Hohlprofils durch die Halteelemente kaum bzw. möglichst wenig beeinträchtig wird. Darüber hinaus wird durch die punktuelle Abstützung der Schenkel der Haltebügel am keramischen Tragkörper eine Wärmeübertragung auf die Haltebügel und in weiterer Folge auf das außen umgebende Hohlprofil hintan gehalten bzw. minimiert. Zudem wird durch die zueinander distanzierte, punktuelle Abstützung des keramischen Tragkörpers in Bezug auf die Haltebügel eine stabile Halterung bzw. Ausrichtung des Heizelementes gewährleistet, nachdem diese Doppel- bzw. Mehrfach-Abstützung auch einseitigen Krafteinwirkungen bzw. Drehmomenten verbessert standhalten kann.Also advantageous are the measures according to
Bei den Maßnahmen gemäß Anspruch 8 ist von Vorteil, dass der Basisabschnitt der Haltebügel zum keramischen Tragkörper distanziert ist, sodass die Wärmeüberleitung auf das äußere Hohlprofil möglichst gering gehalten wird. Ein weiterer Vorteil dieser Ausbildung liegt darin, dass der relativ großflächige Basisabschnitt zur stabilen Verbindung mit dem Hohlprofil genutzt werden kann und außerdem eine einfache Verbindung zwischen Haltebügel und Hohlprofil ermöglicht ist.In the measures according to
Bei den Maßnahmen gemäß Anspruch 9 ist von Vorteil, dass die Haltebügel eine automatische Zentrierung des Heizelementes in Bezug auf das äußere Hohlprofil gewährleisten, sodass der Montage- bzw. Herstellungsaufwand möglichst gering ist.In the measures according to
Durch die Maßnahmen nach Anspruch 10 ist in vorteilhafter Art und Weise eine einfache, rationelle und hochfeste Verbindung zwischen dem Hohlprofil und dem inneren Heizelement geschaffen.The measures according to
Vorteilhaft ist dabei eine Weiterbildung nach Anspruch 11, da dadurch der Aufwand und somit die Kosten für die Produktion der Zündvorrichtung möglichst gering gehalten werden können. Insbesondere ist dadurch eine rationelle Montage bzw. Befestigung des Heizelementes innerhalb des Hohlprofils ermöglicht.In this case, a further development according to
Schließlich sind auch die Maßnahmen gemäß Anspruch 12 von Vorteil, da dadurch der Luftdurchsatz auch bei geringen Saugzug- bzw. Unterdruckverhältnissen ausreichend stark bzw. relativ hoch ist. Insbesondere werden dadurch einseitige Erhitzungen bzw. abschnittsweise Überhitzungen des Heizelementes hintan gehalten, wodurch die Funktionszuverlässigkeit bzw. die erzielbare Einsatzdauer der Zündvorrichtung verbessert wird. Dies wird vor allem durch die Erübrigung eines separaten Halte- und Kontaktierungssockels ermöglicht bzw. durch die angegebene Halterung des keramischen Tragkörpers via dessen Mantelfläche erreicht, sowie durch die direkte elektrische Kontaktierung der Widerstandsleitungen erzielt.Finally, the measures according to
Die zuletzt genannte Aufgabe der Erfindung wird durch eine Heizeinrichtung gemäß Anspruch 13 gelöst. Die damit erzielbaren vorteilhaften Wirkungen und technischen Effekte sind den vorhergehenden und den nachfolgenden Beschreibungsteilen zu entnehmen.The last-mentioned object of the invention is achieved by a heating device according to
Zum besseren Verständnis der Erfindung wird diese anhand der nachfolgenden Figuren näher erläutert.For a better understanding of the invention, this will be explained in more detail with reference to the following figures.
Es zeigen jeweils in stark vereinfachter, schematischer Darstellung:
- Fig. 1
- ein Ausführungsbeispiel einer Heizeinrichtung, insbesondere eines Pellets-Ofens mit einer elektrischen Zündvorrichtung für das Brennmaterial;
- Fig. 2
- den Brennraum einer Heizeinrichtung, welche mit der elektrischen Zündvorrichtung für das Brennmaterial ausgestattet ist;
- Fig. 3
- eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen, elektrischen Zündvorrichtung in perspektivischer Darstellung;
- Fig. 4
- die Zündvorrichtung gemäß
Fig. 3 im Längsschnitt; - Fig. 5
- das Heizelement der Zündvorrichtung gemäß
Fig. 3 in perspektivischer Ansicht; - Fig. 6
- das Heizelement gemäß
Fig. 5 in Seitenansicht; - Fig. 7
- das Heizelement gemäß
Fig. 5 in Ansicht gemäß Pfeil VII inFig. 6 .
- Fig. 1
- an embodiment of a heating device, in particular a pellet furnace with an electrical ignition device for the fuel;
- Fig. 2
- the combustion chamber of a heater equipped with the electric igniter for the fuel;
- Fig. 3
- an embodiment of the electric ignition device according to the invention in a perspective view;
- Fig. 4
- the ignition device according to
Fig. 3 in longitudinal section; - Fig. 5
- the heating element of the ignition device according to
Fig. 3 in perspective view; - Fig. 6
- the heating element according to
Fig. 5 in side view; - Fig. 7
- the heating element according to
Fig. 5 in view according to arrow VII inFig. 6 ,
Einführend sei festgehalten, dass in den unterschiedlich beschriebenen Ausführungsformen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen versehen werden, wobei die in der gesamten Beschreibung enthaltenen Offenbarungen sinngemäß auf gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen übertragen werden können. Auch sind die in der Beschreibung gewählten Lageangaben, wie z.B. oben, unten, seitlich usw. auf die unmittelbar beschriebene sowie dargestellte Figur bezogen und sind diese Lageangaben bei einer Lageänderung sinngemäß auf die neue Lage zu übertragen.By way of introduction, it should be noted that in the differently described embodiments, the same parts are provided with the same reference numerals or the same component names, wherein the disclosures contained throughout the description are transmitted mutatis mutandis to the same parts with the same reference numerals or component names can. Also, the position information selected in the description, such as top, bottom, side, etc. related to the immediately described and illustrated figure and these position information in a change in position mutatis mutandis to transfer to the new location.
In den
Die Heizeinrichtung 1 dient primär zur Bereitstellung von Wärme, um vorzugsweise Wohnräume zu beheizen. Die entsprechende Heizeinrichtung 1 ist dabei direkt im Wohnbereich errichtet und gibt entsprechende Wärme durch Strahlungswärme bzw. Konvektionswärme in die Umgebung ab, indem sie in entsprechendem Ausmaß die Raum- bzw. Umgebungsluft um die Heizeinrichtung 1 erwärmt. Es ist auch möglich, der Heizeinrichtung 1 Warmhaltefächer bzw. Backfächer zuzuordnen, oder Wärmetauscherelemente vorzusehen, um eine Warmwasseraufbereitung für Heizungs- oder Brauchwasser zu ermöglichen.The
Die Heizeinrichtung 1 umfasst ein im Wesentlichen quaderförmiges Gehäuse, in welchem ein Brennraum 3 zur Verbrennung von bevorzugt festem Brennmaterial auf Basis von Biomasse ausgebildet ist. Die Heizeinrichtung 1 kann eine Zuluftsteuervorrichtung 5 umfassen, über welche die dem Brennraum 3 zugeführte Verbrennungsluft vorwiegend manuell und/oder automatisiert regulierbar ist. Weiters kann ein nicht dargestelltes Rauchgasgebläse vorgesehen sein, welches durch Saugwirkung die im Brennraum 3 gebildeten Rauchgase abführt und in einen Rauchgaskamin überleitet. Dieses Rauchgasgebläse hat dabei auch Einfluss auf die Verbrennungsluftzufuhr bzw. auf den Durchsatz an Verbrennungsluft via die Zuluftsteuervorrichtung 5.The
Bevorzugt ist die Zündvorrichtung 1 in Verbindung mit einer Heizeinrichtung 1 zur Verbrennung von Holz-Pellets eingesetzt. Eine solche Pellets-Heizeinrichtung 1 weist im Brennraum 3, wie an sich bekannt, eine Aufnahmevertiefung oder eine Aufnahmeschale 6 für die zur Verbrennung vorgesehenen Pellets auf. Die entsprechende Aufnahmevertiefung bzw. Aufnahmeschale 6 ist dabei im unteren Abschnitt des Brennraums 3 positioniert. Diese Aufnahmevertiefung bzw. Aufnahmeschale 6 ist mittels einer Brennmaterialfördervorrichtung 7, welche beispielsgemäß eine abfallend geneigte Pelletsschurre 8 umfasst, mit der jeweils zu verbrennenden Menge an Pellets beschickbar.Preferably, the
Die Zündvorrichtung 2 ist der Aufnahmeschale 6 bzw. der entsprechenden Aufnahmevertiefung für Brennmaterial innerhalb des Brennraums 3 derart zugeordnet, dass deren Heißluftstrom die zur Verbrennung vorgesehenen Pellets entzünden kann. Zweckmäßig ist es dabei, wenn ein Heißluftendabschnitt 9 der Zündvorrichtung 2 direkt in die Aufnahmevertiefung bzw. Aufnahmeschale 6 für die zu verbrennenden Pellets ragt.The
Die Zündvorrichtung 2 arbeitet dabei nach dem Heißluft-Prinzip, wobei die mittels der Zündvorrichtung 2 erhitzte Luft eine Entzündung des Brennmaterials, insbesondere der Pellets, in der Aufnahmevertiefung bzw. Aufnahmeschale 6 bewirken kann. Nach erfolgter Entzündung dieser Pellets ist es möglich und zweckmäßig, die elektrisch betriebene Zündvorrichtung 2 zu deaktivieren und einen Fortbestand des Verbrennungsvorganges mittels geregelter bzw. gesteuerter Zufuhr von Pellets zu gewährleisten.The
Die Zündvorrichtung 2 stellt somit eine automatische Anzündvorrichtung für das Brennmaterial dar. Die Zündvorrichtung 2 basiert dabei auf dem Heißluftprinzip, wobei Umgebungs- bzw. Raumluft durch die Zündvorrichtung 2 hindurch geleitet wird und von wenigstens einem elektrischen Heizelement 10 stark erhitzt wird, insbesondere auf eine Temperatur von in etwa 300°C bis 600°C aufgeheizt wird. Typischerweise beträgt die Temperatur des Heißluftstromes an der Austrittsseite 42 eines manuell und/oder steuerungstechnisch aktivierbaren Heizelementes 10 zwischen etwa 350°C und 450°C. Dies ist ausreichend, um in der Aufnahmevertiefung bzw. in der Aufnahmeschale 6 befindliche Biomasse, insbesondere Holz-Pellets, zu entzünden. Zweckmäßig ist es dabei, den entsprechenden Luftstrom durch die Zündvorrichtung 2 durch einen im Vergleich zum Umgebungsdruck der Heizeinrichtung 1 innerhalb des Brennraums 3 erzeugten Unterdruck aufzubauen. Vorzugsweise dient ein der Heizeinrichtung 1 zugeordnetes, nicht dargestelltes Rauchgasgebläse zur Erzeugung von Unterdruck im Brennraum 3. Dabei wird Umgebungs- bzw. Raumluft auch durch die Zündvorrichtung 2 hindurchgesaugt und von dem zumindest einen elektrischen Heizelement 10 erhitzt. Die dadurch gebildete Heißluft dient in weiterer Folge zur Entzündung der in der Aufnahmevertiefung bzw. Aufnahmeschale 6 befindlichen, nicht dargestellten Holz-Pellets.The
In den
Die von den elektrischen Widerstandsleitungen 11 ausgehende Wärmeenergie wird dabei zur Lufterhitzung, insbesondere zur Heißlufterzeugung, genutzt. Die elektrischen Widerstandsleitungen 11 sind dabei an bzw. bevorzugt in einem keramischen Tragkörper 12 gehaltert. Der keramische Tragkörper 12 für die Widerstandsleitungen 11 erfüllt dabei neben seiner Trag- bzw. Haltefunktion auch eine elektrische Isolationsfunktion. Darüber hinaus bietet der keramische Tragkörper 12 eine gute Hitzebeständigkeit, sodass er auch hocherhitze Widerstandsleitungen 11 zuverlässig aufnehmen, positionieren und gegenseitig isolieren kann. Darüber hinaus kommt dem keramischen Tragkörper 12 auch eine elektrische Isolierfunktion in Bezug auf periphere Abschnitte bzw. bezüglich metallischer oder elektrisch leitender Komponenten im Umfeld der Zündvorrichtung 2 zu.The emanating from the
Das elektrische Heizelement 10 der Zündvorrichtung 2 umfasst somit zumindest den keramischen Tragkörper 12, in welchem eine Mehrzahl von elektrischen Widerstandsleitungen 11 eingegossen bzw. aufgenommen sind. Zumindest ein solches Heizelement 10 ist zumindest Großteils in einem das bzw. die Heizelemente 10 außen umgebenden Hohlprofil 13 aufgenommen und im bzw. vom Hohlprofil 13 positionsstabil gehaltert.The
Zweckmäßig ist es, das Hohlprofil 13 rohrförmig, insbesondere hohlzylindrisch auszuführen. Analog dazu ist es zweckmäßig, wenn der keramische Tragkörper 12 für die Widerstandsleitungen 11 rohrförmig, insbesondere hohlzylindrisch ausgebildet und konzentrisch zum Hohlprofil 13 angeordnet ist. Das Hohlprofil 13 ist zweckmäßigerweise aus einem metallischen Werkstoff, insbesondere aus nicht rostendem Stahl gebildet.It is expedient to perform the
Wie am besten einer Zusammenschau der
Zur festen Verbindung von wenigstens einem Halteelement 15, 16 mit dem keramischen Tragkörper 12 ist es zweckmäßig, wenn wenigstens in einem Teilabschnitt der Mantelfläche 14 des keramischen Tragkörpers 12 wenigstens ein metallisches Befestigungsmittel 18, 19 ausgebildet ist, welches zum dauerhaften Verbinden, insbesondere zum Verschweißen oder Verlöten mit dem metallischen Halteelement 15, 16 vorgesehen ist.For fixed connection of at least one holding
Entsprechend einer vorteilhaften Ausführung ist vorgesehen, das metallische Befestigungsmittel 18, 19 durch wenigstens eine metallische Oberflächenschicht 18', 19' am keramischen Tragkörper 12 zu bilden, wie dies in den
Entsprechend einer alternativen Ausführungsform ist es möglich, wenigstens ein metallisches Befestigungsmittel 18, 19 in das keramische Trägermaterial, insbesondere in das Keramiksubstrat des Tragkörpers 12 partiell zu integrieren bzw. einzugießen. Die Integration des metallischen Befestigungsmittels 18, 19 in den keramischen Tragkörper 12 ist dabei derart vorgesehen, dass ein Teilabschnitt der Oberfläche des metallischen Befestigungsmittels 18, 19 in etwa bündig mit der Mantelfläche 14 des Tragkörpers 12 abschließt, wie dies in
Der keramische Tragkörper 12 kann dabei länglich bzw. stabförmig ausgeführt, insbesondere rohrförmig bzw. hohlzylindrisch ausgebildet sein. Zweckmäßig ist es dabei, wenn der keramische Tragkörper 12 innerhalb eines ersten Längsabschnittes 20 das wenigstens eine metallische Halteelement 15, 16 aufweist und innerhalb eines zweiten Längsabschnittes 21 einen Heizabschnitt 22 ausbildet. In diesem Heizabschnitt 22 ist eine vergleichsweise hohe Flächendichte an elektrischen Widerstandsleitungen 11 vorgesehen, sodass im Heizabschnitt 22 des keramischen Tragkörpers 12 bei Beaufschlagung mit elektrischer Energie eine vergleichsweise höhere Wärmeentwicklung auftritt, als im ersten Längsabschnitt 20, in welchem das wenigstens eine Halteelement 15, 16 positioniert ist. Zweckmäßig ist es, wenn der zweite Längsabschnitt 21, insbesondere der Heizabschnitt 22 zwischen 30% bis 60%, vorzugsweise in etwa 40% bis 50% der Gesamtlänge des keramischen Tragkörpers 12 einnimmt. Insbesondere ist es zweckmäßig, wenn der Heizabschnitt 22 nur in etwa die Hälfte der Länge des Tragkörpers 12 beträgt. Der restliche Teilabschnitt des keramischen Tragkörpers 12 ist durch den ersten Längsabschnitt 20 definiert, in welchem das Halteelement 15, 16 bzw. das metallische Befestigungsmittel 18, 19 für das wenigstens eine Halteelement 15, 16 positioniert ist.The
Elektrische Zuleitungen bzw. Versorgungsleitungen 23, 24 für das Heizelement 10 sind vorzugsweise ebenso in einem vom Heizabschnitt 22 abgewandten bzw. distanzierten Endabschnitt des Tragkörpers 12 mit den jeweiligen elektrischen Widerstandsleitungen 11 fest verbunden, insbesondere verschweißt oder verlötet. Insbesondere sind Enden der Versorgungsleitungen 23, 24 bzw. eines Stromkabels direkt mit dem Heizelement 10 verbunden, vorzugsweise mit Anschlusskontakten 25, 26 der Widerstandsleitung 11 verlötet bzw. verschweißt. Die Anschlusskontakte 25, 26 sind vorzugsweise durch Lötpads gebildet, welche bevorzugt ausgehend von der Mantelfläche 14 des keramischen Tragkörpers 12 zugreifbar sind und dadurch mit den Enden der jeweiligen Versorgungsleitungen 23, 24 elektrisch kontaktiert, vorzugsweise verlötet werden können.Electrical supply lines or
Zum Betreiben der Zündvorrichtung 2 bzw. des Heizelementes 10 ist elektrische Niederspannung, insbesondere die in Haushalten vorliegende Netzspannung von bevorzugt 230 V AC, oder gegebenenfalls von 400 V AC, vorgesehen. Insbesondere werden die elektrischen Widerstandsleitungen 11 des Heizelementes 10 durch Beaufschlagung mit standardmäßiger bzw. in Haushalten üblicher Netzspannung derart erhitzt, dass mit dem durch die Zündvorrichtung 2 geführten bzw. gesaugten Luftstrom stückhafte Biomasse in Form von Holz-Pellets entzündet werden kann.For operating the
Entsprechend einer zweckmäßigen Ausgestaltung, wie sie in den
Ein die Schenkel 29, 30 verbindender Basisabschnitt 31 der Haltebügel 27, 28 ist durch die punktuelle Abstützung der Schenkel 29, 30 gegenüber der Mantelfläche 14 des keramischen Tragkörpers 12 distanziert angeordnet. Im eingebauten Zustand des Heizelements 10 bzw. des keramischen Tragkörpers 12 kontaktiert dabei wenigstens ein Teilbereich des Basisabschnittes 31 der metallischen Haltebügel 27, 28 mit der Innenfläche 17 des Hohlprofils 13, wie dies am besten aus
Die im Längsschnitt C- oder U-förmigen Haltebügel 27, 28 können dabei den keramischen Tragkörper 12 im Innenraum 32 des äußeren bzw. außen umschließenden Hohlprofils 13 auch zentrieren. Zudem stützen die beiden Haltebügel 27, 28 den keramischen Tragkörper 12 in radialer Richtung gegenüber der Innenfläche 17 des Hohlprofils 13 im Wesentlichen spielfrei ab. Alternativ zu einer Doppelanordnung von Halteelementen 15, 16 bzw. Haltebügeln 27, 28 ist es selbstverständlich möglich, drei über den Umfang des keramischen Tragkörpers 12 verteilt angeordnete Haltebügel vorzusehen.The longitudinal section C- or
Praktikabel ist es dabei, wenn das wenigstens eine metallische Halteelement 15, 16 über wenigstens einen Durchbruch 33, 34 in der äußeren Begrenzungswand 35 des Hohlprofils 13 mit dem aus einem metallischen Werkstoff gebildeten Hohlprofil 13 verschweißt ist. Insbesondere kann der wenigstens eine Durchbruch 33, 34 im Hohlprofil 13 durch wenigstens eine Durchgangsbohrung durch die einander gegenüberliegenden Begrenzungswände 35 des metallischen Hohlprofils 13 gebildet sein. Dadurch können zwei einander gegenüberliegende metallische Halteelemente 15, 16 am keramischen Tragkörper 12 in einfacher Art und Weise mittels einer in den Durchbrüchen 33, 34 angebrachten Punktschweißverbindung 36, 37 mit dem metallischen Hohlprofil 13 starr bzw. fix verbunden werden, wie dies in
Vorteilhaft ist es, den keramischen Tragkörper 12 rohrförmig, insbesondere hohlzylindrisch auszuführen, sodass er einen inneren Lufterhitzungskanal 38 ausbildet. Wie am besten aus einer Zusammenschau der
Entsprechend einer ersten Ausführungsform der Zündvorrichtung 2 kann der keramische Tragkörper 12 des Heizelementes 10 mit seinen beiden einander gegenüberliegenden Enden innerhalb der beiden Längsenden eines einteilig ausgebildeten Hohlprofils 13 positioniert sein. Nachdem das Heizelement 10 bzw. dessen keramischer Tragkörper 12 fix bzw. unlösbar im Hohlprofil 13 befestigt ist, kann ein unmittelbarer Zugriff auf den keramischen Tragkörper 12 unterbunden bzw. erübrigt sein. Insbesondere ist es nicht erforderlich, das fix in das Hohlprofil 13 integrierte Heizelement 10 zugreifbar bzw. zugänglich zu machen, nachdem ein Austausch desselben nicht zweckmäßig bzw. nicht vorgesehen ist.According to a first embodiment of the
Entsprechend einer in
An dem zum Heißluftendabschnitt 9 gegenüberliegenden Endabschnitt der Zündvorrichtung 2 ist eine Befestigungsvorrichtung 44, insbesondere eine Halteplatte 45 vorgesehen. Damit kann die Zündvorrichtung 2 fest bzw. zuverlässig in der Heizeinrichtung 1 bzw. in einem Brennraum 3 befestigt werden. Die Halteplatte 45 kann dabei in einem Abstand 46 von 3 mm bis 20 mm, vorzugsweise in etwa 10 mm vom Ende des Hohlprofils 13 distanziert sein. Die Zündvorrichtung 2 ist dabei in Bezug auf die Längsachse des Hohlprofils 13 waagrecht oder annähernd waagrecht in die Heizeinrichtung 1 eingebaut.At the opposite end of the hot
Entsprechend einer vorteilhaften Ausführungsform ist das dem Heißluftendabschnitt 9 gegenüberliegende, stirnseitige Ende des Hohlprofils 13 möglichst luftdicht verschlossen. Demgegenüber ist in einem Nahbereich zur Befestigungsvorrichtung 44 bzw. Halteplatte 45, insbesondere in einem Abschnitt zwischen der Befestigungsvorrichtung 44 und dem Heißluftende 9, wenigstens eine Lufteintrittsöffhung 47, 48 ausgebildet, über welche zu erhitzende Zuluft bzw. Umgebungsluft 49 in die Zündvorrichtung 2, insbesondere in dessen Hohlprofil 13 einströmen kann. Diese Lufteintrittsöffnungen 47, 48 sind dabei vorzugsweise durch eine radiale Durchgangsbohrung durch das Hohlprofil 13 gebildet. Die vorzugsweise durch Unterdruckwirkung in die Zündvorrichtung 2 bzw. in den Innenraum 32 des Hohlprofils 13 einströmende Umgebungsluft 49 wird dann durch das mit elektrischer Energie versorgte Heizelement 10 stark erhitzt und tritt sodann als Heißluftstrom 50 am Heißluftendabschnitt 9 aus der Zündvorrichtung 2 aus.According to an advantageous embodiment, the hot
Die Ausführungsbeispiele zeigen mögliche Ausführungsvarianten der Zündvorrichtung 2 bzw. der Heizeinrichtung 1, wobei an dieser Stelle bemerkt sei, dass die Erfindung nicht auf die speziell dargestellten Ausführungsvarianten derselben eingeschränkt ist, sondern vielmehr auch diverse Kombinationen der einzelnen Ausführungsvarianten untereinander möglich sind und diese Variationsmöglichkeit aufgrund der Lehre zum technischen Handeln durch gegenständliche Erfindung im Können des auf diesem technischen Gebiet tätigen Fachmannes liegt. Es sind also auch sämtliche denkbaren Ausführungsvarianten, die durch Kombinationen einzelner Details der dargestellten und beschriebenen Ausführungsvarianten möglich sind, vom Schutzumfang mit umfasst.The embodiments show possible embodiments of the
Der Ordnung halber sei abschließend darauf hingewiesen, dass zum besseren Verständnis des Aufbaus der Zündvorrichtung 2 diese bzw. deren Bestandteile teilweise unmaßstäblich und/oder vergrößert und/oder verkleinert dargestellt wurden.
Claims (13)
- An electric ignition device (2) for combustible material in a heating device (1), comprising an electric heating element (10) with a ceramic support (12), wherein electrical resistors (11) are supported in/at said ceramic support (12), said heating element (10) at least predominantly housed in a hollow profile (13) surrounding the exterior of the heating element (10) and supported in the hollow profile (13), characterized in that a metallic fastener (18, 19) is formed on the ceramic support (12), wherein a metallic retaining element (15, 16) is fastened, in particular is soldered or welded, to the exterior surface (14) of the ceramic support (12) via said metallic fastener (18, 19), wherein at least one metallic retaining element (15, 16) protrudes from the exterior surface (14) of the ceramic support (12) and wherein said at least one protruding retaining element is firmly connected, in particular is soldered or welded, to the hollow profile (13) in a section facing away from the ceramic support (12), such that a rigid connection is formed between the ceramic support (12) and the hollow profile (13), which spaces the exterior surface (14) of the ceramic support (12) apart from the interior surface (17) of the hollow profile (13), and that ambient air (49) flowing into an interior space (32) between the hollow profile (13) and the heating element (10) and flowing past the at least one retaining element (15, 16) is heated when the heating element (10) is supplied with electric energy, wherein said ambient air (49) subsequently exits the ignition device (2) at a hot-air end portion (9) in the form of a hot air stream (50).
- The ignition device according to claim 1, characterized in that at least one metallic fastener (18, 19) is formed on the ceramic support (12) by at least one metallic surface layer (18', 19'), wherein the metallic surface layer (18', 19') is applied to the ceramic material of the support (12).
- The ignition device according to claim 1, characterized in that at least one metallic fastener (18, 19) is partially integrated or partially moulded into the ceramic substrate of the support (12), such that a partial section of the surface of the metallic fastener (18, 19) fits approximately flush with the exterior surface (14) of the ceramic support (12).
- The ignition device according to claim 1, characterized in that the ceramic support (12) is designed in the shape of a rod, in particular tubular, wherein said support (12) includes at least one metallic fastener (18, 19) for the at least one retaining element (15, 16) within a first longitudinal section (20) and a heating section (22) within its second longitudinal section (21), said heating section (22) comprising serpentine, electrical resistors (11).
- The ignition device according to claim 4, characterized in that electrical supply cables (23, 24) for the heating element (10) are welded or soldered to the electrical resistor cables (11) or to low-impedance feeds to the electrical resistor cables (11) in an end section of the ceramic support (12) facing away from the heating section (22).
- The ignition device according to one of the preceding claims, characterized in that two retaining elements (15, 16) are provided, said retaining elements (15, 16) being positioned opposite to each other in reference to the exterior surface (14) of the ceramic support (12) and each retaining element (15, 16) being formed by brackets (27, 28), which are C-shaped or U-shaped in their longitudinal sectional view.
- The ignition device according to claim 6, characterized in that the brackets (27, 28), which are C-shaped or U-shaped in their longitudinal sectional view, are oriented parallel to the longitudinal extension of the ceramic support (12) and that their legs (29, 30) rest on spots of the at least one metallic fastener (18, 19) of the ceramic support (12).
- The ignition device according to claim 7, characterized in that a base section (31) of the brackets (27, 28), which connects the legs (29, 30), is arranged at a distance to the exterior surface (14) of the ceramic support (12), said base section (31) making contact with the interior surface (17) of the hollow profile (13).
- The ignition device according to claim 6, characterized in that the brackets (27, 28), which are C-shaped or U-shaped in their longitudinal sectional view, centre the ceramic support (12) in the interior space (32) of the outer hollow profile (13) and brace the same against the interior surface (17) of the hollow profile (13) in a radial direction.
- The ignition device according to one of the preceding claims, characterized in that the hollow profile (13) is formed from a metallic material and that at least one metallic retaining element (15, 16) is welded to the hollow profile (13) via at least one opening (33, 34) in the exterior surrounding wall (35) of the hollow profile (13).
- The ignition device according to claim 10, characterized in that the at least one opening (33, 34) is formed by at least one drill hole in opposing surrounding walls (35) of the metallic hollow profile (13), and that the at least one metallic retaining element (15, 16) of the ceramic support (12) is rigidly and firmly connected with the metallic hollow profile (13) via a spot weld connection (36, 37) provided in at least one opening (33, 34).
- The ignition device according to one of the preceding claims, characterized in that the ceramic support (12) is designed tubular and thereby forms an interior air heating channel (38), wherein an open cross-sectional area (39) for an air entry at the entry side (40) to the ceramic support (12) at least approximately corresponds to an open cross-sectional area (41) for an exit of heated air at the opposing exit side (42) of the ceramic support (12).
- A heating device (1) with an electric ignition device (2) for combustible material, comprising a combustion chamber (3), a combustible-material conveyance device (7) and a depression or receptacle (6) for receiving solid combustible material, in particular wood pellets, characterized in that it comprises an ignition device (2) according to one or a plurality of the preceding claims.
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