DE2641274A1 - Betriebs- und temperaturwarnanzeige fuer gasbeheizte glaskeramik- kochflaechen mit einem gluehzuender - Google Patents
Betriebs- und temperaturwarnanzeige fuer gasbeheizte glaskeramik- kochflaechen mit einem gluehzuenderInfo
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Description
Patentanwalt
Wiesbaden
Wiesbaden
JENAer GEÄSWERK
SCHOTT & GM.
SCHOTT & GM.
Hattenbergstr. 1 ο
65oo Mainz
65oo Mainz
P 493
Betriebs-» und Temperaturwarnanzeige für gasbeheizte
Glaskeramik-Kochflächen mit einem Glühzünder
Die Erfindung bezieht sich auf die Anordnung eines Glühzünders im Brennerraum eines Gasstrahlungsbrenners, der als auswechselbares
Bestandteil des Brenners zusätzlich den Betriebszustand des Brenners "ein oder aus" direkt an der jeweiligen Kochzone
anzeigt und - darüber hinaus - bei noch heißer, aber abgeschalteter
Kochzone solange als Warnanzeige eingeschaltet bleibt, bis die Glaskeramik-Kochfläche im Bereich der Kochzone auf eine
für die Berührung ungefährliche Temperatur abgeklungen ist.
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Glaskeramik-Kochflächen, die mit Gas-Strahlungsbrennern
beheizt werden, erreichen beim Kochen im Bereich der Kochstellen auf der dem Benutzer zugekehrten Seite Temperaturen,
die je nach Kochvorgang und der Qualität der verwendeten Töpfe und Pfannen in der Größenordnung von 550° C liegen
können. Die geringe Wärmeleitung der bekannten Glaskeramiken verhindert nach dem Kochen die schnelle Ableitung der in der
Kochzone gespeicherten Wärme über die Glaskeramik. Die Abkühlung der heißen Zonen der Kochfläche erfolgt im wesentlichen
durch Konvektion mit der über die heißen Kochstellen hinwegstreichenden Luft. Abkühlzeiten bis zu Temperaturen
unterhalb 100 0C von 40 bis 60 Minuten sind die Folge.
Für die Sicherheit des Anwenders ist es daher wesentlich, daß der Zustand der Glaskeramik-Kochfläche "heiß" auch nach dem
Abschalten der Brennstelle solange angezeigt wird, bis die Kochfläche auf berührungssichere Temperaturen, z.B. 60 °C,
abgekühlt ist.
Die in der Kochzone in der Glaskeramik-.Kochfläche gespeicherte
Wärmeenergie führt dazu, daß - insbesondere bei niedrigen Kochstufen - die Pausenzeiten zwischen zwei Einschaltphasen
des Brenners 10 Minuten und länger andauern können, so daß leicht der irrtümliche Eindruck entstehen kann, der Brenner
sei abgeschaltet. Eine Betriebsanzeige, die am Ort der Brennstelle
den Einschaltzustand des Brenners dauernd signalisiert, verringert darüber hinaus das Risiko, daß der Brenner nach
Abschluß des Kochvorganges ungewollt eingeschaltet bleibt.
Da Gasstrahlungsbrenner erst nach einer Anlaufzeit von etwa
60 Sekunden ilir normales Glühbild zeigen, und vorher unter
der Glaskeramik-Kochfläche dunkel erscheinen, ist es von Vorteil, den Betriebszustand "ein" der Kochstelle sofort am
Ort des eingeschalteten Brenners unmittelbar anzuzeigen, um dem Anwender eine Orientierungshilfe beim Aufsetzen der Töpfe
zu geben, und um auch versehentliches Einschalten sofort zu erkennen.
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Der durch die Glaskeramik-Kochflache abgedeckte Gasstrahlungsbrenner
wird automatisch gesteuert und brennt in einem abgeschlossenen Raum mit Abgaskanal. Er muß in
jedem Falle - beim Einschalten der Kochstelle wie auch im Taktbetrieb, der zum Einhalten vorgewählter Energiestufen
erforderlich ist - sicher gezündet werden. Die Zündung kann, dem Stande der Technik entsprechend, mit einem hochspannungsbetriebenen
Funkenzünder geschehen. Weniger üblich ist die Verwendung von Glühdrahtzündern.
Während die Funkenzünder durch ihre Betriebsweise mit kurzzeitigen
Funken nicht als gleichzeitiges Anzeigeelement geeignet
sind, ist die Betriebsanzeige und Zündung mit Glühdrahtzündern möglich.
Aufgabe der Erfindung ist die Kombination eines speziellen
Glühdrahtzünders mit Gasstrahlungsbrennern und geeigneten Schaltelementen derart, daß der Glühzünder als auswechselbares
Bestandteil des Gasstrahlungsbrenners aufgrund seiner Anordnung im Brennerraum und seiner Betriebstemperatur ein
sicheres Zünden des Brenners in allen Betriebszuständen gewährleistet
und gleichzeitig die obengenannten Funktionen als Betriebsanzeige und Temperaturwarnanzeige am Ort der
Brennstelle übernimmt. Darüber hinaus kann der Zünder die Gaszufuhr zum Brenner sperren, wenn der Glühdraht defekt
geworden ist.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß ein Glühdrahtzünder mit einem Glühdraht mit stark positivem
Teraperaturkoeffizienten des el. Widerstandes des Drahtes in der Größenordnung von 1,3 -n./°Z so ausgebildet wird, daß er
als auswechselbares Bestandteil des Gasstrahlungsbrenners am brennerseitigen Eintritt des Abgaskanales angeordnet
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werden kann. Der Abgaskanal ist gegenüber der Glühwendel des Zünders mit einem Fenster versehen, so daß der heiße
Zünder durch die durchscheinende Glaskeramik-Kochfläche hindurch zu sehen ist. Ein Temperaturfühler, wie z.B. ein
Stabausdehnungsschalter, Bimetallschalter oder ein Thermoelement in Verbindung mit einem Schaltverstärker bewirkt,
daß der Betriebsstrom des Zünders beim Ausschalten der Kochstelle erst dann abgeschaltet wird, wenn die Kochfläche
für die Berührung ungefährliche Temperaturen, z.B. 60 °b ,
erreicht hat.
Die Betriebstemperatur des Glühdrahtes beträgt zweckmäßig 12 00 0Z bis 15C0 cC. Bei gleichzeitiger Funktion als Zündsicherungsorgan
unterbricht ein Magnetventil, das durch den Betriebsstrorci des Glühdrahtes geöffnet wird und vor das Gashauptventil
des Brenners in den Gasstrom geschaltet ist, die Gaszufuhr, wenn der Glühdraht durchgebrannt ist.
Die hohen Temperaturen im Brennerraum und in der näheren Umgebung des Brenners schließen von vornherein die Verwendung
von Glühlampen oder Glimmlampen - auch in Kombination mit Iichtleitern - aus, so daß das zweckmäßigste Mittel für die
Anzeigefunktionen unmittelbar an der Brennstelle der hellglühende Glühdraht ist.
Der Glühdrahtzünder bietet neben dem Vorteil der Nutzung als
gleichzeitige Betriebsanzeige noch eine Reihe weiterer Vorteile gegenüber dem hochspannungsbetriebenen Funkenzünder:
Die Betriebsspannung der Glühzünder liegt in der Größenordnung von 1,5 bis 5 V. Damit entfallen alle Isolationsprobleme, die sich mit den HochspannungsZuführungen zu den
Funkenzündern bei hohen Umgebungstemperaturen ergeben können.
Durch die hohe Temperatur der Isolation der Hochspannungsleitungen können leckströme verursacht werden, wodurch der
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Zündfunken zwar noch vorhanden ist, aber der Zündstrom soweit absinkt, daß der Funke zu kalt ist, um das Gas-Iuftgemisch
zu zünden. Der Glühdraht verursacht keine hochfrequenten Störimpulse, was vor allem dann vorteilhaft
ist, wenn der Brenner von einer Elektronik gesteuert wird. In diesem Falle können in der Steuerelektronik alle diejenigen
Schaltelemente entfallen, die der Unterdrückung der von dem Zündfunken eingestreuten Störimpulse dienen.
Da der Aufwand für die Entstörung erheblich ist, kann die Elektronik in Verbindung mit einem Glühzünder wesentlich
preiswerter aufgebaut werden als bei der Verwendung von Funkenzündern.
Der Betriebsstrom des Glühzünders in der Größenordnung von 2 bis 6 A reicht aus, um ein in Reihe mit dem Zünder geschaltetes
Sicherheitsventil zu betätigen. Eine vergleichbar preiswerte und einfache Schaltung ist in Verbindung mit Funkenzündern
nicht möglich; das gilt auch für die weiteren Regelfunktionen bei Verwendung herkömmlicher elektro-mechanischer
Bauteile.
Die einwandfreie Funktion des Glühdrahtes als Zünder wird von drei Faktoren wesentlich mitbestimmt:
1. Der Anordnung des Glühdrahtes im Brennerraum, die sich
nach den strömungstechnischen Gegebenheiten des Brenners
vor dem Zünden des Gas-Iuftgemisches zu richten hat und
die der zulässigen maximalen Betriebstemperatur des Zünders Rechnung trägt.
2. Der Temperatur-Widerstandscharakteristik des Widerstandsmateriales
des Glühdrahtes. Der Temperaturkoeffizient des Drahtes muß positiv und so groß sein, daß der Draht beim
Anblasen mit dem Gas-Luftgemisch die dadurch hervorgerufene
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Abkühlung des Drahtes durch eine entsprechend größere Stromaufnahme bei konstanter Betriebsspannung wieder
ausgleicht (Selbststeuerung der Glühdrahttemperatur).
3. Die Betriebstemperatur des Glühdrahtes muß oberhalb
1200 °Z liegen, um ein sicheres Zünden zu gewährleisten.
Bei dem mit einer Kochfläche abgedeckten Gußstrahlungsbrenner
strömt im kalten Zustand das Gas-Luftgemisch vom Rande der Düsenplatte weg auf dem kürzesten Wege zum .\bgaskanal. Ein
Glühzünder, der aus Gründen seiner zulässigen Betriebstemperatur am Rande der Düsenplatte angebracht ist, hat daher
nicht genügend Kontakt mit dem Gas-Iuftgemisch, um zu zünden.
Demgegenüber entsteht am brennerseitigen Eintritt des \bgaskanales
ein geringer überdruck des Gas-Iuftgemisches. Wird
der Zünder an dieser Stelle angebracht, so ergibt sich ein guter Kontakt mit dem Gas-Iuftgemisch und damit ein sicheres
Zünden.
Der Zünder kann auch in der Düsenplatte angeordnet werden, die durch das Gas-üiftgemisch an ihrer Unterseite hinreichend
gekühlt wird und die temperaturempfindlichen Anschlüsse des Glühdrahtes, die dann unter der Düsenplatte liegen müssen,
hinreichend kalt hält. Auch hier erfolgt ein sicheres Zünden. Die Anordnung hat jedoch den Nachteil, daß der Glühdraht
bei aufgestelltem Topf nicht mehr zu sehen ist und damit als Betriebsanzeige während des Kochens ausfällt.
Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel für die Anordnung des Glühzünders im brennerseitigen Eingang des Abgaskanales
des Gasstrahlungsbrenners sowie die Anordnung der Temperaturfühler im Brennerraum für die Steuerung der
Temperaturwarnanzeige.
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Es bedeuten:
1 Gasstrahlungsbrenner
2 Düseriplatte
3 Kochfläche aus transparenter Glaskeramik
4 Abgaskanal
5 Öffnung für den Glühzünder
6 Sichtfenster
7 Glühzünder
8 Glühwendel des Zünders
9 Führungsschacht für den Zünder
10 Raste zur Verriegelung des Glühzünders in der richtigen Lage.
. Der Gasstrahlungsbrenner 1 mit der Düsenplatte 2 ist mit einer transparenten Glaskeramik-Kochfläche abgedeckt. Die
Äbgasöffnung des Brenners 1 mündet in einen Abgaskanal 4, der mit einer öffnung 5 für den Glühzünder 7 versehen ist.
Der Glühzünder 7 wird durch eine Raste 10 im Führungsschacht 9 in der richtigen Höhe im Abgasstrom fixiert und
durch den Führungsschacht 9 gehalten. Als günstigste Lage im
Abgasstrom erwies sich diejenige, bei der das Zentrum des Glühwendels
mit der Mitte des Abgasstromes zusammenfällt.
Oberhalb der Glühwendel ist der Abgasschacht mit einem Sichtfenster
6 versehen, so daß die Wendel durch die Glaskeramik-Kochfläche 3 hindurch zu sehen ist. Das Sichtfenster 6 kann
im einfachsten Falle eine Bohrung sein. Eine zusätzliche Absteckung des Fensters mit einer klardurchsichtigen Glaskeramikscheibe
ist möglich, aber nicht unbedingt erforderlich.
In Fig. 2 ist eine der vielen möglichen Schaltungsvarianten
■ für den Betrieb des Glühzünders als Temperaturwarnanzexge
und die Verriegelung der Gaszufuhr mit einem Sicherheitsventil im Falle des Glühdrahtbruches dargestellt.
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Es bedeuten :
11 Glühdraht
12 Sicherheitsmagnetventil
13 Transformator
14 Schaltkontakt, der mit dem Hauptschalter der Kochstelle gekoppelt ist
15 überbrückungskontakt des Relais T6
16 Relais
17 Schaltverstärker (Komperator)
18 Thermofühler
Uv Vergleichsspannung für die Schaltschwelle des
Komperators.
Beim Einschalten der Kochstelle wird durch den mit dem Hauptschalter gekoppelten Schaltkontakt 14 der Stromkreis
für den Glühdraht 11 über die Wicklung des Magnetventiles 12, das als Sicherheitsventil vor das Hauptsteuerventil der Kochstelle
geschaltet ist, auf der Sekundärseite des Transformators
13 geschlossen. Das Sicherheitsventil 12 öffnet sich, der
Glühdraht erreicht nach ca. 3 see seine Betriebstemperatur und die Zündung erfolgt. Der Transformator 13 trägt für einen
4-Kochstellenherd 4 Sekundärwicklungen, je eine Wicklung für
einen Zündstromkreis, die mit den zugehörigen Kochstellen in Betrieb genommen werden. Bei voll abgeschaltetem Herd bleibt
der Transformator primärseitig mit dem Netz verbunden und arbeitet im Leerlauf.
Der Überbrückungskontakt 15 des Relais 16 wird von einem
Thermoelement 18 mit dem Schaltverstärker 17 eingeschaltet,
wenn die Kochstelle eine Temperatur erreicht, die größer ist als die vorgegebene Temperaturgrenze, bei der die Temperaturwarnung
abgeschaltet werden soll. Zweckmäßig wird der Schaltverstärker als Komperator geschaltet. In diesem Falle wird
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- 9 - A9X
die Temperaturansprechschwelle für das Schalten des Überbrückungskontaktes 15 mit einer Vergleichsspannung
Uv am Eingang des Komperators festgelegt. Solange der
Hauptschalter und damit die Kochstelle und der Kontakt eingeschaltet sind, erfüllt der zusätzlich eingeschaltete
Kontakt 15 keine Funktion.
Wird nach Beendigung des Kochens der Schaltkontakt 14
geöffnet und der Brenner abgeschaltet, so bleibt der Zündstromkreis über dem Kontakt 15 solange geschlossen, bis
die Temperatur der Kochfläche unter den eingestellten Schwellenwert des Komperators abgesunken ist. Erst dann
wird der Zündstromkreis geöffnet, und der Glühdraht 11 verlischt.
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eerseite
Claims (9)
- PatentansprücheGlühzünder für gasbeheizte Glaskeramik-Kochflächen, dadurch gekennzeichnet, daß er als Bestandteil eines Gasstrahlbrenners so angeordnet ist, daß er in Verbindung mit geeigneten Temperaturfühlern und elektrischen Schaltelementen gleichzeitig als Betriebs- und Temperaturwarnanzeige durch sein Glühbild den Betriebszustand der Kochfläche "ein" sowie nach dem Abschalten des Brenners den Zustand "Kochzone noch heiß" am Ort der Kochzdne anzeigt.
- 2. Glühzünder nach AnspruchΊ, dadurch gekennzeichnet, daß er als auswechselbarer Bestandteil des Gasstrahlbreriners im brennerseitigen Eingang des Abgaskanals angeordnet und durch ein Fenster im Abgaskanal sichtbar ist.
- 3. Glühzünder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß er aus einem Glühdraht mit stark positivem Temperaturkoeffizienten des elektrischen Widerstandes besteht, dessen Temperatur auch beim \nblasen mit kalten Gas-Luftgemischen aufgrund der selbstregelnden Eigenschaften des Glühdrahtes weitgehend konstant bleibt.
- 4. Glühzünder nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß er so geschaltet ist, daß er bei eingeschalteter Kochstelle auch bei Taktung des Brenners dauernd eingeschaltet bleibt.809812/0075
- 5. Glühzünder nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß er in einem Führungsschacht, der am Brennergehäuse befestigt ist, angeordnet und durch eine Rastvorrichtung in einer Raste dieses Führungsschachtes derart gehaltert ist, daß er in der für die Zündung des Gas-Luftgemisches optimalen Lage im Brennerschacht fixiert ist.
- 6. Glühzünder nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß diese Raste des Glühzünders so ausgebildet ist, daß das Zentrum des Glühdrahtes mit dem Mittelpunkt des Querschnittes des Abgasschachtes zusammenfällt.
- 7. Elektrische Schaltung für den Betrieb eines Glühzünders gemäß Anspruch 1 f dadurch gekennzeichnet, daß der Glühdraht mit der Betriebsspule eines Sicherheitsventiles in Reihe geschaltet ist, durch einen mit dem Hauptschalter der Kochstelle gekoppelten Kontakt auf der Sekundärseite eines Transformators eingeschaltet wird und durch einen zusätzlichen überbrückungskontakt in Verbindung mit einem Temperaturfühler und einem Schaltverstärker nach Abschalten des Kontaktes solange eingeschaltet bleibt, bis die Kochfläche auf eine ungefährliche Temperatur abgekühlt ist.
- 8. Elektrische Schaltung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet f daß der Schaltverstärker als Komperator betrieben wird und die Schaltschwelle für das Abschalten des Kontaktes mit einer Vergleichsspannung am Eingang des Komperators frei wählbar festgelegt werden kann.809812/0075
- 9. Elektrische Schaltung nach .\nspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Temperaturfühler als Stabausdehnungsschalter oder Bimetallthermostat ausgeführt ist, der die Funktion des überbrückungsschalter direkt übernimmt und an geeigneter Stelle im Brennerraum bzw. außen am Brennergehäuse angebracht ist.809812/0075
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