[0001] Die Erfindung betrifft eine Elektrode für Heizkesselbrenner gemäß Oberbegriff des
Patentanspruches 1.
[0002] Elektroden der genannten Art sind als Zünd- oder auch als Überwachungselektroden
hinlänglich bekannt und in Benutzung, so dass es diesbezüglich an sich keines besonderen
druckschriftlichen Nachweises bedarf. Verwiesen sei hierzu aber beispielsweise auf
das
DE 93 11 503 U1, das eine solche Zündelektrode zum Gegenstand hat und deren einfachen Aufbau aus
Halter und aus einem in einer Isolationshülse gefaßten Elektrodendraht verdeutlicht.
[0003] Solche Elektroden sind insbesondere bei Verwendung an Gasbrennern für Heizkessel
hohen thermischen Belastungen ausgesetzt, denen, was den eigentlichen, im Querschnitt
runden beziehungsweise kreisförmigen und im Durchmesser in der Größenordnung von 1-4
mm bemessenen Elektrodendraht betrifft, Rechnung getragen werden muß. Soweit bekannt,
geschieht dies bislang durch geeignete Materialauswahl für den Elektrodendraht in
Richtung auf möglichst hohe Oxydationsbeständigkeit. Dem sind jedoch Grenzen gesetzt,
da hohe Oxydationsbeständigkeit des Materials mit reduzierter Warmfestigkeit verbunden
ist und umgekehrt. Reduzierte Warmfestigkeit birgt aber die Gefahr der Eigenlastdurchbiegung
des aus seinem Halter frei herausragenden beziehungsweise auskragenden Abschnittes
des Elektrodendrahtes in sich.
[0004] Davon ausgehend, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Standzeit bzw. Lebensdauer
von Elektroden der genannten Art zu vergrößern und zwar trotz der bestehenden, entgegengesetzten
Eigenschaften des Elektrodenmaterials hinsichtlich Oxydationsbeständigkeit einerseits
und Warmfestigkeit andererseits.
[0005] Diese Aufgabe ist für Elektroden der eingangs genannten Art nach der Erfindung durch
die im Kennzeichen des Patentanspruches 1 angeführten Merkmale gelöst.
[0006] Nach der Erfindung ist also vorgesehen, dass die Querschnittsfläche mindestens des
zweiten Längenabschnittes eine in Bezug auf eine gedachte Kreisquerschnittsfläche
unrunde Form und in Vertikalrichtung ihr größtes Widerstandsmoment gegen Biegung aufweist.
[0007] Mit anderen Worten bedeutet die erfindungsgemäße Lösung, dass mindestens der aus
seinem Halter bzw. seiner Isolationshülse frei auskragende Längenabschnitt des Elektrodendrahtes
beispielsweise und insbesondere durch eine auf einen zunächst kreisförmigen, d. h.
runden Elektrodendrahtquerschnitt wirkende Formgebung in einen unrunden, d. h., nicht
kreisförmigen Elektrodendrahtquerschnitt umgeformt wird und zwar derart orientiert,
dass das Biegewiderstandsmoment des Drahtquerschnittes in Bezug auf die vertikal zur
Wirkung kommende Eigenlast vergrößert ist. Dadurch wird es möglich, von einem Drahtmaterial
mit relativ hoher Oxydationsfestigkeit auszugehen, dessen entsprechend relativ niedrige
Warmfestigkeit aber durch eine geometrische Veränderung des Drahtquerschnitt zwar
nicht verändert aber deren Folge durch das vergrößerte Biegewiderstandsmoment zumindest
gemindert wird, was beides vorteilhaft zu einer Verlängerung der Standzeit bzw. Lebensdauer
der erfindungsgemäß ausgebildeten Elektroden führt.
[0008] Unter unrunden Drahtquerschnitten sind dabei solche zu verstehen, die beispielsweise
eine rechteckige oder angenähert rechteckige aber beispielsweise auch schlank-elliptische
Form haben können, deren Hauptachse bei entsprechender Zuordnung der Elektrode zum
Brenner, und, das ist wesentlich, vertikal, d. h., in Richtung der Schwerkraft orientiert
ist.
[0009] Die üblichen runden Querschnitte von Elektrodendrähten durch äußere Formgebung mehr
oder weniger stark auszuflachen beziehungsweise flach zu quetschen, ist zwar nach
dem vorgenannten
DE 93 11 503 U1 bekannt, dies erfolgt dort jedoch zum Einen in einem anderen Bereich des Elektrodendrahtes,
nämlich dem Abschnitt der sich im Halter beziehungsweise in der Isolationshülse befindet,
und zum Anderen aus einem völlig anderen als dem vorliegenden Grund, nämlich um den
Draht in seinem Halter gegen Verdrehung zu sichern. Eine solche Zielsetzung wird auch
mit dem Gegenstand der
DE 31 11 033 A1 verfolgt.
[0010] Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich nach den Unteransprüchen.
[0011] Die erfindungsgemäße Elektrode und deren vorteilhafte Weiterbildungen werden anhand
der zeichnerischen Darstellung von Ausführungsbeispielen nachfolgend näher erläutert.
Es zeigt
[0012]
- Fig. 1, 2
- eine Zündelektrode in Seitenansicht und Draufsicht;
- Fig. 3
- die Zündelektrode gemäß der Fig. 1, 2 in perspektivischer Ansicht und
- Fig. 4, 5
- Querschnitte ausgeflachter Elektroden.
[0013] Die Zündelektrode für einen Heizkesselbrenner, auf die nachfolgend durchgehend Bezug
genommen wird, besteht unter Verweis auf Fig. 1 bis 3 aus einem in einem Halter 4
verdrehfest gefaßten Elektrodendraht 3, dessen aus dem mit Isolationshülse 5 versehenen
Halter 3 frei auskragender Längenabschnitt 2 mit seinem freien Ende 6 in den Zünd-
bzw. Wirkbereich eines hier nicht dargestellten Brenners gerichtet ist.
[0014] Um den Halter 4 an der dafür notwendigen Stelle einer hier nicht dargestellten Brennertragplatte
befestigen zu können, ist der Halter 4 außerdem mit einem entsprechenden Anschlußflansch
7 versehen.
[0015] Für eine solche Zündelektrode ist nun wesentlich, dass die Querschnittsfläche Q mindestens
des zweiten Längenabschnittes 2 eine in Bezug auf eine gedachte Kreisquerschnittsfläche
unrunde Form und in Vertikalrichtung ihr größtes Widerstandsmoment gegen Biegung aufweist.
[0016] Sofern nachfolgend nur von ausgeflachtem Querschnitt Q' die Rede ist, so bedeutet
dies nicht, dass dies zwingend durch seitliche Verquetschung von im Querschnitt kreisförmigen
Elektrodendraht erreicht wird. Denkbar ist nämlich auch, dass man entsprechend schmale
Streifen von entsprechend dickem Flachmaterial abkantet oder ausstanzt oder von vornherein
von querschnittsentsprechend gezogenem Drahtmaterial ausgeht.
[0017] Der ausgeflachte Querschnitt Q' des Elektrodendrahtes 3 kann dabei unter Verweis
auf die Fig. 4, 5 schlank-rechteckförmig oder auch flach-elliptisch ausgebildet sein,
wobei in diesen Fig. 4, 5 auch gestrichelt der gedachte Kreisquerschnitt Q eines Elektrodendrahtes
mit angedeutet ist, der einer auszuflachenden Formgebung zu unterwerfen ist.
[0018] Die an einem Draht mit kreisförmigen Querschnitt vorzunehmende Ausflachung, die einerseits
und theoretisch bis ins Extrem getrieben werden könnte, hat andererseits natürlich
ihre Grenzen, da bei extrem ausgeflachten Querschnitt der auskragende Abschnitt 2
des Elektrodendrahtes 3 nicht nur seine Seitenstabilität sondern auch seine Formstabiltät
verlieren würde.
[0019] Mit Rücksicht darauf hat sich eine Bemessung der Ausflachung als vertretbar erwiesen,
bei der sich eine Breite B des ausgeflachten Querschnittes ergibt, die mit der Hälfte
bis einem Viertel der Höhe H des ausgeflachten Querschnittes Q' bemessen ist. Die
Breite B steht dabei für die Querschnittsnebenache und die Höhe H für die Querschnittshauptachse.
[0020] Da der Elektrodendraht 3 hinsichtlich seines ausgeflachten Querschnittes beziehungsweise
bezüglich seiner Hauptachse per se eine zwingende Orientierung in Richtung Schwerkraftwirkung
verlangt, kann die erfindungsgemäß vorgesehene Abflachung auch dafür mit ausgenutzt
werden, dass auch der in der Isolationshülse 5 des Halters 4 erstreckte Längenabschnitt
1 des Elektrodendrahtes 3 ausgeflacht und in einem querschnittsentsprechenden Durchgriffskanal
8 der Isolationshülse 5 erstreckt ist. Damit wird auch die bei solchen Zündelektroden
in der üblicherweise abgeknickten Form, wie bspw. in Fig. 1 dargestellt, gegebene
Forderung einer Drehfixierung des Elektrodendrahtes 3 am Halter 4 beziehungsweise
in dessen Isolationshülse 5 gleichzeitig mit Rechnung getragen.
Bezugszeichenliste
[0021]
- 1
- Längenabschnitt
- 2
- Längenabschnitt
- 3
- Elektrodendraht
- 4
- Halter
- 5
- Isolationshülse
- 6
- freies Ende
- 7
- Anschlußflansch
- 8
- Durchgriffskanal
- B
- Breite
- D
- Durchmesser
- H
- Höhe
- Q
- Querschnittsfläche
- Q'
- ausgeflachter Querschnitt beziehungsweise Querschnittsfläche
1. Elektrode für einen Heizkesselbrenner, bestehend aus einem Elektrodendraht (3) mit
einer Querschnittsfläche (Q), wobei der Elektrodendraht (3) einen ersten und einen
zweiten Längenabschnitt (1, 2) aufweist, wobei der erste Längenabschnitt (1) mit einem
Halter (4) am Brenner befestigt ist und wobei der sich an den ersten Längenabschnitt
(1) anschließende zweite Längenabschnitt (2) frei auskragend, unter Eigenlast stehend
ausgebildet und mit seinem freien Ende dem Wirkbereich des Brenners zugewandt ist,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Querschnittsfläche (Q) mindestens des zweiten Längenabschnittes (2) eine in Bezug
auf eine gedachte Kreisquerschnittsfläche unrunde Form und in Vertikalrichtung ihr
größtes Widerstandsmoment gegen Biegung aufweist.
2. Elektrode nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass der ausgeflachte Querschnitt (Q') des Elektrodendrahtes (2) schlank-rechteckförmig
ausgebildet ist.
3. Elektrode nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass der ausgeflachte Querschnitt (Q') des Elektrodendrahtes (2) schlank-elliptisch ausgebildet
ist.
4. Elektrode nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass auch der in einer Isolationshülse (5) des Halters (4) erstreckte erste Längenabschnitt
(1) des Elektrodendrahtes (3) ausgeflacht und in einem querschnittsentsprechenden
Durchgriffskanal (8) der Isolationshülse (5) erstreckt ist.