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Wärmespeicher
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B.fein so ausgebildet sind, dass bei Betrieb der Rotor und der Leitkörper einen etwa zylindrischen Wirbel bilden und stabilisieren, der einen Feldbereich mit einem Geschwindigkeitsprofil, das etwa dem eines Rankine-Wirbels entspricht, aufweist und eine zur Rotorachse exzentrische Kernzone besitzt. Dabei ist das Innere des Rotors zumindest über den grössten Teil seines Querschnittes, in unmittelbarer Nähe des beschriebenen Leitkörpers, frei von stationären Leitkörpers. Lüfter mit diesen Merkmalen sind ausführlich in der brit. Patentschrift Nr. 876, 611 beschrieben.
In den erfindungsgemässen Lüftungskanälen können Thermostaten für die Raumtemperatur angeord- net sein. Diese sind gleichfalls dem Luftstrom ausgesetzt, unabhängig vom Betrieb des Motors, u. zw. an einem Punkt, an dem die Luft noch auf Raumtemperatur ist. Die Zirkulationssysteme mit natürlichem Luftzug, in denen die Luft von aussen angesaugt wird, gewährleisten, dass die Temperatur des Motors auch nach seiner Abschaltung bei voll aufgeheiztem Speicher keine unzulässige Höhe erreicht.
Verschiedene Ausführungen der Erfindung werden beispielsweise im Hinblick auf die Zeichnung beschrieben.
Fig. l und 2 stellen einen Vertikal- bzw. einen Horizontalschnitt einer beispielsweisen Ausführung eines Wärmespeichers dar.. Die Fig. 3 und 4 zeigen ähnlich wie die Fig. l und 2 eine weitere Ausbildung eines Wärmespeichers, wobei der Schnitt in Fig. 4 nach der Linie 3-3 in Fig. 3 gelegt wurde. Fig. 5 stellt eine perspektivische Ansicht eines Teiles des Gerätes nach den Fig. 3 und 4 dar.
In den Fig. l und 2 sind die Speicherkörper mit 1 bezeichnet, der sie umgebende isolierende Mantel mit 3. Die Speicherkörper 1 bestehen aus Platten, in die eine elektrische Heizwicklung eingebettet ist.
Diese Platten sind mit Ausnehmungen, die einen Kanal 2 bilden, versehen. Die Luft tritt durch einen Filter 4, der in einer Haltevorrichtung 4a befestigt ist, ein. Der Filter 4 kann aus der Haltevorrichtung 4a seitlich, ähnlich wie eine Schublade. herausgezogen werden.
Eine Trennplatte 5 trennt den Ansaugraum S vom Rückströmraum 6 ab. Ein allgemein mit B bezeichneter Lüfter mit einem zylindrischen, mit Schaufeln versehenen Rotor 7 ist oberhalb des Filters 4 angebracht, um die Luft von dem Ansaugraum S durch den Kanal 2 zum Rückströmraum 6 fliessen zu lassen. Die den Rotor 7 verlassende Luft strömt durch einen Diffusor 9, bevor sie in den Kanal 2 eintritt. Die eine Seite 10 des Diffusors besitzt eine Klappe, die durch einen temperaturabhängigen Regler 11 verschwenkt werden kann, der ein temperaturempfindliches Element, wie z. B. einen Bimetallstreifen, der im Rückströmraum 6 angebracht ist, sein kann.
Die Luft in dem Raum 6 hat die Wärme der Speicherkörper 1 aufgenommen und wird durch die Schlitzdüse 12 in die Umgebung ausgeblasen. Wenn die Temperatur im Raum 6 zu hoch ist, verschwenkt der Bimetallstreifen 11 die Klappe 10 so, dass ein Teil der durch den Lüfter angesaugten kalten Luft in den Raum 6 eintritt und sich mit der im Kanal 2 erhitzten Luft mischt. Diese Anordnung schliesst die Möglichkeit aus, dass die Temperatur der durch die Düse 12 ausströmenden Luft zu hoch wird.
Der Rotor 7 wird durch einen Motor 13 angetrieben, der durch einen eigenen Luftstrom, der durch einen Kamin 14 fliesst, gekühlt wird. Der Kamin 14 liegt in der Zeichnung hinter der Schnittebene der
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l(Fig. l) ein und durch eine Öffnung 16 am oberen Ende aus. Solange das Gerät heiss ist, wird Luft durch diesen Kamin strömen, auch dann, wenn der Lüfter B nicht läuft, wobei die Strömungsgeschwindigkeit der Luft von der Temperatur der Speicherkörper 1 abhängt, d. h. von der Grösse des natürlichen Luftsoges.
Der Kamin 14 enthält auch einen Thermostaten für die umgebende Luft, der unabhängig von der Betätigung des Lüfters die umgebende Temperatur misst. Das Gerät wird auf einfache Weise durch Einschalten und Ausschalten des Lüfters B geregelt, die Regelung kann aber auch durch Drosselvorrichtungen erfolgen. Der Lüfter B und die Möglichkeit seiner Regelung sind weiter unten im Zusammenhang mit den Fig. 6-10 beschrieben.
Im Gerät ist ein zweiter Kühlkamin 18 vorgesehen, der analog wie der Kamin 14 einen Luftstrom mit natürlichem Sog zur Kühlung des Lagers 19 des Lüfterrotors 7 befördert. Das Gerät nach Fig. 3 und 4 ist ähnlich dem der Fig. l und 2, da es in einem Isoliergehäuse 29 Wärmespeicherkörper 31 in Form von geschichteten Elementen, die einen Kanal 30 bilden, enthält.
Die Eintrittseite 32 des Kanals 30 ist in Verbindung mit einem Raum 33, der unterhalb der Speicherkörper 31 liegt, während das Austrittsende 34 des Kanals 30 in einen austrittseitigen Raum 35 führt, an dessen einer Seite sich die Auslassdüse 36 befindet. Die Seiten des Raumes 33 grenzen an weitere Räume 37 und 38. Der Raum 37 enthält einen grossen Lüfter, allgemein mit 39 bezeichnet, für gelegentliche Schnellentladungen der Wärme, wogegen Raum 38 einen kleinen mit 40 bezeichneten Lüfter für den Dauerbetrieb enthält. Ein Wanddurchbruch zwischen den Räumen 37 und 33 enthält eine Rückschlagklap-
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pe 41, die automatisch durch den vom Lüfter 39 erzeugten Druck geöffnet wird, sobald letzterer eingeschaltet wird.
Die Klappe 41 schliesst sich, wenn der Lüfter 39 abgeschaltet wird und Lüfter 40 in Betrieb ist, um ein Rückströmen der Luft zu verhindern. Die Räume 38 und 33 werden ähnlich durch eine Klappe 43 getrennt, die um eine Achse 42 drehbar ist. Diese Klappe wird jedoch nicht durch den Druck des Lüfters 40 betätigt, sondern wird durch einen Bimetallstreifen, der bei Fig. 5 näher beschrieben wird, geregelt. Sobald der Lüfter 40 eingeschaltet wird, fällt die Temperatur der Klappe 43 und bewirkt, dass der Bimecallstreifen, der durch die Strahlungswärme der Speicherkörper 31 erwärmt wurde, die Klappe öffnet.
Der austrittseitige Raum 35 wird durch eine Zwischenwand 44 vom Raum 33 getrennt. Diese Zwischenwand hat Schlitze 45, die durch eine darüberliegende Platte 46 mit übereinstimmenden Schlitzen geschlossen werden, wenn die Schlitze in den beiden Klappen gegeneinander verschoben sind. Die Platte 46 wird durch Bimetallelemente 47 und 48 gehalten, die in Art einer Parallelogrammaufhängung angeordnet sind, so dass bei Änderung der Temperatur die Platte 46 sich in der Länge in ihrer eigenen Ebene bewegt. Diese Bimetallelemente 47,48 bestehen entweder aus gestreckten Streifen oder aus Streifen, die wie Uhrfedern gerollt sind.
Infolge der Tätigkeit des kleinen Lüfters 40 öffnet sich die Klappe 43, da sie abgekühlt wird, Kaltluft tritt in die Kanäle 30 und 32 ein und tritt in dem auslassseitigen Raum 35 auf. Übersteigt die Temperatur ein bestimmtes Mass, verändern die Bimetallelemente 47 und 48 die Lage der Klappe 46, und es kann Kaltluft in den austrittseitigen Raum 35 durch die Öffnungen 49, die gebildet werden, wenn die Schlitze in der Trennwand 44 und der Klappe 46 übereinander zu liegen kommen, eintreten. Die Kaltluft mischt sich mit der heissen Luft in dem Raum 35, und das aus der Ausströmdüse 36 austretende Luftgemisch wird so auf die gewünschte Temperatur geregelt. Kamine 49a werden in dem Gerät zur Kühlung desLüftsrmotors 49b mittels eines natürlichen Luftzuges gebildet, und in der Nähe des Eintrittes eines dieser Kamine ist ein Thermostat angeordnet.
In Fig. 5 ist die oben erwähnte Klappe 43 dargestellt. Die Klappe 43 ist ein hohles, stromlinienförmiges Element, das bei 51 und 52 der Länge nach geschwenkt werden kann. Ein Bimetallstreifen 54, der an dem Gehäuse bei 55 befestigt ist, erstreckt sich durch den Hohlraum. Die Tätigkeit des Bimetallstreifens 54 besteht darin, die Klappe 53 in die Horizontale abzulenken, wenn er durch den Lüfter 40 gekühlt wird. Wenn der Lüfter 39 allein in Betrieb ist, hat sich die Luft, die die Klappe 43 erreicht, bereits genügend an der Unterseite der Speicherkörper 41 angewärmt, um ein erneutes Schliessen der Klappe zu bewirken.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Wärmespeicher mit einem Hochtemperatur-Wärmespeicherblock, durch welchen Luft zur Wärmeabfuhr hindurchgeführt werden kann, mit wenigstens einem elektrischen Widerstand zur Erhitzung des Blockes auf hohe Temperatur und mit einem Lüfter zum Durchblasen von Luft durch den Block, wobei der Lüfter ein Gebläserad und einen das Gebläserad antreibenden Motor aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass im Wärmespeicherblock (1, 31) ein Lüftungskanal (14,49a) vorgesehen ist, dessen unteres Ende im wesentlichen vertikal oberhalb des Motors (13, 49b) angeordnet ist.