DE2538915A1

DE2538915A1 - Ueberhitzungssicherung fuer elektrische einrichtungen

Info

Publication number: DE2538915A1
Application number: DE19752538915
Authority: DE
Inventors: Sven-Olof Janson
Original assignee: JANSON SVEN OLOF
Current assignee: JANSON SVEN OLOF
Priority date: 1974-09-04
Filing date: 1975-09-02
Publication date: 1976-03-25
Also published as: IT1041363B; SE385352B; AU8443175A; BE833014A; CA1044295A; SE7409282L; US4045652A; NO752990L; NL7510286A; LU73297A1; FI55931B; DK142673B; NO138869C; NO138869B; DK142673C; DE2538915C2; JPS5153963A; DK394675A; FR2284244A1; FI752391A

Description

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Sven-Olof Janson, Halmstad / Schweden

Überhitzungssicherung für elektrische Einrichtungen

Die Erfindung betrifft eine Überhitzungssicherung für elektrische Einrichtungen, insbesondere für Dampfbaderhitzer mit einem Gehäuse und einer darin angeordneten Heizvorrichtung, mit im Gehäuse vorgesehenen unteren und oberen öffnungen für einen Luftdurchsatz durch das Gehäuse an der Heizvorrichtung vorbei und mit einem mit einem Sensor verbundenen Überhitzungs wacht er für die Heizvorrichtung, der über eine weitere Gehäuseöffnung mit dem Gehäuseinneren derart in Strömungsverbindung steht, daß erwärmte Luft den Sensor nur bei abnormalen Betriebsbedingungen, etwa bei einer Behinderung der Luftströmung durch Abdeckung der oberen

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öffnungen durch einen Fremdkörper, erreicht.

Es sind Vorrichtungen zur Vermeidung einer überhitzung von Dampfbaderhitzern bekannt, velche die elektrische Heizvorrichtung abschalten, wenn eine unzulässig hohe Temperatur im Dampfbadraum erreicht ist oder wenn die Luftströmung bzw. die Luftzirkulation durch die Luftkanäle oder die Luftkammer der Heizeinrichtung behindert ist. Eine solche Behinderung kann beispielsweise dann eintreten, wenn die Luftkanäle, die üblicherweise an ihrer Oberseite offen sind, versehentlich beispielsweise durch ein Handtuch, das über die Heizeinrichtung gelegt ist, abgedeckt werden. Wenn keine überhitzungssicherung vorgesehen wäre, so würde die Heizeinrichtung überhitzt mit der Gefahr, daß der die Luftkanäle abdeckende Fremdkörper Feuer fängt.

Dieselbe Gefahr besteht natürlich bei jeglichen elektrischen Heizkörpern, die in der Regel bis in Einzelheiten den Heizvorrichtungen in Dampfbaderhitzern entsprechen. Auch bei solchen Einrichtungen sind Heizspulen in einem Gehäuse angeordnet, durch welches hindurch Luft durch untere und obere öffnungen strömt. Ebenso wie bei Dampfbaderhitzern ist wesentlich, daß die Luftströmung nicht gestört oder behindert wird. Daher betrifft die Erfindung auch solche elektrische Einrichtungen allgemeiner Art, bei denen ein unbehinderter Luftdurchsatz von wesentlicher Bedeutung für die einwandfreie Arbeit ist.

Aus der SW-PS 346 O64 ist bereits eine überhitzungssicherung für Dampfbaderhitzer bekannt, die in den meisten Anwendungsfällen vollständig zufriedenstellend arbeitet. In gewissen Anwendungsfällen tritt jedoch ein Nachteil dadurch auf, daß der Teil des überhitzungswächters bildende Sensor einer Wärmestrahlung von der,Heizvorrichtung aus gesetzt ist. Dies führt dazu, daß am Thermostaten eine höhere Temperatur ein-

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gestellt werden muß, als erforderlich wäre, wenn eine solche Wärmestrahlung nicht berücksichtigt werden müßte. Venn diese Wärmestrahlung ausgeschaltet werden kann, kann eine niedrigere Thermostattemperatur eingestellt werden und kann die Uberhitzungssicherung unter normalen Betriebsbedingungen absolut sicher arbeiten.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Überhitzungssicherung der eingangs bezeichneten Gattung, insbesondere für Dampfbaderhitzer und elektrische Heizkörper, zu schaffen, bei der Temperaturverfälschungen durch unerwünschte Wärmestrahlung sicher' ausgeschaltet sind.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst, während die Unteransprüche 2 bis 7 vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung wiedergeben.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung. Es zeigt
Fig. 1 einen schematisch vereinfachten Längsschnitt durch einen Dampfbaderhitzer mit einer erfindungsgemäßen Uberhitzungssicherung,

Fig. 2 eine Darstellung entsprechend Fig. 1, bei der jedoch ein Fremdkörper die Luftströmung behindert,

Fig. 3 eine Rückansicht des Dampfbaderhitzers gemäß Fig. 1 und 2 und

Fig. 4 schematisch vereinfacht einen Längsschnitt durch einen elektrischen Heizkörper mit einer erfindungsgemäßen Uberhitzungssicherung.

Der elektrische Dampfbaderhitzer gemäß Fig. 1 bis 3 ist von

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üblicher Bauart und weist ein gegebenenfalls doppelmanteliges Gehäuse 10 aus Blech auf, welches eine Luftkammer 11 bildet, die an ihren oberen und unteren Enden offen ist. In dem durch die Luftkammer 11 gebildeten Luftkanal sind elektrische Heizrohre 12 angeordnet, beispielsweise eines oder mehrere für jede Phase eines Dreiphasen-Stromes. Die Heizkörper sind an einer Verbindungskonsole 13 befestigt, von der aus die Verdrahtung zu einem Leistungsregler der bekannten Bauart erfolgen kann. Die Heizkörper 12 können sich in einen Raum für Wärmespeicherkörper, beispielsweise Speichersteine, erstrecken, der in der Luftkammer 11 angeordnet ist. Was die Anordnung und Ausbildung der Luftkammer und eines möglichen Raumes für Speichersteine betrifft, so kann der Dampfbaderhitzer von marktüblicher Bauart sein. Die Vorrichtung soll dabei in xier Nachbarschaft einer Wand im Dampfraum, beispielsweise mittels Klammern od. dgl. direkt an der Wand befestigt sein, wob i eine Wand 14 des Gehäuses der Wand des Dampfraumes benachbart liegt und so die Rückwand der Vorrichtung bildet.

Die Rückwand 14, ilie iiK-einem Sicherheitsabstand von der Wand des Dampfraumes angeordnet sein soll, um eine überhitzung der Wand bei dem normalen Betrieb des Dampferhitzers zu vermeiden, ist mit einer Öffnung 15 in der Form eines horizontalen Schlitzes versehen, die im oberen Bereich der Rückwand 14 in einem kurzen Abstand von ihrem oberen Ende angeordnet ist. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel ist eine Rohranordnung 22 mit einem senkrecht zu einer der Seitenwände der Vorrichtung gesehenen im wesentlichen T-förmigen Querschnitt in dichtender Verbindung an der Oberseite 23 des Basisabschnittes des Rohres mit der Rückwand 14 am oberen Rand des Schlitzes 15 vorgesehen. Der Schlitz 15 ist vorzugsweise so breit, daß zwischen der unteren Seite 24 des Basisabschnittes der Rohranordnung 22 und dem unteren Rand

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des Schlitzes 15 ein freier Raum verbleibt. Vorzugsweise als Verlängerung der Rückwand 14 am unteren des Rand des Schlitzes ist eine Ablenkplatte 25 vorgesehen, die sich schräg nach oben und innen in die Vorrichtung hinein erstreckt. Zur Erleichterung der Strömung ist die Ablenkplatte 25 mit Vorzug gebogen ausgeführt und ist die untere Oberfläche 24 des Basisabschnittes der Rohranordnung 22 entsprechend gebogen. Zweckmäßig ist auch die Oberfläche 23 gebogen ausgeführt, um bei einer Abdeckung des Dampfbaderhitzers die Strömung aus der Luftkammer 11 durch die Rohranordnung 22 hindurch nach außen zu erleichtern.

Ein Sensor 16, beispielsweise ein als Rohr ausgebildeter Flüssigkeitsbehälter ist in den oberen Teil des im wesentlichen vertikalen Abschnittes der Rohranordnung 22 in der aus Fig. ι ersichtlichen Weise eingesetzt. Der Sensor 16 erstreckt sich bevorzugt über die gesamte Länge des Schlitzes 15 und kann derart in die Rohranordnung 22 eingesetzt sein, daß keine Behinderung der Strömung auftritt. Der Flüssigkeitsbehälter des Sensors 16 ist über eine Leitung 17, die ein Kapillarröhrchen bildet, mit einem Thermostatschalter 18 verbunden, der einen Balg oder irgend ein anderes volumenveränderbares Teil enthält. Bei einer vorbestimmten Temperatur, die am Thermostatschalter 18 voreingestellt ist, ist die Flüssigkeit in dem den Sensor 16, die Leitung 17 und den Balg od. dgl. des Thermostatschalters 18 enthaltenen Flüssigkeitssystem soweit expandiert bzw. mit einem solchen Dampfdruck behaftet, daß der Thermostatschalter 18 über den Balg od. dgl. betätigt wird.

Beim normalen Betrieb des Dampfbaderhitzers strömt Luft in die Luftkammer 11 an deren unterem oFfenen Ende ein, steigt während der Erhitzung zum oberen offenen Ende der Luftkammer 11 auf und verläßt dort die Luftkammer. Infolge der durch den thermischen Auftrieb erzeugten Injektorwirkung

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wird Luft dabei durch eine öffnung 26 zvischen den Wandteilen 24 und 25 eingesaugt und ein Luftstrom durch die öffnung 30, welche durch die Vandteile 24 und 23 begrenzt ist, zum Sensor 16 hin verhindert. Weiterhin tritt Luft durch die untere, im wesentlichen schlitzförmige öffnung 27 der Rohranordnung 22 ein und strömt in der Rohranordnung 22 vorbei am Sensor 16 nach oben. Diese Luftströmung ist schematisch durch Pfeile in Fig. 1 veranschaulicht. Durch diese Luftströmung wird der Sensor 16 gegen die Wärmestrahlung des Dampfbaderhitzers unempfindlich gemacht und auf einer vergleichsweise niedrigen Temperatur gehalten, wobei der Thermostatschalter 18 so eingestellt werden kann, daß er bei der niedrigen Temperatur nicht schaltet, die der Sensor 16 während des normalen Betriebs des Dampfbaderhitzers aufweist. Somit ermöglicht der Luftstrom vorbei am Sensor und durch die obere schlitzförmige öffnung 28 der Rohranordnung 22 hindurch nach außen eine ausreichende Abschirmung des Sensors von der Wärmestrahlung der Vorrichtung. Der Thermostatschalter 18 kann in an sich bekannter Weise in einen elektrischen Kreis in Serie mit dem Heizkörper 12 eingeschaltet sein, so daß er den Speisestrom ausschaltet, wenn eine vorbestimmte höhere Temperatur am Sensor 16 auftritt, so daß dadurch der Heizkörper 12 abgeschaltet wird. Selbstverständlich kann der Thermostatschalter 18 auch Teil eines eigenen Abschaltkreises für die Stromzufuhr zum Heizkörper sein.

Wenn der Dampfbaderhitzer ganz oder teilweise in der aus Fig. 2 ersichtlichen Weise durch einen Fremdkörper 29 abgedeckt ist, beispielsweise ein Handtuch od. dgl., so wird die durch den Heizkörper aufgeheizte Luft durch den Fremdkörper 29 in der Luftkammer 11 umgelenkt und fließt durch den Basisabschnitt der im Querschnitt T-förmigen Rohranordnung 22 über die öffnung 30 in der Rückwand 14, wie dies in Fig. 2 mit Pfeilen veranschaulicht ist. Die erwärmte Luft

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strömt dabei selbstverständlich weiter nach oben durch den oberen, im wesentlichen vertikalen Abschnitt der Rohranordnung 22 am Sensor 16 vorbei und nach außen über die Öffnung 28. Wenn diese warme oder heiße Luft den Sensor 16 beaufschlagt, so wird dessen Temperatur drastisch angehoben, so daß mit Rücksicht auf die vergleichsweise niedrige Temperatureinstellung des Thermostatschalters 18 mittels des Sensors 16 sofort eine Unterbrechung des Speisestromes zum

wird

Heizkörper 12 erfolgt. Dadurch die Gefahr beseitigt, daß der Dampfbaderhitzer auf eine solche hohe Temperatur überhitzt wird, daß eine Feuergefahr besteht.

In Fig. 4 ist eine erfindungsgemäße Überhitzungssicherung bei einem elektrischen Heizkörper vorgesehen. Der Heizkörper weist ein Gehäuse 10' mit darin angeordneten Heizgliedern 12* auf, die ebenso wie die Heizkörper 12 des zuvor erläuterten Dampfbaderhitzers gemäß den Fig. 1 bis 3 von einem Sensor 16" über einen Thermostatschalter 18' in der Verbindungskonsole 13' gesteuert werden. Im normalen, unbehinderten Betrieb fließt Luft durch das Gehäuse von einer oder mehreren unteren Öffnungen 31' aus hindurch und tritt an einer oder mehreren oberen Öffnungen 32* aus. Diese Öffnungen brauchen nicht von der zeichnerisch dargestellten Ausbildung sein, sondern können auch in beliebig anderer Weise ausgebildet und angeordnet sein. Wesentlich ist nur, daß die Öffnungen einen geeigneten Luftstrom durch das Gehäuse ermöglichen.

Wenn die Luftströmung durch eine Behinderung im Bereich der Öffnung 32' ganz oder teilweise unterbunden wird, so arbeitet der Sensor 16* im Inneren der Rohranordnung 22' auf dieselbe Weise wie weiter oben im Zusammenhang mit dem Dampfbaderhitzer erläutert ist, so daß er also den Speisestrom zu den Heizgliedern 12' sofort unterbricht, wenn heiße Luft durch die Öffnung 30' in den Bereich des Sensors 16' eindringt.

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Auf dieselbe Weise, wie dies veiter oben erläutert ist, kann eine Thermostateinstellung auf eine niedrigere und damit sicherere Temperatur erfolgen, da eine Beeinflussung des Sensors 16 durch Wärmestrahlung infolge seiner Anordnung in einer gesonderten Kühlluftströmung, die nur bei normalem Betrieb wirksam ist, weitestgehend vermindert werden.

Selbstverständlich kann die Rohranordnung oder der-Luftkanal, in der bzw. in dem der Sensor angeordnet ist, anders als im dargestellten Beispielsfalle ausgebildet sein. So kann beispielsweise zur Abschirmung des Sensors von der elektrischen Einrichtung dienende Luft anders als durch den dargestellten, im wesentlichen horizontalen unteren Schlitz der Rohranordnung eingeführt werden. Ein Schlitz oder eine öffnung in der Außenwand der Rohranordnung, der bzw. die sich im wesentlichen parallel zur Rückwand 14 erstreckt, könnte beispielsweise hierzu verwendet werden. Selbstverständlich ist nicht erforderlich, daß der Strömungskanal für die kältere Luft sich parallel zur Rückwand der Vorrichtung durch die Rohranordnung erstreckt. Weiterhin ist nicht erforderlich, daß der Luftstrom aus der Umgebung mittels einer unteren und einer oberen schlitzförmigen öffnung über dem Sensor geführt vird. Mit demselben Ergebnis kann selbstverständlich eine Mehrzahl von öffnungen oder Schlitzen eingesetzt werden.

Zur Erzielung einer maximalen Ansprechgeschwindigkeit des durch die Rohranordnung und dem darin angeordneten Sensor gebildeten Uberhitzungswächters sollte dieser bevorzugt in einem oberen Bereich der Luftkammer angeordnet werden. Wenn jedoch eine bestimmte Zeitverzögerung des Ansprechend gewünscht vird, so kann der Sensor mit der Rohranordnung auch in einem Bereich weiter unten an der Rückwand 14 vorgesehen werden.

Ebenso kann der Sensor mit der Rohranordnung im Bedarfsfalle

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an der Vorderwand der Vorrichtung befestigt werden. In einem solchen Falle ist vorzugsweise über der Rohranordnung eine Schutzhaube vorgesehen. Weiterhin ist es auch möglich, Sensoren mit geeigneten Rohranordnungen an den Seitenwänden der Vorrichtung vorzusehen.

Wie die vorstehenden Erläuterungen zeigen, ist die Erfindung nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern sind vielmehr vielfache Änderungen und Abwandlungen möglich, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.

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Claims

Patent- (Schutz)- Ansprüche

* Uberhitzungssicherungen für elektrische Einrichtungen! insbesondere für Dampfbaderhitzer mit einem Gehäuse und einer darin angeordneten Heizvorrichtung, mit im Gehäuse vorgesehenen unteren und oberen öffnungen für einen Luftdurchsatz durch das Gehäuse an der Heizvorrichtung vorbei, und mit einem mit einem Sensor verbundenen Überhitzungswächter für die Heizvorrichtung, der über eine weitere Gehäuseöffnung mit dem Gehäuseinneren derart in Strömungsverbindung steht, daß erwärmte Luft den Sensor nur bei abnormalen Betriebsbedingungen, etwa bei einer Behinderung der Luftströmung durch Abdeckung der oberen öffnungen durch einen Fremdkörper, erreicht, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (16, 16·) in einem Luftkanal (22, 22·) angeordnet ist, der nicht nur über die weitere öffnung (30, 30') mit dem Inneren des Gehäuses (10, 10') in Strömungsverbindung steht, sondern über wenigstens zwei Strömungsöffnungen (27, 28) mit der Umgebung des Gehäuses in Verbindung steht, so daß der Sensor durch einen Strom kühler Umgebungsluft von der Wärmestrahlung der Einrichtung abgeschirmt ist, und daß in Verbindung mit der weiteren öffnung (30, 30·) ein Strömungskanal (26) angeordnet ist, der in an sich bekannter Weise eine Strömung heißer Luft zum Sensor unter normalen Betriebsbedingungen verhindert.
2. Uberhitzungssicherung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die weitere öffnung (30, 30·) und der Strömungskanal (26) durch einen Längsschlitz (15) in der Rückwand (14) des Gehäuses (10, 10') gebildet sind und daß der Luftkanal durch eine Rohranordnung (22, 22') mit in Blickrichtung senkrecht

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zu einer der Seitenwände des Gehäuses im wesentlichen T-£örmigen Querschnitt gebildet ist, der sich über die gesamte Länge des Schlitzes (15) erstreckt, wobei der Basisabschnitt der T-förmigen Rohranordnung dichtend am oberen Rand des Schlitzes befestigt ist.
3. Überhitzungssicherung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (16, 16¹) im oberen Bereich eines Teiles der Rohranordnung (22, 22') angeordnet ist, der im wesentlichen parallel zur Rückwand (14) liegt, so daß der Sensor im Abstand von der Rückwand liegt.
4. Überhitzungssicherung nach Anspruch 2 oder 3» dadurch gekennzeichnet, daß eine gebogene Ablenkplatte (25) entlang des unteren Randes des Längsschlitzes (15) vorgesehen und schräg nach innen und oben in das Gehäuse hinein abgebogen ist, und daß der Basisabschnitt der Rohranordnung (22, 22¹), der an der Rückwand (14) des Gehäuses befestigt ist, zur Erleichterung der Luftströmung gebogen ausgebildet ist.
5. Überhitzungssicherung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftkanal im oberen Bereich der Rückwand (14) der Vorrichtung angeordnet ist.
6. überhitzungssicherung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftkanal (22, 22') mit dem Sensor (16, 16·) an jeder Seite der Vorrichtung vorgesehen ist.
7. überhitzungssicherung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftkanal (22, 22') mit dem Sensor (16, 16·) an der Vorderwand der Vorrichtung angeordnet ist.

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