DE515943C - Heat release - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICHGERMAN EMPIRE

AUSGEGEBEN AIH 15. JANUAR 1931ISSUED AIH JANUARY 15, 1931

REICHSPATENTAMTREICH PATENT OFFICE

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

JA 515943 KLASSE 21c GRUPPE JA 515943 CLASS 21c GROUP

Wärmeauslöser Patentiert im Deutschen Reiche vom 16. November 1929 ab Heat release patented in the German Empire on November 16, 1929

Von einem Wärmeauslöser wird verlangt, daß er auslöst, sobald der zu schützende Körper eine bestimmte Temperatur erreicht, gleichgültig, ob der Temperaturanstieg allmählich 5 oder plötzlich, d. h. infolge von langsam zunehmender Belastung oder plötzlicher Überlastung erfolgt. Dieser Forderung entsprechen die bekannten Wärmeauslöser in unzureichendem Maße; entweder sind sie für die Auslösung bei plötzlicher Überlast zu träge oder sie lösen bei langsam ansteigender Belastung zu frühzeitig aus, so daß der zu schützende Widerstand nicht wirtschaftlich ausgenutzt wird.A thermal release is required to release as soon as the body to be protected is exposed reaches a certain temperature, regardless of whether the temperature rise is gradual 5 or suddenly, d. H. as a result of slowly increasing exertion or sudden overload he follows. The known thermal triggers do not adequately meet this requirement Dimensions; either they are too sluggish to trip in the event of a sudden overload, or they are trigger too early when the load increases, so that the to be protected Resistance is not exploited economically.

Es sind sowohl unmittelbar von dem zu schützenden Körper geheizte Wärmeauslöser bekannt, bei welchen die Wärme aus dem geschützten Körper unmittelbar auf das Wärmeelement übergeht, als auch solche, die mittelbar geheizt sind mit einer Wärmemenge, welche derjenigen, die dem geschützten Körper zufließt, verhältnisgleich ist. Die mittelbar geheizten Wärmeauslöser sind getrennt von dem geschützten Körper angeordnet, und die Gleichzeitigkeit der Erreichung einer bestimmten Temperatur unabhängig von der Größe der in der Zeiteinheit zugeführten Wärmemenge wird dadurch erzielt, daß dem Wärmeauslöser die gleiche Zeitkonstante gegeben wird wie dem geschützten Körper. Es zeigt sich jedoch, daß solche Wärmeauslöser bei plötzlicher Erwärmung versagen, weil hierbei die ganze Masse des Wärmeelementes nicht genügend Zeit hat, sich homogen auf die gleiche Temperatur zu erwärmen.They are both directly heated by the body to be protected known, in which the heat from the protected body directly on the thermal element passes over, as well as those that are indirectly heated with an amount of heat which that which flows into the protected body is proportional. The indirectly heated Heat triggers are placed separately from the protected body, and the simultaneity the achievement of a certain temperature regardless of the size of the amount of heat supplied in the unit of time is achieved by giving the heat release the same time constant as the protected body. However, it is found that such heat triggers with sudden heating fail because the whole mass of the heating element does not have enough time, to warm up homogeneously to the same temperature.

Nach der Erfindung wird ein sich den jeweiligen Verhältnissen gut anpassender. Wärmeauslöser dadurch geschaffen, daß bei einem Wärmeelement mit mittelbarer, verhältnisgleicher Heizung die Dehnung eines mit einer Heizwicklung unmittelbar geheizten Flüssigkeitskörpers und eines darüber befindlichen, hauptsächlich mittelbar über die Flüssigkeit geheizten Gaskörpers zur Auslösung ausgenutzt wird. Durch die Verwendung der Dehnung einer Flüssigkeit und die unmittelbare Heizung dieser Flüssigkeit wird nämlich einerseits die Vorrichtung möglichst trägheitslos gemacht. Durch die Verwendung eines Luftkörpers wird andererseits erreicht, daß auch bei starken Überlastungen, also plötzlicher Zufuhr großer Wärmemengen, das Wärmeelement dem Wärmeverhalten des zu schützenden Körpers momentan zu folgen vermag, ohne daß sich dabei, wie dies bei alleiniger Verwendung eines gasförmigen Dehnungskörpers der Fall wäre, diese plötzliche Wirkung auch bei langsamer Zufuhr geringerer Wärmemengen in unerwünschter Weise geltend macht. Das abweichende Wärmeverhalten des Flüssigkeitskörpers bei plötzlicher Wärme-According to the invention, a one that adapts well to the respective conditions. Heat trigger created by the fact that in a heating element with indirect, proportionate Heating the expansion of a body of liquid that is directly heated by a heating coil and a gas body located above it, which is mainly heated indirectly via the liquid, is used for triggering will. By using the stretch of a liquid and the immediate heating this liquid is on the one hand made the device as inertia as possible. By using an air body, on the other hand, it is achieved that even with strong Overloads, i.e. sudden supply of large amounts of heat, the thermal element to the thermal behavior of the body to be protected is able to follow momentarily without being like this if only a gaseous expansion body was used, this would be sudden Effect also applies in an undesirable manner with slow supply of small amounts of heat power. The deviating thermal behavior of the body of liquid in the event of sudden heat

*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:*) The patent seeker stated as the inventor:

Hans Kummer in Berlin.Hans Kummer in Berlin.

zufuhr, welches eine Folge der ungleichen Wärmeverteilung in dieser kurzen Zeit ist, wird also durch die Kombination mit dem Gaskörper ausgeglichen, und die Erwärmungsverhältnisse des Wärmeelementes werden dadurch demjenigen des geschützten Körpers sehr genau angeglichen. Hiermit ist ein Wärmeauslöser geschaffen, der immer rechtzeitig auslöst, gleichgültig, wie die Wärmezufuhr zu dem zu schützenden Körper erfolgt.supply, which is a result of the uneven heat distribution in this short time, is thus balanced by the combination with the gas body, and the heating conditions of the warmth element will be very accurate to that of the protected body adjusted. This creates a heat release that always triggers in time, no matter how the heat is supplied to the body to be protected.

Das Wärmeverhalten des Auslöseelementes wird nach der Erfindung durch Regelung der Ölmenge abgestimmt. Insbesondere wird seine Zeitkonstante gleich derjenigen des geschützten Körpers gemacht, so daß sich bei nicht zu plötzlicher Wärmezufuhr geschützter Körper und Wärmeelement in gleichen Zeiten auf verhältnisgleiche Temperaturen erwärmen.The thermal behavior of the release element is according to the invention by regulating the Matched oil quantity. In particular, its time constant becomes equal to that of the protected one Body made so that when not too sudden supply of heat to the protected body and heat element at the same time heat up relative temperatures.

Eine zweckmäßige Ausführungsform der Erfindung ergibt sich dadurch, daß zwei in Verbindung stehende, nach außen abgeschlossene Gefäße verwendet werden, von denen das eine den auslösenden Flüssigkeits- und Gaskörper, das andere einen Gaskörper enthält, der ebenso groß ist, als der für die Auslösung wirksame, wobei das Verbindungsrohr der beiden Gefäße mit einer die Gefäßinhalte trennenden Flüssigkeit gefüllt ist. Als solche kommt insbesondere Quecksilber in Betracht. Durch den Abschluß der Gefäße ist der Einfluß des äußeren Luftdruckes auf die Einrichtung ausgeschaltet. Durch die Gleichheit der Gasvolumina in den beiden Gefäßen sind Temperaturschwankungen der Umgebung auf die Einrichtung ausgeschaltet. An expedient embodiment of the invention results from the fact that two in connection standing, externally closed vessels are used, one of which the triggering liquid and gas body, the other contains a gas body that also is larger than that effective for the triggering, the connecting tube of the two vessels is filled with a liquid separating the vessel contents. As such comes in particular Mercury into consideration. Due to the closure of the vessels, the influence of the external air pressure is turned on the facility. Due to the equality of the gas volumes in the two vessels, there are temperature fluctuations the environment on the facility turned off.

Der Flüssigkeitsverschluß soll möglichst lang sein, um zu verhindern, daß bei plötzlicher Wärmezufuhr und der dadurch hervorgerufenen raschen Drucksteigerung in dem die aktive Flüssigkeit enthaltenden Gefäß Flüssigkeit in den anderen Gefäßschenkel durch die Verschlußflüssigkeit hindurchgedrückt wird. Zu diesem Zwecke wird nach der Erfindung das Gefäß des Wärmeauslösers mit einem schräg geneigten Schenkel ausgeführt. Durch Anordnung der Kontakte in diesem schräg geneigten Schenkel erreicht man gleichzeitig eine große Verschiebung des kontaktgebenden Flüssigkeitsspiegels, so daß Schwankungen infolge von Einflüssen, die außerhalb der gewollten Einwirkungen liegen, in ihrer Wirksamkeit auf den Kontaktschluß ausgeschaltet werden.The liquid seal should be as long as possible to prevent sudden Heat supply and the resulting rapid increase in pressure in which the active Liquid-containing vessel liquid into the other vessel limb through the sealing liquid is pushed through. For this purpose, according to the invention The vessel for the thermal release is designed with an inclined leg. By arrangement of the contacts in this obliquely inclined leg, one achieves a large displacement of the contact-making one at the same time Liquid level, so that fluctuations as a result of influences that are outside the intended effects, in their effectiveness be switched off on the contact closure.

Die Wahl der Temperatur, welche das Wärmeelement im Augenblick der Auslösung annimmt, hat man in der Hand durch die Wahl der heizenden Wärmemenge. Zweckmäßig wird die Temperatur nicht zu hoch gewählt, jedenfalls unter dem Kochpunkt der Flüssigkeit. Mit Rücksicht auf den Einfluß der Raumtemperatur empfiehlt es sich, die Auslösetemperatur auch nicht zu niedrig zu wählen, da dieser Einfluß um so geringer ist, je größer die Temperaturdifferenz ist.The choice of the temperature that the thermal element assumes at the moment of activation, one has in hand by the choice of the heating amount. Will be expedient the temperature chosen is not too high, at least below the boiling point of the liquid. With regard to the influence of the room temperature it is advisable not to select the trigger temperature too low either, since this influence is less, the greater the temperature difference.

Das Wärmeelement wird zweckmäßigerweise 6s mit dem zu schützenden Körper in dem gleichen Raum untergebracht und dafür gesorgt, daß die Lüftungsverhältnisse die gleichen sind.The heating element is expediently 6s housed in the same room with the body to be protected and it is ensured that the ventilation conditions are the same.

In der Abbildung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.In the figure, an embodiment of the invention is shown.

An einem zweischenkligen Glasgefäß ist der eine Schenkel zu einem Gefäß 10, der andere zu einem Gefäß 11 erweitert. Die beiden Gefäße stehen durch das geneigte Rohr 12 miteinander in Verbindung. Die Gefäße sind durch luftdichte Stopfen 13 bzw. 14 verschlossen. Durch den Stopfen 13 sind die Zuleitungen zu einer Heizwicklung 15 geführt. In dem Stopfen 14 ist ein etwa mit Hilfe von Schraubengewinde verstellbarer Kontaktträger 16 eingefügt, durch den die beiden Zuleitungen des Auslösestromkreises hindurchgeführt sind, zwischen deren unteren Enden 17 der Auslösekontakt geschlossen wird. Das Verbindungsrohr ist mit Quecksilber 18 gefüllt. Der Dehnungskörper im Gefäß 10 besteht aus dem Ölkörper 19 und dem darüber befindlichen Luftkörper 20. Die Heizwicklung befindet sich ganz unter Öl, nur ihre Zuleitungen 21 verlaufen in der Luft. Das Gefäß 11 und das anschließende Stück des Verbindungsrohres bis zum Ouecksilberspiegel enthält den Luftkörper 22, der etwa so groß ist wie der Luftkörper 20. 23 ist ein gußeisernes Widerstandselement, das gegen unzulässige Erwärmung geschützt werden soll. Zu diesem Zweck ist an den Punkten 24, 25 die Heizwicklung 15 des Wärmeauslösers angeschlossen. That is on a two-legged glass vessel one leg to a vessel 10, the other expanded to form a vessel 11. The two vessels stand together through the inclined tube 12 in connection. The vessels are closed by airtight stoppers 13 and 14, respectively. The supply lines to a heating coil 15 are led through the plug 13. In the stopper 14 a contact carrier 16, which can be adjusted with the aid of screw threads, is inserted, through which the two leads of the tripping circuit are passed, between the lower ends 17 of which the release contact is closed. The connecting pipe is with Mercury 18 filled. The expansion body in the vessel 10 consists of the oil body 19 and the air body above it 20. The heating coil is completely under oil, only their leads 21 run in the air. The vessel 11 and the subsequent piece of the Connecting pipe up to the silver mirror contains the air body 22, which is about as large is like the air body 20. 23 is a cast iron resistance element that against impermissible Warming should be protected. For this purpose, the heating coil 15 of the heat release is connected to points 24, 25.

Die Wirkungsweise des Wärmeauslösers ist die folgende: Durch entsprechendes Einfüllen von Öl wird das Wärmeelement so abgestimmt, daß seine Zeitkonstante gleich derjenigen des zu schützenden Widerstandes ist, d. h. der stationäre Zustand wird von beiden in der gleichen Zeit erreicht. Bei normalem Strom ist der Spannungsabfall zwischen den Punkten 24 und 25 des Widerstandes nur gering, so daß nur ein kleiner Heizstrom durch die Wicklung 15 fließt. Die Erwärmung und dementsprechende Dehnung des Luft- und ölkörpers bewirkt nur ein geringes Steigen des Quecksilberspiegels im Rohr 12. Bei einer stärkeren und längere Zeit andauernden Belastung erwärmt sich der Widerstand auf eine unzulässig hohe Temperatur. Diesem höheren-Belästungsstrom ent- 11g spricht ein größerer Spannungsabfall zwischen den Punkten 24 und 25 des Widerstandes, und ;in im selben Verhältnis höherer Heizstrom durchfließt nun die Heizwicklung 15. Dieser bewirkt bei längerer Dauer eine gleichmäßige Erwärmung des Luft- und Ölkörpers im Gefäß 10, und letzterer nimmt infolge der Gleich-The mode of operation of the heat release is as follows: By filling it appropriately of oil, the heating element is tuned so that its time constant is equal to that of the resistance to be protected, d. H. the steady state is of both in the reached the same time. At normal current is the voltage drop between points 24 and 25 of the resistance is only small, so that only a small heating current through the winding 15 flows. The warming and corresponding expansion of the air and oil body only causes a slight rise in the mercury level in tube 12. With a stronger and longer one If the load continues for a long time, the resistor heats up to an impermissibly high temperature. This higher stream of nuisance 11g speaks a larger voltage drop between points 24 and 25 of the resistor, and ; in the same proportion higher heating current The heating coil 15 now flows through it causes the air and oil body in the vessel to be heated evenly over a longer period of time 10, and the latter takes

heit seiner Zeitkonstanten mit derjenigen des Widerstandes gleichzeitig mit dem Widerstand dessen Temperatur an bzw. eine verhältnisgleiche, aber niedrigere Temperatur, die gegeben ist durch das Verhältnis der das Wärmeelement heizenden Wärmemenge zu der im Widerstand entwickelten Wärmemenge. Das Wärmeelement ist nun so eingestellt, daß der unzulässigen Temperatur eine Dehnung dercalled its time constant with that of the resistance at the same time as the resistance its temperature at or a proportionate, but lower temperature that is given is by the ratio of the amount of heat heating the heating element to the amount of heat developed in the resistor. That The heating element is now set so that the impermissible temperature is an expansion of the

ίο aktiven Körper entspricht, bei welcher der Quecksilberspiegel im Rohr 12 den Kontakt 17 schließt. Infolgedessen fließt der Auslösestrom in die Auslösewicklung eines Schutzschalters, der den Widerstand 23 vom Netz abtrennt.ίο corresponds to the active body in which the Mercury level in the tube 12, the contact 17 closes. As a result, the tripping current flows into the release winding of a circuit breaker, which separates the resistor 23 from the mains.

Bei einer plötzlichen hohen Überlastung des Widerstandes, bei welcher dieser in kürzester Zeit eine unzulässig hohe Temperatur annimmt, stellt sich ein dementsprechender hoher Spannungsabfall zwischen den Punkten 24 und 25 . 20 und dementsprechend ein hoher Heizstrom ein. Bei diesem wird nun der Luftkörper 20 in höherem Maße wirksam als der ölkörper, denn er wird zufolge konvektiver Wärmeübertragung von dem Heizfaden 21 und derIn the event of a sudden high overload of the resistance, at which this in the shortest Time assumes an impermissibly high temperature, there is a correspondingly high voltage drop between points 24 and 25. 20 and accordingly a high heating current. In this case, the air body 20 is now more effective than the oil body, because it becomes due to convective heat transfer of the filament 21 and the

hocherhitzten Öloberfläche aus, die im Gas viel stärker ist wie in der Flüssigkeit, auch bei plötzlicher Erhitzung in seiner ganzen Masse wirksam, indem er auch an den von der Heizquelle weiter entfernten Punkten hohe Temperaturen annimmt. Durch die starke Dehnung des Luftkörpers wird nun das Steigen des Quecksilbers bis zum Kontaktschluß bewirkt. Die Vorrichtung läßt sich so einstellen, daß auch bei dieser plötzlichen Überlastung die Auslösung in demselben Augenblick erfolgt, in dem der Widerstand die unzulässig hohe Temperatur erreicht.highly heated oil surface, which is a lot in the gas is stronger than in the liquid, even when suddenly heated in its whole mass effective by achieving high temperatures even at points further away from the heat source accepts. The strong expansion of the body of air now causes the mercury to rise until the contact closes. The device can be adjusted so that too in the event of this sudden overload, the release takes place at the same instant in which the resistance reaches the impermissibly high temperature.

Um den Widerstand möglichst vollkommen zu schützen, können seinen Teilen mit verschiedenen Wärmekonstanten je ein besonderer Auslöser zugeordnet werden.In order to protect the resistance as completely as possible, its parts can be equipped with various Heat constants can each be assigned a special trigger.

Claims (7)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Wärmeauslöser mit mittelbarer Heizung durch eine Wärmemenge, welche derjenigen, die dem zu schützenden Körper zufließt, verhältnisgleich ist, gekennzeichnet durch die Ausnutzung der Dehnung eines mit Hilfe einer Heizwicklung unmittelbar geheizten Flüssigkeitskörpers und eines darüber befindlichen, hauptsächlich mittelbar über die Flüssigkeit geheizten Gaskörpers zur Auslösung.1. Heat release with indirect heating by an amount of heat that corresponds to those which flows to the body to be protected, is proportional, characterized by the utilization of the expansion of a directly heated with the help of a heating coil Liquid body and a gas body located above it, mainly indirectly heated by the liquid to trigger. 2. Wärmeauslöser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Wärmeverhalten des Auslöseelementes durch Regelung der Flüssigkeitsmenge abgestimmt wird.2. Heat release according to claim 1, characterized in that the thermal behavior of the release element is coordinated by regulating the amount of liquid. 3. Wärmeauslöser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Auslöseelement die gleiche Zeitkonstante gegeben wird wie dem zu schützenden Körper.3. Heat release according to claim 1, characterized in that the trigger element the same time constant is given as the body to be protected. 4. Wärmeauslöser nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch zwei in Verbindung stehende, nach außen abgeschlossene Gefäße, von denen das eine den auslösenden Flüssigkeits- und Gaskörper, das andere einen Gaskörper enthält, der ebenso groß ist, als der für die Auslösung wirksame, wobei das Verbindungsrohr mit einer die Gefäßinhalte trennenden Flüssigkeit gefüllt ist.4. Heat release according to claim 1, characterized by two in connection standing, externally closed vessels, one of which is the triggering liquid and gas body, the other Contains a gas body that is the same size as that effective for triggering, wherein the connecting tube is filled with a liquid separating the vessel contents is. 5. Wärmeauslöser nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Verwendung von Quecksilber als Trennflüssigkeit.5. heat release according to claim 1, characterized by the use of Mercury as a separating liquid. 6. Wärmeauslöser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontaktapparat in einem schräg geneigten Schenkel des Verbindungsrohres angeordnet ist.6. heat release according to claim 1, characterized in that the contact apparatus is arranged in an inclined leg of the connecting pipe. 7. Wärmeauslöser nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Verwendung von Öl als Dehnungsflüssigkeit.7. Heat release according to claim 1, characterized by the use of oil as an elongation fluid. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings