Einrichtung zur Regulierung, innerhalb bestimmter Grenzen, der Grösse der elektrischen Heizapparaten zugeführten Energie. Die. Erfindung bezieht sich auf eine Ein richtung zur Regulierung, innerhalb be stimmter Grenzen,
der Grösse der den Strom kreisen von Heizapparaten zugeführten Ener- bie mittelst eines als Selbstunterbrecher ar beitenden thermostatischen Schalters unter Variierung der Frequenz der Unterbrechungs- und Schliessungsperioden bezw. des Verhält nisses zwischen deren Zeitlängen.
Gemäss, der vorliegenden Erfindung wird die Tätigkeit dc#s thermostatischen Schalters durch Regu lierung des Heizstromkreises des Schalters mittelst eines in diesen Stromkreis einge schalteten Regulierwiderstandes gesteuert.
Da die einem elektrischen Heizapparat zugeführte Energie der Länge und Frequenz rler Stromschlussperioden des Apparates pro portional ist, so kann die Regulierung der zu geführten Energie dadurch bewerkstelligt werden, dass der Heizstrom des Thermostat sehalters vermittelst eines im Heizstromkreis desselben eingeschalteten Regulierividerstan- rIes geändert wird, indem Änderungen des betreffenden Heizstromes von Änderungen der Unterbrechungsfrequenz des Schalters begleitet sind. Durch diese Anordnung kön nen innerhalb bestimmter Grenzen verschie dene Regulierstufen eingestellt werden.
In dieser Beziehung ist. also hierbei der Vorgang des Regulierens dem bekannten Regulierver fahren mittelst eines im Hauptstromkreis des Energieverbrauchers direkt eingeschalteten, veränderlichen Widerstandes vollständig gleichwertig. Die erfindungsgemässe Ein richtung ist aber der bekannten Anordnung darin überlegen, dass, die in der Reguliervor richtung einschliesslich des Regulierwider standes verbrauchte Energie sehr gering und unter allen Umständen von der Stromstärke im Hauptstromkreis unabhängig ist, während das gewöhnliche Regulierverfahren mit be trächtlichen Energieverlusten verbunden ist, welche der Nutzenergie umgekehrt propor tional sind.
Die beiliegende Zeichnung veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel des Erfindungs gegenstandes. Fig. 1 zeigt schematisch die Anordnung der verschiedenen Stromkreise und der in diesen liegenden Apparate, wä ll- rend Fig. 2 und 3 einen Stöpselkontakt von zwei verschiedenen Seiten her zeigen, in des sen Hülle der Regulierwiderstand und der Thermostatschalter eingeschlossen sind.
Wie aus Fig. 1 hervorgeht, besitzt. der thermostatische Schalter zwei Kont < al@tzunben 1 und \?, von welchen die letztere, 2, aus einem mit Heizwicklung 3 versehenen bi metallischen Blechstreifen besteht, wobei die Wicklung einerseits an die Kontaktzunge 9, anderseits an einem Re-ulierwiderstand 4 elektrisch .angeschlossen ist.
In den Haupt stromkreis ist als Nutzwiderstand ein elek trischer Heizapparat 5 einbeschaltet, welcher über den Kontakt 7 des Thermostatschalters und einen Drehschalter 8 an die Stromquelle 6 anbesehlossen ist. Der Heizstromkreis des Tliermostatschalters bildet einen zum Heiz- apparat 5 parallel beschalteten Zivei#gstrom- kreis, welcher ebenfalls vom Thermostat schalter gesteuert wird und welcher ausser dem durch Einstellung eines Regulierarmes 9 des Widerstands 4 reguliert werden kann.
Wird der Drehschalter 8 bei unterbro chenem Regulierwiderstand 4 beschlossen, so erhält der Heizapparat 5 -einen ununterbro chenen Strom über den bei ausyeschalteter Heizwicklung geschlossenen Thermostatkon- takt 7.
Wird aber eine Regulierung (1(=r dem Heizapparat zugeführten Energie gewünscht, so wird ein Teil des Regulierwiderstandes 4 eingeschaltet; dabei tritt der Thermostat- sehalter 1, 2 in Tätigkeit und bewirkt eine periodische Unterbrechung und Schliessunj sowohl des Hauptstromkreises, als auch cle3 Heizstromkreises des Thermostaten.
Der Heizapparat wird dann also mit einem int,r- mittierenden Strom bespeist, wobei die Grösse der zugeführten Energie offenbar von der Arbeitsfrequenz des Thermostatschalters und von dem Verhältnis zwischen den Zeitlängen rler Schliessungs- und Unterbrechungsper Toden abhängig ist.
Eine Steigerung des Heizstro- ines in der Wicklung 3 bewirkt einesteils, dass die Temperatursteigerung der Wicklung bei ,jedem Stromschluss schneller erfolgt, und an- derliteils, dass die jedesmal aufgespeicherte Wärineinenbe grösser wird. Die letzterwähnte Tatsache beruht darauf, dass die entwickelte X@'ärme nicht augenblicklich zur Kontakt zunge ? abgeleitet wird,
und dass daher die <B>-</B> u s biegung LI der letzteren stets erst mit elw,#l- eher Verzögerung erfolgt. 31s Gesamtergeb- nis folgt Bieraus, dass die Dauer des jedes maligen Stromschlusses vermindert, cliejenir;
t@ der jedesmaligen Unterbrechung daaegc@i etwas vergrössert wird, und zwar ändern sich die Verhältnisse in der Weise, dass die CTn- terbrechunbsfrequenz gesteigert wird.
Unter der Voraussetzung, dass der durch den Heiz apparat 5 gebildete Nutzwiderstand unver- ändert blc>ibt, wirrt also durch allm < ihlir-lies Ausschalten de.-: Re-ulierwi.derstandes -1 >;e dem Heizapparat: zugeführte Energie ver mindert.
Es ist zu bcmerhen, dass die beschriebene Rc;ulierum, ohne weitere Ener ;ievcrluste alc; diejenigen erreicht wird. welche denn Stromverbrauch im Heizstromkreis des Ther mostaten entsprechen, und welche verhält- nismä.ssib unbedeutend sind, da ein thermo- statis.cher Schalter mittelst sehr kleiner Ener biemengen,
die im allgemeinen nur einige wenige Watt betrauen, in Tätigkeit versetzt. werden kann. Insbesondere sind die Energie verluste sehr klein bei Verwendung eines bi- nictallischen Thermostaten, wobei sie durch 3nbringuilg des Thermostatsehalters mit.
zti- (yehöriger Heizwiehluna innerhalb eines eva kuierten Beliiilter> l0 noch weiter herab- -esetzt. werden können.
Das Vakuum wirkt nämlich hierbei wärmeisolierend, so dass ler Verlust durch "##@Tdirmeableitung vermindert wird. Gleichzeitic wird der Thermostat. auch empfindlicher, so@dass er den Strom schneller unterbricht, weis wiederum eine für gewisse Gebr,iuchsf;
illc zweclimässilye Veränderun- des @crhü.ltnisses zwischen den Unterb re- chungs- und Schliessungsperioden zur Folge hat.
Eine Eibenseliaft der soeben beschrie benen Einriclltun @o, bestellt darin, dass der Hauptstromkreis und der Heizstromkreis les Thermostaten getrennte Stromkreise bilden. welche nur den Unterbrechungskontakt 7 des Thermostatschalters gemeinsam haben. Diese Anordnung hat nämlich zur Folge, d.ass .die im Widerstand 4 verbrauchte Energie unter allen Umständen auf einem möglichst nie drigen Wert gehalten werden kann.
In der hiervor betrachteten Kombination dieni. der Regulierwiderstand 4 gleichzeitig als Sicherheitsanordnung zur Vermeidung von Überschlägen zwischen der Heizwicklung 3 und der Kontaktzunge 1, welche sonst auf Grund der Spannungssteigerung entstehen könnten, die bei der Stromunterbrechung am Kontakt 7 entsteht. Der Regulierwiderstand absorbiert nämlich bei der Stromunterbre chung einen Teil der Unterbrechung energie und verhindert dadurch die Entstehung ge fährlicher Überspannungen innerhalb des Be- b:ilters 10.
Die verschiedenen Teile der beschriebenen R.c guliereinrichtung können zweckmässig mit dem Kontaktorgan, durch welches der betref fende Stromverbrauchapparat 5 an die Strom quelle angeschlossen wird, baulich vereinigt werden, wie in Fig. 2 und 3 gezeigt ist, wo bei das Kontaktorgan die Form eines Stöp- selkontaktes 11 hat. Der Behälter 10 des Thermostatschalters und der Regulierwider stand 4, 9 sind im Innern der Hülle des Stöpselkontaktes 11 eingeschlossen, wobei der Behälter 10 zweckmässig senkrecht zu den Kontaktstiften 12 angeordnet ist.
Der Re gulierarm 9 des Widerstandes wird vermit telst eines auf seiner Drehachse angebrach ten Knopfes 13 betätigt, .der mit einem über eine Skala 15 einstellbaren Zeiger 14 ver- eher ist. Der Stöpselkontakt kann entweder direkt an eine Leitung angeschlossen oder mit eingelassenen Kontakthülsen 16 versehen sein, so dass er mittelst. eines andern St.öpsel- kontaktes in beliebige Leitungen eingeschal tet werden kann.
Die Verbindung zwischen dem Thermostatschalter, dem Regulierwider stand. den Kontaktstiften .12 und den Kon takthülsen 16 ist der Schaltung nach Fig. 1 vollständig analog. Der Kontakt 7 des Ther- mostatschalters ist also zwischen einer der Kontakthülsen 16 und dem entsprechenden Kontaktstift 12 eingeschaltet, während die andere Kontakthülse ünd der entsprechende Kontaktstift direkt miteinander verbunden sind.
Das Kontaktorgan für den Anschluss des Stromverbrauchapparates an eine Stromquelle kann zum Beispiel auch in .der Form eines zum Einschrauben in eine gewöhnliche Lam penfassung vorgesehenen Schraubenstöpsels oder dergleichen ausgeführt werden, wobei die Kontaktstifte 12 durch entsprechend ge formte Kontakte, wie solche zum Beispiel bei einem Edisonso:ekel vorhanden sind, ersetzt werden.
In gewissen Fällen kann es zweckmässig sein, den thermostatischen Schalter innerhalb eines mit einem indifferenten Gase, wie Was serstoff. Stickstoff, Neon oder dergleichen, gefüllten Behälters anzubringen, wobei der betreffende gasgefüllte Behälter gegebenen falls, und zwar behufs Verminderung -ler Wärmeableitung, seinerseits innerhalb einas andern, evakuierten Behälters angebracht werden kann, oder mit doppelten, durch einen evakuierten Zwischenraum getrennten Wän den versehen sein kann.
Diese Anordnung bietet noch eine weitere Möglichkeit, die Ar beitsfrequenz des Schalters bezw. das Ver hältnis zwischen .den Längen der Unterbre- chungs- und Schliessungsperiode zu beeinflus sen und hat ausserdem den Vorteil, dass der Sehalter infolge der günstigen Einwirkung des indifferenten Gases auf den Unterbre chungsvorgang mit höheren Stromstärken arbeiten kann. Für hohe Stromstärken ist es zweckmässig, einen Kondensator parallel zum Unterbrechungskontakt 7 zu schalten, um Funkenbildung zu unterdrücken.