Schaltungsanordnung zur Regelung der Leistungsaufnahme eines elektrischen Stromverbrauchers. Schaltungsanordnungen zur Regelung der Leistungsaufnahme von elektrischen Strom- v erbratichern, z. B. von durch Elektroden be heizten Dampfkochkesseln, gibt es bereits in den verschiedensten Ausführungen.
Im Ver gleich zu diesen zeichnet sich die erfindungs gemässe Schaltungsanordnung zur Regelung der Leistungsaufnahme eines in mindestens einem Hauptstromkreis liegenden, elektrischen Stromverbrauchers, welche Schaltungsanord nung einen Hilfsstromkreis mit einem durch den Hauptstromkreis beeinflussten, einstell baren, ein Heizelement besitzenden Bimetall- sehalter aufweist, dadurch aus, dass das Heiz- element des Bimetallschalters durch einen von letzterem selbst gesteuerten Hilfsschal ter intermittierend unwirksam gemacht wird.
In der beiliegenden Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der erfindungsgemässen Schaltungsanordnung zur Regelung der Lei stungsaufnahme eines Kochkessels mit Elek- trodenheizung schematisch dargestellt.
Dabei zeigen: Fig.1 eine Anordnung zur Regelung der Leistungsaufnahme eines Kochkessels mit drei Elektroden und Fig. 2 eine Anordnung zur Regelung der Leistungsaufnahme eines Kochkessels mit neun Elektroden.
In Fig.1 ist 1 der Kochgutkessel, 2 der Aussenkessel, der am Boden eine topfartige Vertiefung 3 aufweist, die zur Aufnahme der Elektroden 4 und der Verdampfungsflüssig- keit 5 dient. Die Vertiefung 3 ist mittels einer Rohrleitung mit einem tieferliegenden Gefäss 6 verbunden, das seinerseits wieder durch eine Rohrleitung mit einem auf der Höhe der Ver tiefung befindlichen Behälter 7 zusammen wirkt, wobei der obere Teil dieses Behälters 7 mit einem weiteren, Luft enthaltenden Be hälter 8 verbunden ist, der einen elektrischen Heizkörper 9 zur Erwärmung der Luft auf weist.
Die drei Elektroden können über einen Schalter 18, welcher von Hand ein- und aus geschaltet werden muss, an ein Drehstromnetz RST angeschlossen werden. In der Phase<I>T</I> sind nach dem Schalter 18 ein Handschalter <B>1-7,</B> ein Widerstand 16 sowie parallel zur Serie schaltung 16/17 ein Heizelement 12 eines Bi metallschalters 10-12 vorhanden. Letzterer weist einen Bimetallkörper 10 auf, welcher zusammen mit einem von ihm beeinflussten Kontakt 1.1 einen sogenannten Schnappschal ter bildet. Über das Element 12 ist der Schalter 10-12 durch den Hauptstromkreis RST-18-4 beeinflusst.
Das Heizelement 12 wird durch einen Hilfsschalter 13, dessen Be tätigungsspule in einem Hilfsstromkreis par allel zum Kontakt 1.1 liegt, überbrückt und kann durch diesen Schalter 13 kurzgeschlos sen werden. Der Hilfsstromkreis verläuft über den Heizkörper 9, den Schalter 11 bzw. die Spule 15, einen Kontakt auf dem Schalter 18 und ist an eine Hilfsstromquelle 14 ange schlossen. Die Wirkungsweise der ganzen Anord nung ist folgende Befindet sich der Kessel ausser Betrieb, so gilt Fig. 1, das heisst ist das Bimetallplätt- chen 1.0 gestreckt, der Schalter 11 geschlossen und der Schalter 13 geöffnet. Zum Anheizen wird der Schalter 17 geschlossen.
Nach dem Einschalten des Schalters 18 wird nun das Heizelement 9 Spannung erhalten und die im Behälter 8 befindliche Luft erwärmt, wodurch sie sich ausdehnt und die Flüssigkeit durch den Behälter 7 über 6 in die Vertiefung 3 gedrückt wird und dort steigt. Das Einschal ten der Heizung erfolgt praktisch stromlos. Durch das Steigen des Flüssigkeitsspiegels setzt der Strom im Hauptstromkreis ein und nimmt in einigen Minuten den Höchstwert an. Durch einen Teilstrom der Phase T erwärmt sieh der Widerstand 12, was sich seinerseits auf den Bimetallkörper 10 auswirkt, welcher den Kontakt 11 unterbricht.
Gleichzeitig schliesst sich der Schalter 13, wonach der Wi derstand 12 und das Bimetallheizelement 10 abgekühlt werden und der Heizkörper 9 einen derart verkleinerten Strom erhält, dass die Flüssigkeit im Raum 3 sinkt. Nach Erkaltung des Bimetalles 10 wird der Kontakt 11 wieder geschlossen und infolgedessen das Bimetall 10 wieder erwärmt, wodurch ein intermittierendes Unwirksammachen des Elementes 12 durch den vom Kontakt 11 gesteuerten Hilfsschal ter 13 erreicht wird.
Soll der Kessel nach der Anheizperiode auf eine kleinere elektrische Leitung reguliert werden, z. B. als Dauerfortkochkessel dienen, so wird der Schalter 17 geöffnet. Dadurch wird der Widerstand 16 abgeschaltet, und die Betätigung des Bimetallschalters 10-12 er folgt bei entsprechend kleinerem Hauptstrom. Der Bimetallschalter kann mittels einer be kannten, hier nicht gezeigten Einrichtung be liebig eingestellt werden und damit auch der Dauerfortkochbetrieb.
In Fig.2 ist ein Ausführungsbeispiel mit neun Elektroden dargestellt. Die Elektroden sind zu Gruppen von je drei über einen Hauptschalter 29 an dasselbe Drehstromnetz RST angeschlossen. Im Gegensatz zum Aus- führimgsbeispiel gemäss Fig. 1 ist hier jedoch das Heizelement 12 nicht direkt in den Haupt stromkreis der Elektroden eingeschaltet, son dern über einen Transformator mit allen drei Hauptstromkreisen gekoppelt.
Bei der Anord nung gemäss Fig. 2 sind von den neun Elek troden 4 des Kessels zwei Gruppen von je drei Elektroden über je einen Schalter 21 bzw. 22, die die Schaltspulen 23 bzw. 23a aufweisen, welche von der Hilfsstromquelle gespiesen werden, über den Schalter 29 mit dem Netz verbunden. Die dritte Gruppe der Elektroden ist über den Schalter 29 direkt an die Phasen RST angeschlossen und besitzt sonst keinen separaten Schalter.
In die Phase 7\ jeder Gruppe ist jeweils eine Primärwick lung 24, 25 bzw. 26 eines Transformators 20 geschaltet, während an die Sekundärwicklung 27 dieses Transformators über zwei in Reihe liegende Schalter 19 und 28 das Heizelement 12 angeschlossen ist. Der Hilfsschalter 19 weist die im Hilfsstromkreis liegende Spule 1 5 auf, und der Umschalter 28 ist mit dem im Stromkreis der Schalterspulen 23 und 23a liegenden Schalter 30 mechanisch verbunden. Die beiden Schalter 28 und 30 werden von Hand betätigt. Durch den mit dem Bimetall 10 zusammenarbeitenden Kontakt 11 werden das Heizelement 9 im Behälter 8 sowie die Spule 15 an die Hilfsstromquelle 14 gelegt.
Die Wirkungsweise der Anordnung gemäss Fig.2 ist folgende: Zum Anheizen aus dem kalten Zustand (Ruhelage nach Fig.2) werden der Schalter 29 und der Schalter 28/30 geschlossen; da durch wird die Wicklung 15 erregt, der Schalter 19 geschlossen und der Heizkörper 9 eingeschaltet. Der Schalter 28 befindet sich in Stellung I- (kleinere Sekundärspannung). Der Schalter 30 schliesst ferner den Strom kreis der Magnetspulen 23 und 23a, die die Schalter 21, 22 einlegen.
Wiederum wird jetzt durch die Hauptströme, die im Einschalt moment Null oder noch klein sind, über den Transformator 20 das Heizelement 12 ge speist, während das Heizelement 9 die Luft im Behälter 8 erwärmt iuid die Flüssigkeit 7 über die Gefässe 7_ und 6 in die Vertiefung 3 des Kessels gedrückt wird, wodurch der Spie gel gehoben wird und der Strom in einigen liinuten ein Maximum erreicht.
Je mehr die Ströme in 24-26 steigen, um so grösser wird die Wärmeentwicklung im Element 12, und nach einer vorbestimmten Zeit wird sich der mit dem Bimetall 10 zusammenarbeitende Kontakt 11 öffnen und das Heizelement 9 sowie die Magnetwicklung 15 des Schalters 19 im betreffenden Hilfsstromkreis abschalten. Gleichzeitig mit der Öffnung des Schalters 19 wird der Widerstand 12 abgeschaltet. Es sinkt dann der Flüssigkeitsspiegel im Raum 3. Wenn die Temperatur des Bimetalles 10 so weit gesunken ist, dass der Schalter 11 seine Kontakte wieder schliesst, so erhalten die Teile 9, 15, 12 wieder Strom. Praktisch sind die so auftretenden Schaltintervalle derart klein, dass im Hauptstromkreis der Elektroden nur kleine Stromschwankungen auftreten.
Während bei der Anheizung die Schalter 21 und 22 ständig geschlossen sind, können dieselben, wenn der Kessel unter Dauerfort koclistrom bleiben soll, ausgeschaltet werden. Zu diesem Zweck wird der Schalter 28/30 in Stellung II gebracht, womit der Schalter 30 den Stromkreis der Magnetspulen 23 und 23a unterbricht und die sechs Elektroden links abgeschaltet werden. Die Stromaufnahme der roch durch das Netz gespiesenen drei Elek troden rechts wird dann durch das über die Wicklung 24 des Transformators 20 gespeiste Ileizelement 12 beeinflusst, das heisst durch den Schalter 10-12 gesteuert.
Circuit arrangement for regulating the power consumption of an electrical power consumer. Circuit arrangements for regulating the power consumption of electrical current v vorbar, z. B. be heated by electrodes steam boilers, there are already in various designs.
In comparison to these, the circuit arrangement according to the invention for regulating the power consumption of an electrical power consumer located in at least one main circuit, which circuit arrangement has an auxiliary circuit with an adjustable bimetallic holder with a heating element influenced by the main circuit, is characterized by this that the heating element of the bimetal switch is intermittently rendered ineffective by an auxiliary switch controlled by the latter itself.
In the accompanying drawing, two exemplary embodiments of the circuit arrangement according to the invention for regulating the power consumption of a cooking kettle with electrode heating are shown schematically.
1 shows an arrangement for regulating the power consumption of a cooking vessel with three electrodes and FIG. 2 an arrangement for regulating the power consumption of a cooking vessel with nine electrodes.
In FIG. 1, 1 is the kettle for food, 2 is the outer kettle, which has a pot-like recess 3 on the bottom, which serves to accommodate the electrodes 4 and the evaporation liquid 5. The recess 3 is connected by means of a pipeline to a lower-lying vessel 6, which in turn interacts through a pipeline with a container 7 located at the level of the recess, the upper part of this container 7 with a further container 8 containing air is connected, which has an electric heater 9 for heating the air.
The three electrodes can be connected to a three-phase network RST via a switch 18, which must be switched on and off manually. In the <I> T </I> phase, a manual switch <B> 1-7 </B>, a resistor 16 and, in parallel with the series circuit 16/17, a heating element 12 of a bimetal switch 10-12 are present after the switch 18 . The latter has a bimetal body 10 which, together with a contact 1.1 influenced by it, forms a so-called snap switch. Via element 12, switch 10-12 is influenced by main circuit RST-18-4.
The heating element 12 is bridged by an auxiliary switch 13 whose loading actuation coil is in an auxiliary circuit par allel to contact 1.1 and can be short-circuited by this switch 13. The auxiliary circuit runs through the heater 9, the switch 11 and the coil 15, a contact on the switch 18 and is connected to an auxiliary power source 14 is. The mode of operation of the entire arrangement is as follows. If the boiler is out of operation, FIG. 1 applies, that is, the bimetallic plate 1.0 is stretched, the switch 11 is closed and the switch 13 is open. The switch 17 is closed for heating.
After switching on the switch 18, the heating element 9 voltage is now obtained and the air in the container 8 is heated, whereby it expands and the liquid is pressed through the container 7 via 6 into the recess 3 and rises there. The heating is switched on practically without current. As the liquid level rises, the current starts in the main circuit and reaches its maximum value in a few minutes. The resistor 12 is heated by a partial flow of phase T, which in turn affects the bimetal body 10, which interrupts the contact 11.
At the same time, the switch 13 closes, after which the resistance 12 and the bimetallic heating element 10 are cooled and the heating element 9 receives a current that is so reduced that the liquid in space 3 sinks. After cooling of the bimetal 10, the contact 11 is closed again and consequently the bimetal 10 is heated again, whereby an intermittent ineffectiveness of the element 12 by the auxiliary switch 11 controlled by the contact 11 ter 13 is achieved.
If the boiler is to be regulated to a smaller electrical line after the heating-up period, e.g. B. serve as a continuous boiling kettle, the switch 17 is opened. As a result, the resistor 16 is switched off, and the actuation of the bimetal switch 10-12 it follows with a correspondingly smaller main current. The bimetallic switch can be set arbitrarily by means of a known device, not shown here, and thus also the continuous cooking mode.
In Figure 2, an embodiment with nine electrodes is shown. The electrodes are connected in groups of three via a main switch 29 to the same three-phase network RST. In contrast to the exemplary embodiment according to FIG. 1, however, here the heating element 12 is not switched directly into the main circuit of the electrodes, but is coupled to all three main circuits via a transformer.
In the arrangement according to FIG. 2 of the nine elec trodes 4 of the boiler, two groups of three electrodes each via a switch 21 and 22, which have the switching coils 23 and 23a, which are fed from the auxiliary power source, via the Switch 29 connected to the network. The third group of electrodes is connected directly to the phases RST via switch 29 and otherwise has no separate switch.
In the phase 7 \ of each group a primary winding 24, 25 or 26 of a transformer 20 is connected, while the heating element 12 is connected to the secondary winding 27 of this transformer via two switches 19 and 28 in series. The auxiliary switch 19 has the coil 15 located in the auxiliary circuit, and the changeover switch 28 is mechanically connected to the switch 30 located in the circuit of the switch coils 23 and 23a. The two switches 28 and 30 are operated by hand. The heating element 9 in the container 8 and the coil 15 are connected to the auxiliary power source 14 by the contact 11 cooperating with the bimetal 10.
The mode of operation of the arrangement according to FIG. 2 is as follows: For heating up from the cold state (rest position according to FIG. 2) the switch 29 and the switch 28/30 are closed; because the winding 15 is excited, the switch 19 is closed and the heating element 9 is switched on. The switch 28 is in position I- (smaller secondary voltage). The switch 30 also closes the circuit of the magnet coils 23 and 23a, which the switches 21, 22 insert.
Again, the main currents, which are zero or still small at the switch-on moment, feeds the heating element 12 via the transformer 20, while the heating element 9 heats the air in the container 8 iuid the liquid 7 via the vessels 7_ and 6 into the recess 3 of the boiler is pressed, whereby the mirror is raised and the current reaches a maximum in a few li minutes.
The more the currents in 24-26 increase, the greater the heat development in the element 12, and after a predetermined time the contact 11 cooperating with the bimetal 10 will open and the heating element 9 and the magnet winding 15 of the switch 19 in the relevant auxiliary circuit switch off. At the same time as the switch 19 is opened, the resistor 12 is switched off. The liquid level in space 3 then drops. When the temperature of the bimetal 10 has dropped so far that the switch 11 closes its contacts again, the parts 9, 15, 12 receive electricity again. In practice, the switching intervals that occur in this way are so small that only small current fluctuations occur in the main circuit of the electrodes.
While switches 21 and 22 are constantly closed during heating, they can be switched off if the boiler is to remain koclistrom permanently. For this purpose, the switch 28/30 is brought to position II, whereby the switch 30 interrupts the circuit of the magnetic coils 23 and 23a and the six electrodes on the left are switched off. The power consumption of the three electrodes on the right, which are fed by the network, is then influenced by the electrical element 12 fed via the winding 24 of the transformer 20, that is to say controlled by the switch 10-12.