Aus einem Dreiphasennetz zu speisender elektrischer Speicherofen Die
Erfindung betrifft einen aus einem Dreiphasennetz zu speisenden elektrischen Speicherofen
mit mehreren 11iderstandsheizkörpern, also einen Speicherofen jener bekannten Art,
bei der ein Wärmespeicherkörper über eine gewisse Zeitdauer unter Zuhilfenahme elektrischer
Heizkörper aufgeheizt wird, um dann seine Värme über eine andere Zeitspanne abzugeben.
Die Aufheizung derartiger Öfen erfolgt in der Regel mit billigem Nachtstrom und
die Märmeabgabe tagsüber. Die vorliegende Erfindung bezweckt, mit einem sehr geringen
schaltungstechnischen Aufwand eine besonders feine Regelung der von den Widerstandsheizkörpern
aufgenommenen und in Form von lfärme an die Speicherkörper abgegebenen Energie zu
ermöglichen. Dabei wird davon ausgegangen, daß die Widerstandsheizkörper eine erste
und eine zweite Gruppe bilden, die sowohl je für sich als auch gemeinsam
einschaltbar sind. Erfindungsgemäß kennzeichnet sich der vorliegende Speicherofen
dadurch, daß die Widerstandsheizkörper jeder Gruppe zwischen den drei Leitern des
Netzes ein Dreieck bilden und jedes dieser Dreiecke derart an das Netz anschaltbar
istg daß wahlweise alle drei Widerstandsheizkörper eines Dreiecks unbelastet sind,
oder daß nur einer seiner zwischen zwei Phasen des Netzes liegenden Widerstandskörper
voll belastet istgund gleichzeitig die beiden anderen Widerstandsheizkörper desselben
Dreiecksl in Serie liegendl zu dein voll eingeschalteten Widerstandsheizkörper parallel
eingeschaltet sind? oder daß alle drei Widerstandsheizkörper der Gruppe voll belastet
sind, und wobei ferner die 1.lögliclüceit besteht, diese Schaltzustände der beiden
Gruppen miteinander zu kombinieren. Es ist dabei vorteilhaftt wenn die zwischen
je zwei der drei Leiter des Iletzes geschalteten Widerstandsheizkörper einer
Gruppe unter sich gleiche Größe haben,
d.h. gleiche Leistung entwickeln
können. Es ist ferner zweckmäßig, die Widerstandsheizkörper der ersten Gruppe
mit einer anderen Widerstandsgröße als jene der zweiten Gruppe auszuführen. Nach
einer bevorzugten Ausfährungsform der Erfindung sind die Widerstandsheizkörper so
bemessen, daß bei voller Belastung jeder einzelne Widerstandsheizkörper der zweiten
Gruppe etwa die doppelte Leistung jedes einzelnen Widerstandsheizkörpers der ersten
Gruppe entwickelt. In der Zeichnung ist Fig. 1 das schematische Schaltbild
einer beispielsweisen Ausführungsform der Erfindung; Fig. 2 ist der Schaltplan des
hiefür verwendeten 6-stufigen bzw. 7-taktigen Schalters und Fig. 3 i'st ein
Schaltschemal das veranschaulicht, wie die Widerstände bei den einzelnen Schaltstufen
der betrachteten Ausführungsform eingeschaltet sind. Die Wirkungsweise der in dem
erfindungsgemäßen Speicherofen verwendeten Schaltung sei nun an Hand der genannten
bevorzugten Ausfährungsform. erläutert, bei der sich die Leistungen der beiden Widerstandsgruppen
bei voller Belastung wie 1 : 2 verhalten. Dies wird im allgemeinen durch
entsprechende unterschiedliche Dimensionierung der Widerstandsheizkörper R und RI
erreicht. Dieses Leistungsverhältnis könnte aber auch so verwirklicht werdeng daß
zwar im gesamten Ofen nur eine einzige Widerstandsgröße Verwendung findet, aber
in einer der beiden Gruppen die das Widerstandsdreieck ergebenden Einzelwiderstände
in jedem Schenkel des Dreieckes doppelt, und zwar parallel geschaltety vorhanden
sind. Dieser Fall ist in Fig. 1 gezeichnet. Wie Fig. 1 zeigt, ist
das Drehstromnetz ul v, w mittels des die gesamte Energieversorgung des Ofens beherrschenden
Schalters A in zwei Phasenpaare ule vl, wl und u2, v2t w2 geteilt, an denen
Widerstände Rl, R2p R3 einer ersten Gruppe I bzw. Doppelwiderstände Rll, R'29 R'3
einer zweiten Widerstandsgruppe II je im Dreieck liegend angeschlossen sind.
Der Schalter A erlaubt insgesamt sechs verschiedene Laststufen der Leistungsaufnahme
und eine Ausschaltstellung einzustellent wozu er wahlweise die Verbindungen
11, 129 13, 14, 15, 16 einzeln oder gruppenweise herzustellen
gestattet. Aus dem Schaltplan der Fig. 2 sind sechs Schalterstellungen
1 bis 6 und eine Ausschaltstellung 0 ersichtlichv und es ist
durch Punkte angedeutet, welche der einzelnen Brücken 11 bis 16 in
den einzelnen Schalterstellungen geschlossen sind. In der Stellung 1 ist
der Widerstand Rl voll eingeschaltetpund da der Verbindungspunkt der Widerstände
R2t R3 nicht an Spannung liegti stellt R2 + R3 einen Parallelpfad zu Widerstand
R2 vor- In der Schalterstellung 1 teilt sich deranach
der
zwischen den Phasen ull wl fließende Strom auf die Wege Rl und die Serienschaltung
R2 + R3 auf- Widerstände der Gruppe II sind in der Schalterstellung
1 nicht eingeschaltet. Wenn man annimmt, daß durch den Widerstand Rl der
Strom J fließt, so fließt durch jeden der beiden Widerstände R2 und R3, die
ja jeder die gleiche Größe wie Rl haben, der Strom J/2. Da bei gleichem Widerstand
die Leistung proportional dem Quadrat der Stromstärke ist, bedeutet dies, daß
je-
der der Widerstände R2 und R3 nur 1/4 der Leistung des Widerstandes R,
entwikkelt, so daß die Gesamtleistung bei Schalterstellung 1 das 1,_5-fache
der Leistung eines voll belasteten Einzelwiderstandes beträgt. In Pig.
3 ist die Belastung der Widerstandsheizkörper in den einzelnen Schalterstellungen
1 bis 6 schematisch dargestellt. Die Dreiecksschaltung der Widerstände
ist dabei durch Dreiecke veranschaulicht, wobei die Dreiecke für die Gruppe II größer
gezeichnet sind als jene fUr die Gruppe I, um anzudeuten, daß die Widerstände der
Gruppe II die doppelte Maximalleistung der Widerstände der Gruppe I abgeben können.
An den Ecken der Dreiecke ist durch volle Kreise angedeutet, welche Phase ulg vlv
wl bzwe u2, v2v w2 eingeschaltet ist. Die volle Belastung eines Widerstandes ist
durch eine dicke Dreiecksseitenlinie, die Belastung zu 1/4# wie oben für die Widerstände
R2 und R3 in Schalterstellung 1
dargelegtt durch Linien mittlerer Stärke und
das Ausgeschaltetsein eines Widerstandes durch eine dUnne Linie angedeutet. In der
Schalterstellung 2 sind.die Widerstände Rly R21 R3t je voll eingeschaltet,
Widerstände der Gruppe II hingegen nicht. Die Leistung beträgt das 3-fache der Leistung
eines Einzelwiderstandes. In der Schalterstellung 3 ist von der Gruppe I
der Widerstand R3 ganz eingeschaltetl und dazu parallel liegen die Widerstände R,
+ R2 in Serie geschaltet. Von der Gruppe II ist der Doppelwiderstand Rll
voll eingeschaltet, und dazu parallel liegen die Doppelwiderstände R'2
+ R'3 in Serie geschaltet. Die Leistung beträgt für Gruppe I das 1,5-fachegfür
Gruppe II das 3-fache, zusammen also das 4,5-fache der Leistung eines Einzelwiderstandes.
b -
Ein wesentlicher Gedanke'der Erfindung liegt also darin,
die zwischen die drei Phasen eines Dreileitersystems im Dreieck geschalteten Widerstände
auch so einschalten I zu können, daß einer dieser Widerstände zwischen zwei Phasen
liegt und die beiden anderen Widerstände in Serienschaltung zum erstgenannten Widerstand
parallel liegen. Es bedingt dies zwar eine unsymmetrische Belastung der drei
Phasen# doch spielt dies in einem Dreileiternetz der heute üblichen'Abmessungen
und unterschiedlichen Belastungsarten keine Rolle.-EB ist ersichtlich, daß der Erfindungsgegenstand
weiteren Ausgestaltungen zugänglich ist. So ist beispielsweise die Schaltbräcke
16 des Schalters A entbehrlich, wenn man den mit B bezeichneten Leiter
wegläßt und an seiner Stelle eine Verbindung C zwischen den Phasen wl und w2 vorsieht
und die Schalterstellungen der BrUcke 16 von der BrÜcke 15 mitübernommen
werden. Es wird zwar da= z.B. bei den Schalterstellungen 1 und 2 auch
eine der zur Gruppe II gehörenden Phasen angeschlossen, doch bleibt dies ohne Wirkung#auf
die Gruppe 119 da gleichzeitig keine andere Phase der Gruppe II angeschlossen ist.
Wie gezeigtv ergibt sich durch die beim erfindungsgemäßen Speicherofen verwendete
Schaltung dann eine Teilung nach Sechsteln der Gesamtleistung, wenn sich die Gruppen
I und II hinsichtlich ihrer Leistungen wie 1 : 2 verhalten. Es sind aber
auch andere Leistungsverhältnisse möglichl die dann Unterteilungen nach anderen
Bruchteilen der Gesamtleistung ergeben. Verhalten sich z.B. die Leistungen der Gruppen
I und II wie 2 : 3t so ergeben die dargestellten Schalterstellungen ohne
Stellung 3 Unterteilungen nach ginfteln der Gesamtleistung, während Stellung
3 die Hälfte der Gesamtleistung einschaltet. Hinsichtlich des Aufbaues des
erfindungsgemäßen Speicherofens sind zahlreiche Ausführungsformen möglich. Er kann
z.B. als ortsfester Ofen gestaltet seing wobei der Wärmespeicherkörper in der Regel
mit einer Ummantelung aus Kacheln gegebenenfalls unter Zwischenschaltung einer Isolierschicht
versehen ist. Es ist aber auch möglich, den erfindungsgemäßen Speicherofen als transportfähigen
Ofen auszubildenp wobei dieser dann einen Mantel aus Blech besitzen kann. Bei größer
en'Öfen kann der einem Schenkel der Dreiecksschaltung zugeordnete Heizwiderstand
auch in mehrere Heizkörper unterteilt seinp die an verschiedenen Stellen
im
Ofen angeordnet sein können. Der Schalter A kann am Ofen selbst befestigt
sein, oder er wird, insbesondere bei einem feststehenden Ofeng an der Wand neben
dem Ofen angebracht. Die Wärmeabgabe aus dem Ofen kann entweder vorwiegend durch
Wärmestrahlung oder vorwiegend durch Konvektion oder auch durch beides zugleich
erfolgen. Im Fall der Wärmeabgabe durch Konvektion ist im Ofen ein Luftschacht ausgebildet,
der auch U-förmig sein kann. Durch diesen Schacht streicht die Luft entweder auf
Grund der natürlichen Zirkulation,oder die Luftführung wird durch einen oder mehrere
Ventilatoren oder EUcher hervorgerufen.