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Kochendwüsser-Boreiter mit iunj bei Auftreten eines Dam-pfstromes
Die Erfindung bezieht sich auf einen Xochendwasser-Bereiter mit Kochpunktabschaltung
des Gerätes bei Auftreten eines Dampfstromes.
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Ein Nachteil von Kochendwaswer-Bereitern besteht darin, daß deren
Kochpunktabschaltung nicht unabhän-ig.vo:n Aufstellungsort des Gerätes, bezogen
auf den Meeresspiegel, erfolgt. Bei einem Betrieb von KOChendwa:3ser-Bereitern i:.
unterschiedlichen Höhen muß auch eine entsprechend unterschiedliche Justierung für
die Kochpunktabschaltung erfolgen.
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Dies ist praktisch nur äußerst schwierig durchführbar, da beim Hersteller
der Geräte nicht bekannt ist, welcher Aufstellungsort für die Geräte infrage kommt.
Ebenso nachteilig ist es,
eine Justierung der Kochpunktabschaltung
des betriebsfertigen Gerätes erst am Aufstellungsort durchzuführen.
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Bei einem weiteren vorgeschlagenen KOchendllisser-Bereiter
(Patentaruneldung L 58 506 IXb, 42 qu) mit Kochpunktabschaltung
ist für die Kochpunkterfassung im Dampfstrom eia PTC-Widerstand
angeordnet. Bei Erhitzung einer großen Vassermenge (5 1) wird eine
längere Anheizzeit benötigt und entsprechend erwärmt sich auch das
Gerät selber. Der PTC-Yiderstand zur Kochpunkterfassung wird dadurch ebenfalls
entsprechend auf-
geheizt und in seinem Arbeitspunkt verschoben.
Diese Tempe-
ratur kann den Widerstandswert des PTC-Viderstandes
so weit vergrößern, daß eine Abschaltung des Gerätes bereits vor
Erreichung
des Kochpunktes erfolgt.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde,
einen
Kochendwasser-Bereiter mit einer Kochpunktabschaltung zu
schaffen, die unabhängig von der Höhe des Aufstellungsortes des Gerätes
über denn Meeresspiegel und weitgehend unabhängig von der Eigentemperatur
des Gerätes ist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß
ein
einseitig vom Dampfstrom beeinflußter, Temperaturfühler
auf-
weisender Wärmeleitstab vorgesehen ist, den bei Auftreten
von
Dampf ein Wäi..iestrom durchfließt, der an den Temperaturfühlern
zu einer die Abschaltung des Gerätes herbeiführenden Temperaturdifferenz
führt. Einer weiteren Ausbildung ent-
sprechend sind die Temperaturfühler
Halbleiterelemente
(z.B. NTC-Widerstände), welche aneinanderliegende
Zweige einer
Brückenschaltungshälfte bilden, während die andere Brücken-
hälfte
durch Festwiderstände gebildet ist und daß sich die
bei Einsetzen der
Dampfentwicklung auftretende Widerstands-
differenz in der Meßdiagonaien
der Brückenschaltung als Spannungsimpuls abbildet, der durch
geeignete Schaltglieder die
Abschaltung des Gerätes bewirkt. Zweckmäßig
ist jeder Thermofühler in Reihe mit je einer Wicklung eines umpolarisierten
Relais geschaltet, weiches den Heizkreisschalter beeinflußt.
Die
Erfindung wird nachstehend anhand von in der Zeichnung schematisch dargestellten
Ausführungsbeispielen näher er-
läutert.
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Es zeigen:
Fig.1 die konstruktive Ausbildung
des Wärmeleitstabes mit zwei
Thermofühlern, Fig.2 eine elektrische
Schaltung der beiden Fühler,
Fig.3 eine weitere elektrische Schaltung,
wobei die Fühler
aneinanderliegende Zweige einer Brückenschaltung
sind,
Fig.4 eine weitere elektrische Schaltung mit zwei Fühlern und
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einem urpolarisierten Relais als Schaltglied,
Fig.5 eine konstruktive
Ausbildung des Wärmeleitstabes mit
zwei Bimetallen.
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Die erfindungsgemäße Ausbildung ist mit einer elektrischen
Laufzeitkette
vergleichbar. Die Front des sich längs dos Stabes ausbreitenden Wärmestromes
wird durch einen Temperatursprang gebildet, der zwei in Längsrichtung
des Stabes
gegeneinander versetzte Temperaturfühler (Temperatur-Widerstandswandler)
zu verschiedenen Zeitpunkten (Laufzeit)
erreicht. Beide Temperaturfühler
weisen gleiche Eigenschaf-
ten auf, so daß sie bei Auftreten von Dampf
impulsförmig voneinander verschiedene Ausgangsgrößen l.efern. .
Dieses Prinzip der Kochpunkterfassung bleibt von Absolut-
werten
der Dampftemperatur und der herrschender: Umgebungs-
temperatur unabhängig,
solange beide nicht von gleicher Größe sind:
In der Fig.i
sind nur die Konstruktionselemente des Kochend-
wasser-Bereiters
dargestellt, welche für das Verständnis der
Erfindung notwendig sind.
Mit 1 ist die Heizplatte des Kochendwasser-Bereiters angedeutet und mit
2 der Wasserbehälter, wel-
cher bis zu 5 1 fassen kann. Das Abdampfrohr
ist mit 3 be-
zeichnet. Dieses Abdampfrohr und weitere nicht dargestellte
Armaturen
sind teilweise bzw. vollkommen von einer Haube 4
abgedeckt.
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Gemäß der Erfindung ist im Abdampfrohr 3 ein
Wäraeleitstab 6
mit Thermofühlern 7, 8 angeordnet,
der vom durch den Pfeil
angedeuteten Dampfstrom beeinflußt wird.
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Die Thermofühler 7, 8 sind vorzugsweise NU-Widerstände
mit gleicher Charakteristik. Die Kennlinie dieser Widerstände
hat keinen ausgeprägten Knick, wie dies beispielsweise bei
PTC-Widerständen
der Fall ist. Die Halbleiter 7, 8-liegen bei dieser.Ausbildung
dicht aneinander und zwischen diesen
liegt beispielsweise
ein Kupferblech 9 als Anschlußelektrode. An den anderen Seiten der
Halbleiter 7, 8 sind ebenfalls
Anachlußelektroden 10, 11 angeordnet. Der
Wärmeleitstab 6
kann zweckmäßig aus einem geeigneten Kunststoff
12 bestehen,
in welchen die Halbleiter 7, 8 eingebettet sind.
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Fig.2 zeigt die elektrische Schaltung der Halbleiter 7, B.
,Die
Reihenschaltung der Halbleiter 7, 8-nrnöge an einer durch +
'
und - angedeuteten Gleichspannung liegen. Wird über 7 die
auftretende Spannung u1 gemessen, dann wird sich diese so
lange
nicht ändern, solange auch die Temperatur an den Orten
der Thermofühler
7 und 8 nicht voneinander verschieden ist.
Eine Aufheizung
des Wärmeleitstabes 6 durch die Eigenwärme des Gerätes beeinflußt
beide Halbleiter gleichermaßen und
hat damit keinen Einfluß auf die Spannung
ui. Die Spannung u1 ändert sich erst dann, wenn an den Orten der
Thermofühler 7,
8 unterschiedliche Temperaturen auftreten. Dies ist
jedoch nur der Fall, wenn Dampf durch das Abdampfrohr 3 strömt.
Der
Thermofühler 7 wird im Moment des Auftretens von Dampf wärmer
als der Thernofühler 8 und damit tritt über dem Thermofühler
7
eine gegenüber den vorhergehenden Zustand verschiedene Spannung ui
auf, die jedoch nur so lange vorhanden ist, bis auch der
Thermofühler'8
die Dampftemperatur angenommen hat. 8s ent-
steht also ein Spannungsimpuls,
der zur Abschaltung herange-
zogen wird. Sobald der Dampf aufhört,
kühlt sich der Wärmeleitstab wegen seiner thermischen Zeitkonstante sehr
schnell
auf die Geräte-Eigentemperatur ab. Da diese Abkühlung
auf
beide Halbleiter 7, 8 gleichmäßig wirkt,
tritt auch keine Änderung der Spannung a1 auf.
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Die Fig.3.zeigt ein Ausführungsbeispiel unter
Anwendung einer Brückenschaltung 17. Eine Brückenhälfte
besteht aus
zwei Festwiderständen 13, 14 und die andere Brückenhälfte
, aus den in Reihe geschalteten Thermofühlern 7, B. Die Brückenschaltung
17 wird über die Leitungen 15, 16 von einer nicht weiter dargestellten
Quelle gespeist. In der Meßdiagonale 9,
18 sind Schaltmittel 19
angeordnet, welche den nicht weiter
dargestellten Heizkreisschalter
des Kochendwasser-Bereiters beeinflussen.
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Solange kein Dampf durch das Abdampfrohr 3 nach der
Fig.1 strömt, haben die Thermofühler 7, 8 gleiche Temperatur, und
damit
ist die Spannung über der Brückendiagonale 9, 18 der
Brückenschaltung
nach der Fig.3 Null Volt. Strömt Dampf durch das Abdampfrohr
3 nach der Fig.i, so wird dadurch der Thermofühler 7 wärmer als
der Thermofühler 8 und an der Brücken-
diagonale 9, 18 nach der
Fig.3 tritt eine Spannung auf, welche
die Schaltmittel 19 beeinflußt,
die wiederum auf den Heizkreisschalter des Kochendwasser-Bereiters
einwirken. Das Gerät
schaltet ab. Das Gerät ist sofort nach Aufhören des
Dampf-
stromes wieder einschaltbereit, da die Halbleiter 7, 8 mit
Aufhören des Dampfstromes wieder gleiche Temperatur annehmen und die Spannung
über der Brückendiagonale Null Volt ist.
Die FigA
zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei welches ein
unpolarisiertes
Relais 20 mit zwei Wicklungen 21, 22 verwendet wird. Der Thers6fühler
7 ist über einen Vorwiderstand 23 und eine Diode 23 mit der
Wicklung 22 den Relais 20 in Reihe
geschaltet, während der Thermofühler
8 über einen Vorwl.derstand 26 und eine Diode 24 mit
der Wicklung 21 den Relais in
Reihe geschaltet ist. Der Heizkreiswiderstand
den Kochend-
. wasser-Bereiters ist mit 29 angedeutet und
der bistabile
Heizkreisschalter mit 30. Dieser wird, wie
mit 33 angedeutit, vom Relais 20 beeinflußt. Hit 31, 32 ist
eine nicht weiter dargestellte Speisequelle (Netz) angedeutet.
Der Schalter 30
wird durch einen Druckknopf eingeschaltet.
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Die Wicklungen 21, 22 den Relais 20 werden, solange die
Ther*ofühlen 7, 8 gleiche Temperatur haben, gegensinnig erregt und
das
Relais 20 spricht nicht an. Tritt jedoch ein Temperaturunterschied
an den ThersofUhlern 7, 8 auf (hervorgerufen durch den DampfstroaT,
dann ergibt sich auch ein Unterschied in den bisher
gleichen Strömen der Wicklungen 21, 22 und das
Relais
20 spricht an. Der vorher geschlossene Heizkreisschalter 30 (durch
34) wird geöffnet und den Gerät ist damit abge-
schaltet. Der
Dampfstrom hört auf, die Thermottihler 7, 8
nehaen gleiche Temperatur
an und das Gerät ist wieder ein-
schaltbereit.
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Fig.s zeigt einen Wärseleitstab 6 in vergrößerter Darstellung
mit zwei auf dieser angeordneten Bimetallen 7, B. bei Auttreten
von
Dampf werden sich die.freien ""nden der Bimetalle ?, 8
kurzzeitig
verschieden weit aufbiegen. Diese Lagedifferenz
wirkt auf nicht weiter
dargestellte mechanische Mittel, die
wiederum den Heizkreis des Gerätes
beeinflussen.