DE3113545A1

DE3113545A1 - Safety thermostat for heaters

Info

Publication number: DE3113545A1
Application number: DE19813113545
Authority: DE
Inventors: Hans Dipl.-Phys. Dr. 8013 Haar Meixner
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1981-04-03
Filing date: 1981-04-03
Publication date: 1982-10-21

Abstract

A safety thermostat, which is provided for an apparatus (31, 41) (such as a water heater, hot-air fan or the like) which is heated by a resistance-wire heater (3), which safety thermostat is connected in series with the heater (3), consists of a ceramic PTC thermistor element (2) which is dimensioned within narrow limits, and acts as protection against boiling dry or overheating. <IMAGE>

Description

Sicherheitathermostat fAr Heizer.Safety thermostat for heaters.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Sicherheitsthermostat für Heizer nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The present invention relates to a safety thermostat for heaters according to the preamble of claim 1.

Es sind Warmwasserbereiter, Boiler, Speicher, Waschmaschinen, Geschirrspüler bekannt, deren Wassertemperatur mit Hilfe eines Thermostates einstellbar ist. F'Ur die Einstellung kann ein außen angebrachter Drehknopf oder eine Steuerschaltung oder im Innern des Gerätes eine Einstellung, beispielsweise mittels eines Schraubendrehers, vorgesehen sein. Diese einstellbaren Thermostaten sind im allgemeinen Bimetall-Elemente mit galvanischen Kontakten. Bei solchen Kontakt-Thermostaten besteht aber die Gefahr, daß die Kontakte durch Lichtbogen zusammenschweißen und/oder daß die Schnappmechanik des Schalterteils des Thermostaten versagt und somit der Warmwasserbereiter fortlaufend aufgeheizt wird, bis der drahtgewickelte Heizkörper trockengeht und durchbrennt. Große Gefahr bringt dabei der Zustand mit sich, daß bereits ein wesentlicher Anteil des im Warmwasserbereiter vorhandenen Wassers verdampft und aus dem Gerät entwichen ist, und dann plötzlich kaltes Wasser neu einfließt, mit dem Ergebnis, daß die momentane Verdampfung dieses neu zugeführten Wassers an dem glühenden Heizkörper zu einer explosionsartigen Dampfentwicklung führt.There are water heaters, boilers, storage tanks, washing machines, dishwashers known, the water temperature of which is adjustable with the help of a thermostat. For the setting can be an externally mounted rotary knob or a control circuit or a setting inside the device, for example using a screwdriver, be provided. These adjustable thermostats are generally bimetal elements with galvanic contacts. With such contact thermostats, however, there is a risk of that the contacts are welded together by means of an arc and / or that the snap mechanism of the switch part of the thermostat fails and thus the water heater continues is heated until the wire-wound radiator goes dry and burns through. The condition that already a substantial proportion brings with it great danger of the water present in the water heater evaporates and escapes from the device is, and then suddenly cold water flows in again, with the result that the momentary Evaporation of this newly supplied water on the glowing radiator to a leads to explosive vapor development.

Für Warmwasserbereiter u. dergl. mit insbesondere einstellbarer Temperatur ist daher zu empfehlen, einen Sicherheitsthermostaten als Trockengehschutz zusätzlich vorzusehen, der bei Erreichen einer maximal zulässigen Temperatur, z.B. der oberen Grenze des Regelbereiches des einstellbaren Thermostaten, das Gerät außer Funktion setzt.For water heaters and the like with adjustable temperature in particular it is therefore recommended to use a safety thermostat to protect it from boiling dry to provide when a maximum permissible temperature is reached, e.g. the upper limit of the Control range of the adjustable thermostat, which puts the device inoperative.

Ein ähnliches Problem stellt sich auch für Heizlüfter, die bei Ausfall der Luftzirkulation, z.B. weil sie mit einem Tuch oder dergleichen bedeckt worden sind, eine potentielle Brandquelle bilden.A similar problem arises for fan heaters that fail the air circulation, e.g. because they have been covered with a cloth or the like are a potential source of fire.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, für einen solchen, insbesondere zusätzlich vorzusehenden Sicherheitsthermostaten einen Aufbau anzugeben, der technisch wenig aufwendig ist, andererseits aber hohe Sicherheit für tatsächliches Abschalten aufweist und insbesondere nach erfolgtem einmaligen Abschalten das Wiederinbetriebgehen bzw. Wiederinbetriebsetzen des Gerätes nur unter Durchführung einer bestimmten Maßnahme zuläßt, wobei diese Maßnahme in einfacher Weise durchführbar sein muß.It is an object of the present invention, for such, in particular, specify the structure of the additional safety thermostats to be provided, which is technically not very complex, but on the other hand high security for actual things Has shutdown and in particular after a single shutdown has taken place again or restarting the device only when a certain measure is taken allows, it must be possible to carry out this measure in a simple manner.

Diese Aufgabe wird für einen Sicherheitsthermostat für Heizer nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 mit den Mitteln des Kennzeichens des Patentanspruchs 1 gelöst.This task is according to a safety thermostat for heaters the preamble of claim 1 with the means of the characterizing part of the claim 1 solved.

Bei der Erfindung wird ein an sich bekanntes keramisches Kaltleiterelement in aufgabenspezifischer Anpassung verwendet, wie es in seiner Art für elektrische Motore zur Strombegrenzung bei zu starker Belastung oder Blockierung des Motors eingesetzt wird. Das Ealtleiterelement wird erfindungsgemäß als Sicherheitsthermostat in Reihe mit dem Heizer des Gerätes geschaltet. Die Funktion dieses Kaltleiterelementes als Thermostat ist diejenige, daß mit Anstieg der Temperatur des Kaltleiterelementes - bei der Erfindung jedoch konstant bleibendem Widerstand bzw. konstanter Stromaufnahme des Heizers - sein elektrischer Widerstand um mehrere Größenordnungen ansteigt. Der durch Heizer und Kaltleiter fließende elektrische Strom wird auf einen solchen Wert herabgesetzt, bei dem der Heizer des Heizgerätes keine nennenswerte elektrische Leistung mehr abgibt. Das Kaltleiterelement ist in dem Gerät, z.B. Warmwasserbereiter, an einer solchen - vom Heizer entfernten - Stelle eingebaut, an der sich bei zunehmender Erhitzung, d.h. bei Trockengehen des Gerätes, ein Absenken des Wasserspiegels im Gerät zuerst bemerkbar macht. Dieses Ealtleiterelement ist z.3. im Kopf des Behälters angeordnet.A ceramic PTC thermistor element known per se is used in the invention used in task customization as it is in its kind for electrical Motors to limit the current in the event of excessive load or blocking of the motor is used. According to the invention, the Ealtleiterelement is used as a safety thermostat connected in series with the heater of the device. The function of this PTC thermistor element as a thermostat is the one that increases with the temperature of the PTC thermistor element - with the invention, however, constant resistance or constant current consumption of the heater - its electrical resistance increases by several orders of magnitude. The electric current flowing through the heater and PTC thermistor is applied to one of these Reduced value at which the heater of the heater does not have any significant electrical Gives more power. The PTC thermistor element is in the device, e.g. water heater, Installed at such a point - away from the heater - at which, with increasing Heating, i.e. when the device goes dry, a lowering of the water level in the Device notices first. This Ealtleiterelement is z.3. in the head of the container arranged.

Eine erste Ausführungsform der Erfindung ist diejenige, bei der bei wiederaufgefülltem Warmwasserbereiter die normale Heizfunktion von allein wieder einsetzt, d.h.A first embodiment of the invention is that in which at refilled water heater the normal heating function again by itself starts, i.e.

auf Grund der spezifischen Dimensionierung des Kaltleiterelementes kann die vorherige Funktion des Heizers von allein (bei unverändert anliegender Betriebsspannung) wieder einsetzen.due to the specific dimensioning of the PTC thermistor element the previous function of the heater can be performed by itself (if the existing Operating voltage) again.

Ein zusätzlicher Gedanke der Erfindung ist, das Kaltleiterelement andererseits so zu dimensionieren, daß es nach erfolgtem Ansprechen seine Funktion der Abregelung des vorangehend fließenden Betriebs-Heizstromes weiter beibehält, d.h. dauernd den nunmehr durch den Heizer fließenden elektrischen Strom auf einem abgeregelten niedrigen Wert hält. Bei diesem niedrigen Reststrom erfolgt sogar eine Abkühlung des Gerätes. Bei an sich bekannten Sicherheitsthermostaten kann dies zwar auch vorgesehen sein, Jedoch müssen diese Thermostaten dann solche galvanischen Kontakte haben, die gesperrt werden müssen. Diese Kontakte und Sperren sollen aber aufgabengemäß bei dem Sicherheitsthermostaten der Erfin- dung vermieden sein.An additional idea of the invention is the PTC thermistor element on the other hand, to be dimensioned in such a way that it functions after it has responded the curtailment of the previously flowing operating heating current continues, i.e. continuously the electric current now flowing through the heater on one holds regulated low value. At this low residual current, there is even a Cooling down of the device. In the case of safety thermostats known per se, this can be true also be provided, but these thermostats must then be galvanic Have contacts that need to be blocked. These contacts and locks should, however according to the task at the safety thermostat of the invention dung avoided be.

Bei dieser zweiten Ausführungsform der Erfindung ist durch die Bemessung des Kaltleiterelementes erreicht, daß dieses mit dem abgeregelten Strom eine solche Eigenerwärmung erfährt, daß die im Kaltleiterelement erzeugte Joule'sche Wärme das Kaltleiterelement auf im wesentlichen demjenigen Zustand hält, der zum Zeitpunkt der Auslösung der Sicherheitsfunktion vorlag. Das Kaltleiterelement hält sich somit dann selbst auf einer Temperatur, die dem Abschaltzustand entspricht.In this second embodiment of the invention, by design of the PTC thermistor element achieved that this with the regulated current is such Self-heating experiences that the Joule heat generated in the PTC thermistor element PTC thermistor element on essentially the state that holds at the time the triggering of the safety function occurred. The PTC thermistor element thus holds then even at a temperature that corresponds to the switch-off state.

In ganz einfacher Weise kann ein Gerät mit erfindungsgemäßem Sicherheitsthermostaten dieser Ausführung wieder in Betrieb genommen werden, nämlich indem wenigstens kurzzeitig die angelegte elektrische Spannung unterbrochen wird, womit eine Abkühlung des bis dahin noch sich selbst aufheizenden Kaltleiterelementes einsetzt. Eine Zeit von z.B. 0,5 bis 2 min reicht aus, um das Kaltleiterelement soweit abkühlen zu lassen, daß es wieder einen Widerstandswert annimmt, der dem Ausgangszustand entspricht und der bei Wiedereinschalten den ursprünglichen Betriebs-Heizstrom für den Heizer des Gerätes fließen läßt. Es besteht mit der Erfindung somit Gelegenheit, das nach Ansprechen des Sicherheitsthermostaten zunächst für unbegrenzte Zeit praktisch außer Betrieb gesetzte Gerät vor Wiederinbetriebnahme (durch erneutes Anlegen der Betriebsspannung) erst einmal auf Fehler hinzu überprüfen.In a very simple way, a device with a safety thermostat according to the invention this version can be put back into operation, namely by at least briefly the applied electrical voltage is interrupted, whereby a cooling of the bis then still self-heating PTC thermistor element uses. A time of e.g. 0.5 to 2 minutes is sufficient to allow the PTC thermistor element to cool down enough that it assumes a resistance value which corresponds to the initial state and the original operating heating current for the heater when it is switched on again of the device lets flow. With the invention, there is thus the opportunity to follow Response of the safety thermostat initially for an unlimited time practically except Device put into operation before restarting (by applying the operating voltage again) first check for errors.

Das erfindungsgemäße Arbeiten des Trockengehschutzes bzw. Uberhitzungsschutzes nach der Lehre der vorliegenden Erfindung beruht auch darauf, daß ein direkter oder unmittelbarer Wärmekontakt zwischen dem erfindungsgemäß vorgesehenen und erfindungsgemäß bemessenen Kaltleiterelement und dem eigentlichen Heizer des Heizgerätes wenigstens soweit vermieden ist, daß das Kaltleiter- element praktisch ausschließlich auf seine durch Stromdurchfluß sich ergebende Eigenerwärmung und auf seine jeweilige Möglichkeit, diese seibsterzeugte Wärmemenge abzuführen, anspricht. Erhebliche Veränderung der Abfuhr der Eigenerwärmung des Kaltleiterelementes liegt z.B. dann vor, wenn das zuvor noch im Wasser (des Warmwasserbereiters) oder im Strom der bewegten Luft (im Heizlüfter vor dem Heizer desselben) befindliche erfindungsgemäß vorgesehene und bemessene Kaltleiterelement sich (wegen Absenken des Wasserspiegels oder Aussetzen der Luftströmung) nicht mehr durch das Wasser bzw. die strömende Luft gekühlt wird. Dabei ist es relativ zweitrangig, ob beispielsweise das Wasser bis zum Eintreten dieses Zustandes auf mehr oder weniger hohe Temperatur aufgeheizt war. Die Erfindung ist in einem Warmwasserbereiter nicht nur beim Auskochen, sondern außerdem auch für den Fall wirksam, daß z.B. bei Installationsmaßnahmen der Warmwasserbereiter geleert worden ist, Jedoch vergessen worden ist, die im Regelfall über ferngesteuerte Rundsteueranlage ein- und ausgeschaltete Heizung des Warmwasserbereiters absuklemmen (die ilnn abends automatisch wieder eingeschaltet wird, unabhängig vom Wasserstand im Gerät).The inventive work of the dry run protection or overheating protection according to the teaching of the present invention is based on the fact that a direct or direct thermal contact between the inventively provided and inventively sized PTC thermistor element and the actual heater of the heater at least as far as it is avoided that the PTC thermistor element practically exclusively on its self-heating resulting from the flow of current and on its respective Possibility to dissipate this self-generated amount of heat, responds. Significant change The self-heating of the PTC thermistor element is dissipated, for example, if that beforehand in the water (of the water heater) or in the flow of moving air (same in the fan heater in front of the heater) provided according to the invention and rated PTC thermistor element (due to lowering of the water level or exposure the air flow) is no longer cooled by the water or the flowing air. It is relatively secondary whether, for example, the water until it enters this state was heated to a more or less high temperature. The invention is in a water heater not only when it is boiled, but also when it is boiled effective in the event that the water heater, for example, is being installed Has been emptied, however has been forgotten, usually via remote-controlled Disconnect the ripple control system switched on and off heating of the water heater (which is automatically switched on again in the evening, regardless of the water level in the device).

Weitere Erläuterungen der Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung zu den beigefügten Figuren hervor.Further explanations of the invention can be found in the following description to the attached figures.

Fig. 1 zeigt ein Diagramm, das sowohl zur Erläuterung als auch zur praktischen Verwendung zur erfindungsgemäß wichtigen Bemessung des in Reihe mit dem Heizer zu schaltenden Kaltleiterelementes dient.Fig. 1 shows a diagram, both for explanation and for practical use for the inventively important dimensioning in series with the heater to be switched PTC thermistor element is used.

Fig.2 zeigt eine Kaltleiter-Kennlinie.Fig. 2 shows a PTC thermistor characteristic.

Fig.3 zeigt eine erste Ausführungsform eines erftndungsgemäß ausgerüsteten Warmwasserbereiters.3 shows a first embodiment of a device equipped according to the invention Water heater.

Fig.4 zeigt eine Ausführungsform eines erfindungsgemäß ausgerüsteten Heizlüfters.4 shows an embodiment of a device equipped according to the invention Fan heater.

Fig.1 zeigt in doppellogarithmischem Maßstab zu der angegebenen Schaltung mit dem Kaltleiterelement 2 und dem Heizer 3 des Gerätes das der Bemessung dienende Diagramm, und zwar mit der am Kaltleiterelement 2 anliegenden Spannung UFrguf der Abszisse und auf dem für Kaltleiterelement 2 und Heizer 3 fließenden Strom I als Ordinate. Es ist hier der Fall einer Netzspannung 220 Volt vorgesehen.1 shows the circuit indicated on a double logarithmic scale with the PTC thermistor element 2 and the heater 3 of the device that is used for dimensioning Diagram, with the voltage UFrguf applied to the PTC thermistor element 2 Abscissa and on the current I flowing for PTC element 2 and heater 3 as Ordinate. A mains voltage of 220 volts is provided here.

Für andere Betriebsspannungen ergeben sich lediglich ähnlich transformierte Diagramme. Zur Erläuterung des Widerstandsverhaltens eines Kaltleiterelementes zeigt die Fig.2 auf der Ordinate den spezifischen Widerstand y eines Kaltleitermaterials, aufgetragen über der Temperatur als Abszisse. Der temperaturabhängig niedrigste spezifische Widerstand liegt bei einem Temperaturwert nahe der Curie-Temperatur T C vor. Unterhalb dieses Temperaturwertes liegt, wie ersichtlich, praktisch konstanter spezifischer Widerstand vor, während von der Curie-Temperatur ab zu höheren Temperaturen hin exponentieller Anstieg des spezifischen Widerstandes vorliegt. Solange der durch das Kaltleiterelement 2 hindurch fließende elektrische Strom und die Wärmeableitung aus dem Kaltleiterelement (an die Umgebung) derart sind, daß im Kaltleiterelement die Curie-Temperatur TC nicht überschritten wird, hat das Kaltleiterelement 2 den relativ niedrigen elektrischen Widerstand und stellt einen nur geringfügigen Vorwiderstand für den eigentlichen Heizer 3 dar.For other operating voltages there are only similarly transformed Diagrams. To explain the resistance behavior of a PTC thermistor element FIG. 2 shows the specific resistance y of a PTC thermistor material on the ordinate, plotted against the temperature as the abscissa. The lowest depending on the temperature specific resistance is at a temperature value close to the Curie temperature T C before. As can be seen, it is practically more constant below this temperature value specific resistance before, while from the Curie temperature down to higher temperatures there is an exponential increase in the specific resistance. As long as that through the PTC thermistor element 2 flowing through electrical current and the heat dissipation from the PTC thermistor element (to the environment) are such that in the PTC thermistor element the Curie temperature TC is not exceeded, the PTC thermistor element 2 has the relatively low electrical resistance and only provides a slight series resistance for the actual heater 3.

In dem Diagramm der Fig.1 entspricht dem Widerstandsbereich bis zur Curie-Temperatur TC der mit 1 bezeichnete Kurvenanteil, der von einem nicht weiter wichtigen und nicht mehr definierten U/I-Anfangswert 11 bis zu jeweils den hervorgehobenen Punkten 12 bis 16 reicht, wobei diese Punkte bereits auf Abzweigungen aus dem Kurvenanteil 1 liegen. Bei den U/I-Werten der Punkte 12 bis 16 ist die Differenz der im Kaltleiterelement 2 erzeugten elektrischen Wårmikistung und der von diesem gleichzeitig durch Wärmeleitung an die Umgebung abgeführten Wärmeleistung derart groß, daß das Kaltleiterelement 2 sich bis auf die Curie-Temperatur TC, d.h. bis zu dem Zustand aufgeheizt hat, von dem ab bei noch größer werdender Differenz = (erzeugte Wärmeleistung - abgeführter Wärmeleistung) der spezifische Widerstand des Ealtleitermaterials und damit der Widerstand des Kaltleiterelementes 2 stark anzusteigen beginnt, und schließlich hohe Widerstandswerte erreicht. Diese Punkte 12 bis 16 können entweder experimentell oder auch rechnerisch ermittelt werden, nämlich unter Zugrundelegung der bei den gegebenen Strom- und Spannungswerten im Element 2 erzeugten Joule'schen Wärme und der aus dem Wärmewiderstand 4 sich für das Plättchen oder die Scheibe des Kaltleiterelements 2 ergebenden Wärmeableitung an das jeweils umgebende Medium. Für den Punkt 12 ist das umgebende Medium (kaltes) Wasser mit 20°C. Für den Punkt 13 ist dies (bereits) auf 900C aufgeheiztes Wasser, wobei für beide Fälle das zugrunde gelegte Kaltleiterelement 2 eine Curie-Temperatur TC von 125 0C hat. Die Punkte 15 und 16 gelten ebenfalls für Wasser von 200C bzw. 900C, jedoch für ein Kaltleiterelement mit TC = 2200C. Der Punkt 14 gilt schließlich für ein Kaltleiterelement 2 in Luft, wobei die Werte für TC = 12OOC und TC = 2200C in der Darstellung praktisch zusammenfallen.In the diagram of FIG. 1, the resistance range corresponds to Curie temperature TC denoted by 1 Curve portion that is from a U / I initial value 11 that is no longer important and is no longer defined up to each of the highlighted points 12 to 16 is enough, these points already lie on branches from curve part 1. With the U / I values of points 12 to 16 is the difference in the electrical heat output generated in the PTC thermistor element 2 and the thermal power dissipated from it at the same time through thermal conduction to the environment so large that the PTC thermistor element 2 extends up to the Curie temperature TC, i. until it has heated up to the state from which the difference becomes even greater = (generated heat output - dissipated heat output) the specific resistance of the Ealtleitermaterials and thus the resistance of the PTC element 2 strong begins to rise and eventually reaches high resistance values. These points 12 to 16 can be determined either experimentally or by calculation, namely on the basis of the given current and voltage values im Element 2 generated Joule heat and that from the thermal resistance 4 for the plate or the disk of the PTC thermistor element 2 resulting in heat dissipation to the respective surrounding medium. For point 12 the surrounding medium (cold) is Water at 20 ° C. For point 13 this is water (already) heated to 900C, wherein the PTC element 2 used as a basis has a Curie temperature for both cases TC of 125 0C. Points 15 and 16 also apply to water at 200C resp. 900C, but for a PTC thermistor element with TC = 2200C. Point 14 finally applies for a PTC thermistor element 2 in air, where the values for TC = 12OOC and TC = 2200C practically coincide in the representation.

Mit 10 ist die Arbeitsgerade der Serienschaltung von Kaltleiterelement 2 und Heizer 3 wiedergegeben. In der doppellogarithmischen Darstellung ist diese eine wie angegebene, zu einer +450-Winkelhalbierenden 10' (praktisch) spiegelsymmetrische Kurve. Diese Kurve ergibt sich aus der Gleichung 220 Volt -U log Volt log , (1) RH worin RH der Betriebswiderstand des Heizers ist und UpTc der temperaturabhängige Spannungsab* X Kaltleiterelement 2 ist. Die im Diagramm der Fig.1 angegebene Kurve 10 bezieht sich auf ein galtleitermaterial mit bevorzugtem spezifischen elektrischen Widerstand von 30 Ohm-cm.With 10 is the working line of the series connection of PTC thermistor element 2 and heater 3 shown. In the double logarithmic representation is this one as stated, to a + 450 bisector 10 '(practical) mirror symmetric curve. This curve results from the equation 220 volts -U log volts log, (1) RH where RH is the on-resistance of the heater and UpTc is the temperature-dependent voltage drop * X PTC element 2 is. The ones in the diagram of the Fig. 1 indicated curve 10 relates to a sliding conductor material with preferred electrical resistivity of 30 ohm-cm.

Die Arbeitskennlinie 10 (in linear-linearer Darstellung eine Gerade) interessiert zwischen den beiden Punkten 21 und 22, nämlich zwischen ihrem Schnittpunkt 21 mit dem Kurvenanteil 1 des Kaltleiterelementes 2 und ihrem Schnittpunkt 22 mit einer noch näher zu beschreibenden Geraden 4. Für Spannungen UPTC kleiner als es dem Punkt 21 entspricht, geht die Kennlinie 10 asymptotisch in den Wert Io über, der sich bei einem elektrischen Widerstand Rpn O, d.h. bei kurzgeschlossenem Kaltleiterelement 2 ergeben würde. Für elektrische Ströme kleiner als es dem Punkt 22 entspricht, geht die Kennlinie 10 asymptotisch in den Wert der angelegten Spannung 220 Volt über, entsprechend dem Fall, daß das Kaltleiterelement 2 unendlichen Widerstand erreichen würde.The working curve 10 (a straight line in a linear-linear representation) interested between the two points 21 and 22, namely between their point of intersection 21 with the curve portion 1 of the PTC thermistor element 2 and its intersection point 22 with a straight line to be described in more detail 4. For voltages UPTC smaller than es corresponds to point 21, the characteristic curve 10 changes asymptotically into the value Io, which occurs with an electrical resistance Rpn O, i.e. with a short-circuited PTC thermistor element 2 would result. For electrical currents smaller than that corresponds to point 22, the characteristic curve 10 goes asymptotically into the value of the applied voltage 220 volts about, corresponding to the case that the PTC thermistor element 2 has infinite resistance would achieve.

Bei Betrieb nach der Erfindung stellt sich zunächst der Arbeitspunkt 21 ein, bei dem beim dargestellten Beispiel etwa 10 Volt am Kaltleiterelement 2 abfallen, wohingegen die restlichen 210 Volt am Heizer 3 liegen.When operating according to the invention, the operating point arises first 21, in the example shown, about 10 volts at the PTC resistor element 2 drop, while the remaining 210 volts are on heater 3.

Wie vorgesehen, ist der Heizer 3 das entscheidende Heizelement. Solange das Kaltleiterelement 2 im Wasser des Gerätes eingetaucht ist, bleibt dieser Betriebszustand entsprechend Punkt 21 erhalten.As intended, the heater 3 is the critical heating element. So long the PTC element 2 in the water of the Device is immersed, this operating state is retained according to point 21.

Wichtig für die erfindungsgemäße Bemessung ist, daß sich für das Kaltleiterelement 2 die Punkte 12 und 13 bzw. 15 und 16 für Gleichgewicht von im Kaltleiterelement 2 erzeugter und von diesem abgegebener Wärme bei der Temperatur TC des Kaltleiterelementes 2 oberhalb der Kennlinie 10 befinden und somit im regulären Betrieb die Temperatur TC vom taltleiterelement 2 niemals erreicht werden kann. Dabei ist vorsorglich berücksichtigt, daß die Werte für die Punkte 12, 13, 15, 16 und vor allem für den nächstliegenden Punkt 13 noch soviel höher liegen, daß genügend Sicherheitsabstand besteht. Bei dem für den Punkt 13 zugrunde gelegten Kaltleiterelement 2 mit TC = 1250C müßte das Wasser etwa 1000 bis 1100C heiß werden, um diesen Punkt 13 zu erreichen, so daß - wie ersichtlich - hohe Sicherheit vorliegt.It is important for the dimensioning according to the invention that the PTC resistor element 2 points 12 and 13 or 15 and 16 for equilibrium in the PTC thermistor element 2 generated and emitted by this heat at the temperature TC of the PTC thermistor element 2 are above the characteristic curve 10 and thus the temperature in regular operation TC from the valley ladder element 2 can never be reached. As a precautionary measure, it is that the values for points 12, 13, 15, 16 and especially for the closest Point 13 is so much higher that there is a sufficient safety margin. at the PTC thermistor element 2 on which point 13 is based, with TC = 1250C the water will get about 1000 to 1100C hot to reach this point 13 so that - as can be seen - there is a high level of security.

Sinkt jedoch infolge Ablassen, Verdampfung oder dergleichen der Wasserspiegel im Gerät unter das Niveau des möglichst hoch im Kessel eingebauten Kaltleiterelementes 2, so gelangt dieses in Luft oder Dampf und hat in diesem Medium eine erheblich geringere Wärmeübergangszahl 0< Dann liegt sofort eine große Differenz zwischen der im Kaltleiterelement 2 erzeugten Joule'schen Wärme und der möglichen Wärmeableitung vor, wie sie in Punkt 14 für in Luft befindliches Kaltleiterelement 2 gilt. Sofort wird die Schaltung instabil und es erfolgt ein uebergang vom Punkt 21 in den dem Punkt 22 entsprechenden Betriebszustand. Dabei entspricht die Gerade 4 der bekannten Leistungshyperbel, auf der die zwischen 14 bzw. 21 und 22 gelegenen Punkte instabile Zustände sind.However, if the water level drops due to drainage, evaporation or the like in the device below the level of the PTC thermistor element installed as high as possible in the boiler 2, it gets into air or steam and has a considerable effect in this medium lower heat transfer coefficient 0 <Then there is immediately a large difference between the Joule heat generated in the PTC thermistor element 2 and the possible heat dissipation before, as it applies in point 14 for PTC thermistor element 2 in air. Immediately the circuit becomes unstable and there is a transition from point 21 to the Operating condition corresponding to point 22. The straight line 4 corresponds to the known one Power hyperbola on which the points between 14 and 21 and 22 are unstable States are.

Im Punkt 22 ist ein stabiler Zustand erreicht, bei dem praktisch die gesamte anliegende Netzspannung 220 Volt am Kaltleiterelement 2 abfällt und im Heizer 3 nur noch geringfügig Wärme erzeugt wird. Im Zustand 22 ist das Kaltleiterelement 2 auf eine Temperatur oberhalb der Curie-Temperatur TC aufgeheizt, hat dann entsprechend hohen elektrischen Widerstand und die im Kaltleiterelement 2 erzeugte Joule'sche Wärme ist wieder im Gleichgewicht mit der bei dieser erhöhten Temperatur Jetzt åedoch an Luft aus dem Kaltleiterelement 2 gleichzeitig abgeleiteten Wärmemenge. Dieser Zustand kann prinzipiell beliebig lange gefahrlos beibehalten werden. In diesem Zusammenhang ist jedoch wesentlich, daß das Kaltleiterelement 2 eine Dicke (Abstand der gegenüberliegenden Elektroden voneinander) von wenigstens 1,5 mm beträgt, damit genügend hohe Dauersicherheit gegen Spannungsdurchbruch besteht. In diesem Zusammenhang sei auch auf die obere Grenze mit etwa 5 mm für die Dicke des Kaltleiterelementes 2 hingewiesen. Wesentlich dickere Kaltleiter-Plättchen unterliegen der Gefahr, bei stärkerer Erhitzung, wie sie beim Erreichen des Punktes 22 auftritt, infolge innerer Inhomogenitäten und thermischer Spannungen zu zerplatzen. Die flächenmäßige Größe des Kaltleiter-Plättchens ist dagegen diesbezüglich unkritisch.At point 22 a stable state is reached in which practically the total applied mains voltage 220 volts at the PTC thermistor element 2 drops and only a small amount of heat is generated in the heater 3. The PTC thermistor element is in state 22 2 heated to a temperature above the Curie temperature TC, then has accordingly high electrical resistance and the Joule generated in PTC element 2 Heat is now in equilibrium again with that at this elevated temperature amount of heat dissipated at the same time in air from the PTC thermistor element 2. This In principle, the state can be safely maintained as long as required. In this However, it is essential that the PTC thermistor element 2 has a thickness (distance of the opposing electrodes from each other) of at least 1.5 mm, so there is sufficient long-term security against voltage breakdown. In this context also be on the upper limit of about 5 mm for the thickness of the PTC thermistor element 2 pointed out. Much thicker PTC thermistor plates are subject to the risk of stronger heating, as occurs when the point 22 is reached, as a result of internal To burst inhomogeneities and thermal stresses. The areal size the PTC thermistor plate, however, is not critical in this regard.

Je größer die Fläche gewählt wird, z.B. 2 bis 5 cm2, umso spezifisch höherohmiges Kaltleitermaterial kann verwendet werden, und umso höher ist die Leistung der vom Kaltleiterelement 2 abführbaren Wärmeleistung.The larger the area selected, e.g. 2 to 5 cm2, the more specific Higher resistance PTC thermistor material can be used, and the higher the performance the heat output that can be dissipated from the PTC thermistor element 2.

Wird nun das Gerät wieder mit Wasser gefüllt (hat sich z.B. der erzeugte Dampf wieder kondensiert), gelangt das Kaltleiterelement 2 wieder in Wasser. Es können nun verschiedene Zustände eintreten, je nachdem ob das Kaltleiterelement 2 eine Curie-Temperatur von beispielsweise 1200C oder 2200C hat. Im Falle TC = 1200C wird angenähert der Zustand des Punktes 23 eingenommen, nämlich der Schnittpunkt zwischen der Leistungshyperbel 2 für 200C kaltes Wasser. Wie ersichtlich, kann der Strom I um beispielsweise eine Größenordnung ansteigen, jedoch ist die am Heizer 3 abfallende Spannung UH =: 220 -UpTc noch relativ klein, so daß nur eine geringere Erwärmung des Wassers durch den Heizer 3 auftreten wird. Entsprechend dieser Temperaturerhöhung wird sich ein Gleichgewichtazustand auf der Arbeitskennlinie 10 zwischen den Punkten 23 und 24 einstellen. Das Gerät ist dann nicht wieder in seinen ursprünglichen Betriebs zustand zurückgelangt. Es ist damit der Hinweis gegeben, das Gerät auf irgendeinen möglichen Fehler zu untersuchen.If the device is now filled with water again (e.g. the generated Steam condenses again), the PTC thermistor element 2 returns to the water. It different states can now occur, depending on whether the PTC thermistor element 2 has a Curie temperature of, for example, 1200C or 2200C. In the case of TC = 1200C the state of point 23 is approximated, namely the Intersection between the power hyperbola 2 for 200C cold water. As can be seen the current I can increase by, for example, an order of magnitude, but the at the heater 3 dropping voltage UH =: 220 -UpTc still relatively small, so that only one less heating of the water by the heater 3 will occur. Corresponding this temperature increase will result in a state of equilibrium on the working curve Set 10 between points 23 and 24. The device is then not in again returned to its original operating condition. The indication is thus given, to examine the device for any possible fault.

In den ursprünglichen Betriebszustand kann dieses Gerät, und zwar ohne Eingriff, zurückgeführt werden, indem die angelegte elektrische Spannung 220 Volt unterbrochen wird, d.h. das Gerät zeitweise vom Netz abgeklemmt wird.This device can return to its original operating state, namely without intervention, can be returned by the applied electrical voltage 220 Volt is interrupted, i.e. the device is temporarily disconnected from the mains.

Nach erfolgter Abkühlung des bis dahin ineinem Zustand zwischen den Punkten 23 und 24 befindlichen Kaltleiterelementes 2 wird bei Wiedereinschalten der Zustand des Punktes 21 automatisch eingenommen. Sollte das Abschalten und Wiedereinschalten jedoch aus dem Zustand des Punktes 22 erfolgen, nämlich ohne daß das Kaltleiterelement 2 wieder in Wasser eingetaucht ist, würde der Zustand 21 höchstens ganz kurzfristig erreicht werden und sofort der Zustand 22 wieder eingenommen werden, so daß auch diesbezüglich höchste Sicherheit gegen noch so falsche Bedienung gegeben ist.After cooling down in a state between the Points 23 and 24 located PTC thermistor element 2 is switched on again the state of point 21 automatically assumed. Should switch off and on again however, take place from the state of point 22, namely without the PTC thermistor element 2 is immersed again in water, the state 21 would at most very briefly can be reached and the state 22 can be resumed immediately, so that too in this regard, the highest level of security against incorrect operation is given.

Wie aus dem vorangehenden ersichtlich, spielt es für die Funktion der Erfindung keine Rolle, ob das Gerät mit einer thermostatisierten Temperatureinstellung versehen ist, d.h. im Regelfall nur auf einer Temperatur von z.B.As can be seen from the foregoing, it matters for function of the invention does not matter whether the device is equipped with a thermostated temperature setting is provided, i.e. usually only at a temperature of e.g.

400, 55° oder dergleichen aufgeheizt wird.400, 55 ° or the like is heated.

Die oben im Zusammenhang mit der allgemeinen Beschreibung der Erfindung erwähnte erste Ausführungsform, bei der sich das Gerät nach Wiederauffüllen wieder selbst in Betrieb setzt, ist in der Weise zu realisieren, daß ein Kaltleiterelement 2 mit einer Curie-Temperatur 2200 C verwendet wird. Die einem solchen Kaltleiterelement 2 entsprechenden Leistungshyperbeln und s liegen, wie ersichtlich, oberhalb der Kennlinie 10. Bei Wiedereintauchen des Kaltleiterelementes 2 in das Wasser, d.h.The above in connection with the general description of the invention mentioned first embodiment, in which the device is again after refilling sets itself in operation, is to be realized in such a way that a PTC thermistor element 2 with a Curie temperature of 2200 C is used. The one such PTC thermistor element 2 corresponding power hyperbolas and s are, as can be seen, above the Characteristic curve 10. When the PTC thermistor element 2 is immersed again in the water, i.e.

bei wieder starker Wärmeableitung aus dem Kaltleiterelement 2, geht der Zustand aus dem Punkt 22 in den Punkt 21 zurück, weil kein Schnittpunkt zwischen den Leistungshyperbeln 5, s und der Kennlinie 10 vorliegt, die einen neuen Betriebszustand (vergleichsweise zu den vorangehend beschriebenen Punkten 23 und 24) ergeben könnten.when there is again strong heat dissipation from the PTC thermistor element 2, goes the state from point 22 back to point 21 because there is no intersection between the power hyperbolas 5, s and the characteristic curve 10 are present, which represent a new operating state (in comparison to points 23 and 24 described above).

Es ist bezweifelt worden, daß sich die oben beschriebenen Bedingungen für ein einwandfreies Funktionieren eines erfindungsgemäß bemessenen Kaltleiterelementes 2 als Sicherheitsthermostat in der Praxis und insbesondere unter wirtschaftlich bzw. technologisch vertretbarem Aufwand und vor allem auch mit der nötigen Sicherheitsreserve realisieren lassen. Dies u.a. auch deshalb, weil einzelne der oben beschriebenen Forderungen in einem Gegensatz zueinanderstehen. Das nachfolgende Beispiel zeigt jedoch, daß diese Zweifel unberechtigt sind, und zwar dann, wenn die oben dargelegten Überlegungen genugend berücksichtigt sind.It has been doubted that the conditions described above for proper functioning of a PTC thermistor element dimensioned according to the invention 2 as a safety thermostat in practice and especially under economical or technologically justifiable effort and, above all, with the necessary safety reserve can be realized. This is partly because some of the above-described Demands stand in opposition to one another. The following example shows however, that these doubts are unfounded if the above stated Considerations are sufficiently taken into account.

Dem Kennlinienfeld der Fig. 1 und den dazu angegebenen Begriffen liegen die folgenden Gleichungen zugrunde, und als Muster wird ein Bemessungsbeispiel für 1000 Watt Heizleistung, d.h. für 4,5 Ampere Betriebsstrom bei 220 Volt Netzspannung, angegeben.The family of characteristics of FIG. 1 and the terms specified for them lie is based on the following equations, and as a sample, a sizing example for 1000 watt heating output, i.e. for 4.5 amps operating current at 220 volts mains voltage, specified.

Der Wärme-(Ableit)Widerstand Q eines Ealtleiter-Plättchens 2 beträgt worin d die Dicke und £ A die Gesamtoberfläche des Kaltleiterplättchens 2, und # = 0,02 bis 0,03 Watt/cm°E für das Kaltleitermaterial des Plättchens 2 sind. Die übertragbare Wärmeleistung eines solchen Laltleiterplättchens 2 beträgt worin TC die Curie-Temperatur des Kaltleitermaterials, TA die Maximaltemperatur des durch den Sicherheitsthermostaten zu sichernden Gerätes (bei einem Heißwasserbereiter z.B. 900C) und #M der Wärme-(tfbergangs)Widerstand vom Kaltleiter-Plättchen 2 zum umgebenden Medium (Wasser oder Luft) sind. Es gilt des weiteren: worin αM die Wårmeüberfangszahl ist, die für Wasser 0,7, für ruhende Luft 5.10 und für strömende Luft 60-10 4 [Watt/cm².°K ] beträgt.The heat (dissipation) resistance Q of an Ealtleiter plate 2 is where d is the thickness and £ A is the total surface area of the PTC resistor plate 2, and # = 0.02 to 0.03 watt / cm ° E for the PTC resistor material of the plate 2. The transferable heat output of such a conductor plate 2 is where TC is the Curie temperature of the PTC thermistor material, TA is the maximum temperature of the device to be protected by the safety thermostat (for a hot water heater e.g. 900C) and #M is the heat (transfer) resistance from the PTC thermistor plate 2 to the surrounding medium (water or air) . It also applies: where αM is the excess heat coefficient, which is 0.7 for water, 5.10 for still air and 60-10 4 [watts / cm². ° K] for flowing air.

Ausgehend von der zugrunde gelegten Heizleistung 1000 Watt und unter Berücksichtigung der gemäß einem Merkmal der Erfindung angegebenen Grenzen 0,1 bis 0,02 für das Verhältnis der im Betrieb am Kaltleiterelement 2 auftretenden elektrischen Wärmeleistung zur vorgesehenen Wärmeleistung des drahtgewickelten Heizers 3, erhält man für einen Verhältniswert von z.B. 0,05 = 5% bei RH = 46 Ohm des Heizers 3 etwa 2,4 Ohm Kaltwiderstand für das Kaltleiterelement 2 bzw. eine betriebs- mäßig andauernde Wärmeerzeugung von rund 50 Watt im Kaltleiterelement 2. Diese 50 Watt müssen wie z.B. Diagramm der Fig.1 erläutert kleiner sein als der Maximalwert derjenigen Wärmeleistung, die das Kaltleiterelement 2 bei ungünstigsten, jedoch regulären Betriebsbedingungen abzugeben vermag. FUr diesen durch den Punkt 13 charakterisierten ungünstigsten Fall ergeben sich aus der Gleichung für Ptherm = 70 Watt (bei 900 Wassertemperatur) bei Abmessungen des Kaltleiter-Plättchens 2 mit d = 0,2cm und einer Querschnittsfläche A = Länge x Breite-= 2,4cm2.Based on the underlying heating power of 1000 watts and below Consideration of the limits specified according to a feature of the invention 0.1 to 0.02 for the ratio of the electrical occurring on the PTC thermistor element 2 during operation Thermal output for the intended thermal output of the wire-wound heater 3 is obtained for a ratio of e.g. 0.05 = 5% at RH = 46 ohms of heater 3 2.4 Ohm cold resistance for the PTC thermistor element 2 or an operational moderate continuous heat generation of around 50 watts in PTC element 2. This 50 watts must be smaller than the maximum value of those, e.g. as explained in the diagram in Fig. 1 Thermal output that the PTC thermistor element 2 under the most unfavorable, but regular operating conditions able to deliver. For this most unfavorable, characterized by point 13 Case result from the equation for Ptherm = 70 watts (at 900 water temperature) with dimensions of the PTC thermistor plate 2 with d = 0.2 cm and a cross-sectional area A = length x width = 2.4cm2.

Dieser Wert für Ptherm. ist größer als die 50 Watt, die im Betriebsfall im Punkt 21 des Diagrammes nach Fig.1 erzeugt werden. Solange dieses derart bemessene Plättchen des Kaltleiterelementes 2 im Wasser eingetaucht ist, bleibt der Betriebs zustand des Punktes 21 stabil erhalten. Kommt das Kaltleiterelement 2 jedoch aus dem Wasser heraus, so gilt der Wert Y = 5Y10 4 für ruhende Luft, d.h. dieser Wert wird dort rund 2 000 x größer. Es stellt sich jetzt der Gleichgewichtszustand des Punktes 22 ein, bei dem jetzt die volle Netzspannung am Kaltleiterelement 2 anliegt. Bei einem Wert y = 30 Ohmcm für das Kaltleitermaterial genügt ein Kaltleiterelement 2 mit der Dicke 0,2 cm und der Querschnittsfläche A = 2,4 cm2.This value for Ptherm. is greater than the 50 watts that are used during operation can be generated at point 21 of the diagram according to FIG. As long as this is so dimensioned The plate of the PTC thermistor element 2 is immersed in the water, the operation remains state of point 21 stable received. However, if the PTC thermistor element 2 gets by out of the water, the value Y = 5Y10 4 applies to still air, i.e. this value there is around 2,000 times larger. The equilibrium of the arises now Point 22, at which the full line voltage is now applied to the PTC thermistor element 2. With a value y = 30 Ohmcm for the PTC thermistor material, a PTC thermistor element is sufficient 2 with a thickness of 0.2 cm and the cross-sectional area A = 2.4 cm2.

Für einen Heizlüfter ergibt sich für « in bewegter Luft: Nin ruhender Luft ein Verhältnis von 12:1. Dieses Verhältnis genügt für einen wie erfindungsgemäßen Sicherheitsthermostaten, wenn man für das Kaltleiterelement 2 eine (zum vorangehenden Beispiel) entsprechend größere Oberfläche und zweckmäßigerweise höhere Curie-Temperatur größer als 2000C, vorsieht.For a fan heater we get for «in moving air: Nin dormant Air a ratio of 12: 1. This ratio is sufficient for one like the one according to the invention Safety thermostats, if you have one for the PTC thermistor element 2 (to the preceding Example) correspondingly larger surface and expediently higher Curie temperature greater than 2000C.

Für das obige Beispiel des Punktes 21 bei TC = 300 0C ergibt sich eine notwendige GesamtoberflächeA von ca. 20 cm2. Diese rund 10-fach größere Gesamtoberfläche ermöglicht die Verwendung spezifisch höherohmigen Kaltleitermaterials, so daß für gegebenen Widerstand RpTC des Kaltleiterelementes 2 die Dicke d nicht oder nicht wesentlich vergrößert werden muß.For the above example of point 21 at TC = 300 0C results a necessary total surface A of approx. 20 cm2. This around 10 times larger Overall surface enables the use of specifically higher-resistance PTC thermistor material, so that for a given resistance RpTC of the PTC thermistor element 2, the thickness d is not or does not need to be increased significantly.

Vorteilhafterweise kann die größere Gesamtoberfläche auch durch ein vielfach durchbrochenes Ealtleiter-Plättchen realisiert sein, wie es aus der DE-OS 24 10 999 und DE-OS 28 09 449 bekannt ist.Advantageously, the larger total surface can also be through a multiple perforated Ealtleiter platelets be realized, as it is from the DE-OS 24 10 999 and DE-OS 28 09 449 is known.

Nachfolgend werden noch Ausführungsformen für den Einbau eines wie erfindungsgemäß bemessenen Kaltleiterelementes 2 angegeben.Embodiments for the installation of a like according to the invention dimensioned PTC resistor element 2 specified.

Fig.3 zeigt einen insgesamt mit 31 bezeichneten Warmwasserbereiter in der spezifischen Bauform eines Drucklos-Gerätes. Mit 32 ist der Wasserbehälter-und mit 33 und 34 sind Zulauf- und Ablaufrohre bezeichnet. Der Heizer 3 befindet sich im unteren Teil des Behälters 32.3 shows a water heater designated as a whole by 31 in the specific design of a pressureless device. At 32 is the water tank and with 33 and 34 inlet and outlet pipes are designated. The heater 3 is located in the lower part of the container 32.

Das Kaltleiterelement 2 ist jedoch möglichst weit oben im Behälter 32 angebracht, nämlich dort, wo es bei einem bereits geringen Absinken des Wasserspiegels 35 sich nicht mehr im Wasser befindet. Im normalen Betriebszustand ist natürlich der Behälter 32 bis an das Ablaufrohr 34, d.h. bis über das Kaltleiterelement 2 gefüllt. Mit 36 ist ein vorzugsweise einstellbarer Thermostat des Gerätes 31 bezeichnet. Bei- Versagen dieses Thermostates, z.B. bei Verschweißung seiner Schalterkontakte oder bei Klemmen oder Fehljustierung seines Schnappmechanismus kann der Fall eintreten, daß dieser Thermostat bei Erreichen der eingestellten Temperatur von beispielsweise 600 nicht abschaltet und daß das im Behälter 32 befindliche Wasser durch die Leitung 34 ausgekocht wird, womit dann ein wie mit dem Wasserspiegel 35 angedeuteter Gefahrenzustand erreicht wird.The PTC thermistor element 2 is, however, as high up as possible in the container 32 attached, namely where there is already a slight drop in the water level 35 is no longer in the water. In normal operating condition is natural the container 32 up to the drain pipe 34, i.e. up to the PTC thermistor element 2 filled. A preferably adjustable thermostat of the device 31 is designated by 36. If this thermostat fails, e.g. if its switch contacts are welded or in the event of jamming or incorrect adjustment of its snap mechanism, the case may arise that this thermostat when the set temperature of, for example, is reached 600 does not turn off and that the water in the container 32 through the line 34 is boiled, with which then a like with the water level 35 indicated dangerous state is reached.

Aus der Fig.3 geht die Schaltung des Heizers 3 des Thermostaten 36 und des Kaltleiterelementes 2 zueinander eindeutig hervor.The circuit of the heater 3 of the thermostat 36 is shown in FIG and the PTC thermistor element 2 clearly emerge from one another.

Wie oben beschrieben, geht bei wie dargestelltem Absinken des Wasserspiegels der Betrieb aus dem Zustand 21 in den Zustand 22 über, in dem nur noch sehr geringe Wärmeleistung vom Heizer 3 erzeugt wird, und keine weitere Gefahr besteht. Bei Wiederauffüllen des Behälters 32, d.h. bei Wiedereintauchen des Kaltleiterelementes 2 in das Wasser wird entweder ein Zustand zwischen den Punkten 23 oder 24 erreicht, in dem das Gerät weiterhin nicht den regulären Betriebs zustand wieder erreicht oder es kann bei Wahl eines Kaltleiterelementes 2 mit TC = 2200C (statt 1200C) der Betriebszustand 21 wieder erreicht werden.As described above, the water level drops as shown the operation from state 21 to state 22, in which only very little Heat output is generated by the heater 3, and there is no further danger. When refilling of the container 32, i.e. when the PTC thermistor element 2 is re-immersed in the water either a state between points 23 or 24 is reached in which the device the normal operating status is still not achieved again or it can be at Choice of a PTC thermistor element 2 with TC = 2200C (instead of 1200C) the operating state 21 can be reached again.

Fig.4 zeigt ein Anwendungsbeispiel der Erfindung für einen Heizlüfter 41. Mit 42 ist das übliche Gebläse bezeichnet, das einen Luftstrom in Richtung 43 erzeugt.4 shows an example of the application of the invention for a fan heater 41. With 42 the usual fan is referred to, which an air flow in the direction of 43 generated.

Im Heizer 3 wird diese strömende Luft erwärmt. Das Kaltleiterelement 2 befindet sich vorzugsweise gegen Strahlungswärme des Heizers 3 im Luftstrom 43, ehe dieser durch den Heizer 3 hindurchtritt, d.h. im kalten Luftstrom. Wird der Luftstrom unterbrochen, z.B. weil die Ansaugseite 44 oder die Auslaßseite 35 versperrt ist oder weil das Gebläse 42 aussetzt, fällt die Strömungskühlung des Kaltleiterelementes 2 aus, und es tritt physikalisch der Fall ein, wie er oben für den Ubertritt des Kaltleitereleinentes 2 aus der Flüssigkeit in (über dem Wasserspiegel befindliche) Luft ausführlich beschrieben ist. Das Kaltleiterelement 2 kann in ruhende Luft bei weitem nicht mehr diejenige Wärmemenge Ptherm.This flowing air is heated in the heater 3. The PTC element 2 is preferably located against radiant heat from the heater 3 in the air flow 43, before it passes through the heater 3, i.e. in the cold air flow. Will the Air flow interrupted, e.g. because the suction side 44 or the outlet side 35 is blocked is or because the fan 42 fails, the flow cooling of the PTC thermistor element drops 2, and the case physically occurs as described above for the crossing of the PTC thermistor element 2 from the liquid in (located above the water level) Air is described in detail. The PTC thermistor element 2 can be in dormant air nowhere near the same amount of heat Ptherm.

abgeben, die es im Luftstrom abgeben kann. Auch hier läßt bereits die Eigenerwärmung des Kaltleiterelementes 2 dieses aus dem Zustand 21 in den Zustand 22 übergehen, in dem die Heizleistung des Heizers 3 auf ein Minimum reduziert ist und gehalten wird. Für diesen Vorgang bedarf es wohlbemerkt nicht der Erhitzung des Ealtleiterelementes 2 durch den Heizer 3, d.h. die Sicherheitsfunktion des Kaltleiterelementes 2 ist von einem solchen Wärmekontakt und vom nachfolgenden thermischen Zustand des Heizers 3 unabhängig.that it can give off in the air stream. Also here already leaves the self-heating of the PTC thermistor element 2 changes it from the state 21 to the state 22 pass, in which the heating power of the heater 3 is reduced to a minimum and is held. It should be noted that this process does not require heating of the PTC element 2 by the heater 3, i.e. the safety function of the PTC element 2 is of such a thermal contact and of the subsequent thermal state of the Heater 3 independent.

Im Gegensatz zu einem (nur) mit einem Kaltleiterelement beheizten Warmwasserbereiter oder Heizlüfter (obige Offenlegungsschriften) ist die für einen Sicherheitsthermostaten 2 nach der Erfindung erforderliche Menge an Kaltleitermaterial um etwa eine Größenordnung geringer. Bei einem Heizlüfter (Fig.4) kann außerdem weiterhin ein Abgriff für den Ventilatormotor 42 benutzt werden.In contrast to a (only) heated with a PTC thermistor element Water heater or fan heater (above disclosure documents) is the one for you Safety thermostat 2 according to the invention required amount of PTC material around an order of magnitude lower. In the case of a fan heater (Fig. 4), a tap for the fan motor 42 can also be used.

4 Patentansprüche 4 Figuren4 claims 4 figures

Claims

Claims: 1. Safety thermostat for heaters, suitable for Water heaters, fan heaters and the like with preferably adjustable thermostatically regulated operating temperature, with the heater in series with the wire-wound heater Switched safety thermostat provided as dry-boil protection or overheating protection is, in fact, that this element is a ceramic PTC thermistor element (2) which has a plate or disk shape and which has the following conditions The following apply: 1. Thickness d = 1.5 to 5 mm, 2. Resistance RpTC = (0.1 to 0.02) .RH, where PTC is the resistance of the PTC thermistor element (2) and RH is the resistance of the heater (3) are, 3. specific resistance of the PTC thermistor material of the PTC thermistor element (2) g = 15 to 1,000 ohm cm and 4th Curie temperature TC of this PTC thermistor material between 100 ° and 350 ° C.

2. Safety thermostat for heater according to claim 1 for a water heater with permanent shutdown (curves 2 and 3 in Fig. 1), g e k e n n n z e i c h n e t in that the resistivity # = 15 to 100 for the PTC thermistor material Ohmeem and the Curie temperature TC 100 to 1800C is measured.

3. Safety thermostat for heater according to claim 1 for water heaters with automatic restart (curve 5 and 6 in Fig. 1), g e k e n n z e i c h n e t in that the specific resistance p = for the PTC thermistor material 15 to 100 ohm-cm and the Curie temperature TC 150 to 3500C is dimensioned.

4. Safety thermostat for heater according to claim 1 'for a fan heater, g e k e n n n e i n e t by the fact that for the PTC thermistor material the specific Resistance 51 = 15 to 1000 Ohm.cm and the Curie temperature TC 200 to 3500C is.