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Schaltuhr Es sind in der Technik vielfach Apparate bekannt, die nach
bestimmten zeitlich festgelegten Gesetzmäßigkeiten mit Energie versorgt werden müssen.
So werden z. B. periodische Absorptionsapparate derart betrieben, daß die Heizenergie
eine bestimmte Zeit lang dem Kocherabsorber zugeführt wird. In dieser Zeit wird
das Arbeitsmittel aus dem Absorptionsmittel ausgetrieben. In einer anderen Zeit
wird die Heizmittelzufuhr zum Kocherabsorber unterbunden und dafür durch Kühlung
dieses Apparatteils die Absorption des ausgetriebenen Kältemittels unter kälteerzeugender
Verdampfung hervorgerufen. Für die Ein- und Ausschaltung der Energiezufuhr ist es
in diesen Fällen bekannt, Schaltuhren zu verwenden, die zu ganz bestimmten Zeitpunkten
entsprechende Schaltimpulse geben. Man hat zu diesem Zweck vielfach Schaltuhren
verendet, welche von Hand aufgezogen werden. Um einen vollautomatischen Betrieb
zu ermöglichen, sind ferner schon Schaltuhren mit elektromotorischem Antrieb verwendet
worden. Diese Uhren arbeiten irn Betrieb einwandfrei, haben jedoch verhältnismäßig
hohe Herstellungskosten.
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltuhr für einen wärmeabgebende
Teile enthaltenden Apparat, insbesondere für die periodische Ein- und Ausschaltung
der Kocherabsorberheizung von periodischen Absorptionskälteapparaten, bei der ein
durch Temperaturschwankungen betätigtes Antriebs-Organ vorgesehen ist. Erfindungsgemäß
wird das temperaturabhängige Antriebsorgan der Schaltuhr von einem Temperaturschwankungen-
unterworfenen Teil des Apparates periodisch beheizt. Das läßt sich praktisch so
ausführen, daß ein Antriebsorgan für die Schaltuhr vorgesehen wird, das sich unter
dem Einfluß von Wärme verstellt. Als Antriebsorgan können zu diesem Zwecke die verschiedensten
Mittel verwendet werden. So kann man beispielsweise einen sich unter Temperatureinfluß
verstellenden beweglichen Balg oder einen Bimetallstab als Antriebsorgan verwenden.
Wenn: es sich um eine Schaltuhr zum Ein- und Ausschalten der Heizeinrichtung einer.
-periodischen Absorptionskältemaschine handelt, wird man das Antriebsorgan der Schaltuhr
vorzugsweise in Wärmeberührung mit dem Kocherabsorber bringen. Man kann aber auch
den Kondensator, den Verdampfer oder sonstige Teile des Apparates benutzen, die
entsprechend der periodischen Wirkungsweise des Apparate Temperaturselhwankungen
unterworfen sind.
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a sind schon Uhren bekannt, die durch Temperaturschwankungen aufgezogen
werden. So hat man beispielsweise das Aufzugsorgan einer solchen Uhr durch künstliche
Wärmezufuhr aus einer, besonderen Heizvorrichtung angetrieben. Demgegenüber besteht
der Vorteil der Erfindung darin, daß keine besondere Heizvorrichtung für den Schaltuhrantrieb
benötigt wird, da hier der Apparat, welcher
von der Schaltuhr gesteuert
wird, selbst als Wärmeduelle für das Antriebsorgan dient.
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Bei der Durchbildung der Erfindung wird man zweckmäßig die Schaltuhr
mit einem Energiespeicher, beispielsweise einer Feder, ausrüsten, welche von der
thermisch gesteuerten Antriebsvorrichtung geladen wird. Die Anordnung wird dabei
zweckiniißig so getroffen, daß nach Aufspeicherung einer bestimmten Energiemenge
der weitere Einfluß der Antriebsvorrichtung auf den Energiespeicher aufgehoben wird.
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Die-Figuren zeigen zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung.
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In Fig. i ist ein Haushaltskühlschrank dargestellt, der mit einer
periodisch wirkenden Absorptionskältemaschine ausgerüstet ist. i ist der Kocherabsorber
des Apparates. Er ist mit einem festen Absorptionsstoff, z. B. Calciumchlorid, gefüllt,
das mit Ammoniak gesättigt ist. Während der Austreibungsperiode wird das Kältemittel
aus ,der chemischen Verbindung ausgetrieben. Es gelangt in einen luftgekühlten Kondensator
z, und das Kondensat fließt von dort in einen in der Kühlschrankisolation befindlichen
Sammelbehälter 3. An diesen ist eine Verdampferschlange 4 angeschlossen. Die Verdampferschlange
4. befindet sich in einem in den Kühlraum 5 eingebauten Speicherbehälter 6, der
finit einer Vorrichtung 7 zur Eisfabrikation versehen ist. Bei Abschaltung der Heizvorrichtung
wird der Kocherabsorber von der ihn umgebenden Luft gekühlt, so daß die kälteerzeugende
Verdampfung im Verdampfer q. einsetzt. Das Kältemittel kehrt dann wieder in den
Kocherabsorber i zurück. Zur Verstärkung der Wärmeabfuhr sind Kühlrippen S auf der
Außenfläche des Verdampfers angeordnet.
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Es handelt sich im vorliegenden Fall um einen elektrisch beheizten
Kocher. In das Kocherinnere ist eine Heizpatrone g eingebaut, der die Energie von
einem elektrischen Netz i o, ii zugeführt wird. Zur periodischen Ein- und Ausschaltung
der Heizpatrone dient eine Schaltuhr 12. Diese Schaltuhr besitzt eine als Energiespeicher
dienende Feder 13, unter deren Kraftwirkung die Schaltuhr abläuft. Die Uhr 12 selbst
ist in an sich bekannter Weise so aufgebaut, daß auf einer in der Figur nicht dargestellten
Schaltscheibe entsprechende Kontakte zum Ein- und Ausschalten des Heizstromes vorgesehen
sind.
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Die Schaltuhr i2 wird erfindungsgemäß von einer Vorrichtung aufgezogen,
welche durch Wärme eines wärmeabgebenden Teils des Absorptionsapparates angetrieben
wird. Zu diesem Zweck ist in Wärmeberührung mit der Außenwandung des Kocherabsorbers
i ein nach außen völlig abgeschlossener versteilbarer Balg 14 angeordnet. In dem
durch diesen Balg umschlossenen Raum befindet sich eine Flüssigkeit, beispielsweise
Schwefeldioxyd, die entsprechend den Temperaturschwankungen des Kocherabsorbers
mehr oder weniger verdampft und dadurch die Abschlußplatte 15 des Balges entsprechend
hebt und senkt. Starr mit dieser Platte verbunden ist eine Zahnstange iti, deren
oberes Ende mit einem Zahnrad 17 zusammenarbeitet. Von diesem Zahnrad
17 wird zweckmäßig über ein Rädervorgelege iS die als Energiespeicher der
Uhr dienende Feder 13 aufgezogen. Zwischen dem Vorgelege und der Uhr befindet sich
eine Rutschkupplung i9, die zweckmäßig so ausgebildet ist, daß nach Speicherung
einer bestimmten Energiemenge in der Feder eine weitere Kraftwirkung der Aufzugsvorrichtung
1q. verhindert wird. Die Vorrichtung kann praktisch so ausgebildet sein, daß das
Aufziehen der-Feder bei der Bewegung der Zahnstange nach oben, d. h. bei Erwärmung
des Kocherabsorbers erfolgt. Es ist aber auch möglich, die Hin- und Rücklaufbewegung
der Zahnstange für das Aufziehen zu benutzen.
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Bei der Abkühlung des Kocherabsorbers wird die Antriebsvorrichtung
von der Feder entkuppelt, so daß die Antriebsvorrichtung frei zurücklaufen kann.
Auf diese Weise wird die Uhr immer während der Austreibungsperiode des Apparates
aufgezogen; denn während dieser Zeit steigt die Temperatur des Kocherabsorbers.
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Im vorliegenden Fall ist an einen Apparat gedacht, der während 24
Stunden mit drei Heizperioden betrieben wird. Der Energiespeicher 13 und die zugehörige
Aufzugsvorrichtung wird zweckmäßig so bemessen, daß ein während einer Heizperiode
erfolgendes Aufziehen der Uhr ausreicht, um die Schaltuhr über einen größeren Zeitraum,
beispielsweise über einen ganzen Tag, anzutreiben. Auf diese Weise wird sichergestellt,
daß die Schaltuhr auch weiterläuft, falls einmal aus irgendeinem Grunde eine Heizperiode
ausfallen sollte. Im Stromkreis der Heizpatrone 9 liegt nämlich noch ein Thermostat
2o, der in Wärmeberührung mit dem kälteerzeugenden Teil des Apparates angeordnet
ist. Dieser Thermostat ist so eingestellt, daß er den Heizstromkreis unterbricht,
wenn die Temperatur im Speicherkasten 6 unter einen bestimmten Wert sinkt. Auf diese
Weise ist es möglich, die an sich starre Uhrenschaltung dein wechselnden Kältebedarf
anzupassen. Die Heizperiode wird nämlich in Abhängigkeit von dem Thermostaten 20
verkürzt, oder sie fällt sogar gegebenenfalls ganz aus, wenn eine genügend tiefe
Temperatur im Kühlraum vorhanden ist. Der Speicherkasten ist so bemessen, daß auch
bei Ausfall einer Heizperiode
die in ihm aufgespeicherte Kälteenergie
ausreicht, um den Bedarf des Kühlschrankes so lange zu decken, bis nach der nächstfolgenden
Heizperiode eine neue Kälteerzeugung einsetzt.
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Bei dem in Fig. i dargestellten Ausführungsbeispiel dient die Schaltuhr
12 sowohl zum Ein- und Ausschalten der Heizpatrone. Die Erfindung ist jedoch nicht
auf solche Ausführungen beschränkt. Man kann sie mit Vorteil auch bei Anordnungen
anwenden, in welchen eine Schaltuhr lediglich dazu bestimmt ist, die Energie in
bestimmten großen Zeitabständen freizugeben und in anderen Zeitabschnitten zu sperren.
Da die Elektrizitätswerke vielfach in den Zeiten geringer Belastung, also in der
Nachtzeit und in den Mittagsstunden, ihre Energie zu billigeren, Tarifen abgeben,
kann man die periodischen Absorptionskälteapparate so betreiben, daß eine Tarifschaltuhr
vorgesehen wird, welche während der billigen Tarifzeiten den Heizstrom freigibt.
Die Ein- und Ausschaltung des Heizstromes kann in solchenFällen durch irgendeine
zweite automatische Schaltvorrichtung erfolgen, beispielsweise durch Thermostaten,
die die Kocherabsorbertemperatur und die V erdampfertemperatur messen. Auch die
in solchen Fällen zur Freigabe der Energie verwendeten Tarifschaltuhren können gemäß
der Erfindung mit einer lediglich durch Wärme betriebenen Aufzugsvorrichtung versehen
sein.
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Die Erfindung ist ferner nicht auf die elektrisch beheizten Absorptionsapparate
beschränkt. Man kann sie vielmehr mit Vorteil auch anwenden bei Apparaten, die mit
einer Brennstoffheizung, beispielsweise .einer Gasheizung, betrieben werden. Für
diese Ausführungsformen ist in. Fig. 2 ein Beispiel schematisch gezeichnet. Soweit
die Apparatteile denen in Fig. i entsprechen, sind dieselben Bezugszeichen verwendet.
Der Kocherabsorber i ist in stehender Anordnung an einer Seitenwand des Kühlschrankes
befestigt. Die Heizwärme wird ihm durch ein inneres Heizrohr 21 zugeführt. Um eine
gleichmäßige Verteilung der Heizwärme zu erreichen, sind in dieses Heizrohr Wärmeleitkörper
22, 23 eingebaut, deren Zahl und Anordnung so gewählt ist, daß die pro Wegeinheit
der Heizgase auf den festen Absorptionsstoff übertragene Wärmemenge annähernd konstant
ist. 24 ist ein Gasbrenner, dem das Brenngas von einer Leitung 25 her über eine
Schaltuhr 26 zugeführt wird. Vor der Schaltuhr ist die Zündflammenleitung 27 abgezweigt.
Die Schaltuhr ist mit einer als Energiespeicher. dienenden Feder 28 versehen, die
zu ihrem Antrieb dient. Diese Feder wird durch ein von der Heizflamme 24 abhängiges
Organ aufgezogen. Zu diesem Zweck ist am Brennerkopf ein Bimetallstab29 befestigt,
der bei brennender Heizflamme sich nach der rechten Seite zu umbiegt und dadurch
eine gelenkig mit ihm verbundene Zahnstange 30 nach der rechten Seite drückt.
Diese Stange überträgt die Bewegung über ein Rädervorgelege 31
und eine Rutschkupplung
32 auf die zum Antrieb dienende Feder 28o Wenn die Schaltuhr nach Beendigung der
Heizperiode die Brennstoffzufuhr zum Brenner 2¢ unterbricht, kühlt sich der Bimetallstab
29 ab, so daß er sich nach links zurücklegt und dabei die Zahnstange 30 mitnimmt.
Das Rädervorgelege 3 1 . ist im Ausführungsbeispiel so ausgebildet, daß es
bei dieser rückläufigen Bewegung stehenbleibt. Man kann aber auch die Rücklaufbewegung
für das Aufziehen nutzbar machen.
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Die Erfindung ist nicht auf die in den Ausführungsbeispielen dargestellten
periodischen Absorptionsapparate beschränkt. Sie kann vielmehr in Verbindung mit
Schaltuhren a117 gemein angewendet werden, besonders in allen den Fällen, wo durch
die Schaltuhr zu bestimmten Zeiten ein Aus- bzw. Einschalten eines Energiestromes
erfolgt.
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So kann man die Erfindung z. B. anwenden in Verbindung mit Schaltuhren,
welche bei Heißwasserspeichern, Ofen für Nachtbeheizung, Frühbeetheizungen o. dgl.
vorgesehen werden.