FI72870B

FI72870B - ELECTRICITY UPPVAERMD BASTUUGN.

Info

Publication number: FI72870B
Application number: FI853002A
Authority: FI
Inventors: Asko Lampikari
Original assignee: Kokonaisjohtaminen Oy
Priority date: 1985-08-05
Filing date: 1985-08-05
Publication date: 1987-04-30
Also published as: FI853002L; DE3640102C1; FI853002A0; FI72870C; NL8602930A

Description

1 72870 Sähkölämmitteinen saunankiuas. - Elektriskt uppvärmd bastuugn.1 72870 Electrically heated sauna heater. - Electric shock absorber bastuugn.

Keksinnön kohteena on sähkölämmitteinen saunankiuas, jossa lämmitysvastukset on suljettu vuolukiven tai vastaavan materiaalin sisään ja näin saunan ilman lämmittäminen tapahtuu vastuksilla kuumennettavien vuolukivien tai muun materiaalin välityksellä.The invention relates to an electrically heated sauna heater in which the heating resistors are enclosed in a soapstone or similar material and thus the heating of the sauna air takes place by means of soapstones or other material heated by the resistors.

Tavanomaisissa sähkökiukaissa lämpiää saunailma pääasiassa hehkuvien vastuksien välityksellä. Tällöin vastusten pinta-lämpötila liikkuu 430°C - 500°C välillä sisäänvirtaavan korvaus-ilman jäähdyttäessä vastuksia ja näin estäen niiden ylikuumenemisen.In conventional electric heaters, the sauna air is heated mainly by glowing resistors. In this case, the surface temperature of the resistors moves between 430 ° C and 500 ° C as the inflowing replacement air cools the resistors and thus prevents them from overheating.

Ongelmana nyt esillä olevan kiuaskeksinnön käytännön sovellutukselle on ollut se, että vastuksien joutuessa suljettuun tilaan niiden pintalämpötila nousee niin korkeaksi, että seurauksena on vastuksien nopea tuhoutuminen. Lisäksi liian korkea lämpötila vuolukiven sisässä johtaa siihen, että kiven lämmönjohtokyky alenee oleellisesti, minkä seurauksena on saunan ilman erittäin hidas lämpeneminen, sekä lyhyen ajan sisällä myös itse kiven tuhoutuminen lähinnä halkeamalla.The problem with the practical application of the present stove invention has been that when the resistors enter the closed state, their surface temperature rises so high that the rapid destruction of the resistors results. In addition, too high a temperature inside the soapstone results in a substantial decrease in the thermal conductivity of the stone, which results in a very slow heating of the sauna air, and in a short time also the destruction of the stone itself, mainly by cracking.

Tässä esitetyssä keksinnössä ratkaistiin ongelma määrittelemällä niin vastuksien kuin vuolukivikappaleidenkin muodot, koot, sallitut lämpötila-alueet sekä tapa, jolla vastukset suljetaan kiven sisään, ja keinot, joilla pintalämpötiloja seurataan ja säädetään.The present invention solved the problem by defining the shapes, sizes, allowable temperature ranges of both resistors and soapstone bodies, as well as the manner in which the resistors are enclosed within the stone and the means by which surface temperatures are monitored and controlled.

Keksinnön kannalta oleellisiksi tekijöiksi muodostuivat vuolukiven lämpöpintojen (vastaanottava eli sisäpinta ja luovuttava 1. ulkopinta) oikea suhde toisiinsa sekä siihen kiinteäksi liittyvä lämpöä johtavan vuolukivipinnan seinämän vahvuus. Edelleen vastuksen ja vuolukiven muoto ratkaisun aikaansaamiseksi ovat merkittäviä tekijöitä. Nämä ratkaisut 2 72870 ovat keksinnön mukaiselle saunankiukaalle tunnusomaisia ja ne on esitetty patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa.The essential factors for the invention were the correct ratio of the heat surfaces of the soapstone (receiving or inner surface and donating 1. outer surface) to each other and the fixed strength of the heat-conducting soapstone wall. Furthermore, the shape of the resistor and the soapstone to provide a solution are significant factors. These solutions 2 72870 are characteristic of the sauna heater according to the invention and are set out in the characterizing part of claim 1.

Vastuksien ja kivien lämpötilan valvonta ja säätö on tässä keksinnössä ratkaistu kahdella vaihtoehtoisella tavalla - elektronisella ohjauksella tai kapillaaritermostaatilla. Tällainen (500°C - 750°C) kestävä kapillaaritermostaatti on on mm. E.G.O. Elektro-Gerätebau GMBH:n valmistama EGO type 64.79915.02, jolla lämpötilaa voidaan säätää alueella 100°C - 700°C.In this invention, the control and regulation of the temperature of the resistors and the stones is solved in two alternative ways - by electronic control or by a capillary thermostat. Such a (500 ° C to 750 ° C) durable capillary thermostat is e.g. EGO. EGO type 64.79915.02 manufactured by Elektro-Gerätebau GMBH, with which the temperature can be adjusted between 100 ° C and 700 ° C.

Lämpötilasäädön varmistaa elektroninen lämmönsäätöjärjestelmä. Siinä anturina toimii korkeita lämpötiloja kestävä vastuslanka (esimerkiksi choromel-alumel) ja lämpöä säädetään mikropiiriin kytketyn triacin kanssa (kesto 2000 W) avulla.The temperature control is ensured by an electronic temperature control system. It uses a high-temperature resistance wire (such as choromel-alumel) as the sensor and regulates the heat with a triac connected to a microcircuit (duration 2000 W).

Seuraavassa keksinnön erästä suoritusesimerkkiä selostetaan yksityiskohtaisesti oheisiin piirustuksiin viittaamalla.In the following, an embodiment of the invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

Kuva 1 esittää kaaviomaisesti sähkökiuasta, jossa vastukset ovat asennettuina onttojen vuolukivielementtien sisään.Figure 1 schematically shows an electric heater in which resistors are mounted inside hollow soapstone elements.

Kuva 2 esittää sivulta (2a) ja poikkileikkauksena (2b) lämmitykseen käytettävää sähkövastusta, jonka lämpötilaa säädellään alueella 550°C - 750°C.Figure 2 shows a side (2a) and a cross-section (2b) of an electric heater used for heating, the temperature of which is regulated in the range of 550 ° C to 750 ° C.

Kuvat 3A ja 3B esittävät pystyleikkauksena ja päältä sylinte-rimäiseksi koneistettua vuolukivielementtiä, jonka sisäpinnan lämpötilaa säädellään alueella 450°C -600°C säteilylämpötila huomioituna.Figures 3A and 3B show a vertical section and a cylindrical machined soapstone element, the inner surface temperature of which is regulated in the range of 450 ° C to 600 ° C, taking into account the radiation temperature.

Kuvat 3C ja 3D esittävät päältä ja sivuilta vuolukivielemen-tin pohjan sulkevaa vuolukivilaattaa.Figures 3C and 3D show top and sides of a soapstone slab closing the bottom of a soapstone element.

3 728703,72870

Kuva 4 esittää vastuksen ja kivielementin sisä- ja ulkopinnan lämpötilariippuvuuksia.Figure 4 shows the temperature dependences of the resistance and the inner and outer surface of the stone element.

Kuvan 1 tapauksessa on useita lieriömäisiä, onttoja vuolukivi-elementtejä 1 sijoitettu vierekkäin kiukaan vaipan 4 sisään ja kunkin vuolukivielementin sylinterimäiseen ontelotilaan on sijoitettu spiraalimainen tai muutoin ontelotilan sisäpintaa mukailevaksi taivutettu vastuselementti 2. Vastuselementin 2 ja kivielementin 1 sisäpinnan lämpötilat on järjestetty säädettäväksi kivielementin 1 ontelotilan sisään asennetun lämpötila-anturin 3 avulla. Tämä lämpötila-anturi voi liittyä aiemmin mainitulla tavalla joko kapillaaritermostaattiin tai elektroniseen ohjauslaitteeseen. Sen avulla säädetään vastus-elementtiin 2 menevää sähkötehoa sen sisäpinnan lämpötilan säätelemiseksi alueella 450°C - 600°C. Tämä säätöalue perustuu siihen, että yli 600°C lämpötila-alueella vuolukivi alkaa menettää hyviä lämmönjohto-ominaisuuksiaan. Lämmönsäädön tarkoituksena on keksinnössä säilyttää vuolukiven hyvät lämmön-j ohto-ominaisuudet.In the case of Fig. 1, a plurality of cylindrical, hollow soapstone elements 1 are placed side by side inside the heater casing 4, and by means of a temperature sensor 3. This temperature sensor can be connected to either a capillary thermostat or an electronic control device as mentioned above. It is used to adjust the electrical power going to the resistor element 2 to control the temperature of its inner surface in the range of 450 ° C to 600 ° C. This control range is based on the fact that in the temperature range above 600 ° C the soapstone starts to lose its good heat conduction properties. The purpose of the heat control in the invention is to maintain the good heat and conduction properties of the soapstone.

Vuolukivielementtien 1 päälle voidaan asettaa vielä esim. vuolukivestä tehtyjä kiuaskiviä 5.Stove stones 5 made of soapstone, for example, can also be placed on top of the soapstone elements 1.

Kuvioiden 3c ja 3d mukainen vuolukivilaatta on varustettu rei'illä 8, joihin kuvioiden 2A ja 2B mukainen vastuselementti 2 asennetaan kiinnitysosien 7 välityksellä. Kuviossa 3C on viitenumerolla 9 merkitty reikää, jonka kautta anturi 3 asetetaan kivielementin sisään. Pyöreän vuolukivilaatan 6 kehällä on kierre 11 ja vuolukivielementin 1 ontelotilan avoimen pään sisäpinnassa on vastaava kierre 12, johon vastuselementillä 2 varustettu laatta 6 on kiinnitettävissä. Samalla laatta 6 sulkee kivielementin 1 ontelotilan 10 avoimen pään.The soapstone slab according to Figures 3c and 3d is provided with holes 8 into which the resistor element 2 according to Figures 2A and 2B is mounted via fastening parts 7. In Fig. 3C, a hole is indicated by reference numeral 9, through which the sensor 3 is inserted inside the stone element. The circumference of the circular soapstone slab 6 has a thread 11 and the inner surface of the open end of the cavity of the soapstone element 1 has a corresponding thread 12 to which the slab 6 provided with the resistance element 2 can be attached. At the same time, the slab 6 closes the open end of the cavity 10 of the stone element 1.

Kuvion 4 yläkäyrä esittää 2000 W vastuksen (pintateholtaan 2,63 W/cm^) lämpenemistä °C/min. Kohdassa x vastus kytketään pois päältä ja kohdassa s vastus kytketään päälle. Käyristä 4 72870 havaitaan, että keksinnön mukaisen rakenteen yhteydessä läm-pötilansäätö on oleellista ja jopa välttämätöntä, jos halutaan estää kiven sisäosan lämpötilan kohoaminen olennaisesti yli 600°C, jolloin vuolukivi menettäisi hyvät lämmönjohto-ominaisuutensa, sisä- ja ulkopinnan välille syntyisi suuri lämpötilaero ja kivi saattaisi haljeta löylyveden vaikutuksesta.The upper curve in Figure 4 shows the heating of 2000 W of resistance (surface power 2.63 W / cm 2) in ° C / min. At x the resistor is switched off and at s the resistor is switched on. It can be seen from curves 4,72870 that in connection with the structure according to the invention temperature control is essential and even necessary if the temperature of the inner part of the stone is to rise substantially above 600 ° C, so that the soapstone loses its good thermal could crack under the influence of steam water.

Claims

An electrically heated sauna heater comprising an electric resistance element enclosed in a stone material, in particular a soapstone material, characterized in that the hollow stone element (1) with a wall thickness ranging from 3 to 50 mm, preferably in a cylindrical cavity (10) is a helical or otherwise bent resistance element (2) adapted to conform to the inner surface of the cavity (10) and that the temperatures of the resistance element (2) and the stone element (1) are arranged to be controlled by a temperature sensor (3) installed inside the stone element, known per se via a thermostat or electronic control device the electrical power going to the resistor element.

Sauna heater according to Claim 1, characterized in that the temperature sensor (3) is a sensor of the capillary thermostat.

Sauna heater according to Claim 1 or 2, characterized in that the temperature of the inner surface of the stone element (1) is arranged to be adjustable in the range from 450 ° C to 600 ° C.

Sauna heater according to one of Claims 1 to 3, characterized in that the resistance element (2) is fastened to a soapstone slab (6) closing the open end of the cavity (10) of the soapstone element (1).

Sauna heater according to Claim 4, characterized in that the circumference of the round soapstone slab (6) has a fastening design such as a thread (11) and the inner surface of the open end of the cavity of the soapstone element (1) has a corresponding fastening design such as a counter-thread (12).