FI72870B - Elektriskt uppvaermd bastuugn. - Google Patents

Description

1 72870 Sähkölämmitteinen saunankiuas. - Elektriskt uppvärmd 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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

Seuraavassa keksinnön erästä suoritusesimerkkiä selostetaan yksityiskohtaisesti oheisiin piirustuksiin viittaamalla.

Kuva 1 esittää kaaviomaisesti sähkökiuasta, jossa vastukset ovat asennettuina onttojen vuolukivielementtien sisään.

Kuva 2 esittää sivulta (2a) ja poikkileikkauksena (2b) lämmitykseen käytettävää sähkövastusta, jonka lämpötilaa säädellään alueella 550°C - 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.

Kuvat 3C ja 3D esittävät päältä ja sivuilta vuolukivielemen-tin pohjan sulkevaa vuolukivilaattaa.

3 72870

Kuva 4 esittää vastuksen ja kivielementin sisä- ja ulkopinnan lämpötilariippuvuuksia.

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.

Vuolukivielementtien 1 päälle voidaan asettaa vielä esim. vuolukivestä tehtyjä kiuaskiviä 5.

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.

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.

Claims (5)

1. Sähkölämmitteinen saunankiuas, johon kuuluu sähkövastusele-mentti, joka on suljettu kivimateriaalin, erityisesti vuoluki-vimateriaalin sisään, tunnettu siitä, että onton kivi-elementin (1), jonka seinämävahvuus vaihtelee välillä 3-50 mm, sopivimmin sylinterimäiseen ontelotilaan (10) on sijoitettu spiraalimainen tai muutoin ontelotilan (10) sisäpintaa mukailevaksi taivutettu vastuselementti (2) ja että vastuselementin (2) ja kivielementin (1) lämpötilat on järjestetty säädettäviksi kivielementin sisään asennetun lämpötila-anturin (3) avulla, joka sinänsä tunnetusti termostaatin tai elektronisen ohjauslaitteen kautta ohjaa vastuselementtiin menevää sähkötehoa.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen saunankiuas, tunnettu siitä, että lämpötila-anturi (3) on kapillaaritermostaatin tunto-elin.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen saunankiuas, tunnettu siitä, että kivielementin (1) sisäpinnan lämpötila on järjestetty säädettäväksi alueella 450° C - 600° C.

4. Jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukainen saunankiuas, tunnettu siitä, että vastuselementti (2) on kiinnitetty vuolu-kivielementin (1) ontelotilan (10) avoimen pään sulkevaan vuolu-kivilaattaan (6).

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen saunankiuas, t u n ne t t u siitä, että pyöreän vuolukivilaatan (6) kehällä on kiinnitys-muotoilu kuten kierre (11) ja vuolukivielementin (1) ontelo-tilan avoimen pään sisäpinnassa on vastaava kiinnitysmuotoilu kuten vastinkierre (12).