FI83156B - Elektrisk bastuugn. - Google Patents

Description

1 83156 Sähkökiuas Tämä keksintö koskee sähkökiuasta, joka käsittää ulkovaipan, joka on lämpöeristetty ja ympäröi va-5 raavaa massaa sisältävää kivitilaa oleellisen tiiviisti ainakin sivuilta ja päältä, yhden tai useampia sähkövastuksia sovitettuina ki-vitilaan lämpöä varaavan massan kuumentamiseksi, välineet, kuten termostaatti, sovitettuina kiviti-10 laan lämpötilasta riippuvaisen sähkönsyötön aikaansaamiseksi sähkövastukselle tai -vastuksille ja välineet, kuten avattavan kannen ja yhden tai useampia kiukaan alaosassa olevia ilman sisäänvirtausauk-koja, ilmavirtausyhteyden aikaansaamiseksi kivitilan ja 15 kiukaan sijoitustilan välille lämmön siirtämiseksi kiviti-lasta kiukaan sijoitustilaan.

Sähkökiukaita ja niiden ominaisuuksia kehitettäessä voidaan yleisinä tavoitteina pitää ainakin kiukaan antaman löylyn miellyttävyyttä saunojan kannalta, kiukaan käyttö-20 mukavuutta ja kiukaan energiankulutusta. Kiukaan käyttömu-kavuudella ymmärretään tässä toisaalta sen hallintalaitteiden käytön helppoutta ja toisaalta kiukaan kykyä kehittää riittävä lämpötila saunaan riittävän lyhyessä ajassa. Pitkiä esilämmitysaikoja ei pidetä suotavina, koska ne 25 edellyttävät saunomispäätöksen tekemistä jo huomattavasti ennen ajateltua saunomisaikaa. Lyhyisiin esilämmitysaikoi-hin pääsemiseksi edellytetään kiukaalta kuitenkin varsin suurta sähkötehoa, mikä toisaalta merkitsee suurta energiankulutusta eikä toisaalta vaikuta välttämättä positii-30 visesti löylyn miellyttävyyteen. Tällainen sähkötehon kasvattaminen ja pikainen kiukaan kuumennus ovat kuitenkin täysin vastakkaisia sille yleiselle käsitykselle, että miellyttävin löyly saadaan "perinteisestä" varaavasta kiu-kaasta, jossa on paljon varaavaa massaa. Tällöin löylystä 35 muodostuu miellyttävän kostea eikä saunan lämpötila sauno- 2 83156 inisen missään vaiheessa nouse yleensä kovinkaan korkeaksi suuren kivimäärän kuitenkin taatessa löylyn riittävyyden.

Näitä yllämainittuja keskenään jopa ristiriitaisia tavoitteita ei ole aikaisemmin onnistuttu yhdistämään sa-5 maan kiukaaseen, vaan käytännössä kiukaat ovat jakautuneet joko erittäinkin pitkän esilämmitysajan vaativiin, ns. kertalämmitteisiin kiukaisiin ja niin sanottuihin jatkuva-lämmitteisiin kiukaisiin.

Esillä olevan keksinnön tavoitteena on kuitenkin 10 tuoda esiin sähkökiuas, jossa kaikki yllämainitut tavoitteet voidaan yhdistää yhteen ja samaan kiukaaseen niiden sulkematta pois toisiaan. Tämä on toteutettu keksinnön mukaisella kiukaalla, jolle on tunnusomaista, että kiuas on tarkoitettu olemaan jatkuvasti tehonsyöttöön kytketty-15 nä, jolloin ilmavirtausyhteyden aikaansaavien välineiden, kuten kannen, ollessa suljettuna kiukaan varaavaa massaa pidetään halutussa lämpötilassa vastuksen tai vastusten sähkönsyöttöä ohjaavien välineiden avulla ja ilmavirtaus-yhteys aikaansaataessa, esimerkiksi kansi avaamalla, kiu-20 kaan sijoitustila sinänsä tunnetulla tavalla lämmitetään saunomislämpötilaan pääasiallisesti kiukaan varaavaan massaan varastoituneen lämpöenergian avulla.

Edullisesti kiukaan varaavaa massaa halutussa lämpötilassa pitävän vastuksen tai vastuksien sähköteho on 25 niin pieni, että kyseinen vastus tai vastukset eivät kykene ylläpitämään tätä varaavan massan haluttua lämpötilaa ilmavirtausyhteyden ollessa aikaansaatuna.

Kiukaan käyttömahdollisuuksien laajentamiseksi on edullista, se käsittää kytkimen, kuten kellokytkimen, va-30 raavaa massaa halutussa lämpötilassa pitävään sähkötehoon nähden suuremman sähkötehon päällekytkemistä varten.

Koska keksinnön mukaisessa kiukaassa kivitila on oleellisen tiiviisti ympäröity lämpöeristetyllä ulkovai-palla sekä sivuilta että päältä ja kivitilaan on sovitettu 35 välineet kivltilan lämpötilan säilyttämiseksi haluttuna i 3 83156 esimerkiksi arvossa noin 400-500°C, voidaan kiukaan ilma-virtausyhteyden aikaansaavien välineiden ollessa suljettuna kiukaan lämpöhäviöt tehdä erittäin pieniksi. Tämä merkitsee käytännössä sitä, että vaikka sähkö olisi jatkuvas-5 ti kytkettynä kiukaan lämmitysvastuksille ei lämpötila kiukaan sijoitustilassa haluttaessa nouse esimerkiksi normaalin huonelämpötilan yläpuolelle. Tällöin on varsin yksinkertaisin välinein, kuten huonetermostaatin, kivitilaan sijoitetun säädettävän aukon tai pienen puhaltimen tai 10 vastaavien massavaraajalämmittimien yhteydestä tunnettujen välineiden avulla saavutettavissa mahdollisuus kiukaan sijoitustilan ohjattuun lämmitykseen silloin kun saunassa ei kylvetä.

Mullistavimmaksi keksinnön mukaisen sähkökiukaan 15 eduksi muodostuu se, että sauna on käytännössä aina sauno-misvalmis. Jo pelkästään kiukaan kannen avaamisella voidaan sauna muutamassa minuutissa saada normaaliin kylpy-lämpötilaan. Haluttaessa ja erityisesti poikkeuksellisen suuritllavuuksisia saunoja ajatellen voidaan kiukaan yh-20 teyteen sovittaa lisäksi erityisiä välineitä saunatilan ilman nopeaksi kuumentamiseksi saunomista aloitettaessa. Tällaisina varusteina voidaan mainita ylimääräiset lämmi-tysvastukset joko kivitilan tai pelkästään ilman lämmittämiseksi mahdollisesti liittyneinä sopiviin ilmakanaviin 25 ilmavirtauksen tehostamiseksi kiukaan kivitilan läpi.

Keksinnön mukaisen kiukaan etuna energian kulutuksen kannalta voidaan pitää sitä, että keksinnön mukaista kluasta käytettäessä ei juurikaan kuluteta energiaa löyly-huoneen seinä- ja lattiarakenteiden lämmitykseen tai il-30 manvaihtoon lämmityksen aikana. Keksinnön mukaisen sähkökiukaan sähköteho voidaan lisäksi tehdä niinkin pieneksi, että se voidaan kytkeä esimerkiksi yhdellä 10 A tai 16 A sulakkeella varustettuun sähkölinjaan. Täten sitä voidaan käyttää maaseudulla pitkienkin linjayhteyksien takana ja 35 esimerkiksi kesämökeillä, joissa saunaan hyvin harvoin on 4 83156 vedetty tavanomaisten sähkökiukaiden edellyttämä kolmivai-heyhteys. Kiukaan tehokkaasti lämpöä varastoiva rakenne mahdollistaa kiukaan ohjauksen myös siten, että se kuumennetaan pääosin ns. yösähköllä. Samoin se voidaan ongelmit-5 ta kytkeä verkkokäskylaitteen ohjaukseen, koska muutamankaan tunnin katkoksella sähkönsyötössä ei ole juurikaan vaikutusta sen löylynantokykyyn.

Yleisesti ottaen saavutetaan keksinnön mukaisen kiukaan avulla sen ollessa jatkuvasti sähköverkkoon kyt-10 kettynä juuri sellainen tilanne, mitä käyttäjät pitävät suotavimpana, eli perinteisen kertalämmitteisen, suuri-kivitilaisen kiukaan antamat löylyt aina haluttaessa ilman ennakolta tapahtuvaa saunan lämmitystä. Kuten edellä on jo todettu, kiukaan suuresta varatusta massasta johtuen voi-15 daan käytännössä toimia siten, että sähkövirta katkaistaan kiukaan lämmitysvastuksilta otettaessa kiuas "käyttöön", eli avattaessa sen kansi. Tällöin vältetään myös se eräiden saunojien epäsuotavana pitämä mahdollisuus, että löylyvesi joutuisi kosketukseen erittäin kuumien metallipin- 20 tojen kanssa.

Seuraavassa keksinnön mukaista sähkökiuasta kuva taan yksityiskohtaisemmin viitaten oheiseen piirustukseen, jossa kuvio 1 esittää keksinnön mukaisen sähkökiukaan pe-25 rusmuodon periaatteellisen rakenteen edestäpäin nähtynä poikkileikkauksena, kuvio 2 esittää kuvion 1 mukaisen kiukaan sivultapäin nähtynä poikkileikkauksena varaavan massan ollessa havainnollisuuden vuoksi poistettuna ja 30 kuvio 3 esittää kuvioiden 1 ja 2 mukaisen kiukaan periaatteellisen kytkentäkaavion.

Kuviossa 1 on esitetty poikkileikkaus keksinnön mukaisen sähkökiukaan perusmuodosta edestäpäin nähtynä. Se käsittää ulkovaipan 1, joka on oleellisesti kauttaaltaan 35 lämpöeristetty. Tähän ulkovaippaan kuuluu osana avattava, 5 83156 takaa saranalla 10 varustettu kansi 2. Ulkovaippa 1 ympäröi oleellisen tiiviisti myös sivuilta kivitilaa 3, joka on täytetty varaavalla massalla 8 esimerkiksi kluaskivien muodossa, kuten kuviossa 1 on esitetty. Tähän kivitilaan 5 on sovitettu sähkövastukset 4 ja asennusputki 5 kivitilan lämpötilaa tarkkailevaa termostaattia 11 varten. Klvitilan alapuolelle on muodostettu ilmavirtauskanava 6, josta ilma pääsee virtaamaan klvitilan 3 läpi kannen 2 ollessa avattuna. Kuten kuviosta 2 havaitaan ilmanvirtausaukon 6 eteen 10 on sovitettu luukku 9, joka voi olla haluttaessa säädettävä ilmanvirtausaukon 6 sisäänvirtauspinta-alan asettelemi-seksi. Esimerkiksi tällaisen säädettävän luukun 9 avulla voidaan lämpötilaa löylyhuoneessa saunomisen aikana asetella. Sähkövastukset 4 samoin kuin asennusputki 5 termos-15 taattia 11 varten on tuotu kiukaalle olevaan kytkentära-siaan 7, tarvittavien sähköisten kytkentöjen suorittamista varten.

Kiukaaseen on edelleen sovitettu liittymään kytkin 12, joka reagoi kannen 2 avaamiseen. Tämä kytkin voi ohja-20 ta joko myöhemmin kuvattavia välineitä kiukaan "tehopur-kauksen" aikaansaamiseksi löylyhuoneen lämmittämiseksi mahdollisimman nopeasti tai yksinkertaisimmassa suoritusmuodossa, jonka kytkentäkaavio on esitetty kuviossa 3, se on sovitettu katkaisemaan sähkönsyöttö sähkövastuksille 4 25 kiukaan kansi 2 avattaessa. Mikäli kiuasta kuitenkin myös kannen 2 ollessa avoinna haluttaisiin lämmittää on tämä kytkin ohitettavissa kellokytkimellä 13, joka on sovitettu kytkentärasiaan 7.

Kuviossa 3 on esitetty keksinnön mukaisen sähkökiu-30 kaan periaatteellinen kytkentäkaavio. Siinä rakenneosille, jotka vastaavat Jo kuvioiden 1 Ja 2 yhteydessä mainittuja rakenneosia on annettu samat viitenumerot kuin näissä kuvioissa 1 ja 2. Kuten kuvion 3 kytkentäkaaviosta voidaan havaita kiukaan kannen 2 sulkemiseen reagoiva kytkin 12 35 pitää suljettuna ollessaan kontaktorin 14 suljettuna, joi- 6 83156 loin kiukaan lämmitysvastus 4 saa sähkövirtaa tämän kon-taktorln 14, klvitilan lämpötilaan reagoivan termostaatin 11 ja lämpötilanrajoittlmen 15 kautta. Mainittakoon, että koska termostaatin 11 tavoitteena on pitää kivitila oleel-5 11sen vakiolämpötllaisena, voidaan ajatella termostaatti 11 jätettäväksi myös pois, jos lämmitysvastuksena 4 käytetään ltsesäätyvää vastusta, jonka lämpöteho pienenee lämpötilan kohotessa, jolloin kyetään saavuttamaan mainittu vaklolämpötlla myös Ilman erillistä termostaattia. Viite-10 numerolla 16 kuvion 3 kytkentäkaaviossa on merkitty mahdollista ohjauskytkintä esimerkiksi viikkokelloa, tai muuta vastaavaa ohjauslaitetta, jonka avulla kiukaan sähkövirta voi olla katkaistuna haluttuina aikoina esimerkiksi yösähkökäyttöä ajatellen. Tavanomaisesti kiukaan ollessa 15 varaustilassaan tämä kytkin 16 on suljettuna. Tällöin kytkimen 12 rinnalla on aikakytkin 13, jonka avulla sähkövirta on kytkettävissä lämmitysvastukselle 4 myös kytkimen 12 ollessa avoinna eli käytännössä kiukaan kannen 2 ollessa avoinna. Kuten edellä on mainittu keksinnön mukainen kiuas 20 voidaan kytkeä myös verkkokäskylaitteen ohjaukseen, jolloin tällainen ohjaus kytketään liittimien 1 ja 2 välille piirretyn oikosulun tilalle.

Koska keksinnön mukaisen kiukaan tavanomainen käyttötapa on se, että se on jatkuvasti kytkettynä, ei sen va-25 rustukseen välttämättä kuulu kuviossa 3 esitettyä sähkön-syöttöä ohjaavaa kellokytkintä 13. Tämä kellokytkin voidaan ajatella pakko-ohjautuvasti käynnistyväksi esimerkiksi silloin, kun kansi 2 avataan ellei tämä kannen 2 avaaminen automaattisesti katkaise sähkönsyöttöä vastuksille, 30 kuten kuviossa 3 on esitetty. Tällainen kellokytkin varmistaa sen, että kiuas ei voi olla kohtuuttoman pitkää aikaa "purkaustilassaan", jossa esimerkiksi kansi 2 olisi siis avattuna ja jossa saattaisi syntyä palovaaraa. Toisaalta jo pelkästään kiukaan mahdollisesti hyvinkin pie-35 neliä, kuten esimerkiksi n. 3 kW sähköteholla voidaan ai- 7 83156 kaansaada se, että löylyhuoneen seinä- eivätkä kattopinnat missään olosuhteissa pääse kuumenemaan liiallisesti. Tällaisen mahdollisuuden eliminoimiseksi täysin voidaan käyttää myös tavanomaista, löylyhuoneen seinälle asennettua 5 termostaattia.

Kuviossa 1 - 3 on esitetty keksinnön mukaisen kiukaan perusmuoto, johon ei liity erityisiä välineitä kiukaan "tehopurkauksen” aikaansaamiseksi saunomista aloitettaessa ellei tällaisiin välineisiin lueta säädettävää 10 luukkua 9. Haluttaessa ja erityisesti poikkeuksellisen suuritilavuuksisiin löylyhuoneisiin tarkoitettuihin kiu-kaisiin voidaan sovittaa haluttaessa lisävastuksia joko kivitilan lämmittämiseksi tai pelkästään kiukaan läpi vir-taavan ilman lämmittämiseksi sen jälkeen kun ilmanvirtaus-15 yhteys kivitilasta kiukaan sijoitustilaan on aikaansaatu esimerkiksi kansi 2 avaamalla. Tällaista tehopurkausta voidaan aikaansaada myös sijoittamalla esimerkiksi ilman sisäänvirtausaukkoon 6 puhallin tai muodostamalla kivitilan 3 sisään soveliaita ilmavirtauskanavia, jotka tehos-20 tavat ilman läpivirtausta kivitilan 3 läpi. Tällaiset erityiset lisävälineet voidaan sovittaa käynnistyviksi joko pakko-ohjatustl esimerkiksi kytkimen 12 avulla kansi 2 avattaessa tai jonkin muun sopivan mekanismin tai kytkimen avulla.

25 Kuvioiden 1 ja 2 mukaisessa keksinnön suoritusmuo dossa asennusputki 5 kivitilan 3 lämpötilaa vartioivaa termostaattia 11 varten on sijoitettu kiukaan alaosaan suhteellisen lähelle ilmanvirtauskanavaa 6. Tällä saavutetaan se käytännön etu, että avattaessa kiukaan kansi 2 tu-30 lee suhteellisen viileä Ilmavirtaus sisään suhteellisen läheltä termostaattia, jolloin se periaatteessa pitää sähkövastukset 4 aina päälle kytkettyinä. Siten asennusput-keen 5 asennettua termostaattia 11 ei voida käyttää löyly-huoneen lämpötilan valvontaan, mutta sillä voidaan ohjata 35 mahdolliset tehopurkauksen aikaansaavat lisävälineet pääl- e 83156 le, koska se hyvinkin luotettavasti tunnistaa kannen 2 avaamisen.

Yllä keksinnön mukaista sähkökiuasta on kuvattu vain yhden esimerkinomaisen suoritusmuodon valossa, joten 5 on ymmärrettävää, että siihen voidaan tehdä useitakin muutoksia poikkeamatta kuitenkaan oheisten patenttivaatimusten määrittelemästä suojapiiristä. Tällaiset muutokset saattaisivat koskea erityisesti mahdollisia lisävällneitä ns. "tehopurkauksen" aikaansaamiseksi saunomista aloitet-10 taessa tai myös muitakin rakenteellisia seikkoja esimerkiksi kytkentärasian 7 paikkaa ja kiukaan sisätilan 3 ja kiukaan sijoitustilan välisen ilmanvirtausyhteyden aikaansaavien välineiden rakennetta. Täten kannen 2 käyttö ei ole välttämätöntä, jollei haluta aikaansaada löylynheitto-15 mahdollisuutta, vaan tällainen purkausaukko voitaisiin synnyttää esimerkiksi jonkinlaisten suljettavien ritilöiden avulla, jotka voisivat sijaita missä tahansa kiukaan ulkovaipan 1 yläosassa. Oleellista keksinnön mukaiselle sähkökiukaalle on, että sen ulkovaippa on oleellisen tii-20 vis sivu- ja yläpinnoiltaan ja näiltä osin myös lämpöeris-tetty, jolloin sen lämpöhäviöt kivitilan 3 sisältämän va-raavan massan 8 korkeasta lämpötilasta huolimatta jäävät vähäisiksi. Tämän tavoitteen saavuttamisen kannalta on edelleen oleellista, että kivitilaan on aikaansaatu väli-25 ne, joka vartioi varaavan massan 8 lämpötilaa. Tällainen väline on välttämätön myös siitäkin syystä, että estetään kiuasrakenteiden ja erityisesti sähkövastusten vaurioituminen liian korkeiden lämpötilojen johdosta.

Claims (3)

9 83156

1. Sähkökiuas, joka käsittää ulkovaipan (1), joka on lämpöeristetty ja ympäröi varaavaa massaa sisältävää 5 kivitilaa (3) oleellisen tiiviisti ainakin sivuilta ja päältä, yhden tai useampia sähkövastuksia (4) sovitettuina kivi tilaan (3) lämpöä varaavan massan (8) kuumentamiseksi, välineet (11), kuten termostaatti, sovitettuina 10 kivitilaan (3) lämpötilasta riippuvaisen sähkönsyötön aikaansaamiseksi sähkövastukselle tai -vastuksille ja välineet (2, 6, 9), kuten avattavan kannen (2) ja yhden tai useampia kiukaan alaosassa olevia ilman sisään-virtausaukkoja (6), ilmavirtausyhteyden aikaansaamiseksi 15 kivitilan (3) ja kiukaan sijoitustilan välille lämmön siirtämiseksi kivitilasta (3) kiukaan sijoitustilaan, tunnettu siitä, että kiuas on tarkoitettu olemaan jatkuvasti tehonsyöttöön kytkettynä, jolloin ilmavirtaus-yhteyden aikaansaavien välineiden, kuten kannen (2), ol-20 lessa suljettuna kiukaan varaavaa massaa (8) pidetään halutussa lämpötilassa vastuksen tai vastusten (4) sähkön-syöttöä ohjaavien välineiden (11) avulla ja ilmavirtaus-yhteys aikaansaataessa, esimerkiksi kansi (2) avaamalla, kiukaan sijoitustila sinänsä tunnetulla tavalla lämmite-25 tään saunomislämpötilaan pääasiallisesti kiukaan varaavaan massaan (8) varastoituneen lämpöenergian avulla.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen sähkökiuas, tunnettu siitä, että kiukaan varaavaa massaa (8) halutussa lämpötilassa pitävän vastuksen tai vastuksien 30 (4) sähköteho on niin pieni, että kyseinen vastus tai vas tukset (4) eivät kykene ylläpitämään tätä varaavan massan (8) haluttua lämpötilaa ilmavirtausyhteyden ollessa aikaansaatuna .

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen sähkökiuas, 35 tunnettu siitä, että se käsittää kytkimen, kuten ίο 83156 kellokytkimen, varaavaa massaa (8) halutussa lämpötilassa pitävään sähkötehoon nähden suuremman sähkötehon päälle-kytkemlstä varten. il 83156