FI84868B - Roermotstaond. - Google Patents

Description

1 84868

Putkivastus Tämä keksintö koskee putkivastusta, joka käsittää metallisen putkimaisen vaipan, sen sisään oleellisesti 5 keskeisesti sovitetun vastuslankaspiraalin, vastus- lankaspiraalin ja putkivaipan välisen tilan täyttävän eristysaineen, vastuslankaspiraalin päihin liitetyt vir-ransyöttötapit ja putkivaipan päät sulkemaan sovitetut eristysaineholkit, joiden läpi näiden hoikkien ohitse put-10 kivaipan sisälle ulottuvat virransyöttötapit on tuotu.

Yllä kuvatun kaltaisissa tavanomaisissa putkivas-tuksissa syntyy aina pieni vuotovirta vastuksen eristeen läpi maadoitettuun metalliseen putkivaippaan. Tämä vuoto-virta kasvaa putkivastuksen lämpötilan noustessa ollen 15 sähkökiukaissa käytetyissä vastuksissa normaalisti selväs ti alle 1 mA. Mutta jo väärä kivikoko ja ladonta (pienet kivet tiiviisti ladottuina), voi nostaa vuotovirran kaksi-kolminkertaiseksi. Tämä johtuu vastuksen lämpötilan noususta jäähdytyksen huonontuessa. Kiukaan käyttöä ei kui-20 tenkaan haittaa suurempikaan vuotovirta, koska kiuas on maadoitettu eli kiukaan ulkopinnan ja maan välille ei synny jännite-eroa.

Vuotovirtaa on kuitenkin yhä enenevässä määrin alettu valvoa. On laitteita, jotka tunnistavat vuotovir-25 ran, eli ns. vikavirtasuojakytkimiä, jotka on viritetty toimimaan, jos vuotovirta ylittää tietyn rajan. Tämä raja riippuu suojattavasta kohteesta, mutta on kotitalouksissa yleensä alle 30 mA.

On havaittu, että yllä kuvatun kaltaiset putkivas-30 tukset suurina ryhminä esiintyessään, kuten sähkökiukaissa usein on asianlaita, saattavat aiheuttaa vikavirtasuojan laukeamisia. Käytännössä on havaittu, että kiukaan lämmityksen ensi minuutteina vuotovirta kasvaa aluksi varsin jyrkästi ja laskee tämän jälkeen arvoon, joka on alle 1 mA 35 vastusta kohden. Lämmityksen alussa syntyvä vuotovirran 2 84868 huippuarvo on sitä suurempi, mitä vanhempi vastus on. Vuoden käyttämättä olleella vastuksella tämä vuotovirran huippuarvo voi ylittää jopa 20 mA. Tällaisen vanhahkon vastuksen vuotovirtamuutoksia ajan funktiona virta kyt-5 kettäessä on kuvattu oheisten piirustusten kuvion 3 käyrässä.

Syynä mainitun vuotovirtahuipun esiintymiselle on kosteus vastusputken sisällä. Vastuslankaspiraalin ja put-kivaipan välisen tilan täyttävänä eristysaineena käytetty 10 magnesiumoksidi on nimittäin hygroskooppista, joten se vastuksen ollessa kylmänä imee ilmasta kosteutta itseensä. Tätä kosteuden kulkeutumista vastuksen sisään ei voida estää myöskään sulkemalla vastusputken päitä hermeettisesti, koska esimerkiksi sähkökiuasvastuksissa esiintyvät 15 pintatehot ovat niin suuria, että tällainen hermeettinen suljenta ei putkivaipan sisään syntyvän paineen johdosta ole mahdollinen.

Oheisten piirustusten kuviossa 1 on esitetty kaa-viollisesti tavanomaisen putkivastuksen rakenne, joka vas-20 taa yllä johdannossa esitettyä kuvausta. Vastus käsittää täten metallisen putkimaisen vaipan 2, sen sisään oleellisesti keskeisesti sovitetun vastuslankaspiraalin 1, vastuslankaspiraalin 1 ja putkivaipan 2 välisen tilan täyttävän magnesiumoksidia olevan eristysaineen 3, vastus-25 lankaspiraalin 1 päihin liitetyt virransyöttötapit 4 ja putkivaipan 2 päät sulkemaan sovitetut eristysaineholkit 5, joiden läpi virransyöttötapit 4 on tuotu. Virransyöttötapit 4, jotka ovat tavanomaisemmin terästä, ovat välttämättömiä, jotta vastukselle tuotavan sähkönsyöttö-30 johtimen lämpötila sen liitospisteessä, joka kuvion 1 rakenteessa on varustettu liittimellä 6, ei kohoaisi liian korkeaksi. Itse vastuslankaspiraalin lämpötila on yli 1000°C ja jotta tämä lämpötila saadaan laskemaan syöttöjoh-timille soveltuvaan arvoon tulee terästapin 4 pituuden 35 tavallisesti olla ainakin 5 cm. Käytännössä siis terästap- 3 84868 pi 4 tulee ainakin heti sen jälkeen, kun virta on kytketty vastukseen olemaan oleellisesti kylmempi kuin vastus-lankaspiraali 1. Täten on ajateltavissa, että magnesiumok-sidissa 3 oleva kosteus, joka vastuslankaspiraalin 1 äkil-5 lisesti kuumetessa höyrystyy ja työntyy putkivaipan 2 pään suuntaan osittain tiivistyy tämän terästapin 4 putkivaipan 2 ulkopään puoleisessa päässä aiheuttaen vuotovirran kasvun. Itse vastuslankaspiraalin 1 kohdalla vuotovirtaa ei sensijaan juurikaan esiinny, koska sen lämpötila kohoaa 10 erittäin nopeasti niin korkeaksi, että vesi höyrystyy sähköä johtamattomaksi kaasuksi. Kun terästappikin hetken kuluttua lämpiää työntyy vesihöyry lopullisesti ulos putkivaipan 2 sisältä, johtaen vuotovirran merkittävään laskuun. Tällainen toimintamekanismi selittäisi varsin hyvin 15 käytännössä havaitun vuotovirtakäyrän, jollainen on esitetty esimerkiksi oheisen piitustuksen kuviossa 3.

Keksinnön mukaisesti onkin nyt havaittu, että välittömästi virrankytkemisen jälkeen esiintyvä vuotovir-tahuippu voidaan vastuksista oleellisesti eliminoida, kun 20 virransyöttötapit eristetään vastusspiraalin 1 ja putkivaipan 2 välisen tilan täyttävän eristysaineen suhteen ainakin putkivaipan päitä lähinnä olevilta osiltaan.

Edullisesti voidaan menetellä siten, että virran-syöttötapeissa on eristyspinnoite ainakin putkivaipan si-25 säpuolisilla, putkivaipan päitä lähinnä olevilla osillaan virransyöttötappien eristämiseksi eristysaineen suhteen ainakin putkivaipan päitä lähinnä olevilta osiltaan. Edullisesti eristyspinnoite ulottuu virransyöttötappien koko putkivaipan sisäpuolisille osuuksille.

30 Seuraavassa keksinnön mukaista putkivastusta kuva taan yksityiskohtaisemmin viitaten oheiseen piirustukseen, jossa kuvio 1 esittää tekniikan tason mukaisen putkivas-tuksen päätä aukileikattuna, 35 kuvio 2 esittää keksinnön mukaisen putkivastuksen 4 84868 päätä aukileikattuna, kuvio 3 esittää vuotovirran käyttäytymisen ajan funktiona kuvion 1 tavanomaisessa putkivastuksessa ja kuvio 4 esittää vuotovirran käyttäytymisen ajan 5 funktiona keksinnön mukaisessa putkivastuksessa.

Kuvion 1 mukaista tekniikan tasosta tunnettua put-kivastusta ja sen vuotovirtakäyttäytyrnistä on yllä kuvattu jo viitaten kuvioihin 1 ja 4. Kuviossa 2 on esitetty keksinnön mukaisen putkivastuksen esimerkinomainen suoritus-10 muoto ja siinä on käytetty kuvion 1 rakenneosia vastaaville rakenneosille samoja viitenumerolta kuin kuviossa 1. Kuviossa 2 esitetty putkivastus poikkeaa kuvion 1 put-kivastuksesta ainoastaan siinä, että virransyöttötapin 4 ulkopintaan on koko sen pituudelle muodostettu eris-15 tysainepinnoite 7. Tämä pinnoite voi olla esimerkiksi emalointi. Kuviossa 2 eristysainepinnoitteen on esitetty ulottuvan koko virransyöttötapin 4 pituudelle, mutta kuten yllä on todettu, ei tämä ole välttämätöntä vaan eris-tyspinnoite saattaisi sijoittua ainoastaan osalle tapin 20 pituutta tämän osuuden sijaitessa putkivaipan 2 sisäpuolisella ja sen päätä lähinnä olevalla alueella eli juuri sillä alueella, joka putkivastuksen alkaessa lämmetä on aluksi kylmin. Käytännössä lienee kuitenkin yksinkertaisinta pinnoittaa koko liitostappi 4 lukuunottamatta 25 ehkä sen sitä halkaisijaltaan pienempänä kuvioissa 1 ja 2 esitettyä osuutta 8, johon vastusspiraali 1 on kiinnitetty.

Kuviossa 4 on esitetty keksinnön mukaisen vastuksen vuotovirtakäyttäytyminen ajan funktiona heti virran kyt-30 kemisen jälkeen. Kuvion 4 käyrästä havaitaan, että mitään heti virran kytkemisen jälkeen syntyvää huippuarvoa ei esiinny vaan että vuotovirta kasvaa suhteellisen tasaisesti ensimmäisten kuuden minuutin aikana ja jää sitten vakioarvoon, joka kuvion 4 käyrässä on 0,32 mA. Täten ha-35 valtaan, että on aikaansaatu merkittävä parannus aikaisem- i, 5 84868 piin putkivastuksiin nähden, joissa maksimaalinen vuoto-virran huippuarvo joitakin minuutteja virran kytkemisen jälkeen saattaa olla jopa 20 mA.

Yllä keksinnön mukaista putkivastusta on kuvattu 5 vain yhden esimerkinomaisen suoritusmuodon avulla ja on ymmärrettävää, että tähän esitettyyn esimerkinomaiseen suoritusmuotoon voidaan tehdä useitakin muutoksia yllä esitettyjen periaatteiden mukaisesti poikkeamatta kuitenkaan oheisten patenttivaatimusten määrittelemästä suoja-10 piiristä. Oleellisinta keksinnössä on, että vältetään suora virtaa johtava kosketus virransyöttötapin 4 ja eristys-aineen 3 välillä ainakin niillä virransyöttötapin 4 alueilla, jotka ovat lähinnä vastuksen päitä.

Claims (2)

6 84B68

1. Putkivastus, joka käsittää metallisen putkimaisen vaipan (2), sen sisään oleellisesti keskeisesti sovitetun 5 vastuslankaspiraalin (1), vastuslankaspiraalin (1) ja put-kivaipan (2) välisen tilan täyttävän eristysaineen (3), vastuslankaspiraalin (1) päihin liitetyt virransyöttötapit (4) ja putkivaipan (2) päät sulkemaan sovitetut eristys-aineholkit (5), joiden läpi näiden hoikkien (5) ohitse 10 putkivaipan (2) sisälle ulottuvat virransyöttötapit (4) on tuotu, tunnettu siitä, että virransyöttötapeis-sa (5) on eristyspinnoite (7) ainakin putkivaipan (2) sisäpuolisilla, putkivaipan (2) päitä lähinnä olevilla osillaan virransyöttötappien (5) eristämiseksi eristysaineen 15 (3) suhteen ainakin putkivaipan (2) päitä lähinnä olevilta osiltaan.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen putkivastus, tunnettu siitä, että eristyspinnoite (7) ulottuu virransyöttötappien (4) koko putkivaipan (2) sisäpuolisille 20 osuuksille. li 7 84868