HU213600B

HU213600B - Small thermal time-constant thermostat for water-heater

Info

Publication number: HU213600B
Application number: HU9403119A
Authority: HU
Inventors: Vasco Lorenzi
Original assignee: Lorenzi Vasco Spa
Priority date: 1994-10-28
Filing date: 1994-10-28
Publication date: 1997-08-28
Also published as: HU9403119D0; HUT72805A

Abstract

A találmány tárgya kis termikus időállandójú termosztát forróvíz-tárolóhoz, amely forróvíz-tároló belső terébe benyúló működtető rúddal (32) ellátott, víz beállított első hőmérsékleténél elektromos bekötés (2) és fűtőelemekhez tartozó bal oldali, valamint jobb oldali kapocslemez (24, 25) közötti áramutat működtető kar (3) mozgása révén megszakító üzemi kapcsolót tartalmaz. Lényege, hogy az üzemi kapcsoló meghibásodása esetén biztonsági követelményekben előírt második hőmérsékletnél az áramút részét képező kioldó lemez (21) elmozdításával működésbe lépő biztonsági kapcsolóval van ellátva, amely rugalmas anyagú, nyomás hatására rugalmas deformáció révén első, célszerűen konkáv alakúról második, célszerűen konvex alakúvá váló, az üzemi kapcsolónak a kioldó lemezt (21) megvezető kioldó csapjára (5) támaszkodó membránnal (42) korlátozott zárt korongszerű tartományt (41) tartalmaz, a korongszerű tartomány (41) kapilláris csővel (4) és ezen keresztül a forróvíz-tárolóban levő vízbe nyúló feltekercselt kapilláris menetekkel (45) közlekedik, ahol a korongszerü tartomány (41), a kapilláris cső (4) és a feltekercselt kapilláris menetek (45) hermetikusan lezárt, hőátvevő közeggel kitöltött dilatációs teret jelölnek ki. HU 213 600 B A leírás terjedelme: 7 oldal (ezen belül 2 lap ábra)Field of the Invention The present invention relates to a thermostat with a small thermal time constant for a hot water reservoir, which is provided with an electric rod (2) and a left and right terminal plate (24, 25) for the first set temperature of the water, provided with an operating rod (32) extending into the interior of a hot water reservoir. it includes a circuit breaker through the movement of the flow control lever (3). The essence of this is that, in the event of a failure of the operating switch at the second temperature required by the safety requirements, a safety switch triggers the displacement of the release plate (21) forming part of the current path, which, by means of a flexible elastic deformation under pressure, becomes the first, preferably concave, second, preferably convex. includes a closed disc-like region (41) limited by a diaphragm (42) resting on the release pin (5) that guides the release plate (21) to the release switch (21), the disc-like region (41) being capillary tube (4) and water in the hot water tank. extending through a rolled capillary thread (45), wherein the disk-like region (41), the capillary tube (4), and the coiled capillary threads (45) designate a hermetically sealed dilated space filled with a heat transfer medium. EN 213 600 B Scope of the description: 7 pages (including 2 sheets)

Description

A találmány tárgya kis termikus időállandójú termosztát forróvíz-tárolóhoz, amely többféle méretben képezhető ki és célszerűen két egymásba illesztett, koaxiálisán elrendezett szerkezeti elem segítségével egysarkú jellegű üzemi kapcsoló be- és kikapcsolására alkalmasan van kiképezve, ahol a kapcsolást az egymással koaxiálisán elrendezett szerkezeti elemek hőtágulása okozza. A javasolt termosztát forróvíz-tároló belső terébe benyúló hőérzékélő fémrúddal ellátott, vízbeállított első hőmérsékleténél árambevezető csatlakozó és fűtőelemekhez tartozó bal oldali, valamint jobb oldali kapocslemez közötti áramutat fémből készült emelő mozgása révén megszakító üzemi kapcsolót tartalmaz.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a thermostat with a low thermal time constant for a hot water storage tank, which can be constructed in a variety of sizes and is conveniently configured by means of two interconnected, coaxially arranged structural members for switching on and off a single-pole operating switch. . The proposed thermostat includes an on-off switch for moving the flow path between the inlet connector and the left and right terminals of the heating elements at the first set water temperature of the thermostat with a thermocouple inside the hot water tank.

A forróvíz-tárolóknál alkalmazott termosztátok kettős feladatot lámák el. Egyrészt tápellátást kell biztosítaniuk a víz kívánt hőmérsékletét beállító fűtőelemek részére, amihez egysarkú, első hőmérséklet alatt a fűtőelemekhez vezető áramutat fenntartó, annak elérésekor a tápellátást megszakító üzemi kapcsolóként működnek, másrészt meghibásodás esetére az elsőnél magasabb második hőmérsékleten beavatkozó biztonsági kapcsolót kell alkotniuk. Ezért például azUS-A 3,661,321 vagy az US-A 4,008,454 lsz. US szabadalmi leírás szerint kialakított egysarkú kapcsoló mellett kétsarkú biztonsági eszközöket is alkalmaznak, amelyekre példát a HU-B 133,185 lsz. magyar vagy az US-A 4,841,271 lsz. US szabadalmi leírások mutatnak. A kétsarkú biztonsági eszközöknek ezeknél a változatánál a második hőmérséklet elérésekor elpárolgó folyadékot befogadó, egyik oldalon alakváltozásra képes membránnal, másik oldalon a melegített víz hőmérsékletét átvevő elemmel lezárt teret alakítanak ki. Az egysarkú kapcsoló által felügyelt üzemeltetési feltételek mellett a folyadék nem párolog el, míg a második hőmérséklet elérését követően az elpárolog, a párolgás miatt növekvő gőznyomás a membránt alakváltozásra készteti, az ennek hatására kiindulási sík vagy befelé görbült alakból kifelé görbült alakot vesz fel, és ezzel a termosztát tápellátását biztosító áramútban elrendezett érintkezők a hozzájuk tartozó csap mozgása miatt eltolódnak, az áramutat megszakítják.The thermostats used in hot water tanks do a dual job. On the one hand, they must supply power to the heating elements that set the desired temperature of the water by acting as a single-pole operating switch to maintain the flow path to the heating elements below the first temperature, and to provide a second higher safety switch in the event of a failure. Therefore, for example, U.S. Pat. No. 3,661,321 or U.S. Pat. No. 4,008,454. In addition to the one-pole switch according to U.S. Patent No. 4,133,185, two-pole safety devices are also used. Hungarian or U.S. Pat. No. 4,841,271; U.S. Patents. In this version of the bipedal security devices, a space enclosed by a deformable membrane on one side and a member receiving the temperature of heated water is formed on the other side to receive the evaporating liquid. Under the operating conditions controlled by the unipolar switch, the liquid does not evaporate, but when the second temperature is reached, the vapor evaporates, increasing vapor pressure due to evaporation causes the diaphragm to deform outwardly from its initial plane or inwardly curved shape. the contacts in the flow path providing power to the thermostat are shifted due to the movement of the associated tap, and the flow path is interrupted.

A kétsarkú kapcsoló újbóli indításához szükség van arra, hogy az áramút megszakításában részt vett elemei lehűljenek, majd ezt követően a bemeneti áramút és a fűtőelemek közötti kapcsolat manuális módon helyreállítható. A manuális visszakapcsolás lehetővé teszi, hogy a meghibásodás okait megvizsgálják, vagy ellenőrizzék, miért következett be a víz túlmelegedése a forróvíz-tárolóban.To restart the bipolar switch, it is necessary for the elements involved in the interruption of the power path to cool down, and then the connection between the input path and the heating elements can be manually restored. Manual resetting allows you to investigate the cause of the failure or check why the water in the hot water tank has overheated.

Az ismert rendszer alapvető hátrányát az jelenti, hogy az eredetileg sík vagy befelé görbült, adott esetben bimetál lemezből készült membránnak az alakváltozáshoz szükséges felmelegedése viszonylag nagy késleltetéssel követi a víz hőmérsékletét. A tapasztalat szerint előfordulhat, hogy a forróvíz-tárolóban a megengedettnél már akár 15 °C-al magasabb hőmérséklet van, amikor a kétsarkú kapcsoló üzembe lép, tehát a késleltetés miatt intenzív gőzképződés indulhat meg, ami számos veszélyt hordoz magában.A major disadvantage of the known system is that the heating of the originally flat or inwardly curved, optionally bimetallic sheet membrane to deformation follows a relatively long delay in the water temperature. Experience has shown that hot water accumulators may have temperatures up to 15 ° C higher than permitted when the bipolar switch is activated, which may cause intense steam generation, which carries a number of hazards.

Megállapítható, hogy igény van olyan termosztát kidolgozására, amelyet a normális üzemeltetés vezérlésére való alkalmasság mellett az ismerteknél kisebb termikus időállandó, így javított hatékonyság és biztonság jellemez.It can be stated that there is a need to develop a thermostat which, while being capable of controlling normal operation, has a lower thermal time constant than known, thus improving efficiency and safety.

Találmányunk célja ennek az igénynek a kielégítése.The object of the present invention is to satisfy this need.

Felismertük, hogy ha a forróvíz-tárolóban levő vízbe merülő, nagy hőtágulási tényezővel jellemzett olajjal, esetleg gázzal vagy más hőátvevő közeggel kitöltött csővezetéket alakítunk ki, ezzel a bimetál elemekhez hasonlóan hőmérséklet hatására rugószerííen működő rendszert nyerünk, amely a bemeneti áramút megszakítását a beállított megszakítási hőmérséklet tényleges elérését követően igen rövid időn belül biztosítja.It has now been discovered that forming a pipeline filled with oil, possibly gas or other heat transfer medium, submerged in the hot water reservoir, which is characterized by a high thermal expansion coefficient, provides a spring-like system that interrupts the inlet flow path as a bimetallic element. within a very short period of time.

Feladatunknak tehát azt tekintjük, hogy olyan termosztátot alakítsunk ki, amely a forróvíz-tárolóban bekövetkező hőmérséklet-változásokat vezérelje és emellett biztonsági funkciót is ellásson: előre beállított határon túl a hőmérsékletet gyorsan és érzékenyen, kis termikus időállandóval követi, szükség szerint a biztonsági megszakító rendszert felesleges késedelem nélkül kapcsolja.Therefore, our task is to develop a thermostat to control the temperature changes in the hot water storage tank and also to provide a safety function: beyond a preset limit, the temperature is quickly and sensitively monitored with a small thermal time constant, turn it on without delay.

A kitűzött feladat megoldására forróvíz-tárolóknál alkalmazható kis termikus időállandójú termosztátot dolgoztunk ki, amely forróvíz-tároló belső terébe benyúló működtető rúddal ellátott, vízbeállított első hőmérsékleténél elektromos bekötés és fűtőelemekhez tartozó bal oldali, valamint jobb oldali kapocslemez közötti áramutat működtető kar mozgása révén megszakító üzemi kapcsolót tartalmaz, és a találmány értelmében az üzemi kapcsoló meghibásodása esetén biztonsági követelményekben előírt második hőmérsékletnél az áramút részét képező kioldó lemez elmozdításával működésbe lépő biztonsági kapcsolóval van ellátva, amely rugalmas anyagú, nyomás hatására rugalmas deformáció révén első, célszerűen konkáv alakúról második, célszerűen konvex alakúvá váló, az üzemi kapcsolónak a kioldó lemezt megvezető kioldó csapjára támaszkodó membránnal korlátozott zárt korongszerű tartományt tartalmaz, a korongszerü tartomány kapilláris csővel és ezen keresztül a forróvíz-tárolóban levő vízbe nyúló feltekercselt kapilláris menetekkel közlekedik, ahol a korongszerű tartomány, a kapilláris cső és a feltekercselt kapilláris menetek hermetikusan lezárt, hőátvevő közeggel kitöltött dilatációs teret jelölnek ki.In order to solve this problem, we have developed a thermostat with a low thermal time constant for use in hot water storage tanks, which operates a flow path between the electrical connection and the left and right terminal plate of the heating elements. and, in accordance with the invention, provided with a safety switch actuated by moving the release plate which is part of the current path at the second temperature required by the safety requirements in the event of a failure of the operating switch; , closed-disc-like diaphragm restrained by a diaphragm resting on the release switch that guides the release plate to the release plate comprising a region, the disk-like region travels with a capillary tube and therewith a capillary winding projecting into the water in the hot water reservoir, wherein the disk-like region, the capillary tube and the winding capillary threads mark a dilatation space filled with a hermetically sealed heat transfer medium.

A találmány egy célszerű kiviteli alakjánál a kapilláris cső őt körbevevő, általában kör keresztmetszetű dilatáló csőben helyezkedik el, azon belül a dilatáló csővel koaxiálisán elrendezett hőérzékelő működtető rúddal érintkezik és a működtető rúd az üzemi kapcsoló működtető karjával kapcsolódik.In a preferred embodiment of the invention, the capillary tube is disposed in a dilatation tube generally circular in circumference therewith, in which it engages a temperature sensor actuator coaxially disposed with the dilator tube and engages the actuator lever of the operating switch.

A működés hatékonyságát lehet javítani a találmány szerinti termosztátnak azzal az előnyös kiviteli alakjával, amelynél a feltekercselt kapilláris menetek a működtető rúd felületét körülvevően vannak elrendezve, a kapilláris cső belső terét a forróvíz-tárolóban bekövetkező hőmérséklet-változás hatására tágulásával a membrán konkáv alakról konvex alakba történő deformációját okozó höátvevő közeg, különösen olaj vagy gáz tölti ki.The efficiency of operation can be improved by the preferred embodiment of the thermostat according to the invention, wherein the coiled capillary threads are arranged around the surface of the operating rod, expanding the inner space of the capillary tube into a convex shape due to temperature change in the hot water reservoir. it is filled with a heat transfer medium causing deformation, in particular oil or gas.

A találmány szerinti termosztát felépítésének megvalósíthatósága szempontjából különösen előnyös az a kiviteli alak, amelynél a korongszerű tartomány felső ré2A particularly advantageous embodiment of the construction of the thermostat according to the invention is that the

HU 213 600 Β szét a membrán zárja le, a kapilláris cső a korongszerű tartományhoz a membrán megtámasztási szintjéhez képest alsó vagy oldalsó csatlakoztatási ponton keresztül van illesztve és a feltekercselt kapilláris menetek belső tere a kapilláris csövön át a korongszerű tartománnyal közlekedik, továbbá a membrán a kapilláris csőben, a feltekercselt kapilláris menetekben és a korongszerű tartományban elhelyezkedő, a forróvíz-tárolóban levő víz hőmérsékletét átvevő hőátvevő közeg hőmérsékletének emelkedésekor bekövetkező nyomásnövekedés hatására konkáv alakból konvex, célszerűen a membrán megtámasztási síkjára szimmetrikus konvex alakúra való változásra alkalmasan van kiképezve.The diaphragm is sealed by a diaphragm, the capillary tube is joined to the disk-like region through a lower or lateral attachment point relative to the membrane support level, and the inner space of the coiled capillary threads passes through the capillary tube to the disk-like region. The pressure rise in the tube, coiled capillary threads and in the disk-like region as the temperature of the heat transfer medium receiving the water in the hot water reservoir rises, is convex from concave to symmetric to convex to membrane support plane.

Egy még további előnyös kiviteli alaknál a találmány szerinti termosztátban a biztonsági kapcsoló akioldó csap közvetítésével a forróvíz-tároló belsejébe benyúló fémes anyagú dilatáló csőben elrendezett kapilláris csővel és az utóbbi folytatását jelentő feltekercselt kapilláris menetekkel kapcsolódik, ahol a kapilláris cső és a feltekercselt kapilláris menetek belső terét hőmérséklet-emelkedés hatására a membrán helyzetének megváltozását okozó mértékben kitáguló olaj, gáz vagy folyadék tölti ki.In a further preferred embodiment, the safety switch in the thermostat of the present invention is coupled via a cap-type capillary tube extending into the hot water reservoir and a capillary tube winding the latter to continue the latter, wherein the capillary tube and capillary as the temperature rises, it is filled with an oil, gas, or liquid that expands to cause a change in membrane position.

Az alkalmazás szempontjából különösen célszerű a találmány szerinti termosztátnak az a kiviteli alakja, amelynél a membránhoz csatlakozó kioldó csap két kioldó lemezt hordoz, amelyek a membránnak a korongszerű tartományban bekövetkező alakváltozását követő módon a bal oldali és a jobb oldali kapocslemez elmozdítására, ezzel a forróvíz-tárolóban a fűtőelemekhez vezető áramút, valamint ennek révén a víz melegítésének megszakítására alkalmasan vannak kiképezve.It is particularly advantageous for the application of the thermostat according to the invention, in which the release bolt connected to the diaphragm carries two release plates which move the diaphragm in the disk-like region to move the left and right terminal plates in the hot water tank. they are designed to interrupt the heating of the water to the heating elements and thereby to the heating of the water.

A találmány szerinti termosztát az ismert, rúdszerű csappal ellátott termosztátoktól abban különbözik, hogy benne vékony csővezetéket használunk, amelyet nagy hőtágulási tényezővel jellemzett folyadék vagy gáz tölt ki. Ezt a csővezetéket részben vagy egészben a dilatáló csövön belül, koaxiálisán elrendezett működtető rúd körül tekercseljük fel. A csővezeték kis méretű korongszerü tartománnyal kapcsolódik, amely úgy mozdul el, hogy ezzel a tolórúdként működő kioldó csap helyzete változik, mozgásával a forróvíz-tárolón belül a víz melegítését biztosító elemekhez vezető áramutakban elrendezett kétpólusú kontaktusok megszakítását okozza.The thermostat according to the invention differs from the known thermostats having a rod-like valve in that it utilizes a thin tube filled with a liquid or gas characterized by a high coefficient of thermal expansion. This pipeline is wound, in whole or in part, around the coaxially arranged operating rod within the dilatation tube. The pipeline is coupled to a small disk-like area that moves so that the position of the trigger acting as a push rod changes, causing interruption of the bipolar contacts in the flow paths to the water heating elements within the hot water reservoir.

A találmány szerinti termosztát lényegét jelentő menetes, kapilláris csőből álló vezeték, amelyet kis átmérő jellemez, olyan kisegítő biztonsági mechanizmusként működik, amely a forróvíz-tárolóban működő vízmelegítő elemeket az áramot bevezető bemenettől adott feltételek beállásakor felesleges késedelem nélkül képes leválasztani. Ez a leválasztás akkor következik be, amikor a kapilláris menetekben levő gáz vagy folyadék, tehát a hőátvevő közeg a forró, majdnem forrásban levő víz hatására felmelegszik, és az ezzel járó térfogat-növekedés a korongszerű tartományban nyomásnövekedésként jelentkezik. Amikor a nyomás egy határértéket elér, a rugalmas anyagú membrán kiindulási, általában konkáv alakja megváltozik, abból általában konvex forma képződik, ezért a kioldó csap elmozdul és a kioldó lemez közvetítésével a fűtőelemek tápellátását megszakítja, azokat az áramútból kikapcsolja.The threaded capillary tube of the thermostat of the present invention, characterized by its small diameter, functions as an auxiliary safety mechanism that can disconnect the hot water storage elements from the inlet inlet without undue delay when the conditions are met. This separation occurs when the gas or liquid in the capillary threads, i.e. the heat transfer medium, is heated by the hot, almost boiling water, and the resulting volume increase in the disk-like region appears as an increase in pressure. When the pressure reaches a limit, the initial, generally concave, shape of the resilient membrane changes, generally forming a convex shape, causing the release pin to move and interrupt the supply of fuel to the heating elements via the release plate.

A találmány tárgyát a továbbiakban példaként! kiviteli alakok kapcsán, a csatolt rajzra hivatkozással ismertetjük részletesen. A rajzon azThe invention will now be further exemplified. with reference to the accompanying drawings. In the drawing it is

1. ábra: rúd alakú termosztát egy találmány szerinti célszerű kialakításának hosszirányú keresztmetszete, azFig. 1 is a longitudinal cross-sectional view of a preferred embodiment of a bar-shaped thermostat according to the invention

A. ábra: a találmány szerinti termosztátban a korongszerű tartomány és a vele csatlakozó elemek egy másik célszerű elrendezésének vázlata, míg aFig. A is a schematic diagram of another preferred arrangement of the disk-like region and its connecting elements in the thermostat of the present invention,

2. ábra: a találmány szerinti termosztát felülnézete a burkolat eltávolítása után. A találmány értelmében olyan termosztátot dolgoztunk ki, amely felépítését tekintve számos elemében azonos az ismert eszközökkel, így benne üzemi kapcsolót és biztonsági kapcsolót alkotó rész különíthető el. A találmány szerinti termosztát szigetelő anyagból, például bakelitből vagy az elektrotechnikában szokásosan alkalmazott más szigetelő anyagból készült 1 tokozásban van elrendezve, amelynek falában szorító kapcsos 2 elektromos bekötések vannak kiépítve és ezekhez egyfázisú hálózat vezetékei csatlakoztathatók. A 2 elektromos bekötések mindegyikéhez egy-egy 21 kioldó lemez egyik vége kapcsolódik, amelyek másik végén mozgó érintkezők vannak. A 21 kioldó lemezek 5 kioldó csap felületén kialakított két támaszon nyugszanak, az 5 kioldó csap nyílásaiba illeszkednek. A 2 elektromos bekötésekhez 22 bal oldali és 23 jobb oldali csatlakozó lemez van rendelve, ahol az előző 34 laprugóval, mint mozgó kapcsolóelemmel van szerelve és együttesen lemezrugós egypólusú kapcsolóként működnek. A 23 jobb oldali csatlakozó lemezt az ismert megoldásoknál szabadon hagyják, illetve az közvetlenül a fűtőelem 25 jobb oldali kapocslemezéhez kapcsolódik. A forróvíz-tárolóban a vizet melegítő fűtőelemek a 24 bal oldali, illetve a 25 jobb oldali kapocslemezre vannak kötve. A termosztát normál üzemeltetése során a vezérlést 3 működtető kar biztosítja, amely a 34 laprugóhoz kapcsolódik. A 3 működtető kar egyik vége 31 támaszon nyugszik, amely szigetelő anyagból készült. Hozzá 32 működtető rúd kapcsolódik, amelynek anyaga kis lineáris hötágulási tényezővel jellemezhető. Vele koaxiálisán tőle célszerűen nagy mértékben eltérő hőtágulási tényezőjű anyagból készült 33 dilatáló cső van elrendezve. A 33 dilatáló cső 36 végénél kapcsolódik össze a 32 működtető rúddal. A 33 dilatáló cső fémből vagy fémötvözetből, például bronzból van kialakítva és feladata a hőmérséklet-változás menetében a 34 laprugóhoz erősített kontaktus nyitása vagy zárása, a 22 bal oldali csatlakozó lemez és a 24 bal oldali kapocslemez közötti kapcsolat fenntartása, ha ezt a forróvíz-tárolóban uralkodó hőmérsékleti viszonyok szükségessé teszik. A 34 laprugóhoz egyik végén kontaktus tartozik, amelyet a 3 működtető karhoz illeszkedő 35 működtető csap rugalmasan képes működtetni. A 35 működtető csap szigetelő anyagból áll, ez a 34 laprugót úgy mozgatja, hogy a 24 bal oldali kapocslemeznél az elektromos kontaktus létrejöjjön vagy megszakadjon. A 33 dilatáló cső 36 vége a 32 működtető rúdhoz van erősítve. A 3 működtető kar, amely az üzemi hőmérséklet beállítására szolgál 37 csavarmenetes fejjel szorítható a rajzon külön nem jelölt, de feltüntetett rugóhoz.Figure 2 is a plan view of a thermostat according to the invention after the cover has been removed. In accordance with the present invention, a thermostat has been developed which, in its many elements, has the same structure as known devices, so that it can separate the operating switch and the safety switch. The thermostat according to the invention is housed in a housing 1 made of an insulating material, such as vinyl or other insulating material commonly used in electrical engineering, in which a wall is provided with clamping electrical connections 2 and wires of a single-phase network can be connected thereto. Each of the electrical connections 2 is connected to one end of a release plate 21 with movable contacts at the other end. The release plates 21 rest on two supports formed on the surface of the release pin 5 and fit into the openings of the release pin 5. The electrical connections 2 are provided with a left-hand terminal plate 22 and a right-hand terminal plate 23 where it is mounted with the preceding leaf spring 34 as a movable switching element and together act as a single-pole plate spring-loaded switch. The right connector plate 23 is left open in the prior art and is directly connected to the right terminal plate 25 of the heater. In the hot water tank, the heating elements for heating the water are connected to the left-hand terminal plate 24 and the right-hand terminal plate 25 respectively. During normal operation of the thermostat, the control is provided by an actuating lever 3 which engages the leaf spring 34. One end of the operating lever 3 rests on a support 31 made of insulating material. It is connected to 32 actuating rods, which material has a low linear expansion coefficient. Preferably, a dilatation tube 33 made of a material having a very different coefficient of expansion is coaxial to it. At the end 36 of the dilatation tube 33 it is connected to the operating rod 32. The expansion tube 33 is made of metal or a metal alloy, such as bronze, and serves to open or close the contact attached to the leaf spring 34 during the temperature change, maintaining the connection between the left connector plate 22 and the left terminal plate 24, the prevailing temperature conditions make it necessary. The leaf spring 34 has, at one end, a contact which can be actuated resiliently by the actuating pin 35, which fits into the actuation lever 3. The actuator pin 35 is made of insulating material which moves the leaf spring 34 so that the electrical contact at the left terminal plate 24 is established or interrupted. The end 36 of the dilatation tube 33 is attached to the operating rod 32. The actuating lever 3 for adjusting the operating temperature can be clamped with a 37-threaded head to a spring not shown but shown.

HU 213 600 ΒHU 213,600 Β

A találmány értelmében a 32 működtető rúd mellett, célszerűen azzal érintkezésben kis átmérőjű 4 kapilláris csövet helyezünk el. A 4 kapilláris cső rézből vagy hasonlóan nagy hővezető képességű fémből áll. A 4 kapilláris cső a 36 vég tartományában le van zárva, míg másik vége 41 korongszerű tartományba torkollik. Célszerűen a lezárt végnél a 4 kapilláris cső 45 feltekercselt kapilláris meneteket alkotó tekercset képez, belső terében hőátvevő közeg, általában olaj, esetleg más folyadék vagy gáz van. A belső teret kitöltő hőátvevő közeggel szemben követelményként a hőtágulási tényező nagy értékét állítjuk. A 4 kapilláris cső, mint említettük, a 41 korongszerű tartományban végződik, amelyben a 4 kapilláris cső belső terével közlekedőén kamra van kiképezve. A 4 kapilláris cső a 41 korongszerü tartománnyal alsó 43 csatlakozási ponton (1. ábra) vagy oldalsó 44 csatlakozási ponton (1 A. ábra) kapcsolódik, benne alapállapotban gömbfelülethez közeli alakú 42 membrán van kifeszítve. A 42 membrán rugalmas anyagból áll, amely a 4 kapilláris csőben, a 45 feltekercselt kapilláris menetekben levő hőátvevő közeg nyomásának növekedésekor bekövetkező tágulás miatt az ábrán vázolt konkáv alakból konvexre tud váltani és ezzel az 5 kioldó csap helyzetének változását okozza. A 42 membrán tehát nyomás hatására konkáv jellegét konvexre megváltoztatni képes rugalmas anyagból áll. Ez annak a folyamatnak következménye, hogy az emelkedő hőmérséklet miatt a 4 kapilláris csőben, illetve a 45 feltekercselt kapilláris menetekben a nyomás növekszik.In accordance with the invention, a small diameter capillary tube 4 is disposed adjacent to the operating rod 32, preferably in contact therewith. The capillary tube 4 consists of copper or a metal of high thermal conductivity. The capillary tube 4 is closed in the region of its end 36 and its other end extends into a disk-like region 41. Preferably, at the sealed end, the capillary tube 4 forms a coil of winding capillary threads 45 and has a heat transfer medium, generally an oil or other liquid or gas, in its interior. A high value of the coefficient of expansion is set as a requirement for the internal heat transfer medium. As mentioned above, the capillary tube 4 terminates in a disk-like region 41 in which a chamber is formed communicating with the interior of the capillary tube 4. The capillary tube 4 engages with the disk-like region 41 at the lower attachment point 43 (Fig. 1) or at the lateral attachment point 44 (Fig. 1A), in which a membrane 42 close to the spherical surface is normally stretched. The diaphragm 42 is made of a resilient material which, due to the expansion of the heat transfer fluid in the capillary tube 4 through the winding capillary threads 45, can convex from the concave shape shown in the figure, causing a change in the position of the release pin 5. The membrane 42 thus consists of a resilient material capable of changing its convex nature under pressure. This is a consequence of the increase in pressure in the capillary tube 4 and the winding capillary threads 45 due to the rising temperature.

A 21 kioldó lemezhez tartozó 5 kioldó csap a találmány értelmében a kétsarkú biztonsági kapcsoló csatlakozóinak felszabadítására szolgál. Az 5 kioldó csapot a közelítőleg gömbfelület alakú bemélyedést alkotó 42 membrán mozgatja, és az helyzetét akkor változtatja meg, amikor a 42 membrán konkáv alakról az előzőek értelmében konvex alakra vált.The release bolt 5 for the release plate 21 is used to release the connectors of the double-pole safety switch according to the invention. The release pin 5 is moved by the diaphragm 42 which forms an approximately spherical surface recess and changes its position when the diaphragm 42 changes from a concave shape to a convex one.

Az 1 tokozáson belül szigetelő anyagból, például bakelitből olyan 6 belső testet képezünk ki, amelyen az elektromos kontaktusok, a különböző vastagságú lemezek, a rugók és a csatlakozó elemek megtámaszthatok. A 6 belső test az 1 tokozás részét képező 7 fém alapon nyugszik, amelyhez a 33 dilatáló cső kapcsolódik. A 7 fémalap a találmány szerinti termosztátnak a forró víz-tároló felé forduló felületét határolja. A 7 fémalap célszerűen alumíniumból vagy más könnyű fémből, ötvözetből áll.Within the housing 1, an insulating material 6 such as vinyl is formed into an inner body 6 on which electrical contacts, plates of different thicknesses, springs and connecting members can be supported. The inner body 6 rests on a metal base 7 forming part of the housing 1 to which the dilatation tube 33 is connected. The metal base 7 defines the surface of the thermostat according to the invention facing the hot water reservoir. The metal base 7 preferably consists of aluminum or other light metal alloy.

Mint az 1. ábra mutatja, a találmány szerinti, forró víztárolóba benyúló eszközként kiképzett termosztátnál az ismert megoldásokhoz hasonlóan a 32 működtető rúd a 36 végnél a 33 dilatáló csőhöz mereven kapcsolódik. A 33 dilatáló cső célszerűen megfelelő burkolatban is elhelyezhető, amelyet jó hővezetésű anyagból készítünk és a forróvíz-tároló belső terében rendezünk el. A találmány szerinti termosztát működése során közvetve vagy közvetlenül a 33 dilatáló cső kerül a forró vízzel érintkezésbe, hőtágulási tényezője eltér a vele koaxiálisán beépített 32 működtető rúd hasonló paraméterétől, így a 31 támasz és a 3 működtető kart megtámasztó összenyomott rugó között a 3 működtető kar két szélső helyzet között a hőmérséklettől függő pozíciót vesz fel.As shown in Fig. 1, the thermostat according to the invention, which is designed as a hot water storage device extending into a hot water reservoir, is, as in the prior art, rigidly connected at its end 36 to the dilatation tube 33. Preferably, the dilatation tube 33 may be housed in a suitable housing made of a well-conductive material and disposed within the interior of the hot water reservoir. During the operation of the thermostat according to the invention, the dilatation tube 33 comes into direct contact with hot water and has a coefficient of thermal expansion different from that of the coaxially mounted operating rod 32, so that between the support 31 and the compressed spring supporting the operating lever between the extreme position and the temperature dependent position.

A 32 működtető rúd és a 33 dilatáló cső közötti relatív elmozdulás eredményeként a 34 laprugó a 24 bal oldali kapocslemezzel vagy kapcsolatba kerül vagy nem, a kapcsolat létrejöttekor a fűtőtesten áram folyik át és ez a szükséges melegítést biztosítja. A mechanikai kapcsolódás menete a 2. ábrán jól követhető, ahol a találmány szerinti termosztatot felső borítás nélkül mutatjuk be.As a result of the relative displacement between the operating rod 32 and the dilatation tube 33, the leaf spring 34 may or may not be in contact with the left terminal plate 24 and, when connected, will flow through the heater and provide the required heating. The mechanical coupling procedure is illustrated in Figure 2, where the thermostat according to the invention is shown without an overlay.

Az előzőekben a találmány szerinti termosztát működését normál feltételek között mutattuk be, amikor a termosztát egysarkú kapcsolóként alkalmazható egységet képez és ebben a vonatkozásban teljes mértékben hasonlít a piacon forgalomba kerülő forróvíz-tárolók szokványos felépítésű termosztátjaihoz.In the foregoing, the operation of the thermostat according to the invention has been demonstrated under normal conditions where the thermostat forms a unit suitable for use as a single-pole switch and in this respect is fully similar to the conventional thermostats of hot water storage units on the market.

A normál termosztátoktól eltérő működést biztosító, újszerű elemei a találmánynak mind az Ι.,ΙΑ. és a 2. ábrán láthatók, azokat a 4-gyel kezdődő számok jelölik.The novel features of the present invention that provide a function other than standard thermostats are all embodied in Ι., ΙΑ. and Figure 2, they are represented by numbers starting with 4.

Az 1. ábra azt mutatja be, hogy a 4 kapilláris cső, amely általában fémből készült és 45 feltekercselt kapilláris menetekkel van kiképezve, a 33 dilatáló cső belső terébe illeszkedik és ennek révén a forróvíz-tároló megemelt hőmérsékletű terébe nyúlik be. A 4 kapilláris cső lényegében hermetikusan lezárt kis átmérőjű vezeték, amelyben olaj vagy gáz, esetleg más olyan hőátvevő közeg van, amelyre a nagy hőtágulási tényező jellemző.Figure 1 shows that the capillary tube 4, which is generally made of metal and is formed by winding capillary threads 45, fits inside the dilatation tube 33 and thus extends into the elevated temperature space of the hot water tank. The capillary tube 4 is a substantially hermetically sealed small diameter conduit containing oil or gas, or other heat transfer medium characterized by a high coefficient of expansion.

A 4 kapilláris csőnek a 45 feltekercselt kapilláris menetekkel ellentétes végén 41 korongszerű tartomány van kiképezve, amelynek alapját a 42 membrán jelenti. Ez utóbbi, mint említettük rugalmas fémből készül. Ha a 4 kapilláris csőben levő hőátvevő közeg (folyadék vagy gáz) kiterjed, a 42 membrán kiindulási helyzetéből nyomás hatására átpattan, egy adott nyomásértéknél konkáv alakja konvex alakba fordul át, mint arról már többször említést tettünk. Ez az alakzat mindaddig fennmarad, amíg a 42 membránnak az 5 kioldó csap segítségével végzett megnyomásával vissza nem állítjuk, azaz a 42 membránt kiindulási helyzetébe, tehát a 41 korongszerű tartomány alsó részébe kényszerítjük, ami akkor lehetséges, ha a 4 kapilláris csőben levő közeg hőmérséklete lecsökken. A 42 membrán konvex alakzatból konkáv alakzatba rugalmas folyamatban megy át, ilyenkor az 5 kioldó csap alsó helyzetéből kiemelkedik, ezen a két vékony 21 kioldó lemez nyugszik, vagyis a 21 kioldó lemez és a 22 bal oldali csatlakozó lemez, valamint a 21 kioldó lemez és a 23 jobb oldali csatlakozó lemez közötti kontaktusok megnyílnak, a fűtőelem tápellátását biztosító áramutat kétsarkúan megszakítják, így a 24 bal oldali és a 25 jobb oldali kapocslemez nem kap feszültséget.At the end of the capillary tube 4 opposite to the winding capillary threads 45, a disk-like region 41 is formed, which is based on the membrane 42. The latter, as mentioned, is made of flexible metal. As the heat transfer medium (liquid or gas) in the capillary tube 4 expands, it undergoes a pressure burst from the starting position of the membrane 42 at a given pressure value, which has been converted to a convex shape, as mentioned several times. This shape is maintained until the membrane 42 is restored by pressing the release pin 5, i.e., the membrane 42 is forced into its initial position, i.e., the lower part of the disk-like region 41, which is possible when the temperature in the capillary tube 4 decreases. . The diaphragm 42 moves from a convex to a concave shape in a flexible process, in which case it protrudes from the lower position of the release pin 5, on which the two thin release plates 21 rest, i.e. the release plate 21 and the left connector plate 22 The contacts between the right connector plate 23 open, and the heater power supply path is interrupted in a double-ended fashion, so that no voltage is applied to the left terminal 24 and the right terminal plate 25.

Ez a szétkapcsolás az, amit a műszaki gyakorlat biztonsági kapcsolásnak nevez és ez olyan hőmérsékleten történik meg, amikor a forróvíz-tárolóban levő víz hőmérséklete a forráspont közelében vagy valamivel afölött van, ahogy azt a nemzeti és nemzetközi előírások rögzítik. Ennek megfelelően az 5 kioldó csap manuális visszanyomása a készülék belsejében uralkodó nyomás lecsökkenésekor válik lehetségessé, ami a hőmérséklet csökkenésének következménye, tehát a megszakított helyzet mindaddig fennmarad, amíg az 5 kioldó csapot vissza nem nyomjuk.This disconnection is what technical practice calls a safety circuit and occurs at a temperature when the temperature of the water in the hot water tank is near or slightly above the boiling point as defined by national and international regulations. Accordingly, manual retraction of the trigger pin 5 is possible when the pressure inside the device decreases as a result of the temperature drop, so that the interrupted position is maintained until the trigger pin 5 is pushed back.

Claims

PATENT CLAIMS

A thermostat with a low thermal time constant for a hot water accumulator, the current path between the electrical connection (2) and the left and right terminals (24, 25) of the heating elements having a set first temperature of water with an operating rod (32) extending into the interior of the hot water accumulator. comprising a circuit breaker operable by movement of the actuating lever (3), characterized in that, in the event of a failure of the circuit breaker, at the second temperature required by the safety requirements, it is provided with a safety switch actuated by moving the release plate defining a first, preferably concave, second, preferably convex, closed disk-like region (41) supported by a diaphragm (42) on the release switch (5) of the operating switch guiding the release plate (21); the disk-like region (41) communicating with the capillary tube (4) and therewith with the capillary threads (45) wound into the water in the hot water reservoir, wherein the disk-like region (41), the capillary tube (4) and the winded capillary threads (45). a hermetically sealed dilatation space filled with a heat transfer medium.

The thermostat according to claim 1, characterized in that the capillary tube (4) is arranged in a cylindrical dilatation tube (33) in contact with a temperature sensor operating rod (32) coaxial with the dilatating tube (33), wherein the operating rod (32). 32) the operating switch actuation lever (3) is guided.

The thermostat according to claim 1 or 2, characterized in that the coiled capillary threads (45) are arranged around the surface of the operating rod (32), expanding the internal space of the capillary tube (4) as a result of a temperature change in the hot water tank. the heat transfer medium, in particular oil or gas, causing the membrane (42) to deform from a convex to a convex shape.

4. A thermostat according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the upper part of the disk-like region (41) is closed by the diaphragm (42) at the lower or lateral attachment point of the capillary tube (4) to the disk-like region (41) 43, 44), and the inner space of the coiled capillary threads (45) passes through the capillary tube (4) with the disk-like region (41), and the membrane (42) in the capillary tube (4), the coiled capillary threads (45) and a pressure increase as the temperature of the heat transfer medium in the hot-water reservoir in the disk-like region (41) rises from a concave shape, preferably to a symmetrical convex shape, to the support plane of the membrane (42).

5. A thermostat according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the safety switch release pin (5) extends through a capillary tube (4) arranged in a metallic dilatation tube (33) extending into the hot water storage tank and a winding capillary thread (45) rests on a membrane (42) where the interior of the capillary tube (4) and the coiled capillary threads (45) are filled by an oil, gas or liquid that expands to cause deformation of the membrane (42) due to temperature increase.

6. A thermostat according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the release bolt (5) connected to the diaphragm (42) carries two release plates (21) which, after deformation of the diaphragm (42) in the disk-like region (41). They are configured to move the side terminal plate (24, 25), thereby providing a flow path for the heating elements in the hot water tank and thereby interrupting the heating of the water.