NL7906369A - Verwarmingsschakeling. - Google Patents

Description

-------Ca/Sch/eh/9 5

Dreamland Electrical Appliances Limited te Southampton, Groot-Brittannië "Verwarmingsschakeling"

De uitvinding heeft betrekking op een verwarmingsschakeling, meer in het bijzonder doch niet uitsluitend voor toepassing bij een electrisch verwarmde deken of electrisch verwarmd kussen. Een verwarmingsschakeling van bekend type 5 is voorzien van ingangsaansluitingen voor verbinding met een wisselstroomvoedingsnet, een tussen die ingangsaansluitingen verbonden, eerste langwerpige geleider voor verwarmingsdoel-einden, een zich in hoofdzaak langs de eerste geleider uitstrekkende tweede langwerpige geleider, en scheidingsmiddelen 10 voor het scheiden van beide geleiders, welke scheidingsmidde-len ten minste bij de normale bedrijfstemperaturen een relatief hoge impedantie bezitten en zodanig zijn ingericht, dat ingeval van oververhitting de genoemde impedantie daalt tot een ' betrekkelijk lage waarde en/of de scheidingsmiddelen smelten, 15 waardoor de eerste en de tweede geleider met elkaar in contact raken, waardoor de genoemde impedantie tot althans ten minste nagenoeg nul daalt.

De bekende verwarmingsschakeling kan zijn opgenomen in een electrische deken, waarbij de eerste en de tweede ge-20 leider en de scheidingsmiddelen gewoonlijk deel uitmaken van een als ëên geheel uitgevoerde verwarmingskabel. Aanwezig zijn middelen, die reageren op de impedantiewaarde van de tempera-tuurgevoelige middelen, welke impedantiewaarde daalt tot een waarde, die een maat vormt voor de oververhitting van de kabel 25 (nul in het geval van uit smelting resulterende aanraking van de ene geleider met de andere) waardoor voorkomen wordt, dat verdere stroom vloeit door de verwarmingsgeleider. Een nadeel van een dergelijke rangschikking is, dat een betrouwbare detectie van oververhitting wordt bemoeilijkt door de 30 spanningsgradiënt over de verhitte geleider als gevolg van het feit, dat de voedingsspanning over zijn uiteinden is aangesloten. Hoewel dit niet tot problemen leidt indien er sprake is van een algemene oververhitting, dat wil zeggen een over 790 6 3 69 - 2 - r- *\ t · de gehele kabellengte verdeelde oververhitting, treedt een probleem op, wanneer de oververhitting slechts op een bepaald punt of een bepaalde plaats langs de kabellengte optreedt, aangezien de spanning ter plaatse van het punt, waartussen de 5 beide geleiders een verlaagde impedantiewaarde of zelfs een • impedantiewaarde nul optreedt, een willekeurige waarde tussen de maximale voedingsspanningswaarde en nul kan vertonen, dit afhankelijk van de plaats, waar de oververhitting optreedt.

Tot nog toe in het werk gestelde pogingen om dit 10 probleem op te lossen hebben het gebruik van ingewikkelde en dure schakelingen en/of electromechanische componenten omvat.

. De uitvinding stelt zich ten doel, een verwarmings-schakeling van het hiervoor beschreven type te verschaffen, 15 waarbij het genoemde probleem van detectie van zowel algemene als locale oververhitting op een eenvoudige en betrouwbare wijze is overwonnen.

Daartoe stelt de uitvinding voor, dat een eerste enkelfasige gelijkrichter en een eerste weerstand in serie zijn 20 geschakeld tussen een uiteinde van de eerste geleider en een uiteinde van de tweede geleider, waardoor stroom kan vloeien* door de eerste enkelfasige gelijkrichter, de eerste weerstand en de genoemde impedantie, wanneer de voedingswisselstroom een eerste polariteit bezit, een tweede enkelfasige gelijkrichter 25 en een tweede weerstand in serie zijn geschakeld tussen de andere einden van de eerste en de tweede geleider, waardoor stroom kan vloeien door de tweede enkelfasige gelijkrichter, de tweede weerstand en de genoemde impedantie, wanneer de voedingswisselstroom de andere polariteit bezit, terwijl ver-30 der stroomkringonderbrekingsmiddelen aanwezig zijn, die reageren op een stroom door ten minste êên van de genoemde, eerste en tweede weerstanden, het vloeien van welke stroom er op wijst, dat de impedantie is verlaagd tengevolge van oververhitting, waardoor de verwarmingsschakeling van de wissel-35 spanningsbron wordt afgesloten.

Indien een locale oververhitting optreedt aan één van beide zijden van de geleiders, zal een voldoend grote stroom • 790 6 3 69 Λ * - 3 - vloeien door één van de enkelfasige gelijkrichters en de bijbehorende weerstand om te zorgen, dat de stroomkringonderbre-kingsmiddelen aanspreken. Indien een locale oververhitting optreedt tussen de uiteinden, zal gedurende halve cycli van de 5 ene polariteit van de voedingswisselspanning stroom vloeien door de ene weerstand en gedurende halve cylci van de andere polariteit door de andere weerstand, waardoor opnieuw de stroomkringonderbrekingsmiddelen aanspreken.

Deze stroomkringonderbrekingsmiddelen zijn bij voor-10 keur van het door warmte bestuurde type en zijn thermisch gekoppeld met elk van de weerstanden, zodanig, dat de stroom door ten minste één van de weerstanden in geval van oververhitting de weerstand(en) zal verhitten, waardoor de stroom-kringonderbrekingsmiddelen aanspreken.

15 De eerste en de tweede geleider vormen bij voorkeur te zamen met de scheidingsmiddelen onderdelen van een als één geheel uitgevoerde verwarmingskabel, bij voorkeur in de vorming van een als tweevoudige concentrische verwarmingskabel bekend staande verwarmingskabel. Bij een zogenaamd "crowbar"-stelsel, 20 waarbij een kortsluiting tussen de beide geleiders een virtuele kortsluiting aan de voedingsingangsaansluitingen veroorzaakt, treedt in geval van een dergelijke kortsluiting vaak een desintegratie van de verwarmingskabel op. Dit is het gevolg van het feit, dat de kortsluiting vaak een aanzienlijke warmte-25 ontwikkeling met zich mede brengt, hetgeen in het bijzonder bij een kortsluiting van langere duur als gevolg van oxidatie of dergelijke van de geleiders optreedt, waarbij ter plaatse van de kortsluiting een aanzienlijke dissipatie plaatsvindt.

In een schakeling volgens de uitvinding staan de weerstanden 30 (die elk typisch een weerstandswaarde van ongeveer 10 KOhm bezitten) in serie met de impedantie van de scheidingsmiddelen, waardoor in sterke mate de mogelijkheid van kabeldesinte-gratie is verminderd of zelfs is uitgesloten, aangezien ten minste één van de weerstanden in serie staat met een mogelijke 35 kortsluiting, die is ontstaan door het doorsmelten van de scheidingsmiddelen, zodanig, dat de kortsluitstroom is begrensd tot een waarde die, hoewel hij voldoende is om de

7 q n fi .7 fi Q

- 4 - V * • t stroomkringonderbrekingsmiddelen te doen aanspreken, enkele orden van grootte geringer is dan in het genoemde "crowbar"-stelsel, waarbij de dissipatie ter plaatse van de kortsluiting minimaal is.

5 Verwarmingsschakelingen volgens de uitvinding kunnen voor de verwarming van een grote verscheidenheid van voorwerpen en media worden toegepast. Bijvoorbeeld kunnen ze worden toegepast voor pijpleidingverwarming, bodemverwarming, industrieprocesverwarming en ruimteverwarming, in welk laatst-10 genoemde geval bijvoorbeeld aan plafondverwarming of vloerverwarming kan worden gedacht. De uitvinding is echter in het bijzonder geschikt voor toepassing bij een electrisch verwarmde deken, waarbij in het kader van de onderhavige beschrijving de uitdrukking "deken" niet alleen op normale boven-15 en onderdekens betrekking heeft, doch tevens op electrisch verwarmde kussens.

De uitvinding zal worden verduidelijkt in de .nu volgende beschrijving aan de hand van de bijbehorende tekening van enkele uitvoeringsvormen, waartoe de uitvinding zich even-20 wel niet beperkt. In de tekening tonen: figuur 1 een schema van een verwarmingsschakeling : volgens een uitvoeringsvorm van de uitvinding; en figuren 2 en 3 uitvoeringsvarianten van de verwarmingsschakeling volgens figuur 1.

25 De verwarmingsschakeling volgens figuur I bevat een kabel 1, die bijvoorbeeld op bekende wijze in een electrisch te verwarmen/öieifêctrisch te verwarmen kussen is opgenomen.

De kabel bevat een verwarmingsgeleider 2 en een detectiege- / leider 3, die van de verwarmingsgeleider 2 is gescheiden door 30 in de tekening gearceerd weergegeven materiaal 4. De verwarmingsgeleider 2 bestaat uit weerstandsdraad. In dit specifieke uit-voeringsvoorbeeld van de uitvinding voert de detectiegeleider 3 geen verwarmings stroom en kan derhalve worden gevormd door een geleider met een geringe weerstandswaarde, bijvoorbeeld 35 uit koper. De kabel 1 is bij voorkeur zodanig uitgevoerd, dat de geleiders 2 en 3 coaxiaal met elkaar zijn: de verwarmingsgeleider 2 vormt dan de binnenste geleider en is bijvoorbeeld 790 63 69 * ‘£' - 5 - op een kern van electrisch isolerend materiaal gewikkeld, terwijl het materiaal 4 de geleider 2 omringt. De geleider 3 is om het materiaal 4 gewikkeld of gewonden en wordt op zijn beurt bedekt door een buitenlaag. Het materiaal 4 kan zodanige eigen-5 schappen bezitten, dat zijn impedantiewaarde daalt bij een stijging van temperatuur, bij voorkeur in een logarithmisch verband. Geschikt materiaal is polyvinylchloride (PVC). Zoals bekend, kan PVC worden gedoteerd met een materiaal, dat zijn geleidingsvermogen verhoogt, maar de voorkeur verdient 10 toepassing van niet-gedoteerd PVC. De verwarmingskabel 1 kan bijvoorbeeld zijn uitgevoerd op de in de Britse octrooi-schriften 746.017 en 841.604 beschreven wijze.

De verwarmingsgeleider 2 is in serie geschakeld met een smeltzekering F tussen een stel ingangsaansluitingen 15 5,6 die dienen voor koppeling met respectievelijk de fase- leider L en de nulleider N van een in de tekening niet weergegeven wisselstroomvoedingsnet. Zoals bekend, vormt de smeltzekering F een niet-terugstelbare, thermische koppeling met een stroomvoerend orgaan (gewoonlijk uit een legering met een 20 laag smeltpunt), dat reageert op van buiten af komende verhitting door de stroomdoorvoer op niet-terugstelbare wijze te onderbreken.

De seriecombinatie van een weerstand Rl (10K) en een diode Dl is aangesloten tussen het ene einde van de ver-25 hittingsgeleider 2 en het corresponderende einde van de de-tectiegeleider 3, waarbij de weerstand Rl, de diode Dl en de impedantie (hierna aan te duiden als Z) van het scheidings-materiaal 4 in serie zijn geschakeld tussen de wisselstroom-voedingsaansluitingen 5 en 6. De diode Dl is zodanig aange-30 sloten, dat de stroom slechts kan vloeien tussen de aansluitingen 5, 6, door de weerstand Rl, de diode Dl en de impedantie Z gedurende de positieve halve cycli van de voedings-wisselspanning, dat wil zeggen, wanneer de aansluiting 5 positief is ten opzichte van de aansluiting 6.

35 De seriecombinatie van de weerstand R2 (10K) en een diode D2 is aangesloten tussen het andere einde van de verhit-tingsgeleider R2 en het corresponderende einde van de detec-

790636S

-6-- V + ί tiegeleider 3, waarbij de weerstand R2, de diode D2 en de impedantie Z in serie zijn geschakeld tussen de voedingswissel-spanningsaansluitingen 5 en 6. De diode D2 is zodanig aangesloten, dat slechts stroom kan vloeien vanaf de wisselstroom-5 bron via de weerstand R2, de diode D2 en de impedantie Z gedurende de negatieve halve cycli van de voedingswisselspanning, dat wil zeggen, wanneer de aansluiting 5 negatief is ten opzichte van de aansluiting 6.

Elk van de weerstanden Rl, R2 is thermisch gekoppeld 10 met de smeltzekering P, zoals is weergegeven met de respectieve onderbroken lijnen 8, 9, waarbij ingeval van opwekking van een vooraf bepaalde hoeveelheid hitte tengevolge van een voldoende sterke stroming door ten minste één van de weerstanden de zekering smelt, waardoor de verwarmingsschakeling van de voedings-15 spanning wordt afgeschakeld.

De verwarmingsschakeling werkt als volgt. Wanneer de aansluitingen 5, 6 met het wisselspanningsnet verbonden zijn, vloeit stroom door de verwarmingsgeleider 2, waardoor de deken of het kussen wordt verwarmd. Gedurende de positieve halve 20 cycli van de voedingsspanning vloeit eveneens stroom vanaf de aansluiting 5 naar de aansluiting 6 via de weerstand Rl, de diode Dl en de impedantie Z van het materiaal 4. Aangezien evenwel bij een normale bedrijfstemperatuur de impedantie Z hoog is, is die stroom verwaarloosbaar klein en veroorzaakt een 25te verwaarlozen verwarming van de weerstand Rl. Gedurende de negatieve halve cycli van de voedingswisselspanning vloeit eveneens stroom vanaf de aansluiting 6 naar de aansluiting 5 via de weerstand R2, de diode D2 en de impedantie Z. Aangezien ook in dit geval de impedantie Z zeer hoog is, is deze stroom van 3Qeen verwaarloosbare sterkte en veroorzaakt een te verwaarlozen hoeveelheid warmte in de weerstand R2. Naarmate de kabel 1 wordt . opgewarmd, daalt de impedantie Z logarithmisch met de temperatuur, zodat de bovengenoemde stroom door de impedantie Z en door de weerstanden Rl, R2 en de diodes Dl, D2 toeneemt. De 35schakeling is evenwel zodanig ontworpen, dat bij alle normale bedrijfstemperaturen de stromen door de weerstanden Rl, R2 onvoldoend sterk zijn om voldoende warmte te veroorzaken in de 790 6 3 69 f ^ - 7 - weerstanden en de smeltzekering F te doen aanspreken. Stel evenwel, dat een algemene oververhitting van de kabel 1 optreedt, dat wil zeggen, dat het PVC-materiaal 4 over de gehele lengte van de kabel wordt verwarmd tot een temperatuur 5 nabij zijn smeltpunt, namelijk ongeveer 160°C. De logarithmische impedantie-temperatuurkarakteristieken van het PVC-materiaal 4 is van dien aard, dat boven ongeveer 140®C een zeer sterke daling in de waarde van de impedantie Z optreedt, dat wil zeggen, dat het materiaal zich daarboven niet langer als een 10 goede isolator gedraagt. Derhalve verkrijgen de stromen door de weerstanden R1 en R2 in respectieve halve cycli van tegengestelde polariteit van de voedingsspanning een aanzienlijke sterkte, wanneer de temperatuur van het materiaal 4 zich in de omgeving van het smeltpunt van het materiaal bevindt, na-15 melijk in het temperatuurgebied tussen ongeveer 140 en 160°C.

De schakeling is zodanig ontworpen dat, wanneer de temperatuur van het materiaal 4 een waarde in dit gebied aanneemt, de stromen door de weerstanden Rl, R2 sterk genoeg zijn om de weerstanden in voldoende mate op te warmen, waardoor de smelth 20 zekering F snelt en de verwarmingsschakeling van de voedingsbron wordt afgeschakeld.

Stel nu dat, in plaats van oververhitting van de kabel 1 over zijn gehele lengte, de kabel op een scherper ge-localiseerde positie over zijn lengte wordt oververhit, bij-25 voorbeeld tengevolge van een kreukel in de deken of het kussen, een draaiing of lus in de kabel of het ineendraaien van de aders van de kabel. Veronderstel, dat de oververhitting optreedt ter plaatse van een positie x langs de lengte van de kabel 1, waarbij de impedantie Z van het materiaal 4 ter 30 plaatse x tot een lage waarde daalt. Doordat stroom vloeit door de verwarmingsgeleider 2 zal over die geleider 2 een spanningsgradiënt optreden. Met betrekking tot de nulleider zal de spanning V(x) ter plaatse x in hoofdzaak lineair variëren tussen een maximum, gelijk aan de netspanning V, indien de 35 positie x zich aan het linkeruiteinde van de verwarmingsge-leider 2 bevindt, en een minimale waarde ter grootte nul, indien de positie x zich aan het rechteruiteinde van de ge- 790 6 3 69 " * - 8 - leider 2 bevindt.

Gedurende de positieve halve cycli van de voedingsspanning zal een spanningsverschil ter grootte V - V(x) worden aangelegd over de seriecombinatie van de weerstand Rl, de 5 diode Dl en de locaal verlaagde impedantie Z van het materiaal 4. Gedurende de negatieve halve cycli van de voedingswissel-spanning zal een spanning ter grootte VXx) worden aangelegd over de seriecombinatie van de weerstand R2, de diode D2 en de locaal verlaagde impedantie Z van het materiaal 4. Ongeacht 10 de locatie van de oververhitting zal derhalve een aanzienlijke stroom vloeien door de weerstand Rl gedurende positieve halve cycli en/of door de weerstand R2 gedurende negatieve halve cycli, de weerstand Rl en/of de weerstand R2, waardoor een voldoende hoeveelheid warmte wordt opgewekt voor het doen 15 smelten van de zekering F, waardoor de verwarmingsschakeling wordt afgeschakeld van de voedingsbron. Indien bijvoorbeeld de plaats van oververhitting zich halverwege langs de kabel 1 bevindt, zullen de bovengenoemde spanningsverschillen, waardoor stroom vloeit door de weerstanden Rl en R2, elk 20 gelijk zijn aan de helft van de voedingsspanning V. Indien de oververhitting is gelocaliseerd aan het linkeruiteinde van dé kabel 1, zal geen stroom vloeien door de weerstand Rl, maar zal de volle voedingsspanning V worden aangelegd over de seriecombinatie van de weerstand R2, de diode D2 en de locaal ver-25 laagde impedantie van het materiaal 4 gedurende negatieve halve cycli. Indien de oververhitting is gelocaliseerd aan het rechter uiteinde van de kabel 1, zal op dezelfde wijze gedurende positieve halve cycli de volle voedingsspanning '.V? worden aangelegd over de seriecombinatie van de weerstand Rl, de 30 diode Dl en de locaal verlaagde impedantie Z van het materiaal 4. Hieruit blijkt, dat zowel ingeval van algemene oververhitting als ingeval van plaatselijke oververhitting een betrouwbare beveiliging is verkregen, waarbij de verwarmingsschakeling van het voedingsnet wordt gescheiden, zodra de temperatuur 35 van het PVC-materiaal 4 in de buurt van 160°C komt, zodat geen brand kan optreden.

In sommige gevallen is het mogelijk, dat het mate- 790 63 69 * » - 9 - riaal 4 als gevolg van opgetreden oververhitting gaat smelten, waarbij de als buitenste geleider uitgevoerde detectiegeleider 3 in aanrhking komt met de binnenste geleider of verwarmings-geleider 2. De daaruit resulterende kortsluiting komt over- 5 een met een waardedaling van de impedantie van het materiaal 4 tot althans ten minste nagenoeg nul, zodat de stroom door ten minste één van de weerstanden Rl, R2 voldoende sterk zal stijgen om de zekering F te doen doorsmelten. Indien een dergelijke abrupte waardedaling van de impedantie als gevolg van 10 smelting van het materiaal als voldoende signalering van plaatselijke oververhitting mag worden beschouwd, is het mogelijk om voor het materiaal 4 een stof te kiezen, waarvan de impedantiewaarde beneden het smeltpunt van het materiaal niet in sterke mate met de temperatuur varieert, bijvoorbeeld een 15 kunststof zoals polyethyleen.

De beschreven schakeling biedt een uitstekende beveiliging tegen storingen. Geen enkele storing in enige component kan tengevolge hebben, dat de door de schakeling afgegeven warmte toeneemt. Indien êên van de diodes Dl, D2 een 20 zodanige storing veroorzaakt, dat hij als kortsluiting werkt., kan stroom vloeien vanaf de wisselspanningsvoedingsbron, door de seriecombinatie van de weerstand Rl, de diode Dl, de detectiegeleider 3, en de diode D2 en de weerstand R2, gedurende positieve of negatieve halve cycli van de voedingsspanning, 25 afhankelijk van het feit, welke van beide dioden is kapotgegaan. Dit zou een verwarming van de weerstanden Rl en R2 tengevolge hebben, waardoor de smeltzekering F zou doorsmelten.

Indien één van de dioden Dl, D2 kapot ging, zodanig, dat hij de stroomkring onderbrak, zou nog een beveiliging tegen locale 30 verhitting optreden, indien de locale oververhitting zou plaatsvinden binnen bijvoorbeeld 75 S van de lengte van de kabel nabij de kapotte diode. Aangezien de dioden Dl, D2 altijd een stroom voeren, waarvan de sterkte veel geringer is dan de ver-hittingsstroom door de verwarmingsgeleider 2, kunnen ze een 35 laag dissipatievermogen bezitten en derhalve van een betrekkelijk goedkoop type zijn. Het is verder in wezen onwaarschijnlijk, dat de dioden Dl, D2 kapot gaan, aangezien ze tij- 790 63 69 - 10 - dens normaal gebruik practisch geen stroom voeren en door de weerstanden Rl, R2 zijn beveiligd tegen.schade tengevolge van stroomstoten in omgekeerde richting.

De uitvinding kan vanzelfsprekend ook op andere wijze 5 worden uitgevoerd dan boven aan de hand van een voorbeeld is toegelicht. Bijvoorbeeld kan de door de verwarmingsschakeling afgegeven warmte worden bestuurd door schakelmiddelen van enig type in serie met de verwarmingsgeleider 2 op te nemen.

Deze schakelmiddelen kunnen van het electronische of mechanische 10 type zijn en, zoals de vakman bekend is, worden toegepast voor het langs thermostatische weg besturen van de door de verwarmings-schakeling afgegeven warmte in afhankelijkheid van de omgevingstemperatuur. Verder kunnen schakelmiddelen worden opgenomen, waardoor een verdere diode in serie kan worden geschakeld met 15 de verwarmingsgeleider 2, welke diode bijvoorbeeld met zijn cathode grenzend aan de aansluiting 6 kan worden geplaatst.

Het inschakelen van een dergelijke diode zou tengevolge hebben, dat de door de deken afgegeven energie per tijdseenheid zou worden gehalveerd, doordat de stroom door de verwarmings ge-20 leider 2 enkelfasig wordt gelijkgericht. In een dergelijke rangschikking zouden de weerstand Rl, de diode Dl en de diode D2 overbodig zijn en kunnen worden weggelaten: een betrouwbare detectie van locale of algemene oververhitting kan dan plaatsvinden tengevolge van het feit, dat de ext^a diode de spannings-25 gradiënt over de verhittingsgeleider zou verwijderen gedurende de halve cycli van dié polariteit, waarin hij in keerrichting staat geschakeld, waarbij in het geval van oververhitting stroom zou vloeien via de verlaagde impedantie van het materiaal 4 en de weerstand R2, waarbij de stroom gedurende die halve 30 cycli niet varieert met de positie van de oververhittingsplaats, waarbij de smeltzekering F zou doorsmelten. Een dergelijke schakeling is meer in detail onthuld in aanvraagsters parallelle Nederlandse octrooiaanvrage 79.00789. Een dergelijke schakeling zou kunnen worden omgeschakeld tot andere configuraties, zoals 35 die eveneens zijn beschreven in de. genoemde Nederlandse parallelle octrooiaanvrage 79.00789, waarbij de geleider 3 in plaats van de geleider 2 wordt gebruikt voor verhittingsdoeleinden, 790 63 69 Λ. -f' - 11 - dan wel de twee geleiders voor verwarming parallel zijn geschakeld. Indien bijvoorbeeld de geleiders 2, 3 een verwarming van respectievelijk 120 W en 25 W kunnen veroorzaken, kan men met de getekende configuratie de volledige 120 W 5 warmte-opbrengst verkrijgen, een warmte-opbrengst van 60 W in het geval, waarin een diode in serie is geschakeld met de verwarmingsgeleider 2, een vermogen van 25 W, indien de geleider 3 in plaats van de geleider 2 als verhittingselement is ingeschakeld, en een uitgangsvermogen van 25 W, indien de 10 geleiders 2, 3 parallel verwarmingsstroom voeren. In de getekende configuratie zou beveiliging tegen oververhitting worden verkregen, zoals boven is omschreven onder verwijzing naar de tekening, terwijl in de andere configuraties daarentegen deze beveiliging zou worden verkregen door verwarming 15 van de weerstand 2 tengevolge van stroom door de verlaagde impedantie van het materiaal 4 en de weerstand R2, welke stroom onafhankelijk is van de locatie van de oververhitting gedurende die halve cycli van de voedingswisselspanning, waarin de extra diode in keerrichting is aangesloten, aangezien in 20 dat geval geen spanningsgradiënt optreedt in de of elke gebruikte verwarmingsgeleider.

Een nadeel van de schakeling volgens figuur 1 is, dat in het onwaarschijnlijke geval van gelijktijdige oververhitting of kortsluiting aan beide einden van de kabel 1 de twee 25 diode-weerstandsparen Rl-Dl en R2-D2 door de stroom effectief worden gepasseerd en derhalve niet de beschreven oververhittings-beveiliging wordt verkregen. Dit nadeel kan worden overwonnen door het zodanig wijzigen van de schakeling volgens figuur 1, dat de schakeling volgens figuur 2 of volgens figuur 3 wordt 30 verkregen.

De schakeling volgens figuur 2 is in principe gelijk aan die volgens figuur 1, met dien verstande, dat de diode D2 aan het zelfde uiteinde (in plaats van het andere uiteinde) van de geleider 3 is verbonden als de diode Dl. Dit heeft uitsluitend 35 in die zin invloed op de werking van de schakeling, dat wordt verzekerd dat, indien aan beide uiteinden van de kabel 1 tegelijkertijd een oververhitting of kortsluiting optreedt, stroom 790 63 69 «r » I a - 12 - vloeit door R2, D2 en Z gedurende negatieve halve cycli, waardoor de zekering F doorsmelt, ondanks dat het diode-weerstands-paar Rl-Dl voor stroom is overbrugd.

Evenals de schakeling volgens figuur 1 kan de schar 5 keling volgens figuur 2 worden omgeschakeld naar een andere configuratie, waardoor verschillende verwarmingsvermogens worden verkregen, op dezelfde wijze als in de parallelle octrooiaanvrage 79.00789 is beschreven.

De schakeling volgens figuur 3 is in principe ge-10 lijk aan die volgens figuur 1, met dien verstande dat elke diode Dl, D2 is verbonden met dat uiteinde van de geleider 3, dat is afgewend van het uiteinde van de geleider 2, waarmee de bijbehorende weerstand Rl, R2 is verbonden. Indien bij de rangschikking volgens figuur 3 tegelijkertijd kortsluiting ten- 15. gevolge van locale oververhitting optreedt aan beide einden van de kabel 1, veroorzaken beide "detectie-armen" Rl, Dl en R2, D2 het smelten van de zekering F.

De schakeling volgens figuur 3 kan worden omgeschakeld tot verschillende configuraties ter verkrijging van ver-20 schillende verwarmingsvermogens, op dezelfde wijze als in de parallelle octrooiaanvrage 79.00789 is beschreven, maar in het geval van een in serie met de geleider 2 opgenomen diode, zoals · boven is beschreven, dient de diode te zijn aangebracht tussen de smeltzekering F en de geleider 2 (in plaats van tussen de 25 aansluiting 6 en de geleider 2) ter vermijding van een effectieve kortsluiting tussen de aansluitingen 5, 6 in het geval van oververhitting ter plaatse van hst linkereinde van de kabel 1, wanneer, bij een instelling voor gering verwarmings-vermogen, R2 en D2 zijn overbrugd door een verdere diode.

30 Alle boven beschreven uitvoeringsvoorbeelden van de uitvinding kunnen worden gewijzigd door vervanging van de smeltzekering door terugstelbare thermisch werkende stroom-kringonderbrekingsmiddelen, in het bijzonder een eenvoudig, zelfregelend weerstandselement van het type met positieve 35 temperatuurcoifficient (PTC) met twee aansluitingen, welk element van de algemene vorm kan zijn, zoals die in het Britse octrooischrift 1.529.354 is onthuld. De uitdrukking "zelf re- 790 6 3 69 - 13 - gelend resistief FTC-element", zoals die hier wordt toegepast, betekent een resistief element, dat in serie kan worden opgenomen met een electrische belasting voor het besturen van de hoeveelheid aan de belasting toegevoerd vermogen, welk element 5 een weerstandswaarde met een positieve temperatuurcoëfficient bezit en een anomaly vertoont in zijn weerstands-temperatuur-karakteristiek, en wel in dié zin, dat, indien de temperatuur een waarde bereikt, die bekend is als de schakel- of anomaly-temperatuur, de weerstandswaarde is onderworpen aan een sterke 10 toeneming, waarbij het element overgaat van een "aan"-toestand met lage weerstand naar een "uit"-toestand met hoge weerstand, waardoor het element zichzelf zodanig regelt, dat het in de uit-toestand blijft, totdat de bekrachtiging wordt opgeheven, zodanig, dat de verhoogde dissipatie van het element tengevolge 15 van de verhoogde spanning erover het element opwarmt en het element een neiging vertoont een zodanige temperatuur te handhaven, dat zijn weerstandswaarde hoog is. Met andere woorden, het element wordt door een eenmalige gebeurtenis in de uit-toestand geplaatst en behoudt die toestand, zelfs in 20 afwezigheid van de de oververhitting veroorzakende omstandigheid, totdat de bekrachtiging wordt opgeheven, en het element de gelegenheid heeft af te koelen. Het element wordt weer teruggebracht in de uit-toestand door het verwarmen van ten minste één van de weerstanden Rl, R2.

25 790 63 69

Claims (9)

1. Verwarmingsschakeling met ingangsaansluitingen (5, 6) voor koppeling met een wisselstroomvoedingsnet, een eerste langwerpige geleider (2) voor verwarmingsdoeleinden, die is aangesloten tussen de genoemde ingangsaansluitingen 5 (5, 6), een zich in hoofdzaak langs de eerste geleider (2) uitstrekkende, tweede langwerpige geleider (3) en scheidings-middelen (4) voor scheiding van beide geleiders, welke schei-dingsmiddelen ten minste bij normale bedrijfstemperaturen een relatief hoge impedantie vertonen, welke scheidingsmiddelen (4) 10 een impedantiewaarde vertonen, die ingeval van oververhitting tot een relatief lage waarde dalen en/of smelten waardoor contact optreedt tussen beide geleiders, zodat de genoemde impedantiewaarde tot althans ten minste nagenoeg nul daalt, gekenmerkt door een eerste enkelfasige geiijkrichter (Dl) en 15 een eerste weerstand (Rl), die in serie zijn geschakeld tussen één uiteinde van de eersté geleider en één uiteinde van de tweede geleider, waardoor stroom kan vloeien door de eerste enkelfasige geiijkrichter, de eerste weerstand en de genoemde impedantie, wanneer de voedingswisselspanning een eerste pola-20 riteit bezit, een tweede enkelfasige geiijkrichter (D2) en een tweede weerstand (R2), die in serie zijn geschakeld tussen het andere uiteinde van de eerste geleider en één einde van de tweede geleider, waardoor stroom kan vloeien door de tweede enkelfasige geiijkrichter, de tweede weerstand en de genoemde 25 impedantie, wanneer de voedingswisselspanning de andere polariteit bezit, en stroomkringonderbrekingsmiddelen, die reageren op stroom door ten minste één vaii de eerste en de tweede weerstanden, het vloeien van welke stroom er op wijst, dat de waarde van de genoemde impedantie is gedaald als gevolg van overver-30 hitting, één en ander zodanig, dat de verwarmingsschakeling wordt gescheiden van de voedingsbron.

2. Schakeling volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de eerste enkelfasige geiijkrichter (Dl) en de eerste weerstand (Rl) in serie zijn geschakeld tussen corresponderende 35 uiteinden van de eerste en de tweede geleider (2, 3) en dat 790 63 69 - 15 - de tweede enkelfasige gelijkrichter (D2) en de tweede weerstand (R2) in serie zijn geschakeld tussen de andere corresponderende uiteinden van de eerste en de tweede geleider (figuur 1). 5

'3. Schakeling volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de eerste enkelfasige gelijkrichter (Dl) en de eerste weerstand (Rl) in serie zijn geschakeld tussen corresponderende uiteinden van de eerste en de tweede geleider (2, 3) en dat de tweede enkelfasige gelijkrichter (D2) en de tweede 10 weerstand (R2) in serie zijn geschakeld tussen het andere uiteinde van de eerste geleider en het genoemde uiteinde van de tweede geleider (figuur 2).

4. Schakeling volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de eerste enkelfasige gelijkrichter (Dl) en de eerste 15 weerstand (Rl) in serie zijn geschakeld tussen één uiteinde van de eerste geleider (2) en het daarvan afgewende uiteinde van de tweede geleider (3) en dat de tweede enkelfasige gelijkrichter (D2) en de tweede weerstand (R2) in serie zijn geschakeld tussen het andere uiteinde van de eerste geleider 20 (2) en dat uiteinde van de tweede geleider (3), dat het dichtste is gelegen bij het genoemde ene uiteinde van de eerste geleider (figuur 3).

5. Schakeling volgens één der conclusies 1-4, met het kenmerk, dat de stroomkringonderbrekingsmiddelen (8, 9) 25 van het thermisch bestuurde type zijn', en thermisch zijn gekoppeld met elk van de weerstanden (Rl, R2), zodanig, dat bij het vloeien van stroom door ten minste één van de beide weerstanden ingeval van oververhitting de weerstand(en) zal (zullen) worden verwarmd, zodat de stroomkringonderbrekings-30 middelen in bedrijf worden gesteld.

6. Schakeling volgens conclusie 5, met het kenmerk, dat de stroomkringonderbrekingsmiddelen worden gevormd door een smeltzekering (F).

7. Schakeling volgens conclusie 5, met het kenmerk, 35 dat de stroomkringonderbrekingsmiddelen worden gevormd door een zelfregelend PTC-weerstandselement.

8. Schakeling volgens één der conclusies 1-7, 790 6 3 69 * - 16 - met het kenmerk/ dat de eerste en de tweede geleider (2, 3) en de scheidingsmiddelen (4) deel uitmaken van een als één geheel uitgevoerde verwarmingskabel (1).

9. Verwarmingsschakeling volgens één der voor-5 gaande conclusies, met het kenmerk, dat de schakeling is opgenomen in een electrische deken of een electrisch kussen. 790 6 3 69