Urzadzenie objete niniejszym wynalaz¬ kiem ma na celu: I). Otrzymania miejsca o temperaturze zupelnie niezaleznej od temperatury oto¬ czenia i od innych czynników zewnetrznych (np, cisnienia), scisle stalej lub dajacej sie dowolnie regulowac i zawsze scisle wyzna- czalnej (równiez zapomoca pomiaru cisnie¬ nia) dla pomiaru innych temperatur.II) Otrzymanie zródla sily elektromo¬ torycznej o wielkosci scisle okreslonej i sta¬ lej lub dajacej sie dowolnie regulowac, ale zawsze po nastawieniu) jej na pewna war¬ tosc — scisle niezmiennej i zawsze po sze- regu nowych zmian, powtórzyc sie dajacei- Nastawialnosc dowolnej jej wartosci rozu¬ miana ma byc przytern w sensie dwo¬ jakim: 1) w danym aparacie, w granicach dla których go wykonano, oraz 2) nastawialnosc tych granic przy samej fabrykacji, zaleznie od danego typu przy¬ rzadów, na wartosci zalezne od woli kon¬ struktora. Przyrzad taki, zupelnie zastepu¬ jacy i o wiele przewyzszajacy tak zwane o- gniwa normalne, np, kadmowe Westona, moze byc obciazany pradem elektrycznym, stosunkowo dosc duzym, zaleznie od budo¬ wy aparatu, bez obawy spowodowania u- jemnych skutków dla wielkosci lub stalosci sily elektromotorycznej.III) Aparat, o którym mowa, jako miej¬ sce temperatury wspomnianej pod I) moze byc uzyty do pomiarów temperatury zapo¬ moca termoelementów, dajac zwiekszenie dokladnosci tych pomiarów i uniezaleznie-nie ich tanim sposobem od wahan tempera¬ tury tak zwanych „zimnych" konców ter- moelemkntC* * *'- * ? IV) Pnzyrzad ten moze byc zastosowa¬ ny jako zródlo stalej lub regulowac sie da¬ jacej sily elektromotorycznej, do wytwa¬ rzania niewielkich ilosci energji elektrycz¬ nej, oraz V) w najszerszym zakresie, jako pro¬ stownik elektryczny na male moce, t. j. dó przetwarzania pradu zmiennego na staly.Dwa ostatnie zastosowania maja szcze¬ gólne znaczenie dla celów naukowych, po¬ miarowych oraz radjótechnicznych i t. p.Aparat caly sklada sie z poszczegól¬ nych elementów konstrukcyjnych, które, zaleznie od celu calosci, wystepywac beda w poszczególnych przyrzadach w odpo¬ wiednich ze soba kombinacjach — wszyst¬ kie razem lub tylko czesci ich. (a) Zasadniczo konstrukcja aparatu o- piera sie przedewszystkiem na tym znanym z fizyki fakcie, ze ciecz kazda wrze w sta¬ lem cisnieniu przy stalej i scisle okreslo¬ nej temperaturze, inaczej mówiac, ze ci¬ snienie pary nasyconej (nad ciecza) zalezy tylko od temperatury. Jezeli ciecz odpo¬ wiednio wybrana podgrzejemy w naczyniu szczelnie zamknietem, wytwarzajac pewna ilosc pary pod cisnieniem, które bedzie sta- l?m lub dowolnie nastawialne, otrzymamy wówczas kazda temperature zadana i sta¬ la lub dowolnie nastawialna, zalezna tyl¬ ko i jedynie od wielkosci cisnienia i rodzaju cieczy. Doprowadzajac np. tylko tyle cie¬ pla, ile bedzie potrzeba dla utrzymania stalego cisnienia pary nad ciecza, otrzyma¬ my w danem cisnieniu stan równowagi ter¬ micznej miedzy niemi. Istnienie równoczes¬ ne trzeciej formy, t. j. oprócz pary i cie¬ czy jeszcze ciala stalego, jest równiez moz¬ liwe (równoczesne parowanie i topnienie).Równiez uzyc mozna nietylko cial jedno¬ rodnych, lecz, w razie potrzeby, i mieszani¬ ny cial chemicznie róznych. (b) Umieszczajac w takiem naczyniu, które w ciagu dalszym krótko termostatem nazywac bedziemy, ,,zimne" konce termo- elementu, zanurzonego ,,goracemi" konca¬ mi w miejscu o temperaturze mierzyc sie majacej, otrzymamy nader proste urzadze¬ nie do dokladnego pomiaru temperatur. Sa¬ mego pomiaru róznicy sil elektromotorycz¬ nych konców ,Tzimnyeh" i ,,goracych" doko¬ nac mozna jednym ze znanych sposobów, np. zapomoca galwanometru. Temperatura naczynia nie musi byc nizsza, lecz moze byc równa lub wyzsza od temperatury mierzo¬ nej, zaleznie od zyczenia, stopnia doklad¬ nosci zadanej i warunków ubocznych dane¬ go pomiaru. (c) W szczególnosci mozna, regulujac wielkosc cisnienia, sprowadzic obie tempe¬ ratury do ich zupelnego wyrównania, co skonstatuje sie równoscia sil elektromoto¬ rycznych w termo^lemencie. Wielkosc ci¬ snienia nastawionego, wzglednie dlugosc drogi pewnej czesci organu regulujacego to cisnienie, bedzie teraz miara temperatu¬ ry mierzonej. Regulacja taka moze odby¬ wac sie recznie lub automatycznie jednym ze znanych lub ponizej opisanych sposobów, lecz w zaleznosci od róznicy sil elektromo¬ torycznych obu konców termoelementu. (d) Biorac dwa naczynia powyzej opi¬ sanego systemu, ale zbudowane lub nasta¬ wione na rózne temperatury i umieszczajac konce ,,zimne" termoelementu w jednym, a ,, gorace'' w drugim termostacie, otrzymamy zródlo stalej sily elektromotorycznej. Za¬ leznie od grubosci drutów termoelemen- tów, wielkosci termostatu i ilosci wytwa¬ rzanej energji cieplnej, mozemy obciazyc aparat taki nawet dosc znacznym pradem elektrycznym. Zaleznie zas od róznicy tem¬ peratur oraz rodzaju i ilosci termoelemen- tów polaczonych w szereg, otrzymamy a- paraty o róznych silach elektromotorycz¬ nych. Stosujac zas na jednym lub na obu termostatach dowolna regulacje cisnienia o- trzymamy sily elektromotoryczne dowolnie nastawialne. — 2 —(ej Jezeli nie zalezy na otrzymaniu sily elektromotorycznej scisle stalej, wzglednie scisle okreslonej, wówczas mozna uzyc jed¬ nego tylko termostatu, umieszczajac w nim jedne konce termoelementu, a drugie w o- taczajacem powietrzu, w wodzie lub w in- mm miejscu dogodnem, ale o temperaturze raczej zmiennej i niekoniecznie blizej okre¬ slonej. (f) W zastosowaniu w szczególnosci do celów radjotechnicznych konstrukcje po¬ wyzsza mozna uproscic jeszcze w ten spo¬ sób, ze jedne lub oba konce termoelementu ogrzewac bedziemy jednym ze znanych sposobów, lecz juz bez zastosowania termo¬ statu.Opisane ponizej konstrukcje i rysunki podaja jedynie przyklady, majace umozli¬ wic lepsze zrozumienie idei zasadniczej.Na fig. 1 litera A oznacza naczynie z od¬ powiedniego materjalu. Naczynie A laczy sie z naczynkiem B, wypelnionem np. rtecia, której poziom jest «/. Ciecz w naczyniu A siega do poziomu H. Naczynko B laczy sie zapomoca rurki C z manometrem rteciowym D, w którym rtec siega w pewnej chwili np. do poziomu K. Ponad rtecia jest próz¬ nia (lub swobodne polaczenie z atmosfera, o ile nie chodzi o scisla stalosc cisnienia).W rurce E umieszczono termoelement F,G i L przedstawiaja dwa opory ogrzewane za¬ pomoca pradu elektrycznego. System o- grzewania moze byc i nieelektryczny, lecz koniecznie musi byc w stanie regulowac i- losc ciepla doprowadzonego do naczynia A, -przez odpowiednie urzadzenie manome- tryczne: ze slupem cieczy, jak na rysunku lub wszelkiego innego znanego typu, jak np. zapomoca manometru sprezynowego lub podobnego. Opory G i L zasilane sa ze zródla pradu przez zaciski O i wylacznik T oraz przez dwa przekazniki M i N. Prze¬ kazniki te uruchomiane sa przez kontakty P i Q, dajace prad przy zetknieciu sie z powierzchnia rteci w manometrze D. Prad ten czerpiemy z odpowiedniego zródla przez zaciski R i wylacznik S, przyczem doprowadzamy go do rteci przez elektro¬ de U, wtopiona np. w naczynie B.W temperaturze zwyczajnej w naczyniu A ponad poziomem H cieczy istnieje próz¬ nia, zawierajaca tylko nieznaczna ilosc pa¬ ry tej cieczy. Wówczas rtec w manometrze siega tylko do W, a poziom jej w B jest nieco wyzszy, niz na rysunku zaznaczono.Po zamknieciu wylaczników T i S oba opo¬ ry rozpoczna pod wplywem pradu wydzie¬ lac cieplo, które spowoduje powstawanie pary w A i wzrost temperatury cisnienia.Wzrost tego ostatniego podnosic bedzie stopniowo poziom rteci w D. Z chwila, gdy ta dotknie pierwszego kontaktu Q, prze¬ kaznik M wylaczy opór L, przez co zmniejszy sie ilosc ciepla wytwarzanego i wzrost cisnienia stanie sie powolniejszy.Dotkniecie styku P spowoduje wylaczenie oporu G*i doplyw ciepla ustanie. Powolne ochladzanie sie pary w naczyniu A obnizy cokolwiek cisnienie, przez co styk P wynu¬ rzy sie z rteci i opór G zacznie wydzielac cieplo na nowo, znowu podnoszac cisnie¬ nie. Opór L sluzy wiec tylko do pierwsze¬ go podgrzania zimnej cieczy. Opór G, w tym przykladzie, wydziela cieplo okresami, w przerwach tern dluzszych, im mniejsze sa straty ciepla (chlodzenie) naczynia A i im silniejszy jest prad. Urzadzenie to utrzymuje wiec cisnienie wahajace sie tyl¬ ko o pare milimetrów slupa rteci, bez wzgle¬ du na temperature otoczenia i napiecia sie¬ ci. Wahania takie w cisnieniu daja nie¬ znaczne tylko wahania temperatury w na¬ czyniu A. Chcac je zmniejszyc, mozemy wykonac rurke D nachylona do poziomu w miejscu, gdzie znajduja sie styki P i Q.Zaleznie od kata pochylenia otrzymamy zmniejszenie wielkosci wahan. Mozna tez zamiast rteci uzyc innej cieczy prad prze¬ wodzacej, byle nie spowodowal on jej roz¬ kladu; aby tego uniknac, mozna tez zasto¬ sowac elektrolit, ale stosujac równoczesnie prad zmienny. — 3 —Zamiast opisanego powyzej systemu re¬ gulacji cisnienia mozna zastosowac odpo¬ wiednio kazdy ze znanych innych. Regu¬ lacja ta nie musi byc okresowa, lecz moze byc wiecej lub calkowicie ciagla, np. zapo- moca wlaczania oporów, podzialu oporów na wieksza ilosc czesci, równoleglych lub szeregowych, lub przez regulacje lub dla¬ wienie napiecia ogrzewajacego, tak ze ilosc ciepla wytwarzanego w kazdej chwili be¬ dzie równac sie scisle ilosci ciepla straco¬ nego w termostacie, W szczególnosci na¬ daje sie tu nastepujacy sposób: motor e- lektryczny przesuwa kontakt na oporze dlawiacym napiecie ogrzewajace. Dzieje sie to w zaleznosci od cisnienia innych za¬ danych czynników, np, róznicy sil e- lektromotorycznych termoelementu. Za¬ leznosc ruchów motoru od cisnienia o- siagnac mozna latwo jednym ze znanych sposobów. Nadaje sie tu zreszta którykol¬ wiek ze znanych sposobów regulacji, jakie stosuje sie np. u turbin parowych, wodnych lub motorów spalinowych, pod warunkiem odpowiedniego zastosowania.Zamiast dzialania przez przekazniki mozna uzyc slupka rteci i styików P i Q wprost do zwierania oporów G i L.Regulacja cisnienia moze odbywac sie równiez zapomoca wtopionych w rurke D drucików stykowych (fig. 2) odpowiednio wlaczanych. Nastawialnosc ciagla odbywac sie moze np. zapomoca sposobu przedsta¬ wionego na fig. 3.Litery C, D i K oznaczaja tu, jak na fig. 1, kolejno: rurke laczaca aparat z manome¬ trem, manometr rteciowy, który tu jest nie¬ co szerszy, poziom rteci w tym manome¬ trze, zas P i 0 — oba styki przechodzace w druciki p i q^ Druciki te wchodza w rurki x i y stale napelnione rtecia lub inna od¬ powiednia ciecza az do poziomu min.Rurki x i y maja swe dolne wyloty w osob¬ nej komorze r, równiez ta sama ciecza wy¬ pelnionej, druciki zas p i q przechodza w naczynku w srubki sit odpowiedniej dlu¬ gosci, zapomoca których mozna podnosic i opuszczac styki P i Q w sposób dowolny.Obecnosc rteci lub innej odpowiedniej cie¬ czy w rurkach x i y ulatwia ogromnie do¬ bre uszczelnienie srubek s i t, poniewaz przez dobór wysokosci poziomów min moz¬ na zawsze mniej wiecej wyrównac cisnie¬ nie w komorze r z cisnieniem zewnetrznem.Opisany powyzej przyrzad stanowi za¬ tem miejsce dowolnej a stalej temperatury, przez co wykonywanie pomiarów tempera¬ tury zapomoca termoelementów ulegnie znacznemu ulepszeniu, a czesto i uproszcze¬ niu.Biorac dwa termostaty takie, lecz o róz¬ nych temperaturach i umieszczajac w nich ngorace" i ,,zimne" konce termoelementu, lub kilku termoelementów, polaczonych w szereg, otrzymamy powyzej wspomniane ,,ogniw o normalne" o stalej sile elektromo¬ torycznej — przy ogrzewaniu elektrycznem lub innem.Jesli ilosc termoelementów polaczonych w szereg bedzie odpowiednio wieksza otrzy¬ mamy sile elektromotoryczna wystarczaja¬ ca dla takich celów, jak zarzenie katod lamp katodowych, a nawet otrzymac moze¬ my napiecia wystarczajace dla zastapienia bateryj anodowych niniejszemi aparatami.Termoelementy w przypadkach takich o- trzymaja zazwyczaj ksztalt nie drutów, lecz bardzo cienkich wsteg, o przekroju za¬ leznym od potrzebnych natezen pradu.Wstegi takie, oddzielone od siebie cienka warstwa izolacji, tworzyc beda niewiel¬ ki pakiet, tkwiacy obydwoma koncami w dwóch termostatach. Aby uniemozliwic o- grzewanie termostatu chlodniejszego przez goretszy zapomoca ciepla przewodzonego przez metal termoelementów, pakiet tych ostatnich, pomiedzy termostatami bedzie rozszczepiony i pozbawiony izolacji mie- dzywstegowej tak, aby kazda wstega byla dobrze chlodzona. W razie potrzeby czesc te mozna chlodzic, zanurzywszy ja np. do wody.Przyklad tego rodzaju przyrzadu poda¬ je schematycznie fig. 4 w przekroju pozio¬ mym. Litery a, b, c, d, e, /, g, h, i wyobra¬ zaja, widziane od strony waskiego boku, piec wsteg termoelementów, których miej¬ sca zlutowania widoczne sa jako punkty w zaglebieniach o i p. Zaglebienia te siegaja wglab termostatów A i B i utworzone sa z oslon metalowych r i s, szczelnie polaczo¬ nych z korpusami termostatów, a wylozo¬ nych cienka warstwa izolacji t i u. W razie zastosowania w termostacie cieczy nieprze- wodzacej pradu elektrycznego, konce ter¬ moelementów lezec moga wprost w cieczy, bez zadnych oslon, co zreszta bedzie ko¬ rzystniejsze pod wzgledem termicznym, by¬ le uszczelnienie pakietu w przejsciu przez sciane termostatu bylo dostatecznie dobre.Zaciski pakietu, czyli termoelektrycznego stosu, oznaczono literami x i y. Rozszerze¬ nie pakietu pomiedzy termostatami uwi¬ doczniono na rysunku. Miedzywstegowa i- zolacja w pakiecie siega tylko od miejsc zlutowania do linji M—M i N—N.Taki termostat podwójny, ogrzewany pradem zmiennym o dowolnej ilosci okre¬ sów na sekunde, staje sie zatem prostowni¬ kiem, zamieniajacym energje tego pradu na energje pradu stalego. Ogrzewany zas z innego zródla ciepla, np. plomieniem spiry¬ tusowym, gazowym lub t. p., staje sie czems w rodzaju generatora pradu stalego, nie¬ wielkiej stosunkowo mocy.Wykonanie przypadków podanych pod (e) i (f) jest na podstawie powyzej powie¬ dzianego o tyle jasnem, ze nie wymaga juz osobnego opisu.W sklad niniejszego patentu wchodzi równiez opisany ponizej specjalny palnik, jako zródlo ciepla dla powyzej opisanych aparatów.Palnik ten na paliwo plynne lub gazowe, ma na celu automatyczna regulacje ilosci ciepla wytwarzanego w jednostce czasu, w zaleznosci od cisnienienia w termostacie, przy uzyciu manometru sprezynowego lub rteciowego jako organu wykonywuj acego regulacje. Zasada konstrukcji polega na tein, ze rtec poruszajaca sie w rurce mano- metrycznej pod wplywem cisnienia, albo tez klapa dlawiaca, kurek, wentyl, zasuwa i L p. element dlawiacy, poruszany zapo- moca odpowiedniej transmisji przez mano¬ metr sprezynowy (plytkowy, rurkowy lub t. p.), przymyka lub calkowicie zamyka i otwiera doplyw paliwa.Fig 5 podaje schematycznie przyklad takiej konstrukcji przy zastosowaniu mano¬ metru rteciowego. Naczynie A jest zbiorni¬ kiem np. na spirytus, B jest chwilowym po¬ ziomem tego paliwa. Spirytus odplywa rur¬ kami F i C. Kurki G i J sluza do gaszenia palnika. L jest poziomem rteci w rurce manometrycznej M, polaczonej z termosta¬ tem rurka N. Przez kurek G przeplywa spirytus ponad poziomem rteci do rurki H, wznoszacej sie nastepnie tak wysoko do góry, aby rtec nie mogla przedostac sie do palnika wlasciwego K. Z rurki H spirytus dostaje sie dó palnika K, dowolnej kon¬ strukcji, który w tym przykladzie pokazano jako rurke pierscieniowa z szeregiem o- tworków. Z rurki C spirytus przeplywa do palnika pomocniczego tak zwanego zaplo¬ nowego E, który, jak dlugo kurek J jest otwarty, daje stale maly plomyczek, zapa¬ lajacy duzy palnik K, w razie jego zgasnie- cia. Pod wplywem wzrostu cisnienia w ter¬ mostacie, poziom L rteci podnosi sie i zwe¬ za przekrój dla przeplywu dla spirytusu w kolanie miedzy kurkami G a H, ewentual¬ nie calkiem go zamyka. Przez odpowiednie uksztaltowanie tego kolana i dobór wielko¬ sci ruchów rteci, np. przez odpowiednie na¬ chylenie rurek, mozna uzyskac regulacje wiecej ciagla, dzialajaca glównie zweza¬ niem przeplywu, lub wiecej okresowa, dzia¬ lajaca okresowem zupelnem otwieraniem i zamykaniem go.Fig. 6 przedstawia drugi przyklad, o- party na zasadzie poprzednio opisanej, lecz bedacy dalszem jej ulepszeniem. Figura ta — 5 —przedstawia schematycznie pionowy prze¬ krój przez caly termostat wraz z palnikiem.Termostat A ma ksztalt naczynia pierscie- niowatego, grubo izolowanego odpowiednim materjalem B. C jest poziomem cieczy w termostacie, D — komora sluzaca do po¬ mieszczenia termoelementów. Srodkowa czesc termostatu tworzy komin F dla ga¬ zów spalinowych. Przestrzen parowa ter¬ mostatu jest oddzielona od komina warstwa izolacji G celem unikniecia ewentualnego przegrzania pary. U spodu termostatu znaj¬ duje sie rtec, siegajaca np. do poziomu H.Rurka J dostaje sie rtec do opisanego w po¬ przednim przykladzie kolana regulujacego K. Róznica zasadnicza miedzy urzadzeniem palnika przedstawionego na fig. 5 a palni¬ kiem przedstawionym na fig. 6 polega na tem, ze spirytus zawarty w zbiorniku L do-, plywa wpierw do spirali E umieszczonej w samym termostacie (jak na fig. 6) lub w kominie, gdzie paruje (gazuje) tak, ze rtec w kolanie K reguluje juz nie przeplyw cie¬ czy lecz gazu (pary paliwa), przez co regu¬ lacja staje sie czulsza i mniej bezwladna.Para spirytusu (paliwa) dostaje sie rurka H do palnika glównego N. O jest palnikiem zaplonowym, zasilonym rurka P. Pierwsze podgrzanie spirytusu (odparowanie) doko¬ nac sie moze sposobem dowolnym np. zapo- moca palnika pomocniczego tak zwanego ,,wstepnego" Q zasilanego rurka'/?. Aby u- zyskac atomatyczne zamkniecie tego palni¬ ka, z chwila gdy spirytus w spirali E pocz¬ nie juz parowac, umiescic mozna drugie ko- lar.o regulujace S przy manometrze J, przez który spirytus przeplywac bedzie do rurki R i palnika Q. Jesli kolano S bedzie na wysokosci odpowiadajacej cisnieniu, a wiec temperaturze, w której spirytus na- pewno juz wrzec zaczyna, lecz ponizej K, wówczas rtec zamyka palnik Q rurka R we wlasciwej chwili. Litery T i U oznacza¬ ja kurki zamykajace. Aby zwiekszyc wy¬ dajnosc odizolowania przestrzeni parowej od komina F, mozna od wnetrza zalozyc w nim rure X, umocowana w 2 i posiadaja¬ ca odpowiednie zwezenie Y z otworkami, tak ze gazy, plynac w tem miejscu szyb¬ ciej, beda przez otworki wspomniane wsy¬ sac chlodne powietrze, doplywajace tam przestrzenia pomiedzy X a G. Przedluzenie W i kolnierza V maja zapobiec wciaganiu cieplych gazów spalinowych zpowrotem do F.Patentowi niniejszemu podlega tez spe¬ cjalna konstrukcja bateryj, czyli stosu ter- moeletmentów, polegajaca na tem, ze druty termoelementów maja ksztalt cienkich wsteg, równiez cienkiemi warstewkami od siebie odizolowanych tak, ze otrzymujemy zwarty pakiet, który dla chlodzenia moze byc w odpowiedniem miejscu rozszczepio¬ ny i pozbawiony izolacji; ponadto zamiast lutowania drogiego ze wzgledu na duza i- losc termoelementów, konce termoelemen- tu, juz bez izolacji pomiedzy kazdemi dwo¬ ma metalami stanowiacemi jedno ogniwo, przylozone sa do siebie z zachowaniem czystego metalicznego styku, poczem caly pakiet w tem miejscu sciska sie silnie, e- wentualnie na goraco, odpowiednim u- chwytem lub bandazem metalowym, odizo¬ lowanym jednak od samych konców lub tez wykonanym z materjalu izola¬ cyjnego. PL