DE1118495B

DE1118495B - Schmelzwaermethermostat

Info

Publication number: DE1118495B
Application number: DEST16303A
Authority: DE
Inventors: Stanislaus Galle
Original assignee: Standard Elektrik Lorenz AG
Current assignee: Alcatel Lucent Deutschland AG
Priority date: 1960-03-31
Filing date: 1960-03-31
Publication date: 1961-11-30

Description

Schmelzwärmethermostat Gewisse Kohlenwasserstoffe, wie Naphthalin, Paradibrombenzol usw., gehen beim Erwärmen vom festen in den flüssigen Zustand so über, daß sie hierbei ihr Volumen um etwa 10°/o vergrößern. Der Schmelzübergang erfordert einen zusätzlichen Wärme aufwand im Betrag von etwa 80 KaVkg. Bei genügend reinem Material und damit scharfem Schmelzübergang von wenigen zehntel eines Grades werden in der Zone des Schmelzüberganges sehr große Ausdehnungskoeffizienten ereicht, wobei das schmelzende Material große Wärmemengen bindet bzw. speichert. Diese Eigenschaften erlauben es, Thermostaten herzustellen, welche aus Hoblgefäßen bestehen, welche mit solchen Kohlenwasserstoffen gefüllt sind, wobei beispielsweise über ein Ausdehnungsgefäß durch die schmelzende Füllung des Thermostaten ein Schalter betätigt werden kann, welcher die das Schmelzen bewirkende Wärmequelle beim Erreichen der Schmelztemperatur abschaltet. Die hohe Konstanz der Schmelztemperatur, der große Temperaturkoeffizient und der große Wärmebedarf beim Schmelzen ermöglichen den Bau äußerst konstanter Thermostaten. Diese sind in der Literatur eingehend beschrieben und als bekannt anzusehen.
Die Herstellung solcher Thermostaten stößt aber auf große Schwierigkeiten, weil, zumeist durch die Konstruktion oder durch Umwelteinflüsse bedingt, die Füllung des Thermostaten nur ungleichmäßig schmilzt und damit die rasche und restlose tJbertragung von Volumenänderungen auf das Ausdehnungsgefäß und den Schalter, insbesondere aus zwei Gründen erschwert wird: Einerseits ist die Thermostatenfüllung im ungeschmolzenen Zustand ein fester Körper, welcher nicht nur selbst unbeweglich ist, sondern auch das Ausdehnungsgefäß in der Bewegung hemmt. Andererseits ist die Wärmeleitfähigkeit des erstarrten Kohlenwasserstoffes, insbesondere der auftretenden Rissigkeit zufolge, sehr klein.
Diese Nachteile führen zu einer pendelnden Temperaturänderung des Thermostaten und beeinträchtigen dessen Genauigkeit sehr. Diese Nachteile werden gemäß der Erfindung beseitigt.
Es ist zwar bekannt, zur Lösung anderer Aufgaben ein Ausdehnungsgefäß mit zwei oder mehreren Füllsubstanzen zu benutzen, die verschiedene Schmelzpunkte besitzen. Bei diesen bekannten Anordnungen befindet sich auch innerhalb eines Teils des Arbeitsbereiches eine der Füllsubstanzen bereits im flüssigen Zustand, während sich die anderen noch im festen Zustand befinden. Von einem solchen Ausdehnungsgefäß mit zwei oder mehreren Füllsubstanzen, von denen mindestens eine innerhalb des Arbeitsbereichs des Thermostaten schmilzt, wird zur Behebung der Nachteile der oben beschriebenen bekannten Anordnungen ausgegangen.
Gemäß der Erfindung werden die Substanzen jedoch so gewählt, daß eine davon im gesamten Arbeitsbereich flüssig bleibt, das Volumen beibehält und die Schmelztemperatur der anderen Substanzen praktisch nicht beeinflußt. In dieser im flüssigen Zustand verbleibenden Substanz bleibt die eigentliche Schmelzsubstanz, beispielsweise Kohtenwasserstoff, zwarnicht unbedingt frei beweglich, doch füllt die flüssig bleibende Substanz die etwa entstehenden Risse der anderen Substanzen, trägt also zur Erhaltung der ursprünglichen Wärmeleitfähigkeit der Füllung bei und vermag außerdem Volumenänderungen ungehemmt auf das Ausdehnungsgefäß zu übertragen. Die flüssig bleibende Substanz kann beispielsweise Silikon sein.
Zusätzlich können Leitbahnen für die im flüssigen Zustand verbleibende Substanz zur Erleichterung der Ausbildung einer homogenen Druckwirkung innerhalb des Thermostaten vorgesehen werden. Die Leitbahnen bestehen aus einem metallischen oder textilen Material. Die im flüssigen Zustand verbleibende Substanz soll eine über das normale Maß hinausgehende Netzfähigkeit in bezug auf die Thermostatenwände bzw. auf die Leitbahnen aufweisen und eine hohe Oberflächenspannung besitzen. Ferner soll sie nur gemeinsam mit der anderen Schmelzfüllung in das Ausdehnungsgefäß eindringen.
Das Ausdehnungsgefäß wird zweckmäßig ganz oder teilweise vom Thermostaten getrennt angeordnet und wird entweder nur von der im flüssigen Zustand verbleibenden Substanz oder bei einer zusätzlichen Beheizung des Ausdehnungsgefäßes zusätzlich noch von der Schmelzsubstanz ausgefüllt.
Zur Erläuterung der Erfindung dient die Zeichnung. Diese zeigt als Ausführungsbeispiel einen Schmelzwärmethermostaten im Schnitt. Er besteht beispielsweise aus zwei konzentrischen Zylindern 1 und 2, zwischen deren Wänden sich die Schmelzmasse befindet, während sich im inneren Zylinder die auf konstante Temperatur zu haltenden Elemente befinden. Die Außenwand des äußeren Zylinders trägt eine Heizwicklung 3. Im linken Teil des Schnittbildes werden die ungeschmolzenen Körper 4 in der im flüssigen Zustand verbleibenden Substanz schwimmend dargestellt. Der ringförmige Hohlkörper, der zur Aufnahme der Schmelzmasse dient, ist beiderseitig mit je einem festen Boden 5 und 6 verschlossen. Diese Böden können gleichzeitig auch die Böden des Innenraumes sein. Nach oben hin sind die Wände des ringförmigen Körpers mit wellenförmigen Bälgen versehen, die eine Veränderung des Volumens des Innenraumes in ausreichenden Grenzen gestatten. Der obere Boden oder Deckel des Gefäßes 6 ist über ein Gestänge 7 mit einem beweglichen Kontakt 8 verbunden, der bei verkleinertem Innenraum den Stromkreis der Heizwicklung 3 schließt. Bei Ausdehnung der Schmelzsubstanz wird der Stromkreis unterbrochen, wodurch die Heizwicklung stromlos wird und die Schmelzsubstanz abkühlt. Bei einem bestimmten Abkühlungsgrad schließt der Kontakt 8 wieder.
Die linke Seite des ringförmigen Körpers zeigt den eingebrachten Docht aus Metall- oder Textilfasern.
Die Wände des ringförmigen Körpers können auch mit Rippen versehen sein.
Es kann auch in bekannter Weise das Ausdehnungsgefäß, das vorwiegend von den Balgwänden umschlossen wird, von dem Thermostatenbehälter getrennt angeordnet sein. In diesem Fall werden beide Behälter durch eine Verbindungsleitung miteinander verbunden.

Claims

PATENTANS PRÜCHE: 1. Schmelzwärmethermostat mit einem Ausdehnungsgefäß, das zwei oder mehrere Füllsub- stanzen enthält, von denen mindestens eine innerhalb des Arbeitsbereiches des Thermostaten schmilzt, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Substanzen im gesamten Arbeitsbereich flüssig bleibt, das Volumen beibehält und die Schmelztemperatur der anderen Substanzen praktisch nicht beeinflußt.
2. Thermostat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich Leitbahnen für die im flüssigen Zustand verbleibende Substanz zur Erleichterung der Ausbildung einer homogenen Druckwirkung innerhalb des Thermostaten vorgesehen sind.
3. Thermostat nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitbahnen aus einem metallischen oder textilen Material bestehen.
4. Thermostat nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die im flüssigen Zustand verbleibende Substanz eine über das normale Maß hinausgehende Netzfähigkeit in bezug auf die Thermostatenwände bzw. Leitbahnen aufweist.
5. Thermostat nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die im flüssigen Zustand verbleibende Substanz eine hohe Oberflächenspannung besitzt.
6. Thermostat nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die im flüssigen Zustand verbleibende Substanz nur gemeinsam mit der Schmelzfüllung in das Ausdehnungsgefäß eintritt.
7. Thermostat nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausdehnungsgefäß vom Thermostaten ganz oder teilweise getrennt ist und entweder nur von der im flüssigen Zustand verbleibenden Substanz oder bei zusätzlicher Beheizung des Ausdehnungsgefäßes zusätzlich noch von der Schmelzsubstanz ausgefüllt wird.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 9020, 489 193, 815 266; USA.-Patentschrift Nr. 945978.