-
Elektrisch betriebener Wärmespeicher, insbesondere Nachtstromspeicherofen
Die Erfindung bezieht sich auf einen elektrisch betriebenen Wärmespeicher mit Temperaturfühler
und Steuereinrichtung zur zeitlich bestimmten Stromzuschaltung des Wärmespeichers,
insbesondere z. B. für an zentrale Rundsteueranlagen angeschlossene Nachtstromspeicheröfen.
-
Bei bekannten Wärmespeichern obiger Art ist es von Nachteil, daß sie
durch die Rundsteueranlage zu einem bestimmten Zeitpunkt jeweils gleichzeitig zugeschaltet
werden. Hierdurch kommt es zu unerwünscht großen Stoßbelastungen sowohl an den Generatoren
als auch im Stromnetz.
-
Das zu vermeiden ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung. Dabei wird
davon ausgegangen, daß die Wärmespeicher, insbesondere Nachtstromspeicheröfen, zur
Zeit ihrer Zuschaltung größtenteils noch unterschiedlich Wärme gespeichert haben.
Hieran anknüpfend beruht die Erfindung im wesentlichen auf der überlegung, die noch
in den Wärmespeichern vorhandene Restwärme als Maß für den Zeitpunkt der Zuschaltung
der Geräte zu benutzen und damit von einer plötzlichen Gesamtzuschaltung zu einer
über die Zeit verteilten Einzelzuschaltung zu gelangen. Das wird erfindungsgemäß
dadurch erreicht, daß in die Stromzuleitung des Wärmespeichers ein zusätzlicher
Zeitsteuerschalter eingebaut ist, der nach der durch die Steuereinrichtung erfolgenden
Freigabe der Zuschaltung des Speichers letzteren erst nach Ablauf einer bestimmten,
von seinem jeweiligen Restwärmeinhalt abhängigen Zeitdauer zuschaltet.
-
Vorteilhaft weist der Zeitsteuerschalter hierfüi zwei gegeneinander
verstellbare Schaltkontakte auf, deren einer durch den Temperaturfühler des Wärmespeichers
und deren anderer durch ein bei der Freigabe der Zuschaltung der Stromzuleitung
in Tätigkeit tretendes Zeitglied gesteuert wird.
-
Als Zeitglied kann ein Zeitlaufwerk verwendet werden, das aus einem
bei der Freigabe der Zuschaltung der Stromzuleitung in Gang zu setzenden Zeitlaufmotor
und einer dadurch über ein Untersetzungsgetriebe und eine Kupplung anzutreibenden
Nockenscheibe besteht, die an dem einen als Federzunge ausgebildeten Schaltkontakt
des Zeitsteuerschalters anliegt und unter Wirkung einer Rückstellkraft steht, die
die Nockenscheibe bei ausgerückter Kupplung in ihre Ausgangslage zurückdreht. Ebenso
gut ist es aber auch möglich und schaltungsmäßig noch einfacher, wenn als Zeitglied
ein den einen Kontakt des Zeitsteuerschalters steuernder Bimetallstreifen oder ein
Wärmeausdehnungsstab dient, der durch eine Heizwicklung erwärmt wird, die, während
der zwisehen Vor- und Zuschaltung des Wärmespeichers ablaufenden Zeit, stromdurchflossen
ist.
-
Die Erfindung wird an Hand eines in den Zeichnungen beispielsweise
und schematisch dargestellten Nachtstromspeicherofens näher erläutert. Dabei zeigt
F i g. 1 den grundsätzlichen Schaltungsaufbau des Ofens mit einem durch ein Zeitlaufwerk
gesteuerten Zeitsteuerschalter, während in F i g. 2 und 3 Schaltungsausführungen
mit einem Bimetallstreifen bzw. einem Wärmeausdehnungsstab als Zeitglied dargestellt
sind.
-
Der in F i g. 1 nur bezüglich seines Schaltungsaufbaus abgebildete
Nachtspeicherofen ist in herkömmlicher Weise mit einem von Hand einstellbaren Regler
a versehen, der im Zusammenwirken mit den drei Federzungenschaltern b, c
und dem Thermofühler T
mit Stößel d und daran befindlichem Anschlag
d die Stromphasen R, S, T an die Heizwicklungen e des Ofens anzuschließen
bzw. sie nach hinreichender Aufheizung des Ofens davon zu trennen erlaubt. In der
Zeichnung ist nur das zur Phase R gehörige Federzungenschaltpaar b, c dargestellt,
wohingegen die zu den Phasen S und T gehörigen an den Stellen
a', a" lediglich schematisch angedeutet sind. Die zu den Federzungen
b, c gehörigen Federn sind mit b'
bzw. c' bezeichnet.
-
Die übrigen in F i g. 1 dargestellten Schaltelemente gehören zur erfindungsgemäß
beschaffenen Zuschaltsteuereinrichtung. Sie besteht im wesentlichen aus dem Zeitsteuerschalter
mit den beiden gegeneinander verstellbaren Schaltkontaktzungen E, F, an denen die
Zugfedern E' bzw. F angreifen, dem Selbsthalterelais M mit den Arbeitskontakten
für die Phasen R, S, T, dem Selbsthaltekontakt m und dem Steuerkontakt
n sowie aus dem für den Steuerschalter E, F vorgesehenen Zeitlaufwerk. Letzteres
besteht aus
dem an die Stromverzweigungspunkte A', B' angeschlossenen
Synchronmotor A mit Selbstanlauf, dem UntersetzungsgetriebeD (Untersetzungz.B.1:500000),
der Magnetkupplung B und der Kurvenscheibe G mit Begrenzungsanschlag H und Rückstellfeder
G'.
-
Die Zuschaltsteuereinrichtung arbeitet wie folgt: Der Thermofühler
T mit seinem Stößel d drückt die Schaltkontaktzunge E um so mehr von
der Schaltkontaktzunge F ab, je wärmer der Kern des Ofens e ist, je weiter also
der Stößel d im Sinne des Pfeiles Z nach rechts verschoben ist. Damit stellt sich
der jeweilige Abstand s zwischen den Kontakten E und F als eine Funktion der Ofentemperatur
ein. Werden nun zum Zeitpunkt der Stromfreigabe durch die Rundsteueranlage über
ein in der Zeichnung nicht dargestelltes Relais die Zuleitungen R, S, T zum Ofen
an Spannung gelegt, so läuft sofort über den geschlossenen Kontakt n der
Synchronmotor A des Zeitlaufwerks an, und die Magnetkupplung B schließt das
Getriebe D kraftschlüssig mit der Kurvenscheibe G. Letztere wird dadurch langsam
im Sinne der eingezeichneten Pfeilrichtung entgegen der Wirkung ihrer Rückstellfeder
G' verdreht, wodurch die Kontaktfeder F zunehmend gegen die Kontaktfeder E bewegt
wird. Sobald der Kontakt zwischen F und E schließt, wird das Relais M erregt, wodurch
dessen Arbeitskontakte in ihre Arbeitsstellung gelangen. Dadurch wird der Nachtstromspeicherofen
an Spannung gelegt. Die tatsächliche Zuschaltung seiner Heizwicklungen e ist von
der Stellung des Reglers a in dem Sinne abhängig, daß in der einen Extremstellung
»Null« überhaupt keine Zuschaltung erfolgt, während in der anderen Extremstellung
»3« sämtliche Heizwicklungen e an Spannung gelegt werden. Gleichzeitig werden bei
Ansprechen des Relais M durch Öffnen des Kontaktes n der Motor
A und die Magnetkupplung B abgeschaltet. Letztere gibt dadurch die Steuerscheibe
G frei, welche durch ihre Rückstellfeder G' an den Anschlag H und somit wieder in
die Ausgangsstellung gebracht wird. Das Relais M wird durch den Selbsthaltekontakt
m so lange gehalten, bis die Spannung durch die Rundsteueranlage und das nicht dargestellte
Relais wieder weggeschaltet wird. Dann fällt das Relais M in die in der Zeichnung
dargestellte Ausgangsstellung zurück, in der also die Arbeitskontakte sowie der
Selbsthaltekontakt m geöffnet und der Kontakt n geschlossen sind.
-
An Stelle des vorbeschriebenen Zeitlaufwerks können auch andere Zeitglieder
Verwendung finden. So zeigt F i g. 2 ein Schaltungsbeispiel, bei dem die Schaltkontaktzunge
F des Zeitsteuerschalters durch einen an ihr anliegenden Bimetallstreifen
St gesteuert wird, der durch die an die Stromverzweigungspunkte
A', B' über einen nicht dargestellten Vorschaltwiderstand angeschlossene
Heizwicklung W erwärmt wird. Die Heizwicklung W ist während der zwischen Vor-und
Zuschaltung des Wärmespeichers ablaufenden Zeit stromdurchflossen, so daß der Bimetallstreifen
St während dieser Zeit die Schaltkontaktzunge F zunehmend nach rechts in
Richtung auf die andere Schaltkontaktzunge E bewegt, deren jeweilige Arbeitsstellung
wie im Falle der F i g. 1 durch den Temperaturfühler T bzw. dessen Stößel d bestimmt
ist. Dadurch wird auch in diesem Fall der Ofen erst nach Ablauf einer bestimmten,
von seinem jeweiligen Restwärmeinhalt abhängigen Zeitdauer zugeschaltet.
-
Eine weitere Schaltungsmöglichkeit ist in F i g. 3 dargestellt, in
der als Zeitglied der Wärmeausdehnungsstab X dient, der grundsätzlich ähnlich wie
der in F i g. 2 dargestellte Bimetallstreifen St geschaltet werden kann.