DE815266C

DE815266C - Waermegleichhalter mit am Schmelzpunkt befindlichen organischen oder anorganischen Stoffen

Info

Publication number: DE815266C
Application number: DESCH1095A
Authority: DE
Inventors: Karl-Otto Dr-Ing Schmidt
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1950-01-31
Filing date: 1950-01-31
Publication date: 1951-10-01

Description

Wärmegleichhalter mit am Schmelzpunkt befindlichen organischen oder anorganischen Stoffen Zur Erzielung einer hohen Frequenzgenauigkeit über längere Zeiträume ist es notwendig, den Frequenzgenerator gegen Wärmeschwankungen weitgehend zu schützen. Für diesen Zweck sind Wärmegleichhalter (Thermostaten) ohne und mit Wärmeregelung entwickelt worden, die die äußeren Wärmeschwankungen in hohem Maße von dem im Innern angeordneten Hochkonstantgenerator, z. B. bei Quarzuhren, fernhalten. Man verwendet hierbei in bekannter Weise Umhüllungen mit abwechselnd sehr guten und sehr schlechten Wärmeleitern. Um ausreichende Wirkungen zu erzielen, ist der Aufwand an Wärmedämmstoffen sehr hoch, so daß solche Wärmegleichhalter, räumlich betrachtet, einen sehr großen Umfang annehmen. Die vorliegende Erfindung zeigt einen Weg zur Einhaltung einer gleichmäßigen Temperatur im Innern eines Wärmegleichhalters bei temperaturgeregelten Anordnungen durch die Anwendung eines organischen oder anorganischen Stoffes, der durch die elektrische Heizung am Schmelzpunkt gehalten wird. Führt man diesem Stoffe über die Wärmedämmschicht eine um den Mittelwert des Schmelzpunktes liegende Wärmeschwankung zu, so wird sich die Energiezufuhr lediglich darin auswirken, daß der in einem Hohlgefäß eingeschlossene Stoff schmilzt oder erstarrt, ohne seine Temperatur zu ändern. Diese Eigenschaft verleiht der Anordnung eine sehr große Wärmeträgheit, die insbesondere bei einem Versagen der elektrischen Heizung sehr vorteilhaft ist. Der Stoff wirkt daher als ein Wärmespeicher. Um diese Temperaturkonstanz am Schmelzpunkt bzw. Erstarrungspunkt eines Stoffes richtig ausnutzen zu können, ist es erforderlich, die elektrische Heizung so einzuregeln, daß von dem die Wärme speichernden Stoff jeweils etwa die Hälfte sich im flüssigen bzw. im festen Aggregatzustand befindet. Die automatische Regelung der Heizung muß daher von dem Zustand des Wärmespeicherstoffes beeinflußt werden.
Erfindungsgemäß wird dabei von der Tatsache ausgegangen, daß der zur Wärmegleichhaltung verwendete Wärmespeicherstoff sich bei Erwärmung ausdehnt. Diese Ausdehnung wird dazu benutzt, um ein Kontaktmanometer zu beeinflussen, das den Heizstrom bei Unterschreitung einer bestimmten Menge des im flüssigen Aggregatzustand befindlichen Stoffes einschaltet und bei Überschreitung eines ebenfalls festgelegten Wertes ausschaltet.
Ferner wird dafür Sorge getragen, daß die das Kontaktmanometer betätigende Stoffmenge sich stets im flüssigen Zustand befindet. Dies kann z. B. durch zusätzliche Heizwindungen an der zum Kontaktmanometer führenden Rohrleitung geschehen. Es kann aber auch die Rohrleitung mit einer nicht erstarrenden Flüssigkeit, z. B. C11, gefüllt werden, das dann allerdings durch eine Membran von dem Wärmespeicherstoff getrennt werden muß. Im übrigen wird man das Kontaktmanometer oder die das Kontaktmanometer über die Rohrleitung beeinflussende l@lembran so anordnen, daß vom Einsetzen der elektrischen Heizung an schon genügend flüssiger Wärmespeicherstoff in der Nähe zur Steuerung geschaffen wird.
Bei den bisher üblichen elektrischen beheizten Wärmegleichhaltern liegt die Regeltemperatur etwa zwischen 40 und 6o° C, um stets mit Sicherheit oberhalb der Raumtemperatur zu bleiben. Erfindungsgemäß wird man daher als Wärmespeicherstoff einen mineralischen oder organischen Stoff wählen, dessen Schmelzpunkt zwischen 2o und 10o° C liegt, z. B. Kalium. Die untere Grenze ist, wie schon erwähnt, durch die höchstmögliche Raumtemperatur gegeben. Die obere Grenze wählt man mit Rücksicht auf die erforderliche Heizleistung nicht allzu hoch.
Es ist selbstverständlich auch möglich, andere Änderungen des Aggregatzustandes, z. B. den Verdampfungspunkt in ähnlicher Weise auszunutzen, doch hat der Schmelz- und Erstarrungspunkt unbestreitbare Vorteile, wie die Unabhängigkeit von Barometerdruck, Lage im gewünschten Heizbereich usw.
Durch eine zusätzliche Unterteilung des Hohlraumgefäßes oder darin angeordnete Metallsiebe oder ähnliches läßt sich eine gleichmäßige Wärmeverteilung auch im Innern des Speichergefäßes erzielen. Mit dieser Maßnahme wird außerdem eine Flüssigkeitsbewegung im Speichergefäß wirksam verringert.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Wärmegleichbalter (Thermostat), der am Umwandlungspunkt des Aggregatzustandes eines Stoffes arbeitet, insbesondere für Wechselstromgeneratoren hoher Frequenzkonstanz, dadurch gekennzeichnet, daß als Wärmespeicherstoff ein organischer oder anorganischer Stoff verwendet wird, dessen Schmelztemperatur zwischen 20 und ioo° C liegt, wobei durch eine zusätzliche Heizung die Temperatur dieses Stoffes so genau auf dem Schmelzpunkt gehalten wird, daß etwa die Hälfte des Stoffes sich im flüssigen, die andere im erstarrten Aggregatzustand befindet, so daß bei Wärmeschwankungen von außen zwar das Verhältnis der im flüssigen bzw. festen Aggregatzustand befindlichen Teile des gleichen Stoffes geändert wird, die Temperatur im Innern des Wärmespeicherhohlraumgefäßes jedoch konstant bleibt.
2. Vorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Aufrechterhaltung der Schmelztemperatur dienende zusätzliche elektrische Heizung von dem Verhältnis des im flüssigen und festen Aggregatzustand befindlichen Stoffes derart beeinflußt wird, daß nie ein Aggregatzustand für sich allein besteht, wobei diese automatische Regelung, z. B. durch ein Kontaktmanometer, im richtigen Sinne beeinflußt wird.
3. Vorrichtung nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Innere des Wärmespeichers zur Dämpfung von Flüssigkeitsbewegungen unterteilt ist oder mit bewegungsdämpfenden Stoffen, z. B. Siebgeflechten, die gleichzeitig zur Wärmevergleichsmäßigung dienen, ausgerüstet ist.