CH477143A - Tauchsieder mit selbsttätiger Temperaturregelung - Google Patents

Description

  Tauchsieder mit selbsttätiger Temperaturregelung    Die Erfindung betrifft einen Tauchsieder mit einem  gemeinsam mit einem von einem Widerstand mit tem  peraturabhängig veränderlichen Widerstandswert gebil  deten Temperaturfühler in die zu erhitzende Flüssigkeit       eintauchbaren    Heizkörper und mit einem mit diesem  Heizkörper verbundenen Handgriff, welcher eine zur  Regelung der Stromzufuhr zum Heizkörper dienende,  auf einen vorbestimmten Temperatur-Höchstwert der  Flüssigkeit einstellbare und selbsttätig wirksame Schal  tungsanordnung enthält.  



  Bisher wurde die Temperatur der elektrischen     Be-          heizung    von Wasser- und Ölbädern mittels Tauchsiedern  mit einem Schaltaggregat geregelt, das von einem Tem  peraturfühler, Kontaktthermometer oder dergleichen  beeinflusst wurde. Diese     bekannten    Regeleinrichtungen  haben jedoch den Nachteil, aus verschiedenen Einzel  teilen zu bestehen, so dass sie sich für die Verwendung  im Haushalt nicht eignen, weil sie unhandlich und zu  kompliziert sind.  



  Zweck der Erfindung ist, den angeführten Nachteil  bekannter Geräte zu vermeiden.  



  Erfindungsgemäss ist der Tauchsieder dadurch ge  kennzeichnet, dass die Spannung an dem den Tempera  turfühler bildenden Widerstand mit dem temperaturab  hängig veränderlichen Widerstandswert die eine     Trigger-          diode    und einen in Reihe     zum    Heizkörper geschalteten       Thyristor    enthaltende Schaltungsanordnung so steuert,  dass sie die Stromzufuhr zum Heizkörper bei Erreichen  eines ersten vorbestimmten Widerstandswertes unter  bricht und bei Erreichen eines zweiten vorbestimmten  Widerstandswertes freigibt.  



  Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes  werden nachstehend anhand der Zeichnung erläutert.       Fig.    1 zeigt eine schematische Darstellung der Ein  zelteile des Tauchsieders.  



       Fig.    2 bis 4 stellen zugehörige Schaltschemen in drei  Ausführungsvarianten dar.  



  Die     Fig.    1 lässt den grundsätzlichen     Aufbau    des  Gerätes erkennen, bei dem alle Bestandteile zu einer    Einheit vereinigt sind. Im Handgriff 1 ist der Regler 2,  bestehend aus einer elektronischen Schaltung mit einem  gesteuerten     Wechselstromthyristor,    einer sogenannten  kontaktlosen Schaltung, untergebracht. Das mit     einem     Netzanschluss-Stecker ausgestattete     Stromzuführungs-          kabel    ist mit 1' bezeichnet.  



  Wird der im Handgriff 1 des Gerätes untergebrachte,  mittels eines Drehknopfes 3 verstellbare     Regel-Wider-          stand    2' auf eine bestimmte Stellung eingestellt, die  einer bestimmten, gewünschten Höchsttemperatur ent  spricht, so schaltet die in den Schaltschemen gemäss       Fig.    2 und 3 verzeichnete symmetrische     Triggerdiode    4  durch und damit auch der     Wechselstromthyristor    5. Der  Heizkörper 6 erwärmt sich und damit auch ein     Thermi-          stor    7. Der Widerstand dieses     Thermistors    7, der als  Temperaturfühler dient, wird geringer und damit auch  die Spannung am Punkt 8 des Regelkreises.

   Sinkt die  Spannung am Punkt 8 unter die Durchbruchsspannung  der     Triggerdiode    4 (etwa 30 V), so schaltet diese aus  und der     Thyristor    5 sperrt den Stromdurchgang zum  Heizkörper 6, ist abgeschaltet und die     Kontroll-Lampe    9  erlöscht.  



  Mit der zu beheizenden Flüssigkeit kühlt sich auch  der Heizkörper 6 ab, ebenso der     Thermistor    7, dessen  Widerstand dabei zunimmt, so dass am Punkt 8 wieder  eine Zunahme der Spannung erfolgt, bis die     Trigger-          diode    4 wieder durchschaltet und der     Thyristor    5 die  Stromzufuhr zum Heizkörper 6 wieder freigibt.  



  Die Schaltung nach     Fig.    2 eignet sich vorwiegend  für Höchsttemperaturen bis etwa 100  C.  



  Die     Fig.    3 zeigt das gleiche Schaltprinzip wie die       Fig.    2, nur sind hier Stabilisatoren 10 zur Stabilisierung  der Betriebsspannung vorgesehen, um bei Netzspan  nungsschwankungen die Temperatur konstant zu hal  ten. Dies wird dann erforderlich, wenn Temperaturen  über 100  C erreicht werden sollen, weil bei höheren  Temperaturen die Widerstandsänderung des     Thermi-          stors    7 nicht mehr so gross ist, so dass Spannungsschwan  kungen auch grössere Temperaturschwankungen zur  Folge haben.

        Die Stabilisatoren 10 sind     Spannungsreferenzröhren,     man kann aber auch     Zenerreferenzdioden    oder     Zener-          dioden    verwenden. Ausserdem dienen die Stabilisatoren  10 ebenso wie der Widerstand 11 nach     Fig.    2 zur Herab  setzung der Betriebsspannung gegenüber der Netzspan  nung, um den     Thermistor    7 nicht zu stark zu belasten  und eine Eigenerwärmung desselben zu vermeiden.

   Bei  hoher Belastbarkeit wird der Widerstand 23 klein, der  Widerstand 11 gross gewählt, bei schwacher Belastbar  keit umgekehrt.     Eine    Eigenerwärmung des     Thermistors     könnte die Genauigkeit der Temperaturregelung beein  trächtigen.  



  In der     Fig.    3 ist ein Sicherheitskreis 12 (gestrichelt  umrissen) eingebaut, der aber auch für die Schaltung  nach     Fig.2    geeignet wäre. Am Kontakt 13 wird ein  Kontaktthermometer, dessen     Anschlussbuchse    13' in       Fig.    1 angedeutet ist, angeschlossen, welches um einige  Grade höher eingestellt wird als die Temperatur am  Regelwiderstand 2'. Sollte durch einen Defekt, z. B.

    Ausfall des     Thermistors    7 oder der Stabilisatoren 10  oder des Widerstandes 22 die Heizung bei der gewünsch  ten Temperatur nicht abschalten, so steigt die Tempera  tur vorerst weiter bis zur Höhe der am Kontaktthermo  meter eingestellten Temperatur; der eine Teil des Kon  taktes 13 ist über 13' mit der anderen Stromphase ver  bunden, um den Kontakt 13 kurzschliessen zu lassen.  Ist die am Kontaktthermometer eingestellte Tempera  tur erreicht, so schliesst dieses den Kontakt 13, die  Spannung am Punkt 8 reicht nicht mehr aus, um die       Triggerdiode    4 zu schalten und die Heizung wird damit  unterbrochen. Zur gleichen Zeit aber, wo das Kontakt  thermometer den Kontakt 13 schliesst, also die einge  stellte Temperatur erreicht hat, wird auch der Sicher  heitskreis 12 in Betrieb gesetzt.

   Eine     Triggerdiode    14  schaltet durch, damit auch ein von ihr gesteuerter       Thyristor    15. Weil nun aber gleichzeitig die Stromzu  fuhr zur symmetrischen     Triggerdiode    4 und damit zum       Wechselstromthyristor    5 unterbrochen wird, kann     kein     Strom über einen in Reihe zum     Thyristor    15 angeordne  ten Widerstand 16 fliessen.  



  Es besteht nun aber die Möglichkeit, dass eine zu  grosse Überspannung im Stromnetz (z. B. infolge Blitz  schlag) den     Wechselstromthyristor    5 zerstören könnte,  so dass dieser nicht mehr wie     vorgängig    beschrieben,  gesperrt werden kann. Die Temperatur würde dann  weiter ansteigen, bis die am Kontaktthermometer einge  stellte Temperatur erreicht ist. Ist diese erreicht, schaltet  wie vorher erwähnt die     Triggerdiode    14 durch und  ebenfalls der     Thyristor    15.

   Der Widerstand 16, über  den nun ein Strom     fliesst,    erwärmt sich und     ein    Draht  20 als Teil der     Stromzuführungsleitung    1', der über den  Widerstand 16 verläuft und mit diesem in Wärmekon  takt steht, schmilzt bei einer bestimmten Höchsttem  peratur. Damit ist die Stromzufuhr unterbrochen.  Gleichfalls schmilzt dieser Draht 20, wenn eine von  aussen her wirksame zu hohe Umgebungstemperatur  auftritt. Der Schmelzdraht 20 besteht aus einer Legie  rung mit niedrigem Schmelzpunkt (z. B.     Woods-Metall     mit 70' C Schmelzpunkt).  



  Eine Absicherung gegen Zerstörung eines     Thy-          ristors    oder     Wechselstromthyristors    durch Blitzschlag  bietet ein angebauter     überspannungsableiter    17.  



  Nun besteht immer noch die Gefahr, dass ein Kurz  schluss im Heizkörper 6 den     Wechselstromthyristor    zer  stören könnte. Um dies zu vermeiden, kann man in die       Stromzuführungsleitung    eine     superflinke        Schmelz-Siche-          rung    18 einbauen.    Die     Triggerdiode    14 lässt den Strom nur in einer  Richtung durch, ebenso der     Thyristor    15. Die symme  trische     Triggerdiode    4 hingegen, wie sie in den     Fig.    2  und 3 dargestellt ist, lässt den Strom in beiden Richtun  gen durch.

   Desgleichen der     Wechselstromthyristor    5  nach den     Fig.    2 und 3. Man kann natürlich statt dieser       Triggerdioden    4 und     Wechselstromthyristoren    5 auch  eine einfache     Triggerdiode    4' und einen einfachen       Thyristor    5' verwenden, wie sie in der     Fig.    4 dargestellt  sind und auch als     Triggerdiode    14 und     Thyristor    15  innerhalb des Sicherheitskreises 12 nach     Fig.    3 be  nutzt werden.

   Dabei     wird    nur eine einzige     Spannungs-          referenzröhre    10 benötigt     (Fig.4).    Allerdings wird  dann bei dem     Thyristor    die Leistung auf die Hälfte re  duziert, d. h. er arbeitet nur mit einer halben Periode  im Vergleich zum     Wechselstromthyristor.    Es können  auch zwei     Thyristoren    antiparallel geschaltet werden;  sie arbeiten dann wie ein     Wechselstromthyristor    5.  



  Für die einwandfreie Zündung der     Triggerdioden    4,  4' und 14 sind sogenannte     R-C-Glieder    19 notwendig,  die aus je einem Widerstand 22, bzw. 23 und 24 und je  einem Kondensator 19' bestehen. Anderseits bewirkt  ein Teil dieser Widerstände 22     bis    24 auch eine er  wünschte Herabsetzung der Netzspannung, sei es (wie  schon erwähnt), um den     Thermistor    7 nicht zu     stark,     zu belasten, oder sei es auch zum Schutz der     Trigger-          dioden    4, 4' und 14. Auch diese     fürfen    nur mit kleinen  Stromstärken betrieben werden.  



  Der beschriebene Tauchsieder ist insbesondere für  die Verwendung im Haushalt geeignet und erlaubt eine  einwandfreie Regelung der Temperatur, weist eine nur  kleine Zahl von Bestandteilen auf und ist handlich, in  dem der Heizkörper und der Temperaturfühler mit der       ihm    zugehörigen, der Temperaturregelung dienenden  Schaltungsanordnung zu einem einheitlichen, kompak  ten Gerät vereinigt sind. Ausserdem gewährt der Tauch  sieder besonders zuverlässig Schutz gegen eine über  hitzung der zu erwärmenden Flüssigkeit und schliesst  die Gefahr einer Explosion     infolge    Schaltfunkens mit  Sicherheit aus.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Tauchsieder mit einem gemeinsam mit einem von einem Widerstand mit temperaturabhängig veränder lichem Widerstandswert gebildeten Temperaturfühler in die zu erhitzende Flüssigkeit eintauchbaren Heizkörper und mit einem mit diesem Heizkörper verbundenen Handgriff, welcher eine zur Regelung der Stromzufuhr zum Heizkörper dienende, auf einen vorbestimmten Temperatur-Höchstwert der Flüssigkeit einstellbare und selbsttätig wirksame Schaltungsanordnung enthält, da durch gekennzeichnet, dass die Spannung an dem den Temperaturfühler (7) bildenden Widerstand mit dem temperaturabhängig veränderlichen Widerstandswert die eine Triggerdiode (4, 4')

   und einen in Reihe zum Heiz körper (6) geschalteten Thyristor (5, 5') enthaltende Schaltungsanordnung (2) so steuert, dass sie die Strom zufuhr zum Heizkörper (6) bei Erreichen eines ersten vorbestimmten Widerstandswertes unterbricht und bei Erreichen eines zweiten vorbestimmten Widerstands wertes freigibt. UNTERANSPRÜCHE 1.

   Tauchsieder nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, däss die Stromkreise der Triggerdiode (4, 4') und des Thyristors (5, 5') aus der Parallelschal tung eines Widerstandes (21, 22, 23, 24) und eines Kon- densators (19') bestehende Schaltelemente enthalten. 2. Tauchsieder nach Patentanspruch oder Unteran spruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Widerstände (11, 22, 23, 24) vorgesehen sind, um die Betriebsspan nung des Temperaturfühlers (7) und der Triggerdiode (4, 4') gegenüber der Netzspannung herabzusetzen. 3.

   Tauchsieder nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass Spannungsstabilisatoren, z. B. Span nungsreferenzröhren (10) oder Zener-Referenzdioden, zur Stabilisierung der Betriebsspannung der Schaltungs anordnung (2) vorgesehen sind. 4. Tauchsieder nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass im Bereich des Heizkörpers (6) zu sätzlich zum Temperaturfühler (7) ein Kontaktthermo meter (13) vorgesehen ist, das dann die Stromzufuhr zum Heizkörper (6) unterbricht, wenn die Temperatur des Heizkörpers höher als die der Einstellung eines Regelwiderstandes (2') entsprechende Temperatur ist. 5.

   Tauchsieder nach Patentanspruch und Unteran spruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontakt thermometer (13) eine weitere Schaltungsanordnung (12, Fig.3) mit vorzugsweise einer weiteren Trigger- diode (14) und einem weiteren Thyristor (15) steuert, der die Stromzufuhr zum Heizkörper (6) dann unter bricht, wenn der in Reihe zum Heizkörper (6) angeord nete Thyristor (5) einen seine Sperrung verunmöglichen- den Defekt aufweist. 6.

   Tauchsieder nach Unteranspruch 5, dadurch ge kennzeichnet, dass im Stromkreis des weiteren Thyristors (15) ein Widerstand (16) angeordnet ist, der mit einem in der Stromzuführungsleitung (1') zum Heizkörper (6) angeordneten Schmelzelement (20) in Wärmekontakt steht, derart, dass die Stromzufuhr zum Heizkörper (6) bei Betätigung des weiteren Thyristors (15) oder dann, wenn die Umgebungstemperatur über den Schmelzpunkt des Schmelzelementes (20), z. B. 70 C, ansteigt, un terbrochen wird. 7.

   Tauchsieder nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass in der Stromzuführungsleitung (1') eine superflinke Schmelzsicherung zum Schutze des Thyristors (5) angeordnet ist. B. Tauchsieder nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass parallel zum Thyristor (5) ein über spannungsableiter zum Schutze des Thyristors gegen Netzüberspannungen angeordnet ist.