146749. lajstromszámú szabadalom • Terek állandó hőmérsékletének a tartására szolgáló áramoltatásos készülék

Megjelent: 1960. április 30. ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL SZABADALMI LEÍRÁS 146.749. SZÁM 42. í. 3—20. OSZTÁLY — KA-712. ALAPSZÁM Terek állandó hőmérsékletének a tartására szolgáló áramoltatásos készülék Kalló Dénes vegyészmérnök, Budapest A bejelentés napja: 1957. augusztus 7. A termosztátoknál eddig alkalmazott megoldások helyett, hogy ti. az egész tér hőmérsékletingadozásának az érzékelésével történik a hőmérséklet szabályozás, ennél a találmány szerinti új termosztát típusnál csak a hőközlő anyag egy kis hányadát kell ily módon temperálni. Az elvezetett folyadékhányadot hűtéssel visszük be bályozószerv hőmérséklet észlelőjének mérési tartományába, mely, ha ez a hűtés a kelleténél nagyobb, a mögötte levő fűtést bekapcsolja. Az áramlástani viszonyok jó kialakítása mellett fűtés, illetve a hűtés jó beállítása esetén ± 0,0002 C° pontosságú hőmérséklet tartást lehet elérni. A használatban levő folyadék termosztátok egymástól főleg a hőmérséklet szabályozó szervek elektromos kapcsolásaiban és külső elhelyezéseiben, illetve azok egyes részeinek technikai .megvalósításaiban, a fűtőtest kivitelében térnek el Azonban mindegyiknek az a közös jellege, hogy a termosztát egész terének a hőmérséklet ingadozásait használja fel az egész tér szabályozására. Elvileg teljesen pontos hőmérséklettartás csak abban az esetben volna elérhető, ha az elkeveredés pillanatszerű és teljes, továbbá az észlelő szerv érzékenysége végtelenül nagy, a fűtőtest renyhesége viszont végtelenül kicsiny. A gyakorlatban elterjedt termosztátoknál alkalmazott alak, illetve a keverő véges teljesítménye a tökéletes elkeverédést nem teszik lehetővé, továbbá a hőmérő és a fűtőtest hőkapacitása sem csökkenthető minden határon túl. Az említett tényezők hatása abban nyilvánul meg, hogy a termosztát terének hőmérséklet ingadozása a tapasztalatok szerint is mintegy ± 0,02 C°. Az előbbiekben felsorolt hibaforrásokkal tehát számolni kell, viszont az általuk okozott ingadozások igen jelentékenyen lecsökkenthetők abban az esetben, ha nem az egész termosztát folyadék mennyiséget, hanem annak csak egy kis elvezetett hányadát temperáljuk és vezetjük vissza. Az említett elvek szerint épített termosztát típusban 2 jól elhatárolható teret lehet megkülönböztetni: A viszonylag igen kis keresztmetszetű termosztáló, és a nagy keresztmetszetű terosztált teret. E rendszerben a hőtartó folyadékot egy vízcsavar 1 irányban cirkuláltatja. A hőtartó folyadék útja a következő: Az A terrnosztált térből kilépő folyadék egy hűtő zónán halad át, melyben megfelelően méretezett és kiképzett B hűtőtest helyezkedik el. Célszerű B hűtőtest teljesítményét vagy automatikusan, vagy kézzel szabályozva egy olyan értéken tartani, hogy a szabályozó műszer ki-bekapcsolása minél gyorsabb ütemben történjék. B hűtőtest rendeltetése az, hogy a kívánt hőmérséklettől a hőmérséklet észlelő által nem érzékelhető mértékben eltérő folyadék hőmérsékletet megfelelően lecsökkentve a mérési tartományba levigye. Ez a hőmérséklet esés természetesen igen kicsiny kell, hogy legyen, mivel C termosztáló térben a nagy áramlási sebességek miatt a hőmérő felé a hőátadási viszonyok nagyon kedvezőek. Ezt követően az áramló folyadék áthalad a fűtőteren, melynek D fűtését a szabályozószerv kapcsolja ki-be. D fűtőtest hőkapacitása igen kicsiny. Ennek a temperáló elemnek is beállítható a teljesítménye. A szabályozott fűtőtér után van beépítve E igen érzékeny hőmérséklet észlelő. Miután a cirkuláltatott folyadék ezt is elhagyta, belép az A termosztált térnek abba a pontjába (F), mely legtávolabb van a kilépési helyétől. Tekintettel arra, hogy a C termosztáló térből kilépő folyadék hőmérséklet-idő' függvénye hullámgörbe, így a visszavezetésnél a C termosztáló teret elhagyó folyadék rétegek között, a félperiódusnak megfelelő útihossz különbséget létrehozva hőmérséklet különbséget kioltó interferencia lép fel. Ezáltal el lehet kerülni az A termosztált tér alsó G részén fellépő hőmérséklet ingazodásokat. Ezenkívül célszerű még a falhűlések miatt is A termosztált teret állandó elkeveredésben tartani. A C termosztáló térben a cirkuláltató H vízcsavart bárhol el lehet helyezni. Áramlástani szempontból igen lényeges az, hogy kicsiny legyen az ellenállás és holtterek lehetőleg ne alakuljanak ki. A készüléket tehát „áramvonalasan" kell kiképezni. Hogy jó hőátadást lehessen biztosítani, a folyadékot buborékmentesen kell eirküláltatni. A hőátvivő folyadékkal szemben általános, követelményként kell támasztani, hogy kicsiny legyen