148380. lajstromszámú szabadalom • Ellenállás fűtésű kályha javított hőmérsékletszabályozással

Megjelent: 1961. június .30. ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL SZABADALMI LEÍRÁS 148.380. SZÁM 21. h. 14—19. OSZTÁLY — EE—701. ALAPSZÁM SZOLGALATI TALÁLMÁNY Ellenállás fűtésű kályha javított hőmérsékletszabályozással Egyesült Izzólámpa és Villamossági R. T., Budapest Feltaláló: Körtvélyesi László fizikus, budapesti lakos A bejelentés napja: 1959. szeptember 14. Az ipari hőkezelési folyamatok biztosítására szolgáló ellenállás fűtésű kályhák hőmérsékletének szabályozására általában olyan szabályozó egységet szoktak használni, melynek érzékelője a fűtött térbe nyúlik be, szabályozója pedig az érzékelő által szolgáltatott jelnek megfelelően változtatja a kályha által felvett villamos teljesítményt, példáuí oly módon, hogy a fűtőfeszültséget csak időszakonként kapcsolja rá a fűtőtest sarkaira. Az így, időszakosan rákapcsolható fűtőteljesítményt természetesen nagyobbra, célszerűen kétszeresre kell méretezni, mintha a kérdéses hőmérsékletet a fűtőtest sarkaira állandóan rákapcsolt változatlan fűtőteljesítménnyel kívánnánk biztosítani. A szokásos elrendezés kapcsolási változatát az 1. ábra mutatja, ahol (10) egy ellenállásfűtésű kályha, (11) a fűtőtestje, (fűtőtesten a fűtőelemek összességét értjük), (12) a fűtött térbe nyúló hőmérsékletmérésre és szabályozásra szolgáló hőelem érzékelő pontja, (13) ugyanennek az összehasonlító pontja, (14) utóbbinak az állandósítására szolgáló termosztát, (15) a hőelem által szolgáltatott jelet érzékelő és feldolgozó, pl. ejtőkengyeles szabályozó, (16) ennek kapcsoló eleme, (17) és (18) pedig a hálózat sarkai. Egy ilyen elrendezésű cső kályha fűtött terének és legmagasabb hőfokú fűtőelemének időszerinti változását a 2. ábra szemlélteti. Hogy ne kelljen a kályha — az időbeli stabilitás szempontjából érdektelen — térbeli hőfok eloszlásával törődni, a továbbiakban utóbbit a fűtőtest hőfokának fogjuk nevezni. A hőmérséklet szabályozására 20 másodpercenként beavatkozó ejtőkengyeles hőmérsékletszabályozó szolgált. A szabályozó az A hőmérsékleten kapcsolt be, ebben a pillanatban indul meg a fűtőtest melegedése, a fűtött tér hőmérséklete azonban még mintegy 2,5 percig tovább csökken a B hőmérsékletig, ezután mintegy 2 percig emelkedik a C hőmérsékletig, ekkor kapcsolja ki a fűtést. A fűtött tér hőmérséklete azonban a lekapcsolás ellenére is tovább melegszik a D hőmérsékletig, ettől kezdve hűl a Bi hőmérsékletig, bár közben az Ai hőmérsékletnél a szabályzó a fűtőteljesítményt ismét bekapcsolja. Látható, hogy mind a fűtött tér, mind a fűtőtest hőmérséklete szakaszosan változik, a fűtőtér hőmérsékletének változása kb. 2,5 perc késéssel követi a fűtőtest hőmérsékletének változását. Ennek a késedelemnek az oka részint a kályha hőtehetetlensége, részint, de kisebb mértékben a szabályozó érzéketlensége. A szabályozó érzéketlenségéből származik a C és A hőmérsékletek közti mintegy 1 C° hőmérsékletkülönbség, a kályha hőtehetetlensége a fűtött tér hőmérsékletének változását további 7 C°-kal emeli, ennyi ugyanis az A—B és D—C hőmérsékletkülönbségek összege. A fűtött tér hőmérsékletének ingadozását a hőmérsékletszabályozó érzéketlenségi tartományának csökkentésével, vagy érzékelési periódusának csökkentésével kívánják csökkenteni, az eddig ismert elrendezések azonban, bár sokkal költségesebbek, sok esetben stabilizált feszültségű táplálást kívánnak meg, nem küszöbölik ki a kályha hőtehetetlenségéből származó ingadozást. Jelen találmány alapja az a felismerés, hogy a fűtött tér, hőmérsékletének ingadozását nem a hőmérsékletszabályozó tökéletesítésével, hanem a kályha tökéletesítésével kell megoldani, mégpedig egész egyszerűen oly módon, hogy a szabályozásra szolgáló hőelemet nem a fűtött térben kell elhelyezni, hanem a kályhának olyan pontjában, amely a fűtőtest hőmérsékletváltozását lehetőleg minél kisebb késedelemmel követi. Célszerű pl. a hőelem érzékelő pontját fémesen összekötni a fűtőtestnek a vélelmezhető legmelegebb pontjával. Találmányunk önműködő hőmérséklet szabályozással üzemeltetett ellenállásfűtésű kályha, azzal jellemezve, hogy hőmérsékletszabályozása érzékelőjének érzékelőpontja a fűtőelemen, vagy annak