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Einrichtung zum Gleiehhilten der Temperatur eines in einem geheizten Behälter aus gut wärme- leitendem Werkstoff untergebrachten Körpers.
Die Erfindung bezieht sieh auf eine Vorrichtung zum Gleichhalten der Temperatur eines in einem geheizten Behälter aus gut wärmeleitendem Werkstoff untergebrachten Körpers.
Bei bekannten Vorrichtungen dieser Art ändert sich die Temperatur des Körpers in Abhängigkeit von der Temperatur der Umgebung des Behälters. Je grösser der Unterschied zwischen der Temperatur des Körpers und der Temperatur der Umgebung des Behälters ist, um so schwieriger und um so ungenauer ist bei den bekannten Vorrichtungen dieser Art die Temperaturregelung des zu heizenden Körpers. Es entsteht eine Beeinträchtigung der gewünschten Wirkung dadurch, dass die Temperatur des zu heizenden Körpers durch die Steuermittel nicht sofort, sondern mit einer gewissen zeitlichen Verzögerung geregelt wird.
Eine solche Vorrichtung zeigt Fig. 1. Bei ihr liegt ein Körper 1, dessen Temperatur konstant zu halten ist, auf einem Isolierblock 5, der in einem Behälter 4 mit guter Wärmeleitfähigkeit untergebracht ist. Als Wärmequelle 3 dient eine elektrisch geheizte Wicklung und ein temperaturempfindliches Element 2, beispielsweise ein Quecksilberthermometer, besorgt die Steuerung des Heizstromes.
Wenn nun die Temperatur der Umgebung des Behälters sehr tief ist, wird die Heizperiode lange dauern, da infolge der niedrigen Temperatur des Behälters selbst und des Unterschiedes zwischen der Temperatur der Umgebung und dem in Anheizung befindliehen Behälter und der damit verbundenen Wärmestrahlung sich die Erhöhung der Temperatur des Behälters nur langsam vollzieht. Kurz nachdem der Behälter die gewünschte Temperatur erreicht hat, schaltet das Thermometer die Heizung ab.
Die folgende Abkühlung geschieht wegen des grossen Temperaturgefälles zwischen dem Behälter und der Aussentemperatur verhältnismässig rasch. Ist die Temperatur des Behälters auf einen bestimmten Punkt gefallen, so wird durch das Thermometer die Heizung neuerlich eingeschaltet. Bevor jedoch die Heizung die gewünschte Wirkung erreicht hat, wird die Behältertemperatur noch weiter bedeutend fallen. Ist die umgebende Temperatur dagegen sehr hoch, so wird sich der Vorgang umgekehrt abspielen, d. h. die Heizperiode wird kurz sein. Infolge des Nachwirkens der Heizung wird, sobald die gewünschte Temperatur erreicht ist, diese noch weiter steigen und dann langsam auf die gewünschte Temperatur zurückgehen. Die Wiedereinschaltung der Heizung erfolgt jedoch sofort nach Unterschreiten der eingestellten Temperatur, worauf sich das Spiel wiederholt.
Aus dieser Überlegung geht hervor, dass bei tiefer Umgebungstemperatur die durchschnittliche Körpertemperatur unterhalb der eingestellten liegt und bei hoher Umgebungstemperatur oberhalb derselben.
Erfindungsgemäss wird eine Vorrichtung zum Gleichhalten der Temperatur eines Körpers in einem geheizten Behälter aus gut wärmeleitendem Werkstoff, die einen den Heizkörper unmittelbar oder mittelbar beeinflussenden Temperaturregler in unmittelbarer Nähe der Wandung enthält, mit einem zusätzlichen Heizkörper versehen. Dieser zusätzliche Heizkörper 6, der im Verhältnis zum Hauptheizkörper 3 klein ist, liegt innerhalb des Behälters in der unmittelbaren Nähe des Hauptheizkörpers.
Die Wärmeabgabe des zusätzlichen Heizkörpers wird zusammen mit der des Hauptheizkörpers vom Temperaturregler gesteuert.
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Ein erfindungsgemässes Ausführungsbeispiel dieser Anordnung zeigt die Fig. 2.
Ein kleiner Teil 6 des Heizkörpers 3 ist unterhalb des auf konstanter Temperatur zu haltenden Körpers 1 angeordnet. Die entwickelte Wärme dieses kleinen Heizelementes 6 kann beispielsweise %0 der des Elementes : ; sein. Sind die Heizelemente 3 und 6 Widerstände, durch die ein Strom fliesst, so kann der Widerstand 6 so eingestellt sein, dass die mittlere Temperatur des Körpers möglichst konstant und unabhängig von der Temperatur der Umgebung des Behälters, d. h. von dem Temperaturgefälle zwischen diesem und seiner Umgebung gehalten wird.
Die Wirkung der Wärmequelle 6 beim Ausgleich der Temperaturänderung des Körpers 1 auf Grund der Temperaturänderung der Umgebung ist darauf zurückzuführen, dass ihre Wirkung auf den Körper 1 viel mehr ausgeprägt ist als auf das temperaturempfindliche Element 2, das in der Behälterwand angeordnet ist. Wenn die gesamte Erwärmung von der Quelle 6 bestritten werden würde, ist leicht einzusehen, dass die mittlere Temperatur des Körpers höher sein würde als die Temperatur, auf welche die Steuervorrichtung eingestellt ist, und dass die mittlere Temperatur des Körpers 1 desto höher sein würde, je niedriger die umgebende Temperatur ist.
Da die mittlere Temperatur des Körpers 1 in der bekannten Anordnung mit einer einzigen Quelle 3 bei einer niedrigE'n Umgebungstemperatur tiefer liegt als die Temperatur, auf die der Apparat S eingestellt ist, ist verständlich, dass bei einer geeigneten Einstellung der von den Heizquellen 3 und 6 aufgenommenen Heizströme ein vollständiger Ausgleich erreicht werden kann, d. h., dass die mittlere Temperatur des Körpers 1 unabhängig von der Temperatur der Umgebung des Behälters ist.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Einrichtung zum Gleichhalten der Temperatur eines in einem geheizten Behälter aus gut wärmeleitendem Werkstoff untergebrachten Körpers, bei der ein temperaturempfindliches Element zur direkten oder indirekten Steuerung der Wärmewirkung des Heizkörpers in der unmittelbaren Nähe der Wandung untergebracht ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein im Verhältnis zum Hauptheizkörper (3) kleinerer, zusätzlicher Heizkörper (6) in der unmittelbaren Nähe des Körpers (1), dessen Temperatur gleichgehalten werden soll, angeordnet ist und durch das temperaturempfindliche Element gesteuert wird.