專利名稱：換熱器閥門－控制帽，尤其是加熱體閥門－溫控器帽的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種換熱器閥門-控制帽，尤其是一種加熱體閥門-溫控器帽，它具有一個(gè)與閥門元件共同作用的操縱裝置，一個(gè)耗電負(fù)載和一個(gè)供電裝置。
背景技術(shù)：
以下就根據(jù)一個(gè)加熱體閥門-溫控器帽作為控制帽的實(shí)例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說明。然而它不僅可以應(yīng)用于加熱體，而且原理上也可用于其它的可以應(yīng)用于室內(nèi)空氣調(diào)節(jié)的換熱器，例如冷卻頂棚或類似物。
操縱裝置在一種這樣的控制帽中設(shè)計(jì)成溫控器元件，其體積隨溫度而變化。當(dāng)室溫升高時(shí)，溫控器元件就膨脹并使閥門元件向閥座方向移動(dòng)，使加熱液體的流量受到節(jié)流。相反當(dāng)室溫降低時(shí)使閥門元件從閥座上抬起，從而使更大量的加熱液體能夠流過加熱體。
為了調(diào)整名義值例如可以改變溫控器元件的位置或者可以改變?cè)跍乜仄髟妥罱K操縱閥門元件的頂桿之間的操縱支路的長(zhǎng)度。為此這里例如設(shè)有一個(gè)電馬達(dá)，它在這里構(gòu)成耗電負(fù)載。
馬達(dá)及其控制系統(tǒng)當(dāng)然需要電能。這可以通過連接控制帽和外部電源的線路輸入。一種這樣的解決方案然而也并不愿意使用，因?yàn)檫@些線路意味著附加的安裝費(fèi)用。
應(yīng)用一個(gè)或多個(gè)電池雖然就不必要這種附加的安裝費(fèi)用。然而卻需要局部大得多的結(jié)構(gòu)空間來放置這些電池。
開頭所述類型的控制帽已由DE 93 12 588 U1得知。此處除了一種蓄電池，也就是說一種可充電電池之外設(shè)有一個(gè)具有太陽能電池的座板。太陽能電池其實(shí)為調(diào)整裝置的運(yùn)行提供必要的電能。當(dāng)然最好調(diào)整裝置只是在白天工作。蓄電池負(fù)責(zé)保證，即使在晚上也能進(jìn)行調(diào)整。當(dāng)然此處也需要有一個(gè)不小的結(jié)構(gòu)空間來安放蓄電池。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的任務(wù)是使控制帽的外形尺寸盡可能地小。
該任務(wù)在開頭所述類型的一種換熱器閥門-控制帽中通過如下方法來解決供電裝置具有一個(gè)熱電發(fā)生器。
一種熱電發(fā)生器例如按照所謂“熱電效應(yīng)”工作。它包含有兩種不同的金屬或半導(dǎo)體，其中其過渡結(jié)保持在不同的溫度上。在不同的材料之間則產(chǎn)生一個(gè)由于所謂熱電效應(yīng)而產(chǎn)生的電壓。熱電效應(yīng)是“珀?duì)柼毙?yīng)的反效應(yīng)，在這種效應(yīng)中電流在不同金屬的連接處產(chǎn)生一個(gè)溫度差。若在一種換熱器的控制帽中應(yīng)用熱電效應(yīng)，那就可以以簡(jiǎn)單的方式充分地利用在每個(gè)換熱器里的溫度躍變，這種溫度在環(huán)境溫度和換熱器的或流過換熱器的載熱介質(zhì)的溫度之間。因?yàn)橐环N這樣的溫度差在換熱器中(除了很少數(shù)例外情況)總是存在的，因此也總是提供有必需的電功率，用該電功率就可以用來操縱調(diào)整裝置。熱電發(fā)生器不需要占很多位置。尤其是它可以是相對(duì)扁平的，這就可以使控制帽的外形尺寸較小。耗電負(fù)載此處可以是調(diào)整裝置，用該調(diào)整裝置就可以改變?cè)诓倏v裝置和閥門元件之間的作用關(guān)系。除了或取代調(diào)整裝置也可以將耗電負(fù)載簡(jiǎn)單地設(shè)計(jì)為電子器件，它完成確定的控制任務(wù)或者簡(jiǎn)單地求出測(cè)量值并再通報(bào)于上級(jí)的控制裝置。若控制帽與馬達(dá)閥門一起被應(yīng)用的話，那么耗電負(fù)載也可以是閥門的馬達(dá)，借助該馬達(dá)來調(diào)整閥門元件。在許多情況下在溫控器帽上有一個(gè)顯示器，它顯示確定的參數(shù)，例如當(dāng)前的溫度或者名義溫度。該顯示器同樣也可以構(gòu)成耗電負(fù)載。
發(fā)生器優(yōu)選在一側(cè)導(dǎo)熱地與一個(gè)外殼相連，該外殼可以被一種載熱流體流過，并在另一側(cè)面上有一個(gè)冷卻體。借助于該冷卻體可以保證熱電發(fā)生器在一側(cè)實(shí)際上具有室溫，在另一側(cè)則產(chǎn)生了載熱介質(zhì)的溫度，因此可以借助于在載熱介質(zhì)和室溫之間的溫差產(chǎn)生必要的電能。在載熱介質(zhì)和室溫之間的溫差在多數(shù)情況下足以用來產(chǎn)生必要的電能。
發(fā)生器優(yōu)選導(dǎo)熱地與一個(gè)閥殼連接。閥殼在一種加熱體閥門或冷卻頂棚閥門中總是有的。該閥殼很快跟隨載熱介質(zhì)的溫度變化并具有相對(duì)小的差。附帶的外部構(gòu)件在這種情況下實(shí)際上不需要了。
此時(shí)優(yōu)選使發(fā)生器布置在帽之內(nèi)并伸入帽里一個(gè)導(dǎo)熱距離。在這種情況下帽可以或多或少地鑒于其外形尺寸保持不變。導(dǎo)熱距離是隔熱的，因此歸根到底只對(duì)發(fā)生器供熱。相反就避免了熱反射到外殼里。
在一種替代的設(shè)計(jì)方案中可以規(guī)定使發(fā)生器布置在帽之外。在該情況下帽可以相對(duì)于通常的帽來說即使里面也保持不變，因此不必轉(zhuǎn)換生產(chǎn)。在帽之外在布置熱電發(fā)生器時(shí)也有較大的自由度。最終結(jié)構(gòu)空間的加大并不與之相聯(lián)系。
同樣也有利的是發(fā)生器導(dǎo)熱地與一個(gè)管路段相連。該管路段一般也具有載熱介質(zhì)的溫度。在這種情況下就并不依賴于將熱電發(fā)生器與閥殼相連。
此處優(yōu)選使管路段設(shè)有一個(gè)夾緊的環(huán)，該環(huán)與發(fā)生器導(dǎo)熱地連接。由于環(huán)例如可能突然地形成電壓，就確保了從管路段至通向熱電發(fā)生器的導(dǎo)熱距離有充足的熱傳送。
發(fā)生器優(yōu)選布置在一個(gè)包封物里，該包封物至少有一個(gè)開口用于使室內(nèi)空氣通過。若將控制帽應(yīng)用于加熱體上，那么室內(nèi)空氣就起到冷卻空氣的作用，它引起了與載熱介質(zhì)的溫度有必要的溫差。
發(fā)生器優(yōu)選與一個(gè)電壓放大器相連。如果由于結(jié)構(gòu)空間的原因只是應(yīng)用具有小的外形尺寸的熱電發(fā)生器的話，那么它提供相應(yīng)小的電壓，這在許多情況下本身還不足以驅(qū)動(dòng)調(diào)整裝置。另一方面熱電發(fā)生器提供了足夠的電功率，因此通過相應(yīng)地放大電壓就可以使發(fā)生器直接能操縱調(diào)整裝置。
此處特別優(yōu)選將電壓放大器設(shè)計(jì)成直流電壓/直流電壓放大器。一種這樣的直流電壓/直流電壓放大器可以按本身就已知的方式用電子元器件構(gòu)成，因而不需要結(jié)構(gòu)又是相應(yīng)大的變壓器。
供電裝置優(yōu)選還具有一種光電裝置。光電裝置將光能轉(zhuǎn)換成電能。一種這樣的光電裝置的一種已知的結(jié)構(gòu)型式就是所謂太陽能電池。一般在光電裝置中當(dāng)然并不局限于太陽光作為供能者。熱電發(fā)生器與光電裝置相結(jié)合就特別有利地充分利用了加熱時(shí)一般存在的環(huán)境條件。若在夏天需要熱能少時(shí)并與此相對(duì)應(yīng)地?zé)犭姲l(fā)生器只提供較小的溫差并與之對(duì)應(yīng)地提供少的電能，那么一般就存在有足夠的光，因此就可以通過光電裝置來驅(qū)動(dòng)調(diào)整裝置。在冬天光效率一般較低。為此用于驅(qū)動(dòng)熱電發(fā)生器的溫度足夠能以熱途徑來提供電能。尤其是與一種電壓放大器相結(jié)合，光電裝置就具有一種特殊的優(yōu)點(diǎn)電壓放大器用于“起動(dòng)”一般需要一定的偏壓。這個(gè)偏壓可以通過光電裝置來調(diào)整，也就是說即使只有少量的光也可以。這對(duì)于起動(dòng)電壓放大器所必要的電壓必須按照功率也就是說不能過大地被加載。
光電裝置更為優(yōu)選地至少具有一個(gè)光敏元件，它安裝在包封物的一個(gè)外側(cè)面上，發(fā)生器就布置在該包封物里。也就是說成組地將熱電發(fā)生器與光敏元件組合起來。光敏元件如果受到光照，那就產(chǎn)生電能。
光電裝置優(yōu)選地構(gòu)成一個(gè)用于電壓放大器的供電裝置。尤其是與電壓放大器相結(jié)合該光電裝置就具有一種特別的優(yōu)點(diǎn)電壓放大器用于“起動(dòng)”一般需要一定的偏壓。該偏壓可以通過光電裝置來調(diào)整，也就是說即使只有很少的光也可以。這種對(duì)于起動(dòng)電壓放大器來說必需的電壓必須按照功率就是說不能過份強(qiáng)地被加載。
同樣也優(yōu)選使光敏元件布置在控制帽的端面上或者一個(gè)指向相同方向的面上。若控制帽布置成轉(zhuǎn)動(dòng)手柄，那么端面一直指在相同方向上，也就是說通過操縱并沒有另外的取向。指向相同方向的另一個(gè)面也可以用來設(shè)置光敏元件。


以下根據(jù)優(yōu)選的實(shí)施例結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說明。此處所示為圖1溫控器閥門帽的第一設(shè)計(jì)方案；圖2溫控器閥門帽的第二設(shè)計(jì)方案；圖3溫控器閥門帽的第三設(shè)計(jì)方案。
具體實(shí)施例方式
圖1表示一個(gè)加熱體閥門-溫控器帽1，它固定在加熱體閥門的一個(gè)閥殼2上。在閥殼2里以其本身就已知的方式在入口3和出口4之間設(shè)有一個(gè)閥座5，閥門元件6與該閥座共同作用。閥門元件6通過一個(gè)打開彈簧7在打開方向上從閥座5上運(yùn)動(dòng)離開。設(shè)有一根頂桿8，使閥門元件6在向著閥座5的方向上運(yùn)動(dòng)并因此有助于使載熱液體從入口3至出口4實(shí)現(xiàn)節(jié)流。
頂桿8通過一根操縱桿9加載，后者通過一個(gè)軸封10導(dǎo)向。在該操縱桿9上作用一個(gè)中間構(gòu)件11。該中間構(gòu)件11有一個(gè)上部件12和一個(gè)下部件13，它們通過一個(gè)螺紋付14相互嚙合。下部件13此處不可轉(zhuǎn)動(dòng)地固定，而上部件12可以相對(duì)于下部件13轉(zhuǎn)動(dòng)。通過上部件相對(duì)于下部件13的轉(zhuǎn)動(dòng)可以使中間構(gòu)件11的有效長(zhǎng)度發(fā)生改變。
在中間構(gòu)件11上作用有一個(gè)溫控器元件15，該元件取決于環(huán)境溫度使頂桿16或多或少遠(yuǎn)地在向著閥座5的方向上運(yùn)動(dòng)。取決于中間構(gòu)件11的長(zhǎng)度這在相同的溫度時(shí)就導(dǎo)致更強(qiáng)的或者不太強(qiáng)的節(jié)流。通過中間構(gòu)件11長(zhǎng)度的改變也就可以調(diào)整一個(gè)名義值。另一種用于調(diào)整名義值的方案在于將帽1的手把17相對(duì)于一個(gè)基礎(chǔ)構(gòu)件18旋轉(zhuǎn)。
為了改變中間構(gòu)件11的有效長(zhǎng)度設(shè)有一個(gè)調(diào)整裝置19，它具有一個(gè)只是粗略表示的馬達(dá)20，它通過一種未詳細(xì)表示的嚙合而作用于中間構(gòu)件11的上部件12上并使該上部件12能夠相對(duì)于下部件13轉(zhuǎn)動(dòng)。為此基礎(chǔ)構(gòu)件18具有一個(gè)通孔21，馬達(dá)可以穿過該通孔嚙入作用到基礎(chǔ)構(gòu)件18的內(nèi)部。
馬達(dá)20需要輸入電能。為了產(chǎn)生電能設(shè)有一個(gè)熱電發(fā)生器22。該熱電發(fā)生器22按照所謂“熱電效應(yīng)”工作，也就是說它在一個(gè)具有兩種不同的材料，例如兩種不同的金屬或兩種不同的半導(dǎo)體材料的裝置里產(chǎn)生一個(gè)電壓，在該裝置里這些材料之間的過渡結(jié)都保持在不同的溫度上。這種效應(yīng)由德國物理學(xué)家托馬斯西貝克(1770-1831)發(fā)現(xiàn)。它也稱為“熱電效應(yīng)”。其對(duì)應(yīng)地在相反方向上為珀?duì)柼?yīng)，在該效應(yīng)中電流就在不同金屬的過渡結(jié)之間引起一個(gè)溫度差。
熱電發(fā)生器22在一側(cè)與一個(gè)冷卻體23連接，后者使熱電發(fā)生器22在這一側(cè)的溫度或多或少地適應(yīng)于周圍溫度。為了交換空氣并且用周圍溫度來達(dá)到，基礎(chǔ)構(gòu)件18這里有一個(gè)開口24。必要時(shí)也可以設(shè)有多個(gè)相互對(duì)置布置的開口24，以便讓空氣流進(jìn)入。
基礎(chǔ)構(gòu)件18固定在一個(gè)支承裝置25上，后者固定在閥殼2上。一種這樣的固定例如可以通過夾緊或者擰緊來實(shí)現(xiàn)。離開支承裝置就是一個(gè)支架26，它由一種有導(dǎo)熱能力的材料組成，例如一種金屬，如銅。支架26支承住發(fā)生器22的另一側(cè)，因此發(fā)生器22一方面經(jīng)受閥殼2和因此流過閥殼2的載熱介質(zhì)的溫度之差。另一方面經(jīng)受室內(nèi)空氣的作用。這種溫差完全可以達(dá)到多個(gè)10°的數(shù)量級(jí)，因此借助于溫差就可以產(chǎn)生足夠大小的電功率。必要時(shí)還可以使支架26對(duì)于基礎(chǔ)構(gòu)件18的內(nèi)部隔絕。因此減小了溫控器元件15的熱影響并減小了在閥殼2和發(fā)生器22之間的溫度下降。在許多情況下也有利的是在支架26和溫控器元件15之間設(shè)有一個(gè)熱隔絕件，例如一種未詳細(xì)表示的屏蔽件。
但因?yàn)榘l(fā)生器22只應(yīng)具有一個(gè)相對(duì)小的底面，以便不會(huì)太大地加大其外形尺寸，因此存在有以下危險(xiǎn)由發(fā)生器22產(chǎn)生的電壓太小。由于這種原因在調(diào)整裝置19里設(shè)有一個(gè)電壓放大器27，它與發(fā)生器22相連。為此所需的電氣連接為了清楚起見就沒有詳細(xì)表示出來。電壓放大器27設(shè)計(jì)成直流電壓/直流電壓放大器。其放大系數(shù)例如為50，那么當(dāng)熱電發(fā)生器22所產(chǎn)生的電壓為0.06V時(shí)，輸出電壓可達(dá)大約3V。這3V足以操縱馬達(dá)20。3V的電壓相當(dāng)于兩個(gè)型號(hào)AAA的小電池的電壓。
除此之外在控制帽的正面設(shè)有一個(gè)光電裝置的光敏元件28。如果光敏元件28受到光照的話，它就產(chǎn)生一個(gè)電壓。光敏元件28則可以用作為電壓放大器27的電源或者供電裝置，因此，如果電壓放大器27對(duì)于一個(gè)這樣的起動(dòng)來說需要一個(gè)輔助電壓的話，電壓放大器27就可以起動(dòng)。
熱電發(fā)生器22和光敏元件28的組合特別考慮到了在加熱時(shí)存在的外部條件冬天在周圍空氣和載熱介質(zhì)之間可能有相對(duì)較大的溫差，因此熱電發(fā)生器22可以提供對(duì)于調(diào)整裝置19的運(yùn)行來說必要的電功率。為此，人們?cè)试S光敏元件28可以提供一個(gè)小的電功率。而在夏天雖然在載熱介質(zhì)和周圍空氣之間的溫差較小。熱電發(fā)生器22也就只提供較小的電功率。為此光敏元件28(當(dāng)然也可以應(yīng)用多個(gè)光敏元件28)可以提供較大的電功率。
在圖1所示的實(shí)施方式中在控制帽1以外并不需要附帶的結(jié)構(gòu)空間。裝在控制帽里的構(gòu)件，也就是具有冷卻體23的熱電發(fā)生器22和光敏元件28或多或少無縫地裝入一個(gè)已有的控制帽。
在一種未詳細(xì)示出的變型方案中也可以將發(fā)生器22裝在基礎(chǔ)構(gòu)件18外面上或者直接裝于閥殼2上。
若可以允許有一個(gè)外部構(gòu)件的話，那就可以應(yīng)用按照?qǐng)D2的一種設(shè)計(jì)方案。此處對(duì)于相同的和功能相同的零部件都用相同的附圖標(biāo)記表示。
熱電發(fā)生器22則不再布置在控制帽1之內(nèi)，而是在一個(gè)管夾29上，該管夾夾緊在一個(gè)用來給閥殼2輸入載熱介質(zhì)的連接管30上。也可以用另一種固定方法，例如粘結(jié)或焊接，只要確保在發(fā)生器22上有足夠的熱傳導(dǎo)。與之相應(yīng)地連接管30實(shí)際上具有載熱介質(zhì)的溫度。冷卻體23位于發(fā)生器22的與管夾29對(duì)置的一側(cè)上。光敏元件28也可以簡(jiǎn)稱為“太陽能電池”，它們位于包封物31的外側(cè)，用該包封物保護(hù)了熱電發(fā)生器。包封物31又有開孔24。熱電發(fā)生器22和光敏元件28將其能量通過導(dǎo)電線32輸送至調(diào)整裝置19。此處電壓放大器27更為適宜地布置在熱電發(fā)生器22的附近。
圖3表示了一種變型的實(shí)施方式，其中發(fā)生器22布置在調(diào)整裝置19的一個(gè)外殼33的內(nèi)部。光敏元件28布置在外殼33的一側(cè)上，它平行于控制帽1的端面34。熱傳輸至發(fā)生器22通過一根導(dǎo)熱桿35來確保，該導(dǎo)熱桿又用一個(gè)夾29固定在輸入管路30上。
外殼33也有一個(gè)開口24，用于確保在冷卻體23和室內(nèi)空氣之間的接觸。
權(quán)利要求
1.換熱器閥門-控制帽，尤其是加熱體閥門-溫控器帽，具有一個(gè)操縱裝置，它與一個(gè)閥門元件共同作用，還具有一個(gè)耗電負(fù)載和一個(gè)供電裝置，其特征在于，供電裝置具有一個(gè)熱電發(fā)生器(22)。
2.按權(quán)利要求1所述的控制帽，其特征在于，發(fā)生器(22)在一側(cè)導(dǎo)熱地與一個(gè)外殼(2，30)相連，該外殼可以被一種載熱流體流過，并且在另一側(cè)具有一個(gè)冷卻體(23)。
3.按權(quán)利要求2所述的控制帽，其特征在于，發(fā)生器(22)導(dǎo)熱地與一個(gè)閥殼(2)相連接。
4.按權(quán)利要求3所述的控制帽，其特征在于，發(fā)生器(22)布置在控制帽(1)之內(nèi)，而且伸入帽里一段導(dǎo)熱距離(26)。
5.按權(quán)利要求3所述的控制帽，其特征在于，發(fā)生器(22)布置在帽(1)之外。
6.對(duì)權(quán)利要求2所述的控制帽，其特征在于，發(fā)生器(22)導(dǎo)熱地與一個(gè)管路段(30)相連接。
7.按權(quán)利要求6所述的控制帽，其特征在于，管路段(30)設(shè)有一個(gè)夾緊的環(huán)(29)，該環(huán)與發(fā)生器(22)導(dǎo)熱地連接。
8.按權(quán)利要求1至7中之一所述的控制帽，其特征在于，發(fā)生器(22)布置在一個(gè)包封物(18，31，33)里，該包封物至少有一個(gè)開口(24)用于使室內(nèi)空氣通過。
9.按權(quán)利要求1至8中之一所述的控制帽，其特征在于，發(fā)生器(22)與一個(gè)電壓放大器(27)相連。
10.按權(quán)利要求9所述的控制帽，其特征在于，電壓放大器(27)是為直流電壓/直流電壓放大器。
11.按權(quán)利要求1至10中之一所述的控制帽，其特征在于，供電裝置還具有一個(gè)光電裝置(28)。
12.按權(quán)利要求11所述的控制帽，其特征在于，光電裝置至少具有一個(gè)光敏元件(28)，它裝在包封物(17，18；31；33)的外側(cè)面上，發(fā)生器(22)就布置在該包封物里。
13.按權(quán)利要求11或12所述的控制帽，其特征在于，光電裝置構(gòu)成了用于電壓放大器(27)的一種供電裝置。
14.按權(quán)利要求12或13所述的控制帽，其特征在于，光敏元件(28)設(shè)置在控制帽的端面上或者在一個(gè)指向相同方向的面上。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種控制直流電源的方法，它采用了第一直流電源(2)和一個(gè)電壓監(jiān)測(cè)裝置(24)，后者監(jiān)測(cè)第一直流電源(2)的輸出電壓并作用于一個(gè)控制裝置(31)，其中控制裝置(31)控制第一直流電源(2)的工作狀態(tài)。也介紹了一種供電裝置(22)，用它可以來實(shí)施此方法。人們想以簡(jiǎn)單的方式減小在具有多個(gè)直流電源的電路布置中電壓升高的危險(xiǎn)。為此用第二電源(3)使電壓監(jiān)測(cè)裝置(24)上的電壓發(fā)生變化。
文檔編號(hào)H02N11/00GK1873271SQ20061008872
公開日2006年12月6日 申請(qǐng)日期2006年6月2日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月3日
發(fā)明者B·弗雷德里克森, N·格雷格森, A·B·拉森, M·曼斯徹爾 申請(qǐng)人:丹福斯有限公司