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
技術領域：
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，它具有一個與閥門元件共同作用的操縱裝置，一個耗電負載和一個供電裝置。
背景技術：
以下就根據(jù)一個加熱體閥門-溫控器帽作為控制帽的實例對本發(fā)明進行說明。然而它不僅可以應用于加熱體，而且原理上也可用于其它的可以應用于室內(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計成溫控器元件，其體積隨溫度而變化。當室溫升高時，溫控器元件就膨脹并使閥門元件向閥座方向移動，使加熱液體的流量受到節(jié)流。相反當室溫降低時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在溫控器元件和最終操縱閥門元件的頂桿之間的操縱支路的長度。為此這里例如設有一個電馬達，它在這里構(gòu)成耗電負載。
馬達及其控制系統(tǒng)當然需要電能。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，因為這些線路意味著附加的安裝費用。
應用一個或多個電池雖然就不必要這種附加的安裝費用。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有一個具有太陽能電池的座板。太陽能電池其實為調(diào)整裝置的運行提供必要的電能。當然最好調(diào)整裝置只是在白天工作。蓄電池負責保證，即使在晚上也能進行調(diào)整。當然此處也需要有一個不小的結(jié)構(gòu)空間來安放蓄電池。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的任務是使控制帽的外形尺寸盡可能地小。
該任務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熱電發(fā)生器。
一種熱電發(fā)生器例如按照所謂“熱電效應”工作。它包含有兩種不同的金屬或半導體，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)生一個由于所謂熱電效應而產(chǎn)生的電壓。熱電效應是“珀爾帖”效應的反效應，在這種效應中電流在不同金屬的連接處產(chǎn)生一個溫度差。若在一種換熱器的控制帽中應用熱電效應，那就可以以簡單的方式充分地利用在每個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。因為一種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扁平的，這就可以使控制帽的外形尺寸較小。耗電負載此處可以是調(diào)整裝置，用該調(diào)整裝置就可以改變在操縱裝置和閥門元件之間的作用關系。除了或取代調(diào)整裝置也可以將耗電負載簡單地設計為電子器件，它完成確定的控制任務或者簡單地求出測量值并再通報于上級的控制裝置。若控制帽與馬達閥門一起被應用的話，那么耗電負載也可以是閥門的馬達，借助該馬達來調(diào)整閥門元件。在許多情況下在溫控器帽上有一個顯示器，它顯示確定的參數(shù)，例如當前的溫度或者名義溫度。該顯示器同樣也可以構(gòu)成耗電負載。
發(fā)生器優(yōu)選在一側(cè)導熱地與一個外殼相連，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)選導熱地與一個閥殼連接。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小的差。附帶的外部構(gòu)件在這種情況下實際上不需要了。
此時優(yōu)選使發(fā)生器布置在帽之內(nèi)并伸入帽里一個導熱距離。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。導熱距離是隔熱的，因此歸根到底只對發(fā)生器供熱。相反就避免了熱反射到外殼里。
在一種替代的設計方案中可以規(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)生器導熱地與一個管路段相連。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)選使管路段設有一個夾緊的環(huán)，該環(huán)與發(fā)生器導熱地連接。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)生器的導熱距離有充足的熱傳送。
發(fā)生器優(yōu)選布置在一個包封物里，該包封物至少有一個開口用于使室內(nèi)空氣通過。若將控制帽應用于加熱體上，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)選與一個電壓放大器相連。如果由于結(jié)構(gòu)空間的原因只是應用具有小的外形尺寸的熱電發(fā)生器的話，那么它提供相應小的電壓，這在許多情況下本身還不足以驅(qū)動調(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)選將電壓放大器設計成直流電壓/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一般存在的環(huán)境條件。若在夏天需要熱能少時并與此相對應地熱電發(fā)生器只提供較小的溫差并與之對應地提供少的電能，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)動調(diào)整裝置。在冬天光效率一般較低。為此用于驅(qū)動熱電發(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)點電壓放大器用于“起動”一般需要一定的偏壓。這個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。這對于起動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)選地至少具有一個光敏元件，它安裝在包封物的一個外側(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)點電壓放大器用于“起動”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。這種對于起動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指向相同方向的面上。若控制帽布置成轉(zhuǎn)動手柄，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面也可以用來設置光敏元件。


以下根據(jù)優(yōu)選的實施例結(jié)合附圖對本發(fā)明進行說明。此處所示為圖1溫控器閥門帽的第一設計方案；圖2溫控器閥門帽的第二設計方案；圖3溫控器閥門帽的第三設計方案。
具體實施例方式
圖1表示一個加熱體閥門-溫控器帽1，它固定在加熱體閥門的一個閥殼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之間設有一個閥座5，閥門元件6與該閥座共同作用。閥門元件6通過一個打開彈簧7在打開方向上從閥座5上運動離開。設有一根頂桿8，使閥門元件6在向著閥座5的方向上運動并因此有助于使載熱液體從入口3至出口4實現(xiàn)節(jié)流。
頂桿8通過一根操縱桿9加載，后者通過一個軸封10導向。在該操縱桿9上作用一個中間構(gòu)件11。該中間構(gòu)件11有一個上部件12和一個下部件13，它們通過一個螺紋付14相互嚙合。下部件13此處不可轉(zhuǎn)動地固定，而上部件12可以相對于下部件13轉(zhuǎn)動。通過上部件相對于下部件13的轉(zhuǎn)動可以使中間構(gòu)件11的有效長度發(fā)生改變。
在中間構(gòu)件11上作用有一個溫控器元件15，該元件取決于環(huán)境溫度使頂桿16或多或少遠地在向著閥座5的方向上運動。取決于中間構(gòu)件11的長度這在相同的溫度時就導致更強的或者不太強的節(jié)流。通過中間構(gòu)件11長度的改變也就可以調(diào)整一個名義值。另一種用于調(diào)整名義值的方案在于將帽1的手把17相對于一個基礎構(gòu)件18旋轉(zhuǎn)。
為了改變中間構(gòu)件11的有效長度設有一個調(diào)整裝置19，它具有一個只是粗略表示的馬達20，它通過一種未詳細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能夠相對于下部件13轉(zhuǎn)動。為此基礎構(gòu)件18具有一個通孔21，馬達可以穿過該通孔嚙入作用到基礎構(gòu)件18的內(nèi)部。
馬達20需要輸入電能。為了產(chǎn)生電能設有一個熱電發(fā)生器22。該熱電發(fā)生器22按照所謂“熱電效應”工作，也就是說它在一個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體材料的裝置里產(chǎn)生一個電壓，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。這種效應由德國物理學家托馬斯西貝克(1770-1831)發(fā)現(xiàn)。它也稱為“熱電效應”。其對應地在相反方向上為珀爾帖效應，在該效應中電流就在不同金屬的過渡結(jié)之間引起一個溫度差。
熱電發(fā)生器22在一側(cè)與一個冷卻體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于周圍溫度。為了交換空氣并且用周圍溫度來達到，基礎構(gòu)件18這里有一個開口24。必要時也可以設有多個相互對置布置的開口24，以便讓空氣流進入。
基礎構(gòu)件18固定在一個支承裝置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現(xiàn)。離開支承裝置就是一個支架26，它由一種有導熱能力的材料組成，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到多個10°的數(shù)量級，因此借助于溫差就可以產(chǎn)生足夠大小的電功率。必要時還可以使支架26對于基礎構(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之間設有一個熱隔絕件，例如一種未詳細表示的屏蔽件。
但因為發(fā)生器22只應具有一個相對小的底面，以便不會太大地加大其外形尺寸，因此存在有以下危險由發(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里設有一個電壓放大器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表示出來。電壓放大器27設計成直流電壓/直流電壓放大器。其放大系數(shù)例如為50，那么當熱電發(fā)生器22所產(chǎn)生的電壓為0.06V時，輸出電壓可達大約3V。這3V足以操縱馬達20。3V的電壓相當于兩個型號AAA的小電池的電壓。
除此之外在控制帽的正面設有一個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對于一個這樣的起動來說需要一個輔助電壓的話，電壓放大器27就可以起動。
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)之間可能有相對較大的溫差，因此熱電發(fā)生器22可以提供對于調(diào)整裝置19的運行來說必要的電功率。為此，人們允許光敏元件28可以提供一個小的電功率。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(當然也可以應用多個光敏元件28)可以提供較大的電功率。
在圖1所示的實施方式中在控制帽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已有的控制帽。
在一種未詳細示出的變型方案中也可以將發(fā)生器22裝在基礎構(gòu)件18外面上或者直接裝于閥殼2上。
若可以允許有一個外部構(gòu)件的話，那就可以應用按照圖2的一種設計方案。此處對于相同的和功能相同的零部件都用相同的附圖標記表示。
熱電發(fā)生器22則不再布置在控制帽1之內(nèi)，而是在一個管夾29上，該管夾夾緊在一個用來給閥殼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。與之相應地連接管30實際上具有載熱介質(zhì)的溫度。冷卻體23位于發(fā)生器22的與管夾29對置的一側(cè)上。光敏元件28也可以簡稱為“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施方式，其中發(fā)生器22布置在調(diào)整裝置19的一個外殼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通過一根導熱桿35來確保，該導熱桿又用一個夾29固定在輸入管路30上。
外殼33也有一個開口24，用于確保在冷卻體23和室內(nèi)空氣之間的接觸。
權利要求
1.換熱器閥門-控制帽，尤其是加熱體閥門-溫控器帽，具有一個操縱裝置，它與一個閥門元件共同作用，還具有一個耗電負載和一個供電裝置，其特征在于，供電裝置具有一個熱電發(fā)生器(22)。
2.按權利要求1所述的控制帽，其特征在于，發(fā)生器(22)在一側(cè)導熱地與一個外殼(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)具有一個冷卻體(23)。
3.按權利要求2所述的控制帽，其特征在于，發(fā)生器(22)導熱地與一個閥殼(2)相連接。
4.按權利要求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熱距離(26)。
5.按權利要求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.對權利要求2所述的控制帽，其特征在于，發(fā)生器(22)導熱地與一個管路段(30)相連接。
7.按權利要求6所述的控制帽，其特征在于，管路段(30)設有一個夾緊的環(huán)(29)，該環(huán)與發(fā)生器(22)導熱地連接。
8.按權利要求1至7中之一所述的控制帽，其特征在于，發(fā)生器(22)布置在一個包封物(18，31，33)里，該包封物至少有一個開口(24)用于使室內(nèi)空氣通過。
9.按權利要求1至8中之一所述的控制帽，其特征在于，發(fā)生器(22)與一個電壓放大器(27)相連。
10.按權利要求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光電裝置(28)。
12.按權利要求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.按權利要求12或13所述的控制帽，其特征在于，光敏元件(28)設置在控制帽的端面上或者在一個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)和一個電壓監(jiān)測裝置(24)，后者監(jiān)測第一直流電源(2)的輸出電壓并作用于一個控制裝置(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)，用它可以來實施此方法。人們想以簡單的方式減小在具有多個直流電源的電路布置中電壓升高的危險。為此用第二電源(3)使電壓監(jiān)測裝置(24)上的電壓發(fā)生變化。
文檔編號H02N11/00GK1873271SQ20061008872
公開日2006年12月6日 申請日期2006年6月2日 優(yōu)先權日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 申請人:丹福斯有限公司