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Elektrodenanordnung für elektrische Flüssigkeitserhitzer.
Die Erfindung bezieht sich auf elektrische Flüssigkeitserhitzer, insbesondere elektrische Dampfkessel, bei welchen der Strom von einer Einzelelektrode durch die Flüssigkeit hindurch zu einer oder mehreren anderen gleichartigen (Drehstrombetrieb) oder auch zu der die Gegenelektrode bildenden Kesselwand übergeht. Um für den in der Flüssigkeit übergehenden Strom zu Regelungszwecken bestimmte Wege und Wasserquerschnitte zu erhalten, sind schon verschiedene Vorschläge gemacht worden. Man hat die Elektrode innerhalb eines Rohrkörpers angeordnet, wobei die Rohrlänge bzw. der Stromweg innerhalb des Rohrkörpers zu Regelzwecken veränderlich war. Anderseits hat man die Elektrode mit verschieden geformten Isolierkörpern umgeben und in diesen verschieden gestaltete Kanäle angeordnet.
Solche Kanäle sind auch dadurch gebildet worden, dass die Elektrode von einzelnen scheibenförmigen Körpern umgeben wurde, wobei die Scheiben in Zwischenräumen voneinander teils fest, teils beweglich angeordnet wurden.
Zu R3gelzwecken erhielten diese Scheiben dann noch Ansätze, die die Zwischenräume zwischen zwei benachbarten Scheiben stellenweise wieder beseitigten und so Kanäle bildeten. Alle diese erwähnten Scheiben umschlossen die Elektrode unmittelbar, indem sie selbst ringförmig ausgebildet waren.
Die Isolierkörper bestehen in elektrischen Dampfkesseln regelmässig aus keramischem Stoff, z. B. aus Porzellan. Alle irgendwie komplizierteren Formen sind schon auf Grund ihrer Herstellung, bei welcher an den verschiedenen Stellen verschiedene Spannungen auftreten können, sehr bruchempfindlich. Dieser Übelstand haftet ganz besonders auch den Rohrkörpern an, wobei noch zu beachten ist, dass der Bruch eines Rohres in der Regel zu so starken Spannungs- und Leistungsschwankungen führt, dass der Kessel bei Auftreten eines solchen Bruches ausser Betrieb kommt. Die erwähnten Ringscheiben zeigten diesen Nachteil nicht in dem Masse wie Rohre, zumal in der Regel eine ganze Anzahl von solchen Ringscheiben eine Elektrode umgab.
Die Spannungs-und Leistungsverhältnisse wurden hier in erheblich geringem Masse durch das Springen einer oder auch mehrerer Scheiben an einer Elektrode während des Betriebes beeinflusst. Da diese Ringe infolge der erwähnten Ansätze aber verhältnismässig verwickelte Formen aufweisen, war ihre Herstellung und damit auch der im Betrieb immer wieder notwendige Ersatz kostspielig.
Erfindungsgemäss ist die Einrichtung so getroffen, dass die Isolierkörper aus einfachen Gebilden, u. zw. aus einfachen Scheiben bestehen können. Dabei ist es kennzeichnend, dass die Isolierkörper nicht, wie bisher, die Elektrode hohlkörperartig umschliessen, sondern dass in einer wagrechten Schnittebene durch den Kessel mehrere, u. zw. zweckmässig vier Isolierkörper planetenartig um die Elektrode herum angeordnet sind. In dieser Weise entstehen zwischen den benachbarten Isolierkörpern Flüssigkeitsräume, in welchen der Strom von der Elektrode zur Gegenelektrode oder Nachbarelektrode hindurchgeht. Werden die Isolierkörper aus aufeinandergesetzten glatten Scheiben gebildet, so ergeben sich zusammengesetzte Einzelkörper von der Aussenform eines Zylinders und zwischen zwei Zylindern geht dann der Strom hindurch.
Der Flüssigkeitsquerschnitt ist zwischen je zwei Isolierkörpern der kleinste in dem ganzen Gefäss, so dass hier auch der grösste Widerstand und damit die grösste Stromwirkung, also auch Wassererhitzung auftritt. Infolgedessen fällt an dieser Stelle besonders viel Kesselstein aus, welcher hier unbehindert zu Boden sinken kann. Die Kesselsteinausfällstelle ist dabei sowohl von der Elektrode wie von der Gegenelektrode verhältnismässig weit entfernt, so dass an diese Teile Kesselstein nicht gelangen wird.
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Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes ist auf der Zeichnung dargestellt.
Fig. 1 zeigt einen teilweisen senkrechten Schnitt durch einen elektrischen Kessel mit Seitenansicht einer Elektrode und ihrer Isolierung, Fig. 2 zeigt den zugehörigen Grundriss.
Die Kesselwand a bildet die Gegenelektrode zu der inmitten des Kessels gelagerten Elektrode b ; die letztere ist von vier zylinderförmigen Isolierkörpern c gleichmässig umgeben, welche gemäss den in Fig. 1 eingezeichneten Querschnitten aus einzelnen Scheibenkörpern zusammengesetzt sind. Die Scheiben sind dabei gebohrt, so dass sie durch einen stabförmigen durch die Bohrungen hindurchgeführten Körper d in ihrer gegenseitigen Lage gesichert werden. Der Stab d kann aus Porzellan, Glas usw. bestehen, gegebenenfalls kann der nicht leitende Stab durch einen inneren Metallkern noch verstälkt werden. Die Zylinderkörper c stehen auf einer Metallplatte e, die durch Winkel e'an der Kesselwand a abgestützt ist.
Diese Platte, an deren Stelle auch ein Stabkreuz o. dgl. treten kann, weist im Innern eine Öffnung e2 auf, um das ungehinderte Aufsteigen der Flüssigkeit zur Elektrode b zu sichern. Auf ihrer Fläche kann sie mit
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innerhalb des Kessels zu erleichtern.
Oberhalb der Elektrode ist noch ein Armkreuz t vorgesehen mit Schlitzen 1', durch welche die Stäbe d hindurchgreifen. Entsprechende Schlitze werden zweckmässig auch in der Tragplatte e vorgesehen. Es genügt, wenn, wie in Fig. 1 angedeutet, die Stäbe d von oben durch die Schlitze l'durch die Mittelbohrungen der Scheiben c und schliesslich durch die Schlitze der Tragplatte e hindurchgeführt und in ihrer Lage durch auf das Kreuz t sich auflegende Köpfe d'gehalten werden. Natürlich lassen sich die Scheiben bzw. Zylinder c in ihrer Lage innerhalb der Schlitze, d. h. in ihrer Lage mit bezug auf ihren Abstand von der Elektrode b durch Hilfsmittel bekannter Art auch feststellbar machen.
Durch Verstellen der Isolierzylinder c in radialer Richtung lassen sich die Durchtrittsquerschnitte g zwischen dem benachbarten Isolierkörper c in weiten Grenzen verändern, so dass eine grosse Regelungs- möglichkeit besteht. Handelt es sich darum, besonders lange Stromweg auf einen gegebenen Querschnitt zu erzielen, dann können bei dem Zeichnungsbeispiel zunächst noch vier weitere zylinderische Isolierkörper hinzutreten, die, wie bei c'in Fig. 2 gestrichelt angedeutet, dann so zu verteilen wären, dass der
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verzweigt. Wie gross man die Durchtrittsquerschnitte g und g'im Verhältnis zueinander wählt, ist natur- lich Ausführungssache.
Statt vier Zylinderkörper auf einem Kreise um die Elektrode zu verteilen, kann man natürlich auch beliebig viele solcher Körper auf einem Kreise anordnen, wobei die Durchmesser der Isolierkörper, ihre Entfernungen voneinander und von der Elektrode nach dem jeweiligen Anwendungsfall zu bestimmen sind. Die radiale Verstellung der Isolierkörper, die durch die Schlitze l'angedeutet ist, lässt sich gegebenenfalls auch während des Betriebes eines Kessels od. dgl. durch an sich bekannte Mittel bewirken. In der Regel wird es aber genügen, wenn für eine bestimmte Kesselleistung die einmalige richtige Einstellung erfolgt, welche durch die Schlitzanordnung natürlich erleichtert wird.
Besteht ein Isolierkörper, wie in der Zeichnung angedeutet, aus lauter einzelnen Scheiben einfachster Form, so wird ihre Herstellung verhältnismässig recht wohlfeil. Das gleiche gilt von dem Ersatz von Scheiben, die während des Betriebes zu Bruch gehen sollten. Besonders wohlfeil wird die Herstellung und die Unterhaltung, wenn sämtliche zur Anwendung kommenden Isolierkörper aus hinsichtlich aller Abmessungen übereinstimmenden Scheiben bestehen, wie das bei Fig. 2 bei c und c'angedeutet ist. Naturgemäss können die äusseren Isolierkörper c'von den inneren c aber auch abweichend ausgebildet werden. Kreisrunde Scheiben sind wegen ihrer Wohlfeilheit und einfachen Anordnung durch blosses Übereinanderschichten vorzuziehen. Es lassen sich naturgemäss aber auch von der Kreisform abweichende Querschnittsformen für die Isolierkörper anwenden.
Ebenso lassen sich statt der gelochten Scheiben Ringe, d. h. Scheiben mit verhältnismässig grossen Lochungen anwenden. Die Höhe der zur Bildung der Isolierkörper benutzten Teile c bzw. c'ist natürlich nicht beschränkt, so dass sie selbst zu Rohrkörpern werden können.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Elektrodenanordnung für elektrische Flüssigkeitserhitzer, dadurch gekennzeichnet, dass zylinderförmig oder ähnlich gestaltete Isolierkörper (e) um die Elektrode (b) herum so angeordnet sind, dass zwischen den benachbarten Isolierkörpern Stromdurclltrittsöffnungen (g) verbleiben.