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Einrichtung zum Erhitzen oder zur Elektrolyse von Flüssigkeiten.
Die Erfindung betrifft eine Elektrode zum Erhitzen oder zur Elektrolyse von Flüssigkeiten.
Da die in einer Flüssigkeit entstehende Wärmemenge proportional der Leistung ist, so sind an und für sich bei Flüssigkeiten mit geringem Widerstand hohe Stromstärken und kleine Spannungen erforderlich. Hieraus ergibt sich die Notwendigkeit, besondere Maschinen und Zuleitungen von grossem Querschnitt zu benutzen.
Erfindungsgemäss soll als Widerstand eine strömende Flüssigkeit Anwendung finden, welche bei verhältnismässig geringem Querschnitt auch dann einen hinreichenden Widerstand erzielen
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kommen. Die Flüssigkeit, welche den Strom von der Elektrode erhält, befindet sich in einem Hohlkörper, welcher oben und unten offen oder mit Durchbrechungen versehen ist. Die Flüssigkeit
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Weise wieder niedergeführt. um unten in den Hohlkörper erneut einzutreten. Länge und Quer- schnitt des Hohlkörpers bestimmen dabei die Grösse des Widerstandes.
Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der neuen Anordnung in Fig. l in einem Vertikalschnitt dargestellt, Fig. 2 zeigt eine Einzelheit.
Die Elektrode a besteht aus Kohle oder irgend einem geeigneten Material und ist am unteren Teile von einem rohrförmigen Hohlkörper b aus Porzellan, Glas oder anderem Isoliermaterial umgeben. Der Hohlkörper taucht mit der Elektrode in die Flüssigkeit w ein, welche sich z. B. in
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ist. Die Elektrode a wird innerhalb des Rohres y von Klemmen al ebenfalls einstellbar gehalten.
Der Ringraum zwischen M und g ist in der Zeichnung offen gelassen, es kann derselbe für entsprechende Verwendungsarten indessen auch verschlossen werden.
Der Strom nimmt seinen Weg von der Elektrode a in Richtung des Pfeiles c zu einer zweiten beliebig auszubildenden Elektrode; infolgedessen ist der Widerstand, der für die Entwicklung der Jouleschen Wärme in Betracht kommt, gegeben durch eine Flüssigkeitssäule von der Länge e und dem Durchmesser d. Diese Flüssigkeitssäule wird durch den durchiliessenden Strom erwärmt
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Bei hohen Temperaturen und starker Dampfentwicklung können durch die stossweise er-
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weiten Grenzen schwankt. Um solche Zufälle zu vermeiden, werden die Rohre nicht zylindrisch, sondern sich nach oben hin erweiternd ausgebildet.
Auch eine Einrichtung zur Verengung des unteren Eintrittsquerschnittea, welche den Flüssigkeitszutritt drosselt, ist anwendbar, indem hindurch der Austrittsquerschnitt grösser als der Eintrittsquerschnitt wird.
Um Feuererscheinungen, die bei Hochspannungen auftreten können, zu vermeiden, ist die Elektrode so auszuführen, dass eine entsprechend geringe Stromdichte an dieser herrscht. gleichzeitig ist dafür zu sorgen, dass die im Wasser aufsteigenden Dampfblasen innerhalb des die Elektrode einschliessenden Hohlkörpers keine Stromunterbrerhung verursachen. Zu diesem
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b) asen unmittelbar in den Dampfraum ableiten.
Ein Ausfiihrungsbeispiel der neuen Einrichtung in der Anwendung für einen Wasserheiz- kessel ist auf der Zeichnung dargestellt.
Fig. 3 und 4 zeigen zwei senkrechte Schnitte in um 90"verdrehten Ebenen. Fig. 5 zeigt einen wngrechten Schnitt nach der Linie x-x der Fig. 3.
Die Elektrode 1, die aus einer Anzahl von Platten besteht, ist innerhalb eines Porzellankastens m angeordnet. Sie ist in der Wand des Kessels t'mit dem ebenfalls aus Porzellan hergestellten Verschlussteil n so befestigt, dass sie durch die Stopfbückse o herausgezogen werden kann.
Der Kasten m steht durch eine Anzahl von Rohren p, die nach unten führen, mit dem umgebenden Wasser in Verbindung. Um hinreichend grosse Querschnitte der Rohre zu erhalten,
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müssen diese eine ziemliche Länge besitzen, da pro Einheit des Rohrquerschnittes nur eine bestimmte Stromleistung Anwendung finden darf. Zu dem Zweck sind die Rohre nicht gerade, sondern winkelförmig ausgebildet. Die erforderliche Länge lässt sich dabei naturgemäss auch durch eine andere Krümmung oder durch Spiralform der Rohre erzielen. Jedes Rohr p ist durch einen Porzellanhahn q absperrbar, wobei diese Hähne in der Einfachheit wegen nicht dargestellten Weise von aussen zugänglich sind. Wasserdurchfluss und Stromdurchgang sind beliebig ausschaltbar und regelbar.
Von dem Kasten m führen nach oben mehrere Rohre s, die innerhalb der Flüssigkeit endigen. Weiter führt von dem Kasten m ein Rohr t von grösserem Querschnitt ab, welches über dem Flüssigkeitsspiegel direkt in den Dampfraum des Kessels mündet. Dieses Rohr, welches auch in mehrfacher Anordnung vorhanden sein kann, dient zut direkten Abführung eines Teiles von Dampfblasen, so dass diese die Rohre s nicht zu durchströmen brauchen, wobei die letzteren dadurch, dass sie im wesentlichen den in ihnen selbst erzeugten Dampf zu führen haben, eine Belastung erfahren. Da aber die Temperatur des durch die Rohre s strömenden Wassers schon eine höhere ist, weil in den unteren Rohren p bereits eine erhebliche Vorwärmung stattgefunden hat, ist die Dampfentwicklung auch in den oberen Rohren s noch eine recht beträchtliche.
Um dabei ein stossfreies Entweichen des Dampfes zu ermöglichen, sind die Rohre s konisch ausgebildet, so dass ihre Austrittsöffnung grösser als die Eintrittsöffnung ist.
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den unteren Rohren p die infolge der Temperaturdifferenz von unten nach oben fliessenden Wassersäulen in Betracht. Die Stromzuführung erfolgt in der Mitte des Wasserumlaufes bzw. in einem gewissen Abstand von den Eintritts-und Austrittsöffnungen. Auch hier ist natürlich noch eine
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durch die Leitungen p, ni, s gebildeten Flüssigkeitszufuhrungssystems erhält oder dass die Längen der nüssigkeitführenden Teile p und 8 veränderlich sind.
PATENT-ANSPRACHE :
1. Einrichtung zum Erhitzen oder zur Elektrolyse von Flüssigkeiten, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den beiden Elektroden ein oben und unten mit Offnungen für die Flüssigkeit versehener bzw. offener nichtleitender Hohlkörper so angeordnet ist, dass er die eine Elektrode unigibt und den Stromweg zwischen beiden Elektroden verlängert.
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Device for heating or electrolysis of liquids.
The invention relates to an electrode for heating or for electrolysis of liquids.
Since the amount of heat generated in a liquid is proportional to the power, high currents and low voltages are required in and of themselves for liquids with low resistance. This makes it necessary to use special machines and supply lines with a large cross section.
According to the invention, a flowing liquid is to be used as the resistance, which then also achieves an adequate resistance with a relatively small cross section
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come. The liquid that receives the current from the electrode is located in a hollow body which is open at the top and bottom or has perforations. The liquid
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Way down again. to re-enter the hollow body below. The length and cross-section of the hollow body determine the size of the resistor.
In the drawing, an embodiment of the new arrangement is shown in Fig. 1 in a vertical section, Fig. 2 shows a detail.
The electrode a consists of carbon or any suitable material and is surrounded at the lower part by a tubular hollow body b made of porcelain, glass or other insulating material. The hollow body is immersed with the electrode in the liquid w, which z. B. in
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is. The electrode a is also adjustable within the tube y by clamps a1.
The annular space between M and g is left open in the drawing, but it can also be closed for corresponding types of use.
The current takes its way from the electrode a in the direction of the arrow c to a second arbitrarily designed electrode; consequently the resistance which comes into consideration for the development of Joule heat is given by a column of liquid of length e and diameter d. This column of liquid is heated by the current flowing through it
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At high temperatures and strong steam development, the intermittent
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wide limits fluctuates. In order to avoid such accidents, the tubes are not designed to be cylindrical, but to widen towards the top.
A device for narrowing the lower inlet cross section a, which throttles the liquid inlet, can also be used, in that the outlet cross section becomes larger than the inlet cross section through it.
In order to avoid fire phenomena that can occur with high voltages, the electrode must be designed in such a way that there is a correspondingly low current density on it. At the same time, it must be ensured that the vapor bubbles rising in the water within the hollow body enclosing the electrode do not cause a current interruption. To this
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b) direct asen directly into the vapor space.
An exemplary embodiment of the new device in the application for a water boiler is shown in the drawing.
3 and 4 show two vertical sections in planes rotated by 90 ". FIG. 5 shows a perpendicular section along the line x-x in FIG.
The electrode 1, which consists of a number of plates, is arranged inside a porcelain box m. It is fastened in the wall of the boiler t 'with the closure part n, which is also made of porcelain, in such a way that it can be pulled out through the stopper o.
The box m is in communication with the surrounding water by a number of pipes p which lead downwards. In order to obtain sufficiently large cross-sections of the pipes,
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these must have a considerable length, as only a certain amount of power may be used per unit of the pipe cross-section. For this purpose, the tubes are not straight, but angled. The required length can naturally also be achieved by another curvature or by a spiral shape of the tubes. Each pipe p can be shut off by a porcelain tap q, these taps being accessible from the outside for the sake of simplicity, not shown. The water flow and current flow can be switched off and regulated as required.
Several tubes s lead up from the box m and end inside the liquid. A pipe t of larger cross-section leads from the box m and opens directly into the vapor space of the boiler above the liquid level. This tube, which can also be present in multiple arrangements, is used for direct removal of some of the vapor bubbles so that they do not need to flow through the tubes, the latter being essentially responsible for the vapor generated in them to experience a burden. But since the temperature of the water flowing through the pipes s is already higher, because considerable preheating has already taken place in the lower pipes p, the development of steam in the upper pipes s is still quite considerable.
In order to enable the steam to escape smoothly, the tubes s are conical so that their outlet opening is larger than the inlet opening.
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the lower pipes p take into account the columns of water flowing from bottom to top due to the temperature difference. The power supply takes place in the middle of the water circulation or at a certain distance from the inlet and outlet openings. Of course there is another one here too
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by the lines p, ni, s formed liquid supply system or that the lengths of the liquid-carrying parts p and 8 are variable.
PATENT APPROACH:
1. Device for heating or electrolysis of liquids, characterized in that a non-conductive hollow body provided with openings for the liquid or open at the top and bottom is arranged between the two electrodes so that it unigibt one electrode and the current path between the two electrodes extended.