Regulier-Einrichtung an mit Dampf beheizten Apparaten.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine. Reguliereinrichtung an mit Dampf beheizten Apparaten, und zwar solchen, bei welchen der Dampf mittels einer mit dem Wasser im Berührung stehenden, die Er- hitzung des Wassens ermöglichenden Vor- richtung in einer dem Apparate zugeh¯rigen Verdampfunjgska. mmer erzeugt wird und bei welchen die Verdampfungskammer durch eine unter dem Niveau der Erhitzungsvorrichtung mündende Verbindungsleitung an einem Expansionsgefϯ angeschlossen ist.
Bei bisher baha. nnten Apparaten dieser Art ist das Expansionsgefäss mit der Verdampfungskammer durch eine einzige Rohr leitung verbunden gewesen, welche aus Sicherheitsgr nden derart gro¯ sein mu¯, dass bei. auftretender Drucksteigerung in der Verdampfungskammer das Wasser rasch aus strömen. kann, ehe der Dampfdruck einen unzulÏssigen Wert erreicht hat.
Wenn bei diesen Apparaten die Wasserhe¯he in der Ver dampfungskammer sinkt, so dass. die Er- hitzungsvorrichtung ganz oder teilweise freigelegt wird, h¯rt die Verdampfung ganz oder teilwaise auf. Wenn der Dampf aber nachher seinen Wärmeinhalt den umgebenden Wandungen übergibt, sinkt der Dampfdruck, wodurch das Wasser wieder rasch zurnok- stroma. Das Wasser steigt hierbei viel hocher als der erforderlichen Durchschnittsleistung entspricht, ehe der Dampfdruck wieder zu einem dem Wasserdruck in der Verbindungsleitung entsprechenden Wert steigt.
In diesem Augenblick hat aber die Dampfentwicklung ihnen Höchstwert erreicht, und das Wasser wird wieder rasch hinausgedrückt, bis sich die Erhitzungsvorrichtung ganz oder teilweise über der Wasseroberfläche befindet und die Dampfentwiciklung bis zu ihrem niedrigsten Wert herabgesetzt worden ist. Es folgt hieraus, da¯ der Apparat mit einer sehr kräftigen Pendelschwingung der Wasser menge arbeitet, wobei die grosse Verbindungs, leitung nur eine ne verhÏltnismϯig geringe DÏmpfung aus bt. Die Wasserh¯he kann sich niemals auf eine der erforderlichen Durohsohnittsleistung entsprechende Hohe einstellen, weil der GleichgewiVhtszustand dauernd labil ist.
Diese kräftige Pendelschwingung wirkt infolge des von dem Wasser in den Rohrleitungen und in dem Expansionsgefäss ver ursachten Lärmes sehr störend, und durch das heftige "Atmen" des Expansionsgefϯes wird an die umgebende Luft eine grosse Menge von Dampf abgegeben, was teils einen Warmeverlust bedeutet und tells das Ein- füllen von frischom Wasser notwendig macht, was bei Verwendung von Elektroden zur Heizung so selten wie m¯glic vorkommen soll, und zwar mit Rücksicht darauf, dass das Wasser möglichst frei von Luft sffin soll, und dass weiter die elektrische Leitungs fähigkeit des Wassers möglichst konstant zu halten ist.
Die veränderliohe Dampftempera- tur hat auf den Koah-ader ErwÏrmungsprozeB im Apparat öfters einen ungünstigen Einflu¯, und bei der Heizung mittele Elek- troden wird eine von den Kraftlieferanten nicht gewiinsohte Schwankung des Strom- verbrauches mit daraus herrührenden, er hohten Laitungsverlusten hervorgerufen. Es ist auch nicht m¯glich, durch Verminderung des Q, uerschnittes der Verbindungsleitung die Pendelschwingung zu ermassigen, da die DuroMassoffnung aus Sicherheitsgründen reichlich bemessen sein muss.
Eine wesentliche Herabsetzung der er wähnten Nachteile wird gemϯ der vorliegenden Erfindung dadurch erreicht, dass in der Verbindungsleitung ein R ckschlagventil vorgesehen ist, welches das Wasser num in der Richtung von der Verdampfungvskammer nach dem Expansionsgefϯ hindurchlϯt, und dass für die Zurüakführung des Wassers zur Verdajnpfungakammer eine R ckleitung von kleinerem Durchgangsquerschnitt als demjenigen des R ckschlagventils angeordnet ist.
WÏhrend der Dampferzeugung kann das Wasser nach dem Offnen des Rückschlag- ventils in das Expansionsgefϯ ungehindert hinaufgedr ckt werden, aber danach kann das Zurückfliessen zur Verdampfungskammer infolge des duroh den verminderten Quer- schnitt erhöhten Widerstandes der Rüokleitung nur langsam erfolgen. In der Verdampfungsskammer steigt das Wasser daher nur allmählich jMa zu dem Durchschnittsniveau und unwesentlich h¯her, und die Wasaermenge, die danach zwecke Herab- setzung der Wesserh¯he zu dem Expansionsgefϯ zur ckgef hrt werden mu¯, wird hierdurch so gering, da¯ die schwache Pulsation keinen beachtenswerten Nachteil bedeutet.
Bei lange dauerndem Kochen h¯rt diese Pulsation brigens ganz auf.
Die Erfindung wird nachfolgend an Hand des in der beigelegten Zeichnung dargestellten Ausf hrungsbeispiels nÏher erlÏutert.
Auf der Zeichnung ist
Fig. 1 eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, eines Apparates mit der Regulier- einrichtung.
Fig. 2 ein lotrechter Schitt durch die Reguliereinrichtung,
Fig. 3 eine Draufsicht und
Fig. 4 eine Seitenansicht von Heizelektroden.
Der auf der Zeiohnung dargegtellbe Appa- rat hat die Gestalt eines doppalwandigen Kochers mit einem Innenmantel 1 und einem Au¯enmentel 2, zwischen denen eine Dampfkammer 3 vorhanden ist. Eine mit der Dampfkammer in umnittelbarerVerbindung stehendie Verdampfungskammer 4 mit Elektroden 5, als Vorrichtung zum Erhitzen des Wasaens, ist in dem Au¯enmantel versenkt angeordnet, und der ganze Kessel wird von zwei Standern6uiMl7mittels Drehzapfen 8 und 9 in Lagern 10 und 11 getragen, so da¯ der Kessel zwecks Entleerung gekippt werden kann. Der Deckel 12 ist mit Hilfe einer geeigneten, nicht dargestellten Einrichtung aufklappbar, und des F llen des Kessels erfolgt mittels ein schwingbaren Ein- f llrohres 13.
Von dem Boden der Verdamp fungskammer 4 fahrt ein als Verbindungs- leitung dienendes Rohr 14 durch den Zapfen 9 und den Scinder 7 zu dem Expansionsgefϯ 15, das mit einer Regulierungseinrichtung 16 versehen ist, derenEoNstroJdaon aus Fig. 2 naher hervorgeht. Dia Rohrleitung 14 ist in ein an dem B an geschlossenes Bückschlagventilgehäuse 16a eingeschraubt, dessen Ventilk¯rper 17 infolge seines Gewichtes gegen einen ringförmigen Ventilsitz anliegt. In dem VentilgehÏuse ist ferner ein Halter 18 vorgesehen, welcher eine Verlängerung 199 des Ventilkarpers um- schlie¯t und dadurch wÏhrend der Bewegung des Ventilkörpers als Führung dient.
Eine auf die Verlängerung 19 aufgeschraubte und in geeigneter Weise gesicherte Mutter 2'0 begrenzt die AufwÏrtsbewagung des Ventilk¯rpers. Im Ventilkörper 17 und in seiner Verlängerung 19 ist ein Kanal 21 angeord- net, dessen untere Mündung gegebenenfalls mit einem Ventis versehen sein kann, das das Wasser a < us dem Expansions ; gefB hinawsläBt, a, ber den Zutritt des Wassers nach dem Expansionsgefϯ hindert.
Auf der Zeichnung ist dieses Ventil wie ein in einem Halter an der Mutter 210 gelagertes Klappenventil 22 mit einem deratb angepassten Gegengewicht dargestellt, dass die Mundumg des Eajials 21 eben nur geschlossen gehalten wird, wenn beiderseits des Ventils der gleiche Dru'ck vorhanden ist. Der R ckschlagventilk¯rper
17 ist femer mit Pinnen 23 versehen, worauf Belasttuigsgewichte aufgesteckt wer- dem k¯nnen.
D Wirkungsweise der Einrichtung ist die folgende : Nachdem die Verdampfungs- kammer mit Wasser gefüllt worden ist, so d das Wasser ber die Elektroden hinauf-. reicht, und der elektrische Strom eingeschal tet worden ist, so dass defr Strom zwischen den Elektroden oder zwischen diesen und dem Mantel flie¯t, entwickelt der Apparat seinen grössten Eeizeffekt, wobei das Wassser zum Kochen gebracht wird.
Wenn in der Dampfkammer 3 ein derart gro¯er innerer ¯berdruck entstanden ist, da¯ dieser den Ventilkörper 17 des Rückschlagventils zu heben vermag, strömt das Wasser in das Expansionsgefäss'hinein, wobei wobei Wasser Wasser der Verdampfungskammer gleichzeitig bis z einem solchen Niveau herabsinkt, da¯ die Be rührungsflächezwischendenElektrodenund demWasservermindertwirdunddiedabei herabgesetzte Heizleistung den hohen Druck nicht linger aufrechterhalten kann, der für die Aufhebung dea Ventilko. rpecs erforderlich ist.
Das R ckschlagventil schlie¯t sich daher, un, wenn der Druck noch um ein wenig. ge- sunken ist, ¯ffnet sich das Klappenventil 22, und das Wasser fliesst von dem Expansions gefä. ¯ nach der Verdampfungskammer langsam zurück, wobei die Heizleistung wieder gesteigert wird jedoch nur zu einem die er farderliche Durchschnittsleistung um ein wenig ütbersteigendenWert.Hiernachwerden die Stromimgen noch schwächer, biss sie ganz aufh¯ren, und die Einstellung der bei jeder Gelegenheit erforderlichen Heizleistung ge schieht völlig aelbsttäfUg und ohne störende Änderungen des elektrisehem Effektbedarfes.
Der H¯chstwert des Druckes und die Temperatur des Dampfes während des Aufkochens ist von'dem Gegendruck abhängig, der durch das Gewicht des Ventilk¯rpers 17 bestimmt ist ; durch Erh¯hung des Gegendruckes, beispielsweise durch Gewichts-oder Federbelastung, können auch Druck und Temperatur derart erh¯ht werden, da¯ die Aufkoohzeit im rocher abgekürzt wird. Auch während des weiteren Eochverlaufes können die Maximalwerte des Druckes und der Tem peratur d-mrch Belastiing des Rückschlag- ventils 17 geregelt werden, und wenn es erw nscht ist, den Unterschied zwischen Maxi mal-und Durohsehnittsdtruck möglichst kleim zu halben, soll die Belastungmöglichstklein sein.
Um dies zu erreichen, kann es auch zweckmässig sein, das Elappenventil 22 ganz fortzulassen. Der Durchsohnittsdampfdra. ok ist ferner von der Hohe des Expansions- gefässes über den Elektroden abhängig, und eine Regelung dieses Druckes kann daher dadurch geschehen, da¯ das Expansionsgefϯ heb- und senkbar ausgef hrt wird, wobei der an dem Expansionsgefäss angeschlossene Teil der Verbindungsleitung 14 aus einem bieg samen Schlauch bestehen kann. Ein ahnliches Resultat kann aber auch dadurch erreicht werden, da¯ zwei Expansionsgefϯe in verschiedener H¯he an der Verbindungsleitung angeschlossen werden, wobei das untere mittels eines Hahnes abgesperrt wird, wenn das obere verwendet werden soll.
Dae letztere darf aber nicht absperrbar sein, um bei unzulÏssigen Dampfdruck als ein Sioberheita- vent diienen zu kbnnen.
In dem Ausf hrungsbeispiel sind senkrechte Elektroden zur Verwendung gelangt, aber diese können auch zweckmässig waag- recht ausgef hrt werden, wie aus Fig. 3 und 4 ersichtlich ist, wo sie bei einem Dreiphasen- syatem die Grostalt von drei winkelgebogenen Platten baben, denen Hahe wesentlich kleiner als ihre Ausdehnung in waagrechter Richtung ist. Der Vorteil dieser Ausgestaltung iF, dass sie auch bei grosser abgegebener Leistung nur eine geringe Hahe in An- spruch nehmen, wodurch die ¯nderungen des Wasserstandes in der Verdampfungskammer 4 und gleichzeitig auch die Wasserpulsationen in der Verbindungsleitung 14 herab gesetzt werden.
Diese Pulaationen kömnen noch welter herabgesetzt werden, wenn die Verdampfungskammer in waagreohter Rich- tung nicht die gleiche Ausdehnung wie die Dampfkammer 3 hat, sondern, wie in Fig. 1, wesenthch kleiner ist. Das ExpamssionsgefU kann ganz offen sein, aber vorteilhafter ist es, dasselbe mit einer in hohem Grade elaoti- schen Membran zubedecken, wodurch Dampf in die umgebende Luft nicht herausgelassen wird und das Wasser nicht verdunstet. Es ist auch mbglioh, zu demselben Zweek an das ExpansionsgefÏ? eine Gummiblase oder dergl. anzuschlie?en.
Obgleich die erfindungsgemÏ?e Einrich- tung in ! Verbindung mit einem Kochapparat beschrieben worden ist, ist sie mit gleichem Erfolg bei ändern Arten von Heizapparaten verwendbar, wie KochschrÏnken, Heizungsanlagen für GebÏude und dergleichen. An aatat"t der un Beispiel durch Elektroden ge- bildeten Erhitzungsvorrichtung kann man auch zum Erhitzen des Wassers eine Vorrichtung mit Heizschlangen, durch welche heisse Gase oder berhitzter Dampf geleitet werden, vorsehen. Es ist auch nicht notwendig, da? die R ckleitung durch das R ckschlagventil gef hrt ist.