Elektrisch geheizter Dampfkessel. Die Erfindung betrifft einen elektrisch be heizten Dampfkessel, bei dem die Dampf erzeugung von der Höhe des Wasserstandes abhängig ist. Sie besteht darin, dass zwischen einem Dampferzeugungsrauin und einem Reglerraum, in die der Kesselraum unterteilt ist, eine Verbindung oberhalb und eine Ver bindung unterhalb des Wasserspiegels be steht, und dass die eine dieser Verbindungen ein Absperrorgan enthält.
Im Folgenden sind einige Ausführungs beispiele beschrieben, bei denen in an sich bekannter Weise die Dampferzeugung von der Eintauchtiefe feststehender Elektroden abhängig ist.
In Fig. 1 befindet sich innerhalb (leg zy#- Iindrischen Gefässes 40 ein zweites Gefäss 41. Dieses enthält die Elektroden 42 und 43, die auch in bekannter Weise mit isolierenden Rohren umgeben sein können, und trägt einen Dampfdom 44, dem der Dampf durch die Leitung 45 entnommen wird. Der im Ge fäss 40 verbleibende Ringraum 54 ist der Reglerraum. Da das Gefäss 41 unten offen ist, besteht unter Wasser eine dauernde Ver bindung zwischen beiden Räumen. Oberhalb des Wasserspiegels bildet (las Rohr 46 eine Verbindung.
Durch ein Ventil 47 kann diese abgesperrt werden. Dieses Ventil wird durch einen Hebel 48 gesteuert, an dem eine auto matische Vorrichtung 49 angreift. Sobald der Dampfdruck eine bestimmte Höhe über schreitet, wird e'n Kolben 50 entgegen dem Druck einer Feder nach oben gedrückt. Die Bewegung wird durch den Hebel 48 auf das Ventil 47 übertragen, das das Verbindungs rohr 46 abschliesst. Fin Stutzen 51 d;ent zur Eittleeriiris des Kessels.
Im Reglerratun ist ein Scliw:i)iiiler 5? drehb;ir angebracht, der ein Ventil 53 steuert. Sobald der Wasserstand unter eine bestimmte Höhe sinkt, öffnet der Schwimmer 52 das Ventil 53, durch das nun mehr Speisewasser eintreten kann, bis das Ventil durch den Schwimmer 52 wieder ge- schlossen wird.
Die Arbeitsweise des Kessels ist folgende: Bei normaler DanipfentnaInne ist das Ventil 47 geöffnet. Der Wasserspiegel hat dann in beiden Räumen dieselbe Höhe 1. Die Speise einrichtung 52, 53 sorgt dafür, dass sie erhal ten bleibt. Wird aber durch das Rohr 45 weniger Dampf entnommen, als erzeugt wird, so ste.gt der Druck; der Kolben 50 wird in folgedessen nach oben gedrückt, so dass er das Ventil 47 abschliesst.
Von diesem Augen blick an staut sich der Darnpfüberschuss im Dampferzeugungsraum 41 und drückt das Wasser in den Reglerraum 5-1. Infolgedessen verkleinert sich die vom @Vasser berührte Fläche der Elektroden 52 und 53 und die Dampferzeugung nimmt so lange ab, bis ebensoviel Dampf erzeugt wird, wie entnom men wird.
Wenn dieser Zustand länger an dauert, wird infolge der Abkühlung des Reg lerraumes 54 und infolge des Zuflusses des kalten Speisewassers eine Kondensation des Dampfes e:ntr eten. Die hierdurch verur sachte Druckabnahme hat eine vorüber gehende Öffnung- des Ventils 47 zur Folge, der Wasserspiegel in beiden Räumen gleicht sich aus, und die Dampferzeugung wird wie der auf das normale Mass gebracht. Besteht die geringe Dampfentnahme weiter fort, so wächst der Druck abermals, bis sich das Ventil 47 wieder schliesst und das Wasser aus dem Dampferzeugerraum verdrängt wird.
Dun-,h geeignete Bemessung der Elektroden und der beiden Räume lassen sich die Druck- schwankungen, die durch dieses sieh ständig wiederholende Spiel entstehen, so gering machen, dass sie im Betriebe keine Störung hervorrufen. '\A"ird überhaupt kein Dampf entnommen, so stellen sich die Wasserspiegel 1I und III ein, wobei der Stromdurchgang ganz aufhört.
Der beschriebene Dampfkessel bedarf keinerlei Wartung während des Betriebes. Der vielseit-gen Anwendung, die er infolge dessen auch in kleinen und kleinsten Betrie ben finden könnte, steht nur der Umstand hindernd entgegen, dass die hohen Spannun gen nicht überall zur Verfügung stehen, die für die Elektrodenhe@zung erforderlich sind. Ein Kessel, der mit den üblichen Spannungen gewöhnlicher Lichtleitungen betrieben wer den kann, ist in Fig. 2 und 3 dargestellt. Fig. 2 zeigt einen Querschnitt, Fig. 3 einen Grundriss im Schnitt.
Der Raum des zylin drischen Kessels 55 ist durch eine zylin drische Wand 56 in den äussern Reglerraum und den innern Dampferzeugungsraum ge teilt wie beim vorhergehenden Ausführungs beispiel. Die Verbindung oberhalb des Was serspiegels wird durch ein Rohr 57 gebildet, das unterhalb eines Kolbens 58 in einen Ven tilzylinder mündet. Auf den Kolben wirkt die Feder 59. Durch eine Spindel ist er mit dem Ventilteller 60 starr verbunden. Dieser gibt bei normalem Betrieb den Durchgang zum Reglerraum frei, bei steigendem Druck wird er durch den nach oben wandernden Kolben 58 geschlossen. Das Rohr 57 dient gleich zeitig zur Dampfentnahme. Der Dampf ge langt durch das Ventil 61 und die Leitung 62 zur Verbrauchsstelle.
Neu bei diesem Aus führungsbeispiel ist die besondere Ausbildung der Elektroden, die hier für Drehstrom dar gestellt ist. Jede der Elektroden 65, 66, 67 trägt zwei Flügel aus leitendem Material. und zwar die drei Flügel 68, 69, 70 in der Mantelfläche eines Zylinders, die andern drei Flügel 71, 72, 73 in der Mantelfläche eines konzentrischen Zylinders von etwas grösse rem Durchmesser. Die beiden Flügel jeder Elektrode erstrecken sich nach entgegen gesetzten Seiten, so dass sie je einem Flügel der beiden andern Elektroden gegenüber stehen. Der leitende Wasserquerschnitt ist zufolge dieser Anordnung bei normalem Wasserstande sehr gross, die Länge des Stromweges dagegen kurz, so dass nur ge ringe Spannungen zur Überwindung des Was serwiderstandes erforderlich sind.
Die Flügel sind so angeordnet, dass sie von der Wand 56 in nicht zu grossem Ab stande konzentrisch umgeben sind. Das ist von Wichtigkeit, da es erfahrungsgemäss vor kommt, dass der Wasserweg zwischen zwei einander gegenüberstehenden Flügeln durch den erzeugten Dampf vorübergehend unter brochen wird. Dadurch würden heftige Schwankungen in der Stromentnahme und unliebsame Erscheinungen im Kessel auftre ten. In solchen Fällen übernimmt die leitende Wand 56 den Ausgleich zwischen den Elek troden.
Die Störung durch die gebildeten Dampfmengen wird insbesondere dann auf treten, wenn der Wasserstand im Dampf- erzeugungsrauin so niedrig ist, dass die ein tauchende Fl'iche der Elektrodenflügel nur noch sehr klein ist. Um diese Störung zu ver meiden, sind daher die Flügel unten schräg abgeschnitten, wie in Fig. 2 erkennbar ist.
Sinkt der Wasserstand tiefer als IV, so ver kleinern sich die einander gegenüber stehen den Flächen der Flektrodenflügel in stärke rem Masse, als die Höhe der wasserberührten Elektrodenfläche abnimmt. Die bei weiter-. sinkendem Wasserstand zuletzt noch benetz ten Teile stehen einander überhaupt nicht mehr gegenüber. Der elektrische Widerstand zwischen je zwei Elektroden steigt dadurch bei weitersinkendem Wasserstand sehr rasch -in und verringert in gewünschter Weise den Stromdurchgang und damit die Dampfent wicklung.
Dadurch werden nicht allein Strom unterbrechungen durch die Dampfbildung vermieden, sondern es wird zugleich die beim Sinken des Wasserstandes unter die Elek- trodenspitzen abzuschaltende Leistung so weit verringert, dass eine schädliche Licht bogenbildung dabei nicht mehr auftreten kann.
Eine weitere Ausgestaltung des Gegen standes der Erfindung besteht in der Anord nung eines Verdrängerkörpers ini Dampf- erzeugungsrauin. Durch den Übertritt der Wassermenge in den Reglerraum entsteht nämlich eine Drucksteigertmg, die nicht im mer erwünscht ist.
Diese ist um so kleiner, je weniger Wasser verdrängt -erden muss. Daher schwächt der den Dampferzeugungs- raum verkleinernde Verdrängerkörper die unvermeidlichen Schwankungen des Druckes ab. Er lässt sich sogar so gestalten, dass er den Reglerraum vergrössert. Den Dampf erzeugungsraum von vornherein entsprechend ,klein zu machen, ist deshalb meist nicht möglich, weil dieser Raum ja die Elektroden flächen aufnehmen muss, deren Grösse für eine bestimmte Leistung vorgeschrieben ist.
1n den folgenden Ausführungsbeispielen, Fig. 4 bis 10, ist die oberhalb des Wasser spiegels liegende, mit einem Absperrorgan ausgerüstete Verbindung fortgelassen, da ihre Wirkungsweise gegenüber den vorher be schriebenen Ausführungsbeispielen keine Un terschiede aufweist.
Ein Ausführungsbeispiel für hohe Span nungen zeigen die Fig. 4 und 5, wobei Fig. 4 ein Längsschnitt, Fig. 5 ein Querschnitt ist. Eine Zwischenwand 75 teilt den Raum des Dampfkessels 74 in zwei "feile, wovon der innere, V, der Dampferzeugungsraum, der äussere, VI, der Reglerraum ist. Der Dampf wird durch die Rohrleitung 80 aus dem Raum V entnommen. 1n diesem Raum sind auch die beiden Elektroden 76 und 77 angeordnet. Der Verdrängerkörper 78 zur Verkleinerung des Dampferzeugungsraumes ist an Bändern 79 am Deckel des Kessels aufgehängt.
Er be steht ebenso wie die Zwischenu-and 75 ans irgend einem isolierenden Material.
Wie bereits oben beschrieben, statt sich bei geringer Danipfentualime der Dampf ini Raum V und drängt infolgedessen das Wasser in den Reglerrainu V1. Damit wird die Elek- trodenfläche immer kleiner und die entwik- kelte Dampfmenge dementsprechend gerin ger, bis sie mit der verbrauchten Dampf menge übereinstimmt.
Die Menge des zu ver drängenden Wassers ist durch die Anordnung des Körpers 78 wesentlich verringert, und da- init ist die eintretende Drucksteigerung eben falls erheblich herabgesetzt.
Ein weiterer Vorteil dieses isolierenden Verdrängerkörpers 78 besteht darin, dass der zwischen den Elektroden 76 und 77 über gehende Strom gezwungen wird, seinen Weg durch den verbleibenden ringförmigen Was serraum zti nehmen, statt unmittelbar von Elektrode zu Elektrode überzugehen. Die Länge der stromführenden Wasserschicht wird also vergrössert, ihr Querschnitt ver kleinert.
Bei Verwendung hoher Spannungen ist diese rVergrösserung des Wasserwider standes wünschenswert und kommt auch dann noch zur Geltung, wenn die Elektroden 76 und 77 in isolierende Rohre eingesetzt sind. Ein Ausführungsbeispiel für niedrige elek trische Spannungen ist in Fig. 6 im Längs schnitt, in Fig. 7 im Querschnitt dargestellt.
Der Dampfkessel 81 wird durch die zylinder förmige Zwischenwand 82, die in diesem Falle nicht aus isolierendem Material hergestellt zu sein braucht, in einen Dampferzeugungs- raum V und einen Reglerraum VI geteilt. Im Dampferzeugungsraum V ist der Ver- drängerkörper 83 irgendwie aufgehängt, der hier als ein oben offenes, unten aber ge schlossenes zylindrisches Gefäss ausgebildet ist. Auch er besteht aus leitendem Material, so dass er gleichzeitig als Elektrode dienen kann. Durch die isolierte Zuleitung 87 wird ihm der Strom zugeführt.
Die zweite Elek trode 84 hat ebenfalls zylindrische Gestalt und umgibt den Verdrängerkörper 83 kon zentrisch. Auf diese Weise entstehen grosse Flektrodenoberflächen, während die Länge der stromführenden Wasser Schicht sehr klein ist. Die Elektrode 84 erhält den Strom durJi die isolierte Zuleitung 88. Der Verdränger- körper 83 liat einige Fenster 89, durch die er mit dem ihn umgebenden Wasserraum in Verbindung steht, so dass er im allgemei nen voll Wasser ist.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel zeigt Fig. 8 im Querschnitt. Der Dampfkessel 90 ist durch die Zwischenwand 91 in Danipf- erzeugungs- und Reglerratun geteilt. Die drei Drelistromelektroden 93, 9-l, 95 besitzen je zwei Flügel, die konzentrisch zur Zwischen wand 91 verlaufen. Der Verdrängerkörper 92 hat dieselbe Form wie der Körper 83 von Fig. 6, ist jedoch nicht all die Pole des Netzes angeschlossen.
Er dient als Sternpunkt für die drei innern Elektrodenfliigel, ebenso wie die Zwischenwand 91 den Sternpunkt für die äussern bildet. Der Strom kann also sowohl zwischen je zwei Elektroden 93, 94. 95 un mittelbar übergehen, die sich auch durch den Verdrängerkörper 92 und die Zwischenwand 91 ausgleichen.
Eine andere Anordnuiiit in Fig. 9 dar gestellt. Ähnlich wie bei Fig. 6 ist im Innern eines Dampfkessels 96 eine Zwiseliemvand 97 angebracht. Der Verd@ängerkörper 98 dient als die eine Elektrode, die von der andern Elektrode 99 konzentrisch umgeben ist. Zum Unterschied von Fig. 6 ist der Verdränger- körper jedoch oben geschlossen und unten offen.
Er ist innen reit isolierendem Material 100 ausgestattet; nur ein schmaler Ring<B>101</B> am untersten Ende ist stromleitend, so dass eine geringe Dampfentwicklung auch im In nern des Verdrängerkörpers 98 vor sich geht. Dieser Raum, der auf der Zeichnung mit V11 bezeichnet ist, wird infolgedessen im allge meinen voll Dampf sein. Bei normaler Dampfentnahinc ist in den Räumen V und VI ungefähr gleicher Wasserstand vorhanden, wie in der Zeichnung dargestellt.
Im Augen blick verminderter Dampfentnahme wird der in V angestaute Dampf das Wasser nicht allein in dem Raum VI verdrängen, sondern auch in dein Raum VII. Das Verdränger- gefäss 98 verkleinert also nicht allein den Dampferzeugungsraunl V. sondern es ver grössert gleichzeitig den Reglerrauni VI, da es ebenso wie dieser das verdrängte Wasser aufnimmt.
Die unvermeidlichen Druck- Schwankungen bei wechselndem Dampfver- brauch werden also noch geringer als bei Fig. 6.
Wie Fig. 10 zeigt, kann Ulan auch die beiden Räume VI und VII durch eine Rohr leitung miteinander verbinden. Dem Ver- drängerkörper 104 wird hier kein Strom zu geführt.
Anderseits reicht er bis an den Dek- kel des Kessels 102 und bildet somit eine ebensolche konzentrische Zwischenwand wie die Wand 103. Zwischen diesen beiden Wän den 103 und 104 befindet sich der Dampf- erzeugungsrauin .V, in dein auch die Elektro den 108 und 109 hängen und aus dein durch die Leitung 110 der Dampf entnommen wird.
Der von der Wand 10-1 iitnschlossene Innen- raurri VII und der äussere Ringraum VI sind durch eine Dampfleitung 106 miteinander verbunden und bilden zusammen den Regler- rauni. Der eingezeichnete Wasserstand gilt für einen Zustand geringerer Dampfentnahme. Durch die Stauung des Dampfes im Raum V ist hier der Wasserstand gesunken und in den Räumen VI und VII gleichmässig ge stiegen.
Man kann das Absperrorgan auch in der unterhalb des Wasserspiegels liegenden Ver bindung zwischen den beiden Kesselräumen anbringen.
Ein Ausführungsbeispiel dieser Art ist in den Eig. 11 bis 13 dargestellt. Gemäss Fig. 11 ragt die durch die Kabelwand isoliert durch geführte Elektrode<B>111</B> in ein Porzellanrohr 112 hinein, das oben und unten offen ist und über den höchsten Wasserstand im Kessel so weit hinausragt, dass das Eindringen von Wasser von oben verhütet ist. Unten ruht das Porzellanrohr auf einem Metallkörper 113, der die Gegenelektrode bildet und ge erdet ist. Der Metallkörper ist mit einer Ausbohrung 114 versehen, durch die das Rohrinnere mit dem Kesselraum in Verbin dung steht.
Durch ein mittelst Handrades von aussen betätigtes Ventil 115 kann der Durchflussquerschnjtt vom Kesselraum ins Rohrinnere so eingestellt werden, dass sich der Wasserstand im Rohre auf eine ge wünschte Höhe einstellt. Dieser Höhe ent spricht eine bestimmte Eintauchtiefe der Elek trode und damit eine ganz bestimmte Dampf erzeugung. Im Beharrungszustand ist der Durchflussquerschnitt durch das Ventil leicht so einzuregulieren, dass die unter dem Einfluss der Höhendifferenz des Wasserspiegels inner halb und ausserhalb des Rohres eintretende Wassermenge gleich ist der verdampften Wassermenge.
Der Metallkörper 113 ist nach unten trichterförmig ausgebildet und durch ein Ventil 116 abgeschlossen, durch das nach Bedarf der im Trichter sich ansammelnde Schlamm oder auch, falls aus besonderen Gründen eine Senkung des Wasserspiegels im Porzellanrohr erwünscht ist. Wasser ab gelassen werden kann.
Anstatt von Hand zu verstellen, kann das Ventil 115 mit einem Kolben 117 versehen sein, auf den einerseits der Kesseldruck durch Vermittlung des Roh res 118, anderseits der Druck einer Feder 119 einwirkt. Steigt der Kesseldruck über einen gewünschten Betrag, so wird die Fe- der zusammengedrückt und das Ventil mehr und mehr geschlossen. Neben dieser automa tischen Ventilverstellung kann, wie in Fig. 12 dargestellt ist, auch die Handverstellung bei behalten werden.
Steht Drehstrom zur Verfügung, so sind drei Elektroden entsprechend den drei Pha sen oder ein Vielfaches davon anzuordnen. Eine Ausführungsform für Drehstrom ist in Fig. 13 dargestellt.
Den drei Elektroden entsprechend, sind drei Isolierrohre auf einem gemeinsamen metallenen Unterbau aufgestellt, der die Stelle des Metallkörpers 113 in Fig. 11 ver tritt und mit den gleichen Einrichtungen ver sehen ist. Statt eines gemeinsamen Unter baues für die Rohre aller drei Phasen mit ge meinsamer Zuflussöffnung kann die Anordnung auch so getroffen werden, dass jedes Rohr für sich einen Unterbau bezw. eine Gegen elektrode erhält mit einem für sich regulier baren Wasserzufluss. Ist die Phasenzahl von 3 abweichend,
so wird eben eine der Phasen zahl entsprechende Zahl von Rohren auf ge- gemeInsamem oder getrenntem Unterbau an gebracht.
Bedingung für die Regelung ist die Ab hängigkeit der Dampferzeugung von der Höhe des Wasserspiegels. Diese Abhängigkeit er gibt sich bei den oben beschriebenen Elektro- denkesseln von selbst. Sie kann aber auch durch eine besonders vorgesehene Regelvor richtung bewirkt werden. Die Einwirkung auf diese Regelvorrichtung kann hierbei in beliebiger an sich bekannter Weise erfolgen. Alle Mittel, die imstande sind, den Wasser stand im Kessel zu messen, können heran gezogen werden. Das e'nfachste Mittel ist ein Schwimmer, der auf der im Kessel be findlichen Flüssigkeit schwimmt.
Durch eine mit ihm verbundene Hebelvorrichtung oder dergleichen verstellt er die den Heizstrom re gulierende Vorrichtung. Er kann beispielsweise einen m Heizstront eingeschalteten Wider stand verändei n, oder bei solchen Anordnun gen, bei denen das Kesselwasser selbst den Strom führt und als Widerstand zur Er zeugung der Heizwärme benutzt wird,
kann der S--lr-#vinimer den Querschnitt und die Länge ges vom Strom durchflossenen Was- oder den Abstand der in das Was ser einrauchenden stromführenden Elektroden oder die. wasserbespülte Oberfläche der Elek- trodenl_örper verändern.
Electrically heated steam boiler. The invention relates to an electrically heated steam boiler, in which the steam generation is dependent on the height of the water level. It consists of a connection above and a connection below the water level between a steam generation room and a control room, into which the boiler room is divided, and that one of these connections contains a shut-off device.
In the following, some execution examples are described in which the steam generation is dependent on the immersion depth of fixed electrodes in a manner known per se.
In Fig. 1 there is a second vessel 41 within (leg zy # - Indian vessel 40. This contains the electrodes 42 and 43, which can also be surrounded in a known manner with insulating tubes, and carries a steam dome 44 through which the steam passes the line 45. The annular space 54 remaining in the vessel 40 is the regulator space. Since the vessel 41 is open at the bottom, there is a permanent connection between the two spaces under water. Above the water level, a connection forms (as the pipe 46.
This can be shut off by a valve 47. This valve is controlled by a lever 48 on which an automatic device 49 engages. As soon as the steam pressure exceeds a certain level, a piston 50 is pressed upwards against the pressure of a spring. The movement is transmitted through the lever 48 to the valve 47, which closes the connecting tube 46. Fin nozzle 51 d; ent to the Eittleeriiris of the boiler.
In the regulator council there is a Sliw: i) iiiler 5? rotatable that controls a valve 53. As soon as the water level falls below a certain height, the float 52 opens the valve 53 through which more feed water can now enter until the valve is closed again by the float 52.
The boiler works as follows: With normal DanipfentnaInne, valve 47 is open. The water level then has the same height 1 in both rooms. The feeding device 52, 53 ensures that it remains intact. If, however, less steam is withdrawn through the pipe 45 than is generated, the pressure rises; the piston 50 is consequently pressed upwards so that it closes the valve 47.
From this moment on, the excess intestine accumulates in the steam generation space 41 and pushes the water into the control space 5-1. As a result, the area of electrodes 52 and 53 in contact with water is reduced and the generation of steam decreases until the same amount of steam is generated as is withdrawn.
If this state lasts longer, condensation of the steam will occur as a result of the cooling of the control room 54 and as a result of the inflow of cold feed water. The resulting pressure decrease causes the valve 47 to open temporarily, the water level in both rooms is equalized and the steam generation is brought back to normal. If the slight steam extraction continues, the pressure increases again until the valve 47 closes again and the water is displaced from the steam generator space.
If the electrodes and the two spaces are dimensioned appropriately, the pressure fluctuations that result from this constantly repeated game can be made so small that they do not cause any disturbance in operation. If no steam is withdrawn at all, the water levels 1I and III are set, whereby the passage of current ceases completely.
The steam boiler described does not require any maintenance whatsoever during operation. The versatile application, which as a result could also be found in small and very small businesses, is only hindered by the fact that the high voltages that are required for electrode heating are not available everywhere. A boiler that can be operated with the usual voltages of ordinary light pipes is shown in FIGS. Fig. 2 shows a cross section, Fig. 3 shows a plan view in section.
The space of the cylin drical boiler 55 is divided by a cylin drical wall 56 in the outer regulator chamber and the inner steam generating chamber ge as in the previous embodiment. The connection above the What serspiegel is formed by a tube 57 which opens below a piston 58 in a valve cylinder Ven. The spring 59 acts on the piston. It is rigidly connected to the valve disk 60 by a spindle. During normal operation, this opens the passage to the regulator chamber; when the pressure rises, it is closed by the piston 58 moving upwards. The tube 57 is used at the same time to remove steam. The steam ge reached through the valve 61 and line 62 to the point of consumption.
What is new in this exemplary embodiment is the special design of the electrodes, which is shown here for three-phase current. Each of the electrodes 65, 66, 67 carries two wings made of conductive material. namely the three wings 68, 69, 70 in the surface of a cylinder, the other three wings 71, 72, 73 in the surface of a concentric cylinder of slightly larger diameter. The two wings of each electrode extend to opposite sides, so that they each face a wing of the other two electrodes. As a result of this arrangement, the conductive water cross-section is very large at normal water levels, but the length of the current path is short, so that only low voltages are required to overcome the water resistance.
The wings are arranged so that they are concentrically surrounded by the wall 56 in not too large from. This is important because experience has shown that the water path between two opposing blades is temporarily interrupted by the steam generated. This would cause violent fluctuations in the current draw and unpleasant phenomena in the boiler th auftre. In such cases, the conductive wall 56 takes over the compensation between the electrodes.
The disturbance caused by the quantities of steam formed will occur in particular when the water level in the steam generating area is so low that the immersed area of the electrode blades is only very small. In order to avoid this disruption, the wings are therefore cut off at an angle, as can be seen in FIG.
If the water level sinks lower than IV, the opposing surfaces of the flexrode wings decrease to a greater extent than the height of the electrode surface in contact with the water decreases. The next-. When the water level drops, the parts that were last wetted are no longer facing each other at all. The electrical resistance between each pair of electrodes rises very quickly as the water level continues to drop and, as desired, reduces the passage of current and thus the development of steam.
This not only avoids power interruptions due to the formation of steam, but at the same time the power to be switched off when the water level drops below the electrode tips is reduced to such an extent that harmful arcing can no longer occur.
Another embodiment of the subject matter of the invention consists in the arrangement of a displacement body in a steam generating area. The fact that the amount of water passes into the regulator chamber creates a pressure increase that is not always desired.
This is the smaller, the less water has to be displaced. The displacement body, which reduces the size of the steam generation space, therefore weakens the unavoidable fluctuations in pressure. It can even be designed in such a way that it enlarges the controller space. To make the steam generating space small from the outset is therefore usually not possible because this space has to accommodate the electrode surfaces, the size of which is prescribed for a certain output.
1n the following embodiments, Fig. 4 to 10, the above the water level, equipped with a shut-off connection is omitted, since their mode of action compared to the previously described embodiments have no differences Un.
An exemplary embodiment for high tension voltages are shown in FIGS. 4 and 5, FIG. 4 being a longitudinal section and FIG. 5 being a cross section. A partition 75 divides the space of the steam boiler 74 into two parts, of which the inner, V, is the steam generating space, the outer, VI, is the regulator space. The steam is taken through the pipeline 80 from the space V. In this space are also the two electrodes 76 and 77. The displacement body 78 for reducing the size of the steam generation space is suspended from straps 79 on the lid of the boiler.
Like the intermediate parts, it is made up of any insulating material.
As already described above, instead of a low danipfentualime, the steam moves into room V and as a result forces the water into the controller area V1. In this way, the electrode surface becomes smaller and smaller and the amount of steam developed is correspondingly smaller until it matches the amount of steam used.
The amount of water to be displaced is substantially reduced by the arrangement of the body 78, and as a result the increase in pressure which occurs is also considerably reduced.
Another advantage of this insulating displacement body 78 is that the current passing over between electrodes 76 and 77 is forced to take its way through the remaining annular water space instead of passing directly from electrode to electrode. The length of the current-carrying water layer is increased and its cross-section is reduced.
If high voltages are used, this increase in the water resistance is desirable and is still effective when the electrodes 76 and 77 are inserted into insulating tubes. An embodiment for low electrical voltages is shown in Fig. 6 in longitudinal section, shown in Fig. 7 in cross section.
The steam boiler 81 is divided by the cylinder-shaped partition 82, which in this case does not need to be made of insulating material, into a steam generating space V and a control space VI. The displacement body 83 is somehow suspended in the steam generating space V, which is designed here as a cylindrical vessel that is open at the top but closed at the bottom. It is also made of conductive material so that it can also serve as an electrode. The current is fed to it through the insulated lead 87.
The second elec trode 84 also has a cylindrical shape and surrounds the displacement body 83 concentrically. In this way, large electrode surfaces are created, while the length of the current-carrying water layer is very small. The electrode 84 receives the current through the insulated supply line 88. The displacement body 83 has a few windows 89 through which it communicates with the water space surrounding it, so that it is generally full of water.
Another embodiment is shown in FIG. 8 in cross section. The steam boiler 90 is divided by the partition 91 into Danipf generation and control units. The three Drelistromelectrodes 93, 9-1, 95 each have two wings that are concentric to the wall 91 between. The displacer 92 has the same shape as the body 83 of Figure 6, but is not connected to all of the poles of the network.
It serves as the star point for the three inner electrode wings, just as the partition 91 forms the star point for the outer ones. The current can thus pass both indirectly between two electrodes 93, 94, 95, which are also compensated by the displacement body 92 and the partition 91.
Another arrangement is shown in FIG. Similar to FIG. 6, a Zwiseliemvand 97 is attached inside a steam boiler 96. The displacement body 98 serves as one electrode which is concentrically surrounded by the other electrode 99. In contrast to FIG. 6, however, the displacement body is closed at the top and open at the bottom.
It is equipped with 100 insulating material inside; only a narrow ring <B> 101 </B> at the lowermost end is conductive, so that a small amount of vapor is also generated in the interior of the displacement body 98. As a result, this space, which is marked V11 on the drawing, will generally be full of steam. With normal steam extraction, the water level in rooms V and VI is approximately the same, as shown in the drawing.
At the moment of reduced steam extraction, the steam accumulated in V will not only displace the water in room VI, but also in your room VII. The displacement vessel 98 therefore not only reduces the size of the steam generation room V. but also increases the regulator room VI, because like this it absorbs the displaced water.
The unavoidable pressure fluctuations with changing steam consumption are therefore even smaller than in FIG. 6.
As Fig. 10 shows, Ulan can also connect the two rooms VI and VII with each other by a pipe. No current is fed to the displacement body 104 here.
On the other hand, it extends to the lid of the boiler 102 and thus forms a concentric partition wall just like the wall 103. Between these two walls 103 and 104 is the steam generating area .V, in which the electrons 108 and 109 are also located hang and from your through line 110 the steam is removed.
The inner chamber VII, which is enclosed by the wall 10-1, and the outer annular chamber VI are connected to one another by a steam line 106 and together form the regulator chamber. The drawn water level applies to a state of low steam extraction. Due to the stagnation of steam in room V, the water level has dropped here and has risen evenly in rooms VI and VII.
You can also attach the shut-off device in the connection between the two boiler rooms below the water level.
An embodiment of this type is in the prop. 11 to 13 shown. According to FIG. 11, the electrode 111, which is insulated through the cable wall, protrudes into a porcelain tube 112, which is open at the top and bottom and protrudes so far above the highest water level in the boiler that water can penetrate is prevented above. Below the porcelain tube rests on a metal body 113, which forms the counter electrode and is ge earthed. The metal body is provided with a bore 114 through which the pipe interior is in communication with the boiler room.
A valve 115 operated from the outside by means of a handwheel can be used to set the flow cross section from the boiler room to the inside of the pipe so that the water level in the pipe is adjusted to a desired height. This height corresponds to a certain immersion depth of the electrode and thus a very specific steam generation. In the steady state, the flow cross-section through the valve can easily be regulated so that the amount of water entering inside and outside the pipe under the influence of the height difference of the water level is equal to the amount of evaporated water.
The metal body 113 is funnel-shaped at the bottom and closed by a valve 116, through which the sludge that collects in the funnel or if, for special reasons, a lowering of the water level in the porcelain pipe is desired. Water can be drained.
Instead of being adjusted by hand, the valve 115 can be provided with a piston 117, on the one hand the boiler pressure through the intermediary of the pipe res 118 and on the other hand the pressure of a spring 119 acts. If the boiler pressure rises above a desired amount, the spring is compressed and the valve is closed more and more. In addition to this automatic valve adjustment, as shown in FIG. 12, the manual adjustment can also be retained.
If three-phase current is available, three electrodes must be arranged according to the three phases or a multiple thereof. An embodiment for three-phase current is shown in FIG.
Corresponding to the three electrodes, three insulating tubes are placed on a common metal substructure which takes the place of the metal body 113 in FIG. 11 and is seen ver with the same facilities. Instead of a common sub-structure for the pipes of all three phases with a common inflow opening, the arrangement can also be made so that each pipe has its own sub-structure. a counter electrode receives a water supply that can be regulated by itself. If the number of phases deviates from 3,
In this way, a number of pipes corresponding to the number of phases is attached to a shared or separate substructure.
The condition for the regulation is the dependence of the steam generation on the height of the water level. This dependency occurs automatically in the case of the electric boilers described above. However, it can also be brought about by a specially provided regulating device. The action on this control device can take place in any known manner. All means that are able to measure the water level in the boiler can be used. The simplest means is a float that floats on the liquid in the kettle.
By means of a lever device or the like connected to it, he adjusts the device regulating the heating current. It can, for example, change a resistor that is switched on, or in such arrangements where the boiler water itself carries the electricity and is used as a resistor to generate the heating energy,
the S - lr- # vinimer can measure the cross-section and the length total of the current flowing through the water or the distance between the current-carrying electrodes or the. Change the water-rinsed surface of the electrode body.