DE248168C

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Publication number: DE248168C
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Authority: DE

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

. - ΛΙ248168 -KLASSE 21 h. GRUPPE

, oder zu deren Elektrolyse.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 10. Juni 1910 ab.

Die, Erfindung bezieht sich - auf eine Einrichtung zum Erhitzen von Flüssigkeiten oder zu deren Elektrolyse. Die Flüssigkeiten bilden dabei selbst den Heizwiderstand, wenn es sich um das Erhitzen handelt. Die vorliegende Einrichtung ist hauptsächlich für Wassererhitzung bzw. Dampferzeugung geeignet. . Beispielsweise soll es sich darum handeln, auf einer elektrischen Lokomotive mit dem hochgespannten

ίο Betriebsstrom in einem Kessel Dampf zu erzeugen, welcher zur Heizung der Eisenbahnwagen zu verwenden ist, die iii der zur Zeit gebräuchlichen Weise mit untereinander gekuppelten Heizrohrleitungen versehen sind. Es soll die Regelung der Leistung ohne Veränderung der Stromspannung ermöglicht werden, und es soll in mannigfacher Weise eine Beeinflussung der dampferzeugenden bzw. die Flüssigkeit erhitzenden Einrichtungen möglich sein.

Erfindungsgemäß ist die Elektrode in einem Gehäuse aus Porzellan oder einem anderen geeigneten Isoliermaterial angeordnet. Dabei kann man die Elektrode um möglichst große Oberflächen für den Stromübergang zu erhalten,

«5 aus einer Anzahl von Scheiben oder Platten :. zusammensetzen, Und es sind, auch Drahtgewebe, in einem Zylinder untergebrachte Kohlenwürfel oder ähnliche Formen der Elek-. trode zu verwenden. Das Gehäuse, welches die Elektrode enthält, steht durch mehrere Rohre, die teils nach unten, teils· nach oben führen, mit der umgebenden Flüssigkeit in Verbindung, indan die beiderseitigen Mündungen innerhalb der Flüssigkeit liegen. Diese Rohre stellen ebenso viele parallel geschaltete _Stromkreise dar.

Eine Regulierung läßt sich nun in der Weise vornehmen, daß einzelne der Stromkreise zu- oder abgeschaltet werden, und zwar geschieht das "durch Hähne oder andere Abschlußorgane, die in die Rohre bzw. die einzelnen Flüssigkeitsführungen eingebaut sind. Werden die Ab-: schlußorgane aus Isoliermaterial, ζ. Β. aus Porzellan, hergestellt, so sperren sie nicht nur den Flüssigkeitsdurchgang ab, sondern sie, verhindern auch den Durchgang des Stromes. Man kann so ohne Schaltung der Hochspannung führenden Teile und ohne Verschiebung der Elektrode die Leistung regeln.

Bei hohen Temperaturen und starker Dampf* entwicklung können störende Schwankungen der Leistung auftreten,: indem die Dampfentwicklung stoßweise erfolgt, wobei .die Belastung in weiten Grenzen schwankt. Um solche Zufälle zu vermeiden, werden die Rohre nicht zylindrisch, sondern so gestaltet, daß sie sich vom Gehäuse aus in der Richtung der Dämpfbewegung erweitern. Auch eine Einrichtung zur Verengung des unteren Eintrittsquerschnitts, welche den ,Flüssigkeitszutritt drosselt, ist anwendbar, indem hierdurch 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. Gleich- · zeitig ist dafür zu sorgen, daß die im Wasser

aufsteigenden Dampfblasen innerhalb des die Elektrode einschließenden Hohlkörpers keine Stromunterbrechung verursachen. Zu diesem Zweck lassen sich besondere Rohre anordnen, die an geeigneter Stelle in das Gehäuse münden und die anderseits bis über den Flüssigkeitsspiegel geführt sind, so daß sie einen Teil der Dampfblasen unmittelbar in den Dampf raum ableiten.

ίο Ein Ausführungsbeispiel der neuen Einrichtung in der Anwendung für einen Wasserheizkessel ist auf der Zeichnung dargestellt. Die Fig. ι und 2 zeigen zwei senkrechte Schnitte in um 90° verdrehten Ebenen; Fig. 3 zeigt einen wagerechten Schnitt nach der Linie -x-x der Fig. 1.

Die Elektrode a, die aus einer Anzahl von Platten bestellt, ist innerhalb eines Porzellankastens b angeordnet. Sie ist in der Wand des Kessels k mit dem ebenfalls aus Porzellan hergestellten Verschlußteil c so befestigt, daß sie durch die Stopfbuchse rf herausgezogen werden kann.
Der Kasten b steht durch eine Anzahl von Rohren e, die nach unten führen, mit dem um- " gebenden Wasser in Verbindung. Um hinreichend .große Querschnitte der Rohre zu erhalten, 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 geradlinig, sondern winkelförmig ausgebildet. Die erforderliche Länge läßt, sich dabei naturgemäß auch durch eine andere Krümmung oder durch Spiralform der Rohre erzielen.

Jedes Rohr e ist durch einen Porzellanhahn f absperrbar, wobei diese Hähne in der Einfach- · heit wegen nicht dargestellter Weise von außen zugänglich sind. Wasserdurchfhiß und Strom-durchgang sind beliebig ausschaltbar und regelbar. ■■'■■...

Von dem Kasten b führen nach oben mehrere Rohre g, die innerhalb der Flüssigkeit endigen. Weiter führt von dem' Kasten b ein Röhr h 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, führt eine Anzahl von Dampfblasen direkt ab, so daß diese die Rohre g nicht zu durchströmen brauchen, wodurch die letzteren also eine Belastung erfahren, indem sie im wesentlichen den in ihnen selbst erzeugten Dampf zu führen haben.: ■

Da aber die Temperatur des durch die Rohre g strömenden Wassers schon eine höhere ist-, weil in den unteren Rohren e bereits eine erhebliche Vorwärmung stattgefunden hat, so ist die Dampfentwicklung auch in den oberen Rohren g noch eine recht beträchtliche. Um dabei ein stoßfreies Entweiche» des Dampfes zu ermöglichen, sind die Rohre g konisch ausgebildet, so daß ihre Austrittöffnung größer als die Eintrittöffnung· ist.

Auch in den oberen Rohren g sind Abschlußhähne i (Fig. 2) aus Porzellan vorgesehen, so daß auch hier eine Regelung durch Absperrung der Flüssigkeitsleitung und des Stromdurchganges möglich ist. Als Widerstandselemente kommen bei den oberen Rohren g ebenso wie bei den unteren Rohren e die infolge der Temperaturdifferenz von unten nach oben fließenden Wassersäulen in Betracht. Die Stromzuführung erfolgt in der Mitte des Wasserlaufes bzw. in einem gewissen Abstand yon den Eintritts- und Austrittöffnungen. Auch hier ist natürlich noch eine Regulierung in der Weise ausführbar, daß die Elektrode eine Lageveränderung innerhalb des durch die Leitungen ß> b, g gebildeten Fhissigkeitszuführungssystcms erhält, oder daß, die Längen der Flüssigkeit führenden Teile e und g veränderlich sind.

Claims

Patent-Ansprüche:

1. Einrichtung zum Erhitzen von Flüssigkeiten, die dabei selbst den Heizwiderstand bilden, oder zu deren Elektrolyse, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrode in einem Gehäuse (b) angeordnet" ist, an das sich oberhalb und unterhalb der Elektrode innerhalb der Flüssigkeit mündende Rohre (e

• und g) anschließen, so daß eine Regelung der Leistung durch Veränderung des Strömungsquerschnittes innerhalb der Teile (e, und g) oder durch Zu- und Abschalten solcher Teile erreicht wird.

2. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß 4n den Rohren (e, g) Hähne ff, i) o. dgl. Absperrvörrichtungcn aus isolierendem Material angeordnet sind, um nicht nur die Flüssigkeit abzusperren, sondern auch den Stromdurchgang zu verhindern.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohre (e, «) sich vom Gehäuse (b) aus erweitern, um bei der Erhitzung der Flüssigkeit sich bildenden D;impf ohne Unterbrechung der Flüssigkeitssäulen leichter zur Abführung zu bringen.

4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein oder mehrere Rohre (Ji) über den Flüssigkeitsspiegel hinausgeführt sind, zum Zwecke, einen Teil des gebildeten Dampfes abzuleiten.

Hierzu ϊ 'Blatt Zeichnungen.