DE290421C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

KLASSE 21 c. GRUPPE

CORNELIS POT in SLIKKERVEER, Niederl.

Elektrode angeordnet sind.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 15. August 1913 ab.

Es ist bekannt, zur Prüfung elektrischer Generatoren dieselben auf einen Flüssigkeitswiderstand zu schließen und die erzeugte Energie vermittels dieses Widerstandes in Wärme umzuwandeln und zu regulieren. Namentlich wenn es sich dabei um Generatoren höherer Spannung handelt, oder mehr noch, wenn der Flüssigkeitswiderstand unmittelbar an die vermittels Transformatoren heraufgesetzte Spannung gelegt werden soll, z. B. zur gleichzeitigen Belastung mehrerer parallel geschalteter Wechselstromgeneratoren, welche unter Zwischenschaltung von Transformatoren an Sammelschienen angeschlossen sind, an der auch der Widerstand liegt, stößt man dabei auf viele Schwierigkeiten.

So schwankt z. B. nach Änderung des Widerstandes der Strom lange, bevor er den endgültigen Wert erreicht, was sich namentlich

ao bei Einstellung einer ganz bestimmten Belastung störend bemerkbar macht.

Es gibt zwei Regulierungsmethoden, die sich selbstverständlich beide auf das Ohmsche Gesetz gründen, von denen bei der einen die Variation des Widerstandes (und bei konstanter Spannung also auch die des Stromes) erreicht wird durch Änderung des Querschnittes einer in den Stromkreis geschalteten Flüssigkeitssäule, während bei der anderen die Variation durch Änderung des Elektrodenabstandes, also der Säulenlänge, herbeigeführt wird; auch eine Kombination dieser beiden Methoden ist bekannt.

Gemäß dem ersten Prinzip werden die beiden Elektroden als Platten oder Stäbe ausgebildet, die mehr oder weniger in einer Flüssigkeit, z.B. Wasser, eingetaucht werden; gemäß dem zweiten Prinzip werden in einem Behälter die Elektrodenplatten einander genähert oder voneinander entfernt.

Da sich die elektrische Energie in Wärme umwandelt, wird jeweils ein Teil der Flüssigkeit verdampfen, welcher Teil bei bekannten Vorrichtungen öfters so groß wird, daß er ersetzt werden muß. Es gibt auch Anordnungen, bei denen das Wasser oder die Flüssigkeit dauernd durchströmt, d. h. also daß mehr Wasser zugeführt wird als verdampft. Diesen bekannten Verfahren und den Vorrichtungen zur Ausführung derselben haften verschiedene Nachteile an.

Bei den Widerständen mit veränderlicher Elektrodenoberfläche findet bekanntlich der größte Energieverlust, d. h. also, die größte Wärme- und demzufolge Dampfentwicklung, nahe bei den Elektroden statt.

Es bilden sich nämlich bei den Elektrodenplatten Dampfblasen, welche den nützlichen Querschnitt der den Strom leitenden Flüssigkeitssäule verkleinern und somit örtlich dessen Widerstand vergrößern. Demzufolge findet die Energievernichtung zum größten Teil in unmittelbarer Nähe der Elektroden statt, und eine minimale Änderung der dortigen Verhältnisse wird den Belastungsstrom stark beeinflüssen. Außerdem wird durch die ungleich-

mäßige Erwärmung der Flüssigkeit diese bedeutend schlechter ausgenutzt, bzw. es ist pro Kilowatt ein größerer Flüssigkeitsersatz erforderlich, als nötig wäre, wenn jeder Teil der Flüssigkeitsmenge einen gleichen Anteil an der Energieabführung, d. h. an der Wärmeaufaufnahme hätte.

Dazu besitzen die bekannten Widerstände mit veränderlichem Elektrodenabstand noch

ίο den Nachteil, daß infolge ihrer unzweckmäßigen Flüssigkeitszuführung die Elektroden bei hohen Spannungen unverhältnismäßig weit auseinandergeschoben werden müssen und der Widerstand sehr viel Raum beansprucht. Diese verschiedenen Umstände beschränken die Anwendungsmöglichkeit von Flüssigkeitswiderständen in hohem Maße.

Die bei Flüssigkeitswiderständen störenden Nachteile der Funken- und Lichtbogenbildung an den Elektroden machen sich bei den bekannten Widerständen mit berieseltem Schotter oder Kies als Widerstandskörper noch viel unangenehmer bemerkbar. Es wird dabei nämlich durch die kleinen Steinteilchen d;c freie Wasserzirkulation dermaßen behindert, daß der Feuchtigkeitszustand und somit der Widerstand der einzelnen Schichten stark verschieden sein kann, so daß die gesamte Potentialdifferenz ungleichmäßig verteilt wird, was zu mannigfachen Störungen, wie Lichtbogen und Funken, Anlaß gibt. Zur Behebung der beschriebenen Nachteile ist vorgeschlagen worden, bei Schotter oder Kieswiderständen die Richtung des elektrischen Stromes wagerecht zu wählen, während das Wasser nach wie vor sich von oben nach unten bewegt. Die übereinanderliegenden wasserärmeren und wasserreicheren Schichten werden vom elektrischen Strome dann nicht mehr in Hintereinanderschaltung, sondern in Parallelschaltung durchflossen.

Bei reinen Flüssigkeitswiderständen mit vertikalen Elektrodenplatten hat man zur Abführung der an den Elektroden entstehenden Gase und Dampfblasen, ohne daß sie die in den Stromlauf geschaltete Flüssigkeitsmenge irgendwie beeinflussen, die Platten mit schrägen herauf und nach außen gerichteten Durchlochungen o. dgl. versehen.

Da aber die im Behälter stehende oder durchströmende Flüssigkeit unten immer eine andere Temperatur haben wird als oben im Gefäß, weil die wärmeren Wasserteilchen emporsteigen, wird auch dort eine gleiche Anteilnähme sämtlicher Flüssigkeitsteilchen an der Energievernichtung nicht erreicht werden, ebensowenig wie eine gleichmäßige Stromfadenverteilung.

Gegenstand vorliegender Erfindung ist nun eine Vorrichtung zur Umwandlung elektrischer Energie in Wärme, wobei in erster Linie der Strom sehr schnell und innerhalb weiter Grenzen genau einreguliert werden kann und ferner sowohl der Elektrodenabstand, d. h. also der Platzbedarf des Widerstandes, auf ein Minimum beschränkt als auch die erforderliche Flüssigkeitsmenge, ihrer besseren Ausnutzung zufolge, wesentlich heruntergedrückt wird.
! Bei der Vorrichtung gemäß der Erfindung : wird die Widerstandsflüssigkeit, welche in bekannter Weise fortwährend durchströmt, derart senkrecht in Richtung des Stromes geführt, daß der nützliche Querschnitt der in den Stromlauf geschalteten aufsteigenden Flüssigkeitssäule an jeder Stelle zwischen den Elektroden gleich ist, und daß ferner die verschiedenen Elemente der Säule, welche infolge j der örtlichen, in der Nähe der unteren, an der Wasserzufuhrseite liegenden Elektrode stattfindenden Dampf- oder Gasbildung verschiedenen Widerstand haben könnten, in Parallelschaltung vom Strome durchflossen werden, so daß ebenso wie bei den erwähnten Schotter- oder Kieswiderständen, jedoch mit anderen Mitteln, die Vermeidung von Lichtbogen u. dgl. erreicht wird. Ein Anhaften von Gas- oder Dampfblasen an den Elektroden wird dabei durch entsprechende Wahl der Strömungsgeschwindigkeit verhindert.

Wie dieses erreicht wird, ist im folgenden j an Hand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Von dem abgebildeten dreipoligen, für Dreiphasenstrom geeigneten Wasserwiderstand zeigt:
Fig. ι den Wasserbehälter und einen Pol in Längsschnitt, die beiden anderen Pole in Ansicht, während

Fig. 2 einen vertikalen Querschnitt durch einen der Pole darstellt.

In dem Behälter 1 sind drei aus wasserbej ständigem, schlecht- oder nichtleitendem Material bestehende zylindrische Röhren aufgestellt, wozu sich beispielsweise normale englische Tonröhren benutzen lassen, die vermittels ringförmiger Platten und Bolzen am Behälterboden wasserdicht befestigt sind. Unterhalb jedes Rohres ist ein Stutzen 4 angebracht, an dem die Frischwasserzüfuhrleitung 3, unter Zwischenschaltung eines Hahnes, angeschlossen ist. Über den Eintrittsöffnungen ist in jedem Rohr eine dem inneren Rohrquerschnitt entsprechende, regelmäßig durchlochte Metallplatte 5, zweckmäßig eine Kupferplatte, angeordnet, die das eintretende Wasser verteilt und die Strömungslinien über den ganzen j Querschnitt des Rohres möglichst gleichmäßig verteilt.

Über dieser durchlochten Platte 5, und kolbenartig im Rohr 2 verschiebbar aufgehängt, ! befindet sich die gleichfalls als durchlochte j Metallplatte 6 ausgebildete Elektrode, die mit einer der Anschlußklemmen 7 leitend verbun-

Claims (1)

1. den ist. Das aus der Frischwasserleitung 3 durch den Hahn und den Stutzen 4 in das Rohr 2 eintretende Wasser bildet zwischen den durchlochten Platten 5 und 6 eine Säule mit an jeder Stelle gleicher Stromdichte, die den elektrischen Stromkreis von den Klemmen 7 zum Behälter schließt. Das über den Rand der Röhre abfließende Wasser sammelt sich in der Abführleitung 8.

   Die erwärmten Wasserteilchen sowie auch eventuell sich entwickelnde Dampfblasen, welche in vertikaler Richtung nach oben zu entweichen suchen, werden jetzt den nützlichen Querschnitt der Wassersäule überall gleich beeinflussen, so daß die Säule einen homogenen Widerstandskörper bildet.

   Bei der beschriebenen Ausführungsform bildet der Behälter den Sternpunkt. Kein einziger leicht zugänglicher Teil des Widerstandes steht unter Spannung, so daß die Vorrichtung ganz gefahrlos berührt werden kann. Gleiches ist möglich bei zweipoligen Widerständen, wenn einer der Pole geerdet wird.

   Die verschiedenen, der beschriebenen An-Ordnung anhaftenden Vorteile sind, außer dem kleinen Elektrodenabstand und dem daraus resultierenden kleineren Raumbedarf, die gleichmäßige Erwärmung der Flüssigkeit und demzufolge eine maximale Ausnutzung derselben, ferner die empfindliche Regelung und schnelle Einstellung auf den gewünschten Belastungsweit. Dazu kommt noch, daß infolge der guten Wärmeabführung die Stromdichte relativ groß bzw. die Elektrodenoberfläche klein gewählt werden kann, so daß sich eine abermalige Verkleinerung der Dimensionen ergibt.

   Pate ν τ-An Spruch:

   Flüssigkeitswiderstand mit dauerndem Ersatz des Elektrolyten, bei welchem für jeden Pol ein Zylinder vorgesehen ist, in dem eine feste und eine kolbenartig verschiebbare Elektrode angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden (5, 6) als gleichmäßig siebartig durchlochte Platten ausgeführt und senkrecht übereinander über Flüssigkeitszufuhrstutzen (4) in schlecht- oder nichtleitenden Röhren angeordnet sind, die aufrecht stehend in einem mit Abführstutzen (8) versehenen Behälter gut abgedichtet aufgestellt sind.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.