DE317883C

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Publication number: DE317883C
Application number: DENDAT317883D
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Description

AUSGEGEBEN AM 6. JANUAR 1920

Es ist bekannt, Wasser dadurch zu erhitzen, daß man in dasselbe von Wechselstrom durchflossene elektrische Widerstände eintaucht. Liegen dabei unisolierte Widerstandsleiter verschiedener Polarität oder Phase nebeneinander, so findet von einer gewissen Spannung an ein unmittelbarer Stromübergang durch das zu erhitzende Wasser statt. Dies wäre erwünscht, wenn nicht das Wc.sser einen stark

ο negativen Temperaturkoeffizienten hätte, indem es bei steigender Erwärmung um so kleineren Widerstand aufweist.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist es nun, diese Eigenschaft auszugleichen. Das wird dadurch erreicht, daß man die Widerstandsleiter, die aus einem Stoff mit positivem Temperaturkoeffizienten hergestellt werden, mit einem isolierenden, einen Wasserfluß in ihrem Innern noch zulassenden Mantel um-

ο gibt und diesen Mantel auf solche Strecken mindestens teilweise unterbricht, daß die Widerstandsabnahme durch das die Widerstandsleiter frei bespülende Wasser der Widerstandszunahme der Widerstandsleiter während des Anstiegs der Temperatur auf den gewünschten Endwert etwa gleichkommt. Auf diese Weise bleibt während des gesamten Erwärmungsvorganges der Strom konstant.
Angenommen bei der Anfangstemperatur I₁

° (Fig. i) sei der Strom im Widerstandsleiter i_x und die Temperaturkoeffizienten seien bekannt; so ist der Wasserwiderstand bei der Anfangstemperatur so abzugleichen, daß der Gesamtstrom i_x + .J₁ im Leiter und im Wasser zusammen den Wert / ergibt und daß der Temperaturanstieg auf i_a im Leiter dieselbe Stromabnahme I₁ — i₂ erzeugt, wie er im Wasser eine Stromzunahme J₁ —y₂ bewirkt. Damitaiso in jedem Augenblick i +J = J:= konstant sei, muß h- h⁼⁼ ii'h sein.

In dem gezeichneten Ausführungsbeispiel, Fig. 2 und 3, ist ein Kessel α für Warmwasserbereitung dargestellt, in welchem das Wasser durch drei an dreiphasigen Wechselstrom . angeschlossene Widerstandsspiralen b aus Eisen erhitzt wird. Die Spiralen b sind in isolierenden Röhren eingeschlossen, die zur Erzielung einer guten Wasserzirkulation etwas ansteigen, und diese Röhren sind erfindungsgemäß in Abschnitte c, d, e unterteilt und bei. den drei Phasen an einander gerade gegenüberliegenden Stellen so weit auseinandergeschoben, daß jeweils eine bestimmte Strecke f, g, h der Widerstandsspiralen δ von den Isolierröhren nicht umschlossen ist. An diesen Stellen findet dann zwischen den Spiralen der drei Phasen ein unmittelbarer Stromschluß durch das Wasser statt. Um den unmittelbaren Stromübergang durch das Wasser möglichst gleichmäßig zu gestalten, kann man die unisolierten Strecken der Widerstandsspiralen entsprechend dem Spannungsgefälle in denselben nach dem Neutralpunkt ο hin zunehmen Tassen, wie das in der Figur angedeutet ist, wo h größer als g und g größer als f ist. Die etwa gleichmäßige Verteilung der Röhrenabschnitte über die Länge der Widerstandsspiralen hat zugleich den Vorteil, daß die

Spiralen auf ihrer ganzen Länge ziemlich gleichmäßig erwärmt werden, während sie, jede in ein einziges zusammenhängendes Rohr eingeschlossen, am höher gelegenen Ende am wärmsten werden würden. Um das richtige Verhältnis zwischen den Widerstandswerten des metallischen Leiters und der stromführenden Wassermenge auf etwa konstanten Strom während des gesamten Erwärmungs-Vorgangs einzustellen, kann man gegebenenfalls die Abstände zwischen den Isolierröhren jedes Phasenleiters von außen regelbar machen. Die Verstellung der Röhrenabstände kann auch in gewissen Grenzen znr Regelung der endgültigen Wassertemperatur verwendet werden, wobei man allerdings auf die Konstanz des Stromes zwischen dem kalten Anfangsund dem warmen Endzustand des Wassers verzichten muß, denn konstant ist der Strom nur bei einem bestimmten Verhältnis der Widerstände.

Die Figur zeigt einen liegenden geschlossenen Wasserkessel, die neue Einrichtung läßt sich aber auch in stehenden Kesseln sowie in offenen Behältern anbringen.

Claims

Patent-An Sprüche :

1. Einrichtung zur Erhitzung von Wasser mittels darin eingetauchter, nebeneinander angeordneter, wechselstromdurchflossener elektrischer Widerstandsleiter verschiedener Polarität oder Phase, dadurch gekennzeichnet, daß die aus Stoff mit positivem | Temperaturkoeffizienten hergestelltenWider- j

Standsleiter jedes Pols bzw. jeder Phase | auf Teile ihrer Länge mit Isoliermänteln | von den Wasserfluß in ihrem Innern zu- j lassender Weite umschlossen sind, derart, daß ein unmittelbarer Stromschluß zwischen den Leitern verschiedener Polarität oder Phase durch das Wasser nur an den Unterbrechungsstellen der Isoliermäntel stattfindet.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine derartige Bemessung der Isoliermäntel und ihrer Unterbrechungsstellen, daß beim Anstieg der Wassertemperatur vom Anfangs- auf den Endzustand die Widerstandszunahme in den Widerstandsleitern der Widerstands- j abnähme in den stromdurchnossenen Wasserteilen (von negativem Temperaturkoeffizienten) etwa gleichkommt, so daß der Kombinationswiderstand trotz der steigenden Erwärmung etwa konstant bleibt.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterbrechungsstellen der Isoliermäntel bei den Leitern verschiedener Polarität oder Phase einander gerade gegenüberstehen.

4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterbrechungsstellen der Isoliermäntel über die Länge jedes Widerstandsleiters etwa gleichmäßig verteilt sind.

' 5. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Unterbrechungsstellen der Isoliermäntel entsprechend der Abnahme des Spannungsgefälles zwischen den nebeneinander angeordneten Widerstandsleitern zunimmt.

6. Einrichtung nach Anspruch 1, dadusch gekennzeichnet, daß die Länge mindestens einer Gruppe von Unterbrechungsstellen verändert werden kann.

7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Gruppe, von nebeneinanderliegenden Isolierrohrabschnitten über die Länge der Widerstandsleiter parallel zu diesen verschoben werden kann.

8. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Metallwiderstandsspiralen von im Verhältnis zu ihrem Windungsdurchmesser großer Länge von mehreren, nicht aneinanderstoßenden, auf beiden Seiten offenen, isolierenden Rohrstücken von solcher Weite umgeben sind, daß ein gehöriger Wasserfluß in ihrem Innern stattfinden kann.

9.· Einrichtung nach Anspruch 1 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß die isolierenden Rohrstücke schräg zur Horizontalen liegen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.