DE376424C - Vorrichtung zum elektrischen Erhitzen von Fluessigkeiten, die selbst den Heizwiderstand bilden - Google Patents

Description

• Vorrichtung zum elektrischen Erhitzen von Flüssigkeiten, die selbst den Heizwiderstand bilden. Bei rein konzentrischer Anordnung zweier Metallzylinder als Elektroden bei einem elektrischen Dampfkessel oder Warmwassererzeuger ergibt- sich, analog einem konzentrischen Kabel, das in Abb. i gestrichelt gezeichnete Stromlinienbild. Die Stromfäden verlaufen radial vom Innen- zum Außenzylinder. Die maximale Stromdichte und somit das maximale Spannungsgefälle liegt am Innenzylinder. Die Kurve der Volt pro Zentimeter in Ab!). i zeigt die Änderung des Spannungsgefälles mit wachsender Entfernung vom Innenzylinder. Die Werte gelten für einen Radius des Innenzylinders r-1 - i cni, für ein Radienverhältnis r, : r1 und für eine Spannungsdifferenz zwischen den beiden Elektroden von 5oo Volt.
• Da für die elektrische Festigkeitsrechnung nur die Punkte höchster Beanspruchung bestimmend sind, so ist ersichtlich, daß bei konzentrischer Anordnung der Baustoff (beim Kabel das Dielektrikum, beim elektrischen Dampfkessel das Wasser) unwirtschaftlich ausgenutzt ist. Für ein Kabel, bei dein es s , iel 1 nur um Verschiebungsströnie handelt, genügt die Kenntnis der Volt pro Zentimeter Kurve. Beim Dampfkessel treten jedoch wirkliche Ströme auf, so daß vor allem die Kurve der Leistungsverteilung ermittelt werden muß. Bekanntlich äußert sich heim elektrischen Dampfkessel bei konzentrischer Anordnung das Überschreiten der Bruchgrenze dadurch, daß die Belastung am Innen.zvlinder so hoch getrieben wurde, daß ein nioinentanes Verdampfen der .die Innenelektrode umgebenden Flüssigkeitsschicht eintritt. Aus dem elektrischen Dampfkessel ist ein Unterbrecher geworden, da jetzt ähnliche Verhältnisse als heim Wehaelt- und Simon-Unterbrecher gegeben sind.
• Bezeichnet c den Widerstand von i ccm Wasser in Ohni, so ist die Leistung, die in diesem Kubikzentimeter in Wärme umgesetzt wird - Die Kurve der Watt pro Kuhikzentimeter in Abb. i stellt diese Werte dar (für c = 100o Ohin). Das Verhältnis der Leistung in Kubikzentimetern. am Innenzylinder zur Leistung am Außenzylinder ist = 25 : i (_-_ Radienverhältnis im Quadrat).
• Die Bildung der Dampfblasen gestaltet die Leistungsverteilung noch ungünstiger. Dieselben entstehen naturgemäß am Innenzylinder infolge der höheren Watt pro Kubikzentimeter in weit größerer Menge und bewirken hier durch Ouerschnittsv erminderung erhöhte Stroindiclite und damit erhöhtes Spannungsun.d Leistungsgefälle. Aus all diesen läßt sich bei rein, konzentrischer Anordnung die Betriebsspannung nicht allzu hoch treiben.
• Die vorliegende Erfindung strebt an, die Nachteile der rein konzentrischen Anordnung zu kompensieren. Zu diesem Zweck wird die Oberfläche des Außenzylinders gleich oder annähernd: gleich der des Innenzylinders, gemacht, so daß an beiden Elektroden, gleiche Stromdichten auftreten. Praktisch läßt sich (lies durch Abdecken mit Isolationsmaterial voll entsprechenden Oberflächenteilen. der _@\tißenelel.ztrode erreichen. Abb. :2 zeigt ein Ausführungsbeispiel. a ist die Innenelektrode, b1, b>, bz, b,, sind die für die Stromleitung zur Yerfügung stehenden Oberflächenteile des :-ltißenzylinders, die in ihrer Gesamtoberfläche = a gehalten sind.
• cl, e:=, c, c, sind die mit Isolationsmaterial abgedeckten Teile des Außenzylinders. Hierdurch. wird die gestrichelt gezeichnete Stromverteilung erzielt. Ebenso sind für eine Spannungsdifferenz von 500 Volt, r@ : "1.- 5 die charakteristischen Kurven von Volt pro Kubikzentimeter und '\Vatt pro Kubikzentimeter entwickelt.
• Eiii Vergleich beider Systeme zeigt, daß die Maximalwerte der Watt pro Kubikzentimeter von Abb. i durch. die Anordnung nach Abb. -;- erst hei mehr als doppelter Betriebsspannung erreicht werden. Die Anordnung nach. Abb. nähert sich so ziemlich dem Idealzustand, bei welchem sich die Spannung gleichmäßig auf die Strecke zwischen den. beiden Elektroden verteilt.
• UM einen. die Spannungsverteilung beeinflussenden Nebenschluß zu vermeiden, ist die Grundfläche des Kessels ebenfalls mit Isolationsmaterial abzudecken.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE 1. Vorrichtung zum elektrisohen Erhitzen von Flüssigkeiten, die selbst den Heizwiderstand bilden, d.ad@tircli gekennzeichnet, daß bei konzentrischer Elektrodenanordnung zwecks Erzielung günstiger gleichmäßiger Spannungs- und Leistungsverteilung dfie Oberfläche des Außenzylinders durch Abdecken entsprechender Teile desselben mit Isolationsmatcrial gleich oder annähernd gleich der des Innenzylinders gemacht wird.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß zur Vermeidung eines die Spannungsverteilung beeinflussenden Nebenschlusses die Grundfläche des Kessels ebenfalls mit Isolationsmaterial abgedeckt ist.