DE412669C - Elektrischer Erhitzer fuer Fluessigkeiten, Daempfe und Gase - Google Patents

Description

Die Erfindung verfolgt den Zweck, elektrische Erhitzer für Flüssigkeiten;, Dämpfe und Gase, die aus einem Ein- oder Mehrphasen-"Wechselstromtransformator bestellen, dessen kurzgeschlossene Sekundärwicklung von dem zu erhitzenden Medium durchflossen wird, so auszubilden, daß sie auch mit Hochspannung betrieben und beispielsweise als Dampferzeuger großer Leistungen in oder an ίο Stelle von Dampfkesseln verwendet werden können. Dazu ist vor allem notwendig, ihnen eine besonders gute Isolierfestigkeit zu geben. Diese ist aber, wie die Erfahrungen bei gewöhnlichen Transformatoren lehren, in erster Linie nur dann zu erreichen, wenn sie in ein Ölbad gebracht werdein.. Ein solches kann aber bei dein bisher bekannten, als Transformatoren ausgebildeten Erhitzern nicht oder nur mit Gefahren verwendet werden, da, wann infolge Unachtsamkeit der Bedienung oder Betriebsstörungen einmal die die Sekundärwicklung bildenden Heizschlangen bei eingeschaltetem. Transformator nicht von dem zu erhitzenden Medium durchflossen werden, also trocken gehen, eine so starke Erwärmung dieser Heizschlangen eintreten würde, daß einerseits sie selbst schmelzen, anderseits aber auch das Öl, dessen Flammpunkt gewöhnlich bei 150 bis 200⁰ C liegt, vergast wird und die Gase alsdann leicht zur Explosion gebracht werden. Diese Gefahr wird gemäß der Erfindung dadurch beseitigt, daß mindestens eine der Kurzschlußbrücken der vorzugsweise in Serie geschalteten Teile der Sekundär wicklung als Temperaturbegrenzer, z. B. in Form einer Schmelzsicherung, ausgebildet wird. Auf diese Weise wird verhindert, daß beim Trockengehen der Heizschlangen eine Entzündung: des Öles eintreten kann und somit erst die Verwendung eines Ölbades möglich gemacht.

Diese Temperaturbegrenzer sind naturgemäß a.m einfachsten und zugänglichsten dann, anzubringen, wenn die Sekundärspulen außerhalb der unmittelbar auf die Kerne des Transformators aufgebrachten Primärspulen, liegen. Diese Anordnungsweise ist aber auch noch aus einem anderen Grunde für die erfindungs:- gemäß bezweckten, mit Hochspannung betriebenen Erhitzer großer Leistung notwendig. Diese werden nämlich nicht nur beim Durch,-schmelzen der Sicherung, sondern auch im normalen Betriebe, im Gegensatz zu den gewöhnlichen Transformatoren, in der Regel bei Vollast ausgeschaltet. Hierbei treten nun. außerordentlich hohe Stromstöße und Überspannungen auf, die die Wicklungen mechanisch und elektrisch beanspruchen, also< Lagen- und Formänderungen und Beschädigungen der Isolation hervorrufen. Da ntm das Material der als Heizschlange ausgebildeten Sekundärspulen, im Gegensatz zu den. Hochspannungs-wicklungen, die man durch Zusammenpressen zu 'einem einzigen Körper vereinigen kann, nur eine verhältnismäßig geringe, mechanische Beanspruchung verträgt, so kann die Sekundärwicklung, zumal sie ja auch schon wegen ihrer Erhitzung stark beansprucht wird, nicht auch noch zum Träger der Primärwicklung gemacht und den von dieser herrührenden horizontalen Drücken mechanischen und elektrischen Ursprungs ausgesetzt werden. Demgemäß besteht ein weiteres Merkmal der Erfindung darin, die Sekundärspulen außerhalb der Primärspulen an· zuordnen. Letztere werden fest auf den Eisenkern geschoben, so daß sie an jeder Bewegung durch den alis Unterbau dienenden, stabilen. Eisenkern verhindert werden. Die darüberliegende, als Heizschlange ausgebildete Sekundärwicklung, denen Enden fest gelagert sind, kann dann den durch die Erwärmung

hervorgerufenen Längenänderungen, unter Vergrößerung jhres äußeren Windungsdurchmessers schadlos folgen.

Nun. ist es zwar an sich bei Flüssigfceits-j erhitzern der in Rede stehenden Art bekannt, die als Heizschlange ausgebildete Sekundärwicklung außerhalb der Primärwicklung anzuordnen, doch hat sich diese Bauweise deshalb nicht bewährt, weil bisher

ίο mit ihr eine unzulässige Erwärmung der unter den heißen Sekundärspulen liegenden Primärspulen verbunden war und die Streuung vergrößert sowie infolgedessen der Wirkungsgrad beeinträchtigt wurde. Demgemäß besteht die zweite erfinderische Maßnahme der Erfindung auch nichlt allein darin, die Sekundärspulen, wie es ja an sich bekannt ist, außerhalb der Primärspulen anzuordnen, sondern weiter darin, erster© in eine wärmeisolierende Masse einzubetten und beide Spulen in ein Ölbad zu tauchen. Die Isolationsmasse verhindert, abgesehen davon, daß sie auch elektrisch isoliert, eine allzu hohe Erwärmung des Ölbades und bewahrt diesem die Fähigkeit, seinerseits kühlend auf die Primärspulen, zu wirken, womit der erste Übelstand der bekannten Flüssigkeitserhitzer, nämlich die unzulässige Temperaturerhöhung der Primärspulen, beseitigt ist.

Der zweite mit der Auißenanordnung der Sekundärspulen verbundene Übelstand hinsichtlich Vergrößerung der Streuung und Beeinträchtigung dies Wirkungsgrades wird gemäß der Erfindung dadurch beseitigt, daß:

die Primärspulen mehrfach unterteilt werden. Hierdurch wird die Lagenspannung sehr gering, die Streuung hierabgesetzt und die Isolationsfähigkeit auch noch weiter erhöht.
Die Zeichnung ■veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel der Erfindung. Abb. 1 ist eine Seitenansicht des Transformators mit in der Mittelebene geschnittenen Spulen und Abb. 2 eine Draufsicht auf dien Transformator bei abgenommener oberer Jochverfbindung.

Auf die Schenkel α des Eisenkernes sind Isolierrohre b aufgeschoben, auf welche die Primärspulen c als Zylinderwicklung über den j ganzen Kern verteilt aufgebracht sind. Die Primärwicklung ist nach den Jochen zu abgeschrägt und hält einen Abstand ziwischen, sich und letzteren ein, so daß die Streuung) nach dem Joch zu beinahe aufgehoben wird und die Induktionswirkung gleichmäßig über die ganze Wicklung verteilt ist. Ferner ist die j

Primärwicklung in viele Spulen unterteilt, so daß die Lagenspannung sehr gering wird und ' eine leichte Auswechselung; defekter Primärwicklungen möglich ist. Bei einem ausgeführten Transformator der beschriebenen Art wurde die Streuung· mit einem Leistungs;-faktor von cos φ = 0,96 gemessen, was als außerordentlich günstig anzusehen ist. Über die Primärspule c ist ein wärmeisolierender Zylinder d geschoben, auf welchen diehintereinandergeschalteten Sekundärwicklungen, die als Heizschlange ausgebildet und von den zu erhitzenden Flüssigkeiten, Gasen oder Dämpfen durchflossen werden, aufgebracht sind. In die Kurzschlußbrücken der in Serie liegenden Teile der Sekundärwicklung sind Temperaturbegrenzer /, z. B. in Form von, Schmelzstreifen, eingeschaltet, die, aus einer geeigneten Legierung bestehend, so bemessen sein können, daß sie bei jeder gewünschten, der Vorrichtung gefährlich werdenden Temperatur abschmelzen und so den Transformator abschalten, ein Niederschmelzen der Sekundärwicklung ausschließen und die Gefahr von Ölexplosionen beseitigen. Die Sekundärspule ie ist in eine wärmeisolierendie, Masse g eingebettet und der ganze Transformator in ein Ölbad getaucht. Bei dem ausgeführten Beispiel wurde ein Wirkungsgrad von 97 Prozent gemessen.

Claims (4)

85 Patent-Ansprüche:

1. Elektrischer Erhitzer für Flüssigkeiten, Dämpfe und Gase, bestehend aus einem Ein- oder Mehrphasen-Wechsel- go Stromtransformator, dessen kurzgeschlossene Sekundärwicklung von dem zu erhitzenden Medium durchflossen wird, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der Kurzschlußbrücken der vorzugsweise in Serie geschalteten Teile der Sekundärwicklung als Temperaturbegrenzer, z. B.

in Form eimer Schmelzsicherung;, ausgebildet ist oder einen solchen enthält.

2. Erhitzer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in an sich be-' kanntier Weise außerhalb der Primärspulen liegenden Sekundärspulen in eine wärmeisolierende Masse eingebettet sind und der Transformator in einem Ölbade_ liegt.

3. Erhitzer nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Primärspulen in mehrfache Gruppen unterteilt, sind.

4. Erhitzer nach! Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Endstirnflächen der Primärspulen im Abstand von den Jochen liegen und die Primärspulen. nach den Jochen zu, abgeschrägt sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.