DE416869C - Electrode apparatus for heating liquids and generating steam by high-voltage electricity - Google Patents

Electrode apparatus for heating liquids and generating steam by high-voltage electricity

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DE416869C
DE416869C DEM84503D DEM0084503D DE416869C DE 416869 C DE416869 C DE 416869C DE M84503 D DEM84503 D DE M84503D DE M0084503 D DEM0084503 D DE M0084503D DE 416869 C DE416869 C DE 416869C
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22—STEAM GENERATION
    • F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B1/00—Methods of steam generation characterised by form of heating method
    • F22B1/28—Methods of steam generation characterised by form of heating method in boilers heated electrically
    • F22B1/30—Electrode boilers

Description

Elektrodenapparat zur Erwärmung von Flüssigkeiten und Erzeugung von Dampf durch hochgespannten Strom. Die Erfindung betrifft einen Elektrodena.pparat zur Erwärmung von Flüssigkeiten und Erzeugung von Dampf durch hochgespannten Strom und besteht darin, daß die Erwärmung der Flüssigkeit in wenigstens zwei elektrisch getrennten Gehäusen erfolgt, die ungleiche Potentiale gegen Erde besitzen. Der Vorteil, den eine solche Einrichtung bietet, liegt darin, daß die Spannung jeder Elektrode gegen ihr Gehäuse nur einen Teil der totalen Spannung beträgt, so daß die einzelnen Teilkessel nur für einen Teil der Spannung ausgeführt werden müssen.Electrode apparatus for heating liquids and generating Steam through high voltage electricity. The invention relates to an electrode apparatus for heating liquids and generating steam using high-voltage electricity and consists in that the heating of the liquid in at least two electrical separate housings that have unequal potentials to earth. The advantage, that such a device offers is that the voltage of each electrode against their housing is only part of the total tension, so that the individual Partial boilers only have to be run for part of the voltage.

Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes ist auf der Zeichnung schematisch dargestellt.An embodiment of the subject matter of the invention is shown in the drawing shown schematically.

Die gezeichnete Anlage besteht aus drei elektrisch getrennten Gehäusen i, 2 und 3, die ungleiche Potentiale gegen Erde (z. B. 6o 00o, q0 000 und 20 000 Volt für die in dem Gehäuse i, 2 bzw. 3 angeordneten Elektroden E ) besitzen und von denen das Gehäuse 3 geerdet ist. Die Speisung der Anlage mit Flüssigkeit geschieht einzig durch den Stutzen q. des Gehäuses 3. Die Dampfentnahme des in der ganzen Anläge erzeugten Dampfes erfolgt durch den Stutzen 5 jenes Gehäuses. Die Zufuhr der Speiseflüssigkeit vom Gehäuse 3 zum Gehäuse 2 geschieht durch ein Rohr 6, das wenigstens vom einen Gehäuse elektrisch isoliert ist. Dieses Rohr kann das gleiche Potential wie das Gehäuse 3 oder das Gehäuse 2 und letzteres die gleiche Spannung gegen Erde wie die Elektrode E des geerdeten Gehäuses 3 haben. Die Gehäusewanddurchführungen werden so bemessen, daß sich die Dampfdrücke auf die Stirnenden des Rohres 6 samt (nichtgezeichneten) Stopfbüchsen ausgleichen. Das Rohr 6 dient gleichzeitig als elektrische Verbindungsleitung zwischen den Gehäusen 2 und 3. Wie in der Zeichnung an dem die Gehäuse i und 2 miteinander verbindenden und gleichfalls als Stromleiter dienenden Rohr 7 angedeutet ist, wird zweckmäßig die elektrische Verbindungsleitung zwischen einem Gehäuse mit höherer Spannung und eincm Gehäuse mit niedrigerer Spannung im Inneren des letzteren Gehäuses so weit hinein e'_ektrisch iso:iert geführt, bis ein Punkt (X) erreicht ist, von welchem aus der Ohmsche Widerstand bis zu Teilen des Gehäuses 2 größer ist als der Ohmsc h:e Widerstand zwischen der Elektrode E und einer im Gehäuse 2 angedeuteten Elektrodenreguliervorrichtung B. Zur Beförderung der Flüssigkeit von einem Gehäuse zum andern können eine oder mehrere Pumpen g diesen, die von Erde isoliert aufgestellt worden.The system shown consists of three electrically separate housings i, 2 and 3, which have unequal potentials to earth (z. B. 6o 00o, q0 000 and 20,000 volts for the electrodes E arranged in the housing i, 2 and 3 ) and of which the case 3 is grounded. The system is only supplied with liquid through the nozzle q. of the housing 3. The steam extraction of the steam generated in the whole system takes place through the nozzle 5 of that housing. The feed liquid is supplied from the housing 3 to the housing 2 through a pipe 6 which is electrically isolated from at least one housing. This tube can have the same potential as the housing 3 or the housing 2 and the latter the same voltage to earth as the electrode E of the earthed housing 3. The housing wall bushings are dimensioned so that the steam pressures on the front ends of the pipe 6 together with the stuffing boxes (not shown) are balanced. The tube 6 also serves as an electrical connection line between the housings 2 and 3. As indicated in the drawing on the tube 7 connecting the housings i and 2 and also serving as a current conductor, the electrical connection line between a housing with a higher voltage and a housing with a lower voltage inside the latter housing so far into it is electrically isolated until a point (X) is reached, from which the ohmic resistance up to parts of the housing 2 is greater than the ohmic resistance Resistance between the electrode E and an electrode regulating device B indicated in the housing 2. To convey the liquid from one housing to the other, one or more pumps can be set up insulated from earth.

Die Dampfführung zwischen den einzelnen Gehäusen erfolgt durch Rohre io und i i, welche elektrisch w_e die oben beschriebenen Speiserohr 6 und ; ausgebildet sein können, so z. B. unter Umständen auch als elektrische Verbindungsleitung von einem Gehäuse zum andern.The steam is routed between the individual housings through pipes io and i i, which electrically w_e the feed pipe 6 and described above; educated can be, so z. B. may also be used as an electrical connection line from one case to the other.

Die Dampf- und die Flüssigkeitsleitungen zwischen den Gehäusen können mit Regulierorganen 12 und Wärmeexpansionsvorrichtungen 13 ausgestattet sein. Statt der hohlen Elektrodenzuführungen 6 und 7 können natürlich auch besondere Flüssigkeitsleitungen benutzt werden (vgl. die strichpunktiert eingezeichnete Leitung i¢).The steam and liquid lines between the housings can be equipped with regulating members 12 and thermal expansion devices 13. Instead of Of course, the hollow electrode leads 6 and 7 can also contain special liquid lines can be used (cf. the line i ¢ shown in dash-dotted lines).

Bei Betrieb der Anlage mit Mehrphasenstrom 'können mehrere Gehäuse pro Phase elektrisch in Reihe geschaltet sein, wobei auch nur die Gehäuse mit höherer Spannung als Erde pro Phase elektrisch in Reihe geschaltet sein können, während das geerdete Gehäuse für alle drei Phasen gemeinsam ist.When operating the system with multi-phase power, several housings be connected electrically in series per phase, with only the housing with higher Voltage as earth per phase can be electrically connected in series while the earthed housing is common to all three phases.

Die Spannungsverteilung zwischen den einzelnen Gehäusen läßt sich zwangläufig durch elektrische Spannungsteiler (Transformatori5) festlegen. Eine zu große Spannung zwischen Elektrode und Gehäuse bei einem Gehäuse kann, allenfalls durch Transformatoren 16 oder durch Veränderung des Ohmschen Widerstandes der Flüssigkeit, dazu benutzt werden, um den Spannungsanteil eines anderen Gehäuses auf Kosten der ersteren zu erhöhen.The stress distribution between the individual housings can be necessarily determined by an electrical voltage divider (transformeri5). One too high a voltage between the electrode and the housing in a housing can, at most by transformers 16 or by changing the ohmic resistance of the liquid, can be used to reduce the voltage of another case at the expense of the the former to increase.

Es können ferner Teile gleichen Potentials der Anlage durch elektrische Leiter 17 unter sich verbunden werden. Schließlich wird zweckmäßig die Isolation der verschiedenen Teile gegen Erde in gleiche Spannungsstufen unterteilt, wie solche zwischen den verschiedenen Gehäusen vorhanden sind.Furthermore, parts of the same potential of the system can be connected to one another by electrical conductors 17 . Finally, the insulation of the various parts against earth is expediently divided into the same voltage levels as are present between the various housings.

Claims (31)

PATENT-ANSPRÜCHE. i. Elektrodenapparat zur Erwärmung von Flüssigkeiten und Erzeugung von Dampf durch hochgespannten Strom, dadurch gekennzeichnet, daß die Erwärmung der Flüssigkeit in mindestens zwei elektrisch getrennten Gehäusen erfolgt, die ungleiche Potentiale gegen Erde besitzen. PATENT CLAIMS. i. Electrode apparatus for heating liquids and generating steam by high voltage current, characterized in that the heating of the liquid in at least two electrically separated housings takes place, which have unequal potentials to earth. 2. Elektrodenapparat nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gehäuse geerdet ist. 2. Electrode apparatus after Claim i, characterized in that a housing is grounded. 3. Elektrodenapparat nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das dem geerdeten Gehäuse folgende Gehäuse nächsthöherer Spannung die gleiche Spannung gegen Erde hat wie die Elektrode des geerdeten Gehäuses. .. 3. Electrode apparatus according to claims i and 2, characterized in that the housing following the earthed housing The housing of the next higher voltage has the same voltage to earth as the electrode of the earthed housing. .. Elektrodenapparat' nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zufuhr der Speiseflüssigkeit in dem geerdeten Gehäuse erfolgt. Electrode apparatus according to claims 1 and 2, characterized in that that the supply of the feed liquid takes place in the earthed housing. 5. Elektrodenapparat nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dampfentnahme aus dem geerdeten Gehäuse erfolgt. 5. Electrode apparatus according to claim i and 2, characterized in that the steam extraction from the earthed Housing takes place. 6. Elektrodenapparat nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zufuhr der Speiseflüssigkeit vom geerdeten Gehäuse aus zum folgenden Gehäuse nächsthöherer Spannung durch ein wenigstens vom einen der beiden Gehäuse elektrisch isoliertes Rohr erfolgt. 6. electrode apparatus according to claim i and 2, characterized in that that the supply of the feed liquid from the earthed housing to the following housing next higher voltage through at least one of the two housings insulated pipe is made. 7. Elektrodenapparat nach Anspruch i und 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Speiserohr das gleiche Potential aufweist wie dasjenige der durch dieses Rohr verbundenen Gehäuse, welches die niedrigere Spannung hat. B. 7. electrode apparatus according to claim i and 6, characterized in that that the feed pipe has the same potential as that of that through it Tube connected housing, which has the lower voltage. B. Elektrodenapparat nach Anspruch i und 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Speiserohr das gleiche Potential aufweist wie dasjenige der durch dieses Rohr verbundenen Gehäuse, welches die höhere Spannung hat. g. Electrode apparatus according to claims i and 6, characterized in that the feed pipe has the same potential has like that of the housing connected by this pipe, which is the higher Has tension. G. Elektrodenapparat nach Anspruch i und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Gehäusewanddurchführungen des Speiserohres so bemessen sind, daß sich die Dampfdrücke auf die Rohrstirnenden samt Stopfbüchsen ausgleichen. i o. Electrode apparatus according to claims 1 and 6, characterized in that that the housing wall feedthroughs of the feed pipe are dimensioned so that the Equalize the steam pressures on the pipe ends including the stuffing boxes. i o. Elektrodenapparat nach Anspruch i und 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Speiserohr gleichzeitig als elektrische Verbindungsleitung vom einen Gehäuse zum andern dient. i i. Electrode apparatus according to claim i and 6, characterized in that the feed pipe simultaneously as electrical connection line from one housing to the other is used. i i. Elektrodenapparat nach Anspruch i, 6 und io mit mehr als zwei elektrisch getrennten Gehäusen, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Verbindungsleitung zwischen einem Gehäuse mit höherer Spannung und einem Gehäuse mit niedrigerer Spannung im Innern des letzteren Gehäuses so weit hinein elektrisch isoliert geführt ist, bis ein Punkt erreicht ist, von welchem aus der Ohmsche Widerstand zwischen Teilen des Gehäuses und der Verbindungsleitung größer ist als der Ohmsche Widerstand zwischen Elektrode und Gehäuseteilen. Electrode apparatus according to claim i, 6 and io with more than two electrically separated housings, characterized characterized in that the electrical connection line between a housing with higher voltage and a lower voltage housing inside the latter The housing is electrically insulated until it reaches a point is from which the ohmic resistance between parts of the housing and the Connection line is larger than the Ohmic resistance between Electrode and housing parts. 12. Elektrodenapparat nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dampfverbindung zwischen dem geerdeten Gehäuse und dem folgenden Gehäuse nächsthöherer Spannung in einem wenigstens vom einen Gehäuse elektrisch iso'ierten Rohr besteht. 12. Electrode apparatus according to claim i and 2, characterized characterized in that the vapor connection between the earthed housing and the following Housing next higher voltage in at least one of the housing electrically insulated pipe. 13. Elektrodenapparat nach Anspruch i und 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Dampfrohr das gleiche Potential aufweist wie dasjenige der durch dieses Rohr verbundenen Gehäuse, welches die niedrigere Spannung hat. 13. Electrode apparatus according to claim i and 12, characterized in that that the steam pipe has the same potential as that of the through it Tube connected housing, which has the lower voltage. 14. Elektrodenapparat nach Anspruch i und 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Dampfrohr das gleiche Potential aufweist wie dasjenige der durch dieses Rohr verbundenen Gehäuse, welches die höhere. Spannung hat. 14. Electrode apparatus according to claims i and 12, characterized in that the steam pipe has the same potential has like that of the housing connected by this pipe, which is the higher. Has tension. 15. Elektrodenapparat nach Anspruch i und 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Dampfrohr gleichzeitig als elektrische Verbindungsleitung vom einen Gehäuse zum andern dient. 15. Electrode apparatus according to claim i and 12, characterized in that that the steam pipe at the same time as an electrical connection line from a housing serves to the other. 16. Elektrodenapparat nach Anspruch i, 12 und 15 mit mehr als zwei elektrisch getrennten Gehäusen, dadurch gekennzeichnet, daß das Dampfrohr zwischen einem Gehäuse mit höherer Spannung und einem Gehäuse mit niedrigerer Spannung im Inneren des letzteren Gehäuses so weit hinein elektrisch isoliert geführt ist, bis ein Punkt erreicht ist, von welchem aus der Ohmsche Widerstand zwischen Tei',en des Gehäuses und der Verbindungsleitung größer ist als der Ohmsche Widerstand zwischen Elektrode und Gehäuseteilen. 16. Electrode apparatus according to claim i, 12 and 15 with more than two electrically separated housings, characterized in that the steam pipe between a higher voltage housing and a lower voltage housing in the Inside the latter housing is guided so far into it electrically insulated until a point is reached from which the ohmic resistance between parts of the housing and the connecting line is greater than the ohmic resistance between Electrode and housing parts. 17. Elektrodenapparat für Mehrphasenstrorrl nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß pro Phase mehrere Gehäuse elektrisch in Reihe geschaltet sind. 17. Electrode apparatus for Mehrphasenstrorrl according to claim i and 2, characterized in that several housings are electrically in series per phase are switched. 18. Elektrodenapparat nach Anspruch i und 17, gekennzeichnet durch ein für alle Phasen gemeinsames geerdetes Gefäß, wobei in jeder Phase alle sonstigen Gehäuse je unter sich elektrisch in Reihe geschaltet sind. i9. 18. Electrode apparatus according to claim i and 17, characterized by a common grounded vessel for all phases, with all others in each phase Housing are electrically connected in series among themselves. i9. Elektrodenapparat nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eines der getrennten Gehäuse eine Vorrichtung zur Regulierung der Stromstärke durch Veränderung des Ohmschen Widerstandes enthält. -Electrode apparatus according to claim i, characterized in that at least one of the separate housings a device for regulating the current strength by changing the ohmic Contains resistance. - 20. Elektrodenapparat nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungsverteilung zwischen den einzelnen Gehäusen zwangläufig durch elektrische Spannungsteiler festgelegt ist. 20. Electrode apparatus according to claim i, characterized in that that the voltage distribution between the individual housings inevitably by electrical Voltage divider is set. 21. Elektrodenapparat nach Anspruch i, gekennzeichnet durch ein Mittel, vermöge dessen eine zu große Spannung zwischen Elektrode und Gehäuse bei dem einen Gehäuse dazu benutzt werden kann, um den Spannungsanteil des anderen Gehäuses auf Kosten der ersteren zu erhöhen. 21. Electrode apparatus according to claim i, characterized by some means by virtue of which the voltage between the electrode and the housing is too great one housing can be used to reduce the voltage of the other To increase housing at the expense of the former. 22. Elektrodenapparat nach Anspruch i und 2-1, dadurch gekennzeichnet, daß das genannte Mittel ein Transformator ist. 22. Electrode apparatus according to claim i and 2-1, characterized in that said means is a transformer. 23. Elektrodenapparat nach Anspruch i und 21, dadurch gekennzeichnet, daß das genannte Mittel in einer Veränderung des Ohmschen Widerstandes der Flüssigkeit besteht. 2¢. 23. Electrode apparatus according to claim i and 21, characterized in that said Means consists in a change in the ohmic resistance of the liquid. 2 ¢. Elektrodenapparat nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß Teile gleichen Potentials der Anlage durch elektrische Leiter unter sich verbunden sind. Electrode apparatus according to Claim i, characterized in that parts have the same potential of the system are connected by electrical conductors. 25. Elektrodenapparat nach Anspruch i mit mehr als zwei elektrisch getrennten Gehäusen und mit gleichen Spannungsstufen von Gehäuse zu Gehäuse, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolation der verschiedenen Teile gegen Erde in gleiche Spannungsstufen unterteilt ist, wie solche zwischen den einzelnen Gehäusen vorhanden sind. 25. Electrode apparatus according to claim i with more than two electrically separate housings and with the same Voltage levels from housing to housing, characterized in that the insulation of the various parts to earth is divided into equal voltage levels, such as such are present between the individual housings. 26. Elektrodenapparat nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit von einem Gehäuse zum anderen durch wenigstens eine Pumpe befördert wird. 26. Electrode apparatus after Claim i, characterized in that the liquid from one housing to the other is conveyed by at least one pump. 27. Elektrodenapparat nach Anspruch i und 26, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe von Erde isoliert ist. 27. Electrode apparatus according to claim i and 26, characterized in that the pump is isolated from earth. 28. Elektrodenapparat nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß in den Flüssigkeitsverbindungsleitungen zwischen den Gehäusen Regulierorgane eingebaut sind. 28. Electrode apparatus according to claim i, characterized in that in the fluid connection lines regulating elements are installed between the housings. 29. Elektrodenapparat nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß in den Flüssigkeitsverbindungsleitungen zwischen den Gehäusen Wärmeexpansionsvorrichtungen eingebaut sind. 3o. 29. Electrode apparatus after Claim i, characterized in that in the fluid connection lines thermal expansion devices are installed between the housings. 3o. Elektrodenapparat nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß in den Dampfleitungen zwischen den Gehäusen Regulierorgane eingebaut sind. Electrode apparatus according to claim i, characterized in that in the steam lines between the Housings regulating organs are built in. 31. Elektrodenapparat nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Dampfleitungen zwischen den Gehäusen Wärmeexpansionsvorrichtungen aufweisen.31. Electrode apparatus according to claim i, characterized characterized in that the steam lines between the housings have thermal expansion devices exhibit.
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