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Durch mehrere elektrische Heizelemente beheizter Heißwasserspeicher,
bei dem der obere Teil des Wasserinhalts auf Siedetemperatur gebracht wird, mit
einem den Speicher in ganzer Länge durchziehenden Temperaturregler Die Erfindung
betrifft einen durch mehrere elektrische Heizelemente beheizten Heißwasserspeicher,
bei dem der obere Teil des Wasserinhalts auf Siedetemperatur gebracht wird, mit
einem den Speicher in ganzer Länge durchziehenden Temperaturregler mit Quecksilberschaltröhre.
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Es sind elektrisch betriebene Heißwasserspeicher bekannt, deren Inhalt
durch einen. oder mehrere Heizkörper erwärmt wird, wobei die Überwachung der Temperatur
durch einen selbsttätigen Temperaturregler erfolgt. Um die Wirtschaftlichkeit eines
Speichers zu steigern, wird dabei bisweilen ein Heizkörper oben im Speicher angeordnet,
der den oberen Teil erwärmt, wenn nämlich nur über Tag eine geringe Heißwassermenge
benötigt wird.
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Es sind auch Heißwasserspeicher bekanntgeworden, deren Inhalt durch
zwei Heizelemente, nämlich durch ein im oberen Teil angebrachtes und ein unten befindliches,
schichtweise in zeitlicher Unterteilung aufgeheizt wird, dergestalt, daß bei kaltem
Inhalt erst das obere Heizelement arbeitet und nach Erreichung einer Temperatur
von 85° durch einen Temperaturregler selbsttätig der untere Heizkörper eingeschaltet
wird. Derartige Speicher lassen sich mit verhältnismäßig einfachen technischen Mitteln
herstellen.
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Es ist auch ein Kochendwasserspeicher mit zwei Heizeinsätzen, von
denen einer oben, der andere unten im Speicher angeordnet ist, bekanntgeworden,
bei dem der untere Heizkörper in Verbindung mit einem gewöhnlichen Stabausdehnungsregler
den Gesamtinhalt des Speichers auf 85° vorwärmt und bei dem der den oberen Wasserinhalt
des Speichers erwärmende Heizkörper von einem Präzisionsregler über ein Schütz dergestalt
gesteuert wird, daß die Temperatur dicht unter dem Siedepunkt gehalten wird. Der
Nachteil einer solchen Ausführung liegt ja auf der Hand; denn der Benutzer eines
Speichers: will, da es sich ja um kochendes Wasser handelt, auch den ihm bekannten
Vorgang der Dampferzeugung sehen.
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Es ist auch schon vorgeschlagen worden, einen gewöhnlichen Heißwasserspeicher
dadurch in einen Kochendwasserspeicher zu verwandeln, daß durch einen von außen
zu betätigenden Hebel die bei dem Heißwasser-Speicher benutzte Quecksilberschaltröhre
durch eine Relativdrehung so weit verstellt werden kann, daß die Abschaltung des
Heizkörpers erst erfolgt, wenn der Inhalt zum Kochen gekommen ist. Eine solche Vorrichtung
ist jedoch unzuverlässig, und es liegt die Gefahr nahe, daß durch die willkürliche
Beeinflussung der Schaltvorrichtung sich Fehlschaltungen ergeben.
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Alle eben genannten Anordnungen haben also ihre Nachteile. Entweder
sind die _zur rechtzeitigen Abschaltung bei Erreichung der Kochtemperatur notwendigen
Schaltvorrichtungen
recht verwickelt und ihre Herstellung teuer,
oder es besteht die Gefahr, daß bei Verwendung einfacher Temperaturregler wegen
der Schaltungenauigkeiten so viel Wasser* in den dampfförmigen Zustand übergeht,
bis der Heizkörper trocken geht und dadurch zerstört wird.
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Gegenstand der Erfindung ist nun ein Heißwasserspeicher, bei dem die
von denn Temperaturregler betätigte Quecksilberschaltröh e auf eine höhere Temperatur
als die Siedetemperatur des Wassers der oberen Zone eingestellt ist. Infolgedessen
erfolgt die Abschaltung der Kochstufe des Speichers mit unbedingter Sicherheit,
-wenn das Wasser der Kochstufe siedet, ob-vol-l. nur ein den Innenbehälter in seiner
Längsrichtung durchziehender Temperaturregler Verwendung findet, der als ganz gewöhnlicher
Grobregler ausgebildet sein kann. Die von dem Temperaturregler bletätigte Schaltröhre
muß also auf eine höhere Temperatur eingestellt sein, als es der Fall wäre, wenn
die unter dem Einfluß des oberen Heizkörpers stehende Teillänge des Reglers Kochtemperatur,
die übrige Teillänge jedoch eine der gewöhnlichen Abschalttemperaturen (etwa 85°)
hätte.
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Die Arbeitsweise dieses als überla.ufspeicher ausgebildeten Gerätes
ist dann so, daß der gesamte Inhalt mit einemmal oder in mehreren Schichten hintereinander
auf die gewöhnliche Betriebstemperatur gebracht wird. Ist dies erfolgt, so -wird
durch die Schaltvorrichtung, wie üblich, der Hdizstromkreis abgeschaltet. Die mit
dem Temperaturregler verbundene Quecksilberschaltröhre schaltet jedoch in dieser
Stellung einen Stromkreis ein, der über einen einpoligen Handschalter zu dem oberen
Heizkörper führt. Ist auch der Handschalter eingeschaltet, so wird also der obere
Heizkörper in Betrieb gesetzt. Hierdurch findet eine weitere Temperatursteigerung
in der von diesem Heizkörper bLeinfluß;-ten Wasserschicht statt. Die Folge davon
ist, daß die in dem Bereich dieser Wasserschicht liegende Teillänge des Temperaturreglers
ebenfalls erwärmt wird, was eine weitere Drehung der mit dem Regler verbundenen
Queck silberschaltröhre zur Folge hat. Ist nun der Siedepunkt erreicht, so kann
eine weitere Temperaturerhöhung nicht mehr stattfinden, da die- weiterhin zugeführte
elektrische Energie dafür verwendet wird, das kochende Wasser in den dampfförmigen
Zustand zu überführen. Zur Dampferzeugung geht jedoch nur ein Teil der elektrischen
Energie verloren, -während ein anderer Teil sich derartig auswirkt, daß die@Kochendwasserschicht
immer größer, wird, Weil von dem' oberen Heizkörper allmählich auch die tiefer liegenden
85° heißen Wasserschichten erfaßt werden. Die Trennungszone zwischen siedendem und
noch .nicht siedendem Wasser wandert allmählich weiter nach unten, d. h. es wird
jetzt eine immer größere Länge des Reglers auf die Temperatur des kochenden Wassers
gebracht, was einer weiteren Drehung der mit dem Regler verbundenen Schaltröhre
entspricht, bis ein solcher Kippwinkel erreicht ist, bei dem die Heizleistung der
Kochstufe trotz der Regelungenauigkeit mit Sicherheit abgeschaltet wird. Dieser
Kippwinkel wird einmal früher, einmal später erreicht werden. Ebenso wird die Kochstufe
einmal etwas kleiner, einmal etwas größer ausfallen. In jedem Falle wird aber der
für die Abschaltung des Heizkörpers der Kochstufe erforderliche Kippwinkel unbedingt
erreicht.
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Ein Ausführungsbeispiel soll an Hand der Abb. i und 2 erläutert -werden.
a ist der Innenbehälter, b der Flansch, auf dem die Heizelemente c und d und der
Temperaturregler e mit übertragungshebelwnerk f befestigt sind; g
ist eine dreipolige Schaltröhre, lt die Stromzuführung, i und
l die Kontakte für den oberen und den unteren Heizkörper.
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Die Arbeitsweise dieser Anordnung ist folgende: Der Speicherinhalt
sei kalt und die Schaltröhre g sei so gestellt, daß der Strom über lt und
L durch den unteren Heizkörper c läuft. Der Gesamtinhalt werde bis auf 85°
erwärmt. Ist dies geschehen, so -wird durch die erfolgte Drehung der Röhre das Quecksilber
den Strom von h nach i über den oberen Heizkörper d umschalten. Hierdurch
-wird der obere Teilinhalt auf die Kochtemperatur gebracht. Sollte das Quecksilber
infolge der Reglerungenauigkeit im übertragungsmechanismus f jetzt von lt
nicht abreißen, so -würde die Kochzone langsam nach unten weiter--wandern und eine
immer größere Teillänge des Reglers' erfassen, -was eine weitere Drehung der Schaltröhre
zur Folge hätte. Hierdurch würde dann die Abschaltung mit Sicherheit eintreten.
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Ein weiteres Ausführungsbeispiel sei durch die Abb. 2 erklärt. Hier
findet eine fünfkontaktige Schaltröhre Verwendung. Bei dieser Ausführung gießt der
Strom zuerst über k und m durch den oberen Heizkörper, wodurch der
obere Teilinhalt auf 85° erhitzt wird. Durch die Drehung der Schaltröhre verbindet
das Quecksilber anschließend die Kontakte k-1, was zur Folge hat, daß der untere
Heizkörper den Rest auch auf 85° erwärmt. Wird jetzt durch einen Schalter die Verbindung
k=h hergestellt, so fließt der Strom über h und i, was. eine -weitere
Aufheizung des Gesamtinhalts nach sich zieht, bis schließlich die Kontakte k und
f verbunden werden, wodurch der obere- Heizkörper d erneut eingeschaltet und der
obere Speicherteilinhalt auf Kochtemperatur gebracht wird.