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Regelvorrichtung an Kochkesseln mit durch Elektroden beheiztem Dampfmantel
Bei den nach dem Elektrodenprinzip arbei; tenden Kochkesiseln ist es notwendig,
daß das Flüssigkeitsbad (Elektrolytbad) mit Regelvorrichtungen versehen ist, die
den Elektro`-°denstrom dem Wärmebedarf des zu beheizen= den Gefäßes. während des
Arbeitsvorganges anpassen. Dementsprechend bedient man sich bisher Vorrichtungen,
wie z. B. einer oberhalb des höchsten Flüssigkeitsstandes angeordneten Kammer zur
zeitweisen Aufnahme der Flüssigkeit, die mit einem Druckregelventil verbunden ist.
Es sind weiterhin Anordnungen bekannt, bei denen das Flüssigkeitsbad mit einem offenen
oder geschlossenen oder in seinem Raummaß veränderlichen Aufnahmekörper in Verbindung
steht. Bei diesen Rege1-vorrichtungen vermindert sich der Flüssigkeitsstand und
damit die Energiezufuhr teils schon bei geringster Druckbildung des Koch; prozesses
viel zu frühzeitig und verlängert damit die Ankochzeit des Apparates, teils fällt
bei einzelnen Anordnungen nach Außerbatriebs.etzung des Kochkessels die gesamte
Flüssigkeitsmenge sofort von dem Aufnahmekörper in das Flüssigkeitsbad zurück, was
bei Wiederinbetriebsetzung des Apparates zu hoben Stromstößen auf das Netz führt.
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Es sind weiterhin Ausführungen bekannt, bei denen der Flüssigkeitsraum
in zwei miteinander kommunizierende Räume unterteilt ist, von denen der eine Raumteil
das wirksame Flüssigkeitsbad aufnimmt und in Betriebe unter Dampfdruck steilbar
ist. Bei dieser Ausführung handelt es sich um . einen in Dampfentnahmeraum und Dampfpufferra.um
unterteilten Kessel, bei dem die Eintauchtiefe der Elektroden durch den Dampfdruck
im Dampfentnahmeräum geregelt wird. Hier haben der Dampfentnahme- und der Dampfpufferraum
den gleichen Wasserspiegel bei normaler Dampfentnahme und bei jedem. Arbeitsbeginn.
Dies verursacht beim Einschalten erhebliche Stromstöße auf das Leitungsnetz. . -Es
sind auch solche Anordnungen bekannt, bei denen das. Flüssigkeitsbad in zwei Räume
unterteilt ist, deren jeder einzelne durch voneinander urabhängige Elektroden, Haupt-und
Nebenelektroden, beheizt wird. Die Nebenelektro,den werden hierbei durch ein Kontaktmanometer
ferngesteuert.- Bei diesen Ausführungen kann die Arbeitsweise des Kochkessels leicht
unterbunden werden durch ein auftretendes Undichtwerden der eingebauten Hähne oder
des Druckregelventils. Der Arbeitsprozeß wird dadurch ungünstig verlängert, der
Wirkungsgrad des. Kochkessels herabgesetzt oder durch die ungenügende Flüssigkeitssteuerung
erhebliche Stromstöße auf das Leitungsnetz bei der Inbetriebnahme
des
Kochkessels verursacht. Auch erschweren einzelne dieser Lösungen durch das Vielfache
ihrer Konstruktionsteile, den an sie gestellten
| Anforderungen für eine längere Leben sd |
| einwandfrei gerecht zu werden. Außen r fi |
| sind die Herstellunzskosten einzelner |
führungsarten nicht unerheblich.
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Die Erfindung bezieht sich demgemäß auf eine Regelvorrichtung von
Kochkesseln mit durch Elektroden beheiztem Dampfmantel, bei der an dem Flüssigkeitsraum
des Dampfmantels ein in seinem Raummaß veränderlicher Aufnahmeraum für die dampfbildende
Flüssigkeit vorgesehen ist.
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Gegenstand der Erfindung ist dabei, daß der Flüssigkeitsraum besteht
aus einem oben geschlossenen Flüssigkeitssteuerraum -und einem mit seinem unteren
Ende verbundenen, der Beheizung des Kochkessels dienenden Arbeitsraum, die mit einem
gemeinsamen 'Elektrodensatz oder mit verschiedenen stets gleichzeitig unter elektrischer
Spannung stehenden Elektrodensätzen ausgerüstet sind,- die in jeder einzelnen der
beiden Raumabteilungen einen geschlossenen Stromweg haben.
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Dabei kann der in seinem Raummaß veränderliche, an der Unterseite
des Flüssigkeitsraurnes angeordnete Aufnahmeraum mit einer Gegendruck ausübenden,
einstellbaren Vorrichtung verbunden sein: Die Erfindung löst durch diese Dreiraumanordnung
und ihre selbsttätige Einstellung der geringsten Nennaufnahme beim Einschalten des
Kochkessels die Aufgabe, einen Elektrodendampfkochkessel unter Beachtung einer bedienungsfreien
und selbsttätigen Regelung des Arbeitsprozesses mit geringen Herstellungskosten
und Einfachheit betriebssicher aufzubauen.
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Eine beispielsweise Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gibt
die schematische Darstellung der Zeichnung wieder. Das Gefäß a, als. Kochgefäß dienend,
hängt mit seinem beheizten Mantel b in dem Dampfraume des Flüssigkeitsbades d. Im
Flüssigkeitsbade sind die Elektroden, und zwar ein einziger oder zu einem. solchen
zusammengefaßter Elektrodensatz e angeordnet. f ist ein hauben-, glocken- oder topfförmiger
Hohlkörper oder veränderlicher Hohlkörper, unter bzw. in den der Elektrodensatz
des Arbeitsraumes oder ein mit diesem stets gleichzeitig unterelektrischer Spannung
stehender besonderer Elektrodensatz reicht. Für die Wirksamkeit dieser Anordnung
ist es gleichgültig; ob das Teil f .einmalig öder mehrmalig vorhanden ist. g ist
ein in seinem Raummaß veränderlicher Hohlkörper für die Aufnahme der aus dem Flüssigkeitsbad
während des Arbeitsprozesses weggedrückten Flüssigkeit, der an der Unterseite des
Flüssigkeitsraumes angeordnet ist. Dieser Hohlkörper g kann ein Federungskörper,
ein Teleskopbehälter, ein mit einem Kolben versehener Zylinder, ein
| .> 3embranartiger Konstruktionsteil o. dgl. sein. |
| e Druckregelvorrichtung lt, für die man sich |
| missliebiger Konstruktionselemente bedienen |
| .1ann,dient der Einstellunz auf den für den |
Regelvorgang der Energiezuführung gewünschten bestgeeigneten Dampfdruck im Dampfraum
e.
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Die Arbeitsweise der Vorrichtung ist folgende. .
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Das Gefäß a wird mit dem Kochgut oder dem Heizmittel gefüllt. Das
Flüssigkeitsbad einschließlich des Teils l erhält seine Flüssigkeitsfüllung, vorzugsweise
Wasser, bis zum Flüssigkeitsspiegel H, und die Elektroden e werden eingeschaltet.
Wie aus der Figur ersichtlich, ist zunächst nur eine geringe Flüssigkeitsmenge wirksam,
so daß keine unliebsamen elektrischen Stromstöße erfolgen können. Die von der Höhe
H eingenommenen Elektrodenflächen werden, die Flüssigkeit als Widerstand benutzend,
für den Arbeitsprozeß wirksam: Anderseits erwärmt sich die unter dem Teil f, dem
Flüssigkeitssteüerraum, sich befindende Flüssigkeit durch die in sie hineinragende
Elektrode bzw. deren mehrere sehr rasch, und es kommt in dem Teil f zur Dampf und
Dampfdruckbildung. Infolgedessen wird die Flüssigkeit aus dem Flüssigkeitssteuerraum
herausgedrückt und steigt an den Hauptarbeitsflächen der Elektroden im Arbeitsraum
zur Höhe Hl empor. Durch anwachsende Berührung der Elektrodenflächen mit der Flüssigkeit
steigt der Stromdurchgang und damit die Leistung an. Im Arbeitsraum erfolgt dann
nach sehr kurzer Zeit ebenfalls eine Dampfbildung. Der Dampf gibt seine Wärme an
den Heizmantel b des Gefäßes a so lange ab, bis die in dem Dampf erzeugte Wärmemenge
die von dem Kessel abZenommene Wärmemenge übersteigt. In diesem Augenblick kommt
es in dem Dampfraum c zur Druckbildung. Erreicht dieser Druck den an der Druckregelvorrichtung
lt eingestellten Wert, so vergrößert der Hohlkörper g, in dieser Ausiführungsform
beispielsweise als federnder Hohlkörper gewählt, durch den auf den Flüsp sigkeitsspiegel
wirkenden Dampfdruck seih Raummaß. Die Folge ist, daß der Spiegel der Flüssigkeit
herabsinkt und die Benetzung der Elektrodenfläche mit Flüssigkeit und damit die
zugeführte Leistung sich verringern. Der Flüssigkeitsspiegel und die zugeführte
Stromstärke g=ehen voll selbsttätig so weit zurück, bis das beiderseitige Minimum
erreicht ist, d. h. die Elektroden nur noch so weit von Flüssigl@eit umgeben sind,
wie es für-die Erhaltung der Temperatur im Gefäß a notwendig ist. Dieses ist die
normale Fortkoch- und
Heizstufe. : Die Regelung geht also völlig
bedienungsfrei, stoß= und stufenlos vor sich, der elektrische Strom steigt und fällt
allmäh'r lich während des Arbeitsprozesses. Das Flüsisigkeitsbad und die elektrische
Leistung sind auch wieder sanft ansteigend, sobald die Teinh peratur durch das öffnen
des Gefäßdeckels oder durch Hinzufüllen neuen, tiefer temperierten Kochgutes in
das Gefäß.a fällt. Nach dem Abschalten der Elektroden bei Beendigung des Arbeitsprozesses
geht der Hohlköiper g, da der Druck im Dampfraum c fällt, in seine "Anfangsstellung
zurück, und die Flüssigkeit erhält ihren Stand für den nächsten Arbeitsprozeß. Dieser
wickelt sich nach dem Einschalten der Elektroden auf die stets. gleiche Art, wie
es oben beschrieben ist, ab. Auf diese Weise geschieht das Anfahren stets bei kleiner
Stromstärke; und große Strom.-stöße sind automatisch völlig unterbunden. Da nur
das Ein- und Ausschalten der Elektrod-en vorgenommen werden muß und der Apparat
im übrigen ohne .elektrische Sondersteuerurigen sich selbst reguliert und da ferner
Ventile und Hähne für die Regelung vermieden sind, ist bei der erfindungsgemäßen
Ausbildung des Flüssigkeitsbades die Gefahr des. Undichtwerdens oder unbeabsichtigten
Berührung der Hähne und Ventile und einer ungünstigen, ja unter Umständen in Frage
stehenden Arbeitsweise einwandfrei unterbunden. Es kann keine bewußte oder unbewußte
Falschbedienung vorgenommen werden.