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Elektrodenheizgerät für strömende 'Media Die Erfindung bezieht sich
auf ein El.ektrodenheizgerät für strömende Media der Gattung, bei denen ein Elektroden-
und ein Verdrängungsraum vorgesehen ist und die Wärmeabgabe vom Elektrolyten zum
Medium durch eine Trennwand erfolgt. Bei diesen Geräten wird der Elektrolyt aus
dem Elektrodenraum beim Erhitzen in :den Verdrängungsraum. verdrängt, sobald ein
Verdampfen des Elektrolyten beginnt. Dadurch wird die Leistungsaufnahme verringert
und eine An= Passung der Leistungsaufnahme an den Wärmebedarf vorgenommen. Diese
Geräte dienen zum Erhitzen strömender Media, wie Flüssigkeiten und Gase. Beispielsweise
kann ein solches Gerät zum Erwärmen des an Heizkörpern umlaufenden Wassers einer
Warmwasserheizungsanlage dienen.
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Die Erfindung bezweckt eine weitere Vervollkommnung der Geräte dieser
Gattung und besteht darin, daß .das Medium in einer Um-Laufleitung, z. B. Rohrschlange,
zuerst .den Verdrängungsraum, :dann den Elektrodenraum und zuletzt den Elektrodendampfraum
durchströmt. Weitere vorteilhafte Einzelheiten der Erfindung sind im nachfolgenden
beschrieben.
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Die Erfindung hat den Vorteil, daß die Heizvorrichtung für strömende
Media besonders gedrungen und einheitlich .gebaut ist und. eine besonders günstige
Ausnutzung der erzeugten Wärme, d. h. eine günstige Übertragung der Wärme auf .das
zu erhitzende Medium, ermöglicht. Dies wird insbesondere dadurch gefördert, daß
die das Medium führende Leitung der Reihe nach zuerst den Verdrängungsraum, dann
den Raum mit dem flüssigen Elektrolyten und zuletzt den Raum mit den dampfförmigen
Elektrolyten durchdringt, so daß- stets ein günstiges. Wärmegefälle zwischen dem
zu erhitzenden und .dem erhitzten Medium vorhanden ist. Dabei besitzt
das
neue Gerät eine selbsttätige Anpassung der LeistungsaufnahTne an die Wärmeabgabe,
ohne daß hierzu irgendwelche besondere und zusätzliche Regelorgane erforderlich
sind. Das Gerät kann für jede beliebige Heiztemperatur eingestellt werden, ist'
also für die verschiedensten Zwecke verwendbar.
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Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß ein Verschmutzen des Elektrolyten
durch Verunreinigungen des zu erhitzenden Mediums ausgeschlossen ist. Das Gerät
ist also auch dann verwendbar, wenn der Elektrolyt mit dem zu erhitzenden :Medium
nicht in direkte Berührung kommen darf, z. B. zum Erhitzen von chemischen Stoffen.
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Ein weiterer Vorteil -der Erfindung besteht darin, daß infolge des
Wärmeaustausches zwischen dein Elektrolyten und dem strömenden Medium innerhalb
des Dampfraumes des Elektrodenrauines der Dampf Tiber dem Elektrolytspiegel an der
Heizschlange kondensiert und sich hierdurch ein unmittelbares Heben und Senken des
Elektrolytsp:egels und damit der Leistungsaufnahme in Abhängigkeit von dein Wärmebedarf
ergibt.-Die Zeichnung veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in einem
Längsschnitt durch das erfindungsgemäße Elektrodenheizgerät.
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Das Gerät besteht aus einem Elektrodenraumgehäuse i und einem darunter
befindlichen Verdrängungsraum.gehäuse a. In das Gehäuse i ragen Elektroden 3 hinein,
beispielsweise drei an die drei Phasen eines Drehstromnetzes angeschlossene Elektroden.
Die Elektroden sind in einem Kopfstück befestigt, welches an dem Gehäuse i leicht
abnehmbar angebracht ist, so daß ein Entfernen der Elektroden mitsamt dem Kopfstück
leicht möglich ist. Zu dem Kopfstück führt die Zuleitung 5 für den Strom. In dem
Elektrodenraum i befindet sich der Elektrolyt 6. Der Elektrodenraum i ist mit dem
Verdrängungsraum 2 durch eine Heberleitung 7 verbunden, durch welche beim Verdampfen
des Elektrolyten in dem Elektrodenraum i der Elektrolyt in den Verdrängungsraum
2 verdrängt wird. Die unteren Enden der Heberleitung 7 bedingen die tiefste Lage
des Elektrolytspiegels in den beiden Räumen. Der Elektroden- und der Verdrängungsraum
sind ferner durch eine Entlüftungsleitung 8 verbunden, die am oberen Ende einen
Entlüftungshahn 9 und einen Fülltrichter io besitzt. Vor dem Verdrängungsraum
2 ist in der Leitung 8 noch ein Rückschlag` entil i i derart angeordnet, daß zwar
die Luft aus dem Verdrängungsraum 2 entweichen, nicht aber in den Verdrängungsraum
2 zurück eintreten kann. Am Boden des Verdrängungsraumes 2 ist ein Entleerungshahn
1 2 vorgesehen. Eine Heizschlange 13 ist in den Verdrängungsraum 2 eingeführt, durchläuft
diesen sowie den Elektrolyt- und den dariiberliegenden Dampfraum des Elektrodenraunles
i und verläß-t diesen in seinem oberen Teil. Das zti erhitzende Medium wird dabei
durch die Heizschlange so geleitet, daß es unten eintritt und oben austritt, d.
h. zuerst den Verdriingüngsraum und dann den Elektrodenrauin durchströmt, wie das
durch die eingezeichneten Pfeile 14. und i-' angedeutet ist. In dem Elektrodenraum
i ist der normale Elektrolvtspiegel durch das Zeichen 15, in dem Verdrängungsraum
die tiefste Lage des Elektrolyten durch das Ze-iclien i0 angedeutet. Die punktierte
Linie 17 in dem Elektrodenraum am Ende der Heberleitung ; zeigt die tiefste Lage
des Elektrolytspiegels im Elektrodenraum.
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In dem veranschaulichten Beispiel ist der Verdrängungsraum unter dem
Elektrodenraum angeordnet. Die Anordnung kann auch eine umgekehrte sein, indem der
Verdrängungsraum über dem Elektrodenraum liegt, wobei dann die Elektrolytverbindungsleitung
als eine Steigleitung ausgeführt seid kann. Das hätte den Vorteil, daß die Steigleitung
einfacher wird. Der Verdrängungsraum kann auch den Elektrodenraum umgeben, indem
z. B. beide Räume konzentrisch angeordnet sind. Ferner ist der Dampfraum als ein
mit dem. Elektroly traum gemeinsamer Raum Oargestellt. Es können statt dessen auch
getrennte Räume vorgesehen sein, indem der Dampfraum von dein Elektrodenraum getrennt
und mit diesem nur durch eine Leitung verbunden ist. In diesem Falle könnte die
Heizschlange auch nur in dem Dampfraum vorgesehen sein. Das veranschaulichte Beispiel
hat jedoch den Vorteil, daß das zit erhitzende Medium schon in dem Verdrängungsraum
vorgewärmt wird, dann in dem flüssigen Elektrolyt weitererwärmt und schließlich
in dem verdampften Elektrolyt auf die erforderliche Temperatur gebracht wird.
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Es entsteht also auf diese Weise ein besserer Wärmeaustausch, also
auch eine bessere Wärmeausnutzung.
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Der Entlüftungshahn g kann auch als temperaturabhängiges selbsttätiges
Entlüftungsventil ausgebildet sein, welches die Entlüftung nur so lange zuläßt,
bis der gesamte Luftinhalt des Elektroden- und des Verdrängungsraumes entfernt ist,
und sich schließt, sobald nur noch reiner Dampf entweicht.
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Die Wirkungsweise dieses Elektrodenheizgerätes ist die folgende: Der
Elektrodenraum wird mit dem Elektrolyten, z. B. Wasser, gefüllt. Dann wird der Strom
eingeschaltet und die eingefüllte
Wassermenge, die so gering wie
möglich zu halten ist, zum Sieden gebracht. Der Dampf verdrängt über den Entlüftungshahn
die Luft aus dem Elektrodenraum über den Elektrolyten. Der entstehende Dampf verdrängt
dann einen Teil des Elektrolyten in dem Verdrängungsraum, wodurch auch eine Verminderung
der Leistungsaufnahme verursacht wird. Gleichzeitig beginnt der Wärmeaustausch an
der Heizschlange, wobei sich ein Gleichgewichtszustand zwischen .der LeistungSaufnahme
und der Wärmeabgabe selbsttätig einstellt. Eine Verminderung oder vollständige =Absperrung
der Wärmeabgabe in der Heizschlange würde zu einer entsprechenden Verminderung der
Leistungsaufnahme des Gerätes führen, weil der Elektrolyt bis zum unteren Ende der
Elektroden aus dem Elektrodenraum in den Verdrängungsraum verdrängt werden würde.
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Die Wärmeaustauschfläche der Heizschlange ist den jeweiligen Bedürfnissen
entsprechend zu bemessen. Handelt es sich um Wärmeabgabe des Dampfes im Elektrodenraum
an Wasser in der Heizschlange, so genügen bereits wenige Windurigen der Heizschlange.
Bei Flüssigkeiten mit schlechteren Wärmeübergangsziffern ist die Fläche der Heizschlange
entsprechend zu vergrößern. Handelt es sich nicht um eine Flüssigkeit, sondern um
ein Gas oder um Luft in der Heizschlange, so muß auch die Heizschlangenfläche entsprechend
bemessen sein. Der Umlauf des zu erhitzenden Mediums in der Heizschlange kann entweder
durch besondere Pumpeinrichtüngen oder durch Schwerkraft durchgeführt werden.