DE727627C

DE727627C - Method and device for combating crust formation in conductive containers such as steam boilers

Info

Publication number: DE727627C
Application number: DESCH118042D
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Anton Schirmer
Original assignee: ANTON SCHIRMER DIPL ING
Current assignee: ANTON SCHIRMER DIPL ING
Priority date: 1939-03-28
Filing date: 1939-03-28
Publication date: 1942-11-07

Description

Verfahren und Einrichtung zur Bekämpfung der Krustenbildung in leitenden Behältern, wie Dampfkesseln Zur Bekämpfung der Krustenbildung in leitenden Behältern wurden bereits verschiedene elektrische Verfahren vorgeschlagen. Erwähnt seien hier vor allem jene, nach welchen ein aus Wechselstrom durch Zwischenschaltung einer Gleichrichterröhre gewonnener Pulsationsstrom mit Hilfe von Kondensatoren oder Drosseln :dem Behälter zugeführt wird. In allen diesen Fällen handelt es sich um die normale, aus Netzen gewonnene Stromform und fällt den Überbrükkungsorganen zum Behälter keinerlei Einfluß auf die Umgestaltung dieser Stromform zu.Method and device for combating crust formation in senior Containers such as steam boilers To combat crust formation in conductive containers various electrical methods have been proposed. Mention should be made here especially those according to which an alternating current is switched on through the interposition of a Rectifier tube obtained pulsation current with the help of capacitors or chokes : is fed into the container. In all of these cases it is the normal, current form obtained from networks and does not fall to the bridging organs to the container Influence on the transformation of this current form.

Das Wesentliche der hier beschriebenen Erfindung ist es, die Stromform durch Einführung von Kippschaltungen derart umzugestalten, daß diese bei richtiger Beaufschlagung des Behälters die -zur Erzielung der Wirkung notwendige Spannungsbeeinflussung hervorruft. Nach eingehenden Untersuchungen muß dem Behälter ein solches Potentialgefälle aufgedrückt werden, daß die kühleren, mit dem Wasser unmittelbar in Berührung :stehenden Behälterteile, beim Kessel vorzugsweise der Speisewassereintritt, auf einem höheren (elektrischen positiveren) Potential liegen, wie jene Teile der Heizfläche, die durch eine Dampfschicht vom Wasser mehr oder weniger getrennt sind.The essence of the invention described here is the current shape by introducing flip-flops in such a way that they are correct Acting on the container, the voltage influencing necessary to achieve the effect evokes. After detailed investigations, the container must have such a potential gradient that the cooler ones, which are in direct contact with the water, are pressed on Tank parts, preferably the feed water inlet in the case of the boiler, on a higher level (more positive electrical) potential, like those parts of the heating surface that are more or less separated from the water by a layer of vapor.

Fig. i zeigt als: Beispiel zwei einfache Walzenkessel: Sp ist .der Speisewassereintritt; dieser meist kühlsten Stelle des Behälters wird positives Potential aufgedrückt, die Stelle stärkster Dampfbildung erhält negatives Potential; das Potentialgefälle verläuft im Sinne der Verbindungslinie l dieser Punkte. Verzweigte Behälterteile erfordern mitunter auch mehrere negative Anschlußstellen.Fig. I shows as an example two simple roller shells: Sp is .der Feed water inlet; this usually coolest part of the container becomes positive Potential pressed, the point of strongest vapor formation receives negative potential; the potential gradient runs in the sense of the connecting line l of these points. Branched Container parts sometimes also require several negative connection points.

Hierdurch gelingt es, dem Wasser das durch keine unmittelbare Dampfbildung beeinträchtigte positive Potential der Stromeintrittsstelle unmittelbar aufzudrücken, wogeg en die Heizfläche, die durch eine mehr oder weniger dünne Dampfschicht vom Wasser getrennt ist, auf ein relativ tieferes (negatives) Potential zu liegen kommt. Die Dampfschicht ist die dielektrische Gasschicht, in: welcher die in sie eindringenden, auf Grund eines intermolekularen Prozesses jeweils negativ geladenen Fremdstofteilchen der Krustenbildner der Ansatz verhindernden Tendenz des elektrischen Feldes unterworfen werden.This makes it possible for the water not to generate any direct steam impaired positive potential of the current entry point immediately to press on, weighed the heating surface, which is covered by a more or less thin layer of vapor is separated from the water to lie at a relatively lower (negative) potential comes. The vapor layer is the dielectric gas layer in: which is in it penetrating, negatively charged due to an intermolecular process Foreign matter particles of the crust builder the approach preventing tendency of the electric Subject to the field.

In Anbetracht der geforderten Potentialverteilung ist die Strombeaufschlagung leinsichtlich Anschluß und Polarität eine von der Bartart des Behälters unbedingt abhängige und für eine durchgreifende Wirkung entscheidende Maßnahme.In view of the required potential distribution, the current is applied obvious connection and polarity one of the beard style of the tank unconditionally dependent and decisive measure for a radical effect.

Um der Behälterwand, deren Ohmscher Widerstand verschwindend klein ist, ein wirksames Spannungsgefälle aufzuzwingen, können nicht Gleichströme darübergeleitet werden.Around the container wall, the ohmic resistance of which is vanishingly small is to impose an effective voltage gradient, direct currents cannot be passed over it will.

Der hohe Induktionskoeffizient der überwiegend aus magnetischem Material bestehenden Behälter führt zur Anwendung variabler Ströme und zur Verwertung der durch sie im Kessel auftretenden induktiven Spannungskomponenten (Fig. a). Letztere müssen aber nach Voraussetzung eine ausgesprochen unipolare Wirkung haben, d. h. sie dürfen nur in einer bevorzugten Richtwung eg als wirksame Spannungsimpulse zur Geltung kommen. Diese Forderung erfüllen kurzzeitige, mit hoher elektrischer Spannung (e" etwa Zoo bis 500 Volt) auf den Behälter einfallende Stromstöße i. Sie erzwingen einen Steilanstieg d der Feldkurve des, Kesselmagnetisierungs,stromes i," und damit eine induktive Gegenspannungsspitze e, von annähernd gleicher Größe, die, wenn sie auch nur sehr kurze Zeit andauert, einen wirks:am:en statischen Impuls auf die in die Dampfzone eindringenden, geladenen Fremdstoffteilchen abgibt. Die aufgedrückte Spannung ea hat hierbei fallende Tendenz, sonst würden sich übermäßig- große Ströme im nahezu widerstandslosen Behälter ausbilden. Bei Erreichung des Feldmaximums ist die aufgedrückte Spannung schon nahezu Null und das Kesselfeld (proportional im) sinkt nun, ohne Ausbildung eines nennenswerten, umgekehrten Spannungsgefälles e" durch Verwirbelung in der Eisenmasse wieder in sich zusammen. Symmetrische Netzwechselströme oder Pulsationsströme würden obige Wirkung vollkommen verfehlen.The high induction coefficient of the predominantly magnetic material existing container leads to the application of variable flows and the recovery of the due to inductive voltage components occurring in the boiler (Fig. a). Latter but must have an extremely unipolar effect according to the prerequisites, d. H. they may only be used in a preferred direction eg as effective voltage pulses Come into play. This requirement is met by short-term, high electrical voltage (e "about zoo to 500 volts) current surges incident on the container i. They force them a steep rise d of the field curve of the "boiler magnetization current i" and thus an inductive counter-voltage spike e, of approximately the same size, which when they even lasts a very short time, an effective: am: en static impulse on the in the vapor zone releases charged foreign matter particles that penetrate the vapor zone. The pressed one Voltage ea has a falling tendency, otherwise excessively large currents would result train in almost resistance-free container. When the field maximum is reached the applied voltage is almost zero and the boiler field (proportional in) now sinks, without the formation of an appreciable, inverse voltage gradient e " by swirling in the iron mass again in itself. Symmetrical alternating mains currents or pulsation currents would completely miss the above effect.

Die soeben beschriebene Strombeaufschlagung wird aus einem elektrischen Speichervorgang gewonnen und sind hier grundsätzlich zwei Wege möglich: a) Der entsprechend hochgespannte Energieinhalt eines elektrischen Speichers (Kondensatorblock C, Fig.3a; Feldblock T, Fig.3b) wird durch Kurzschluß über den Behälter l( schlagartig vernichtet, worauf sich dieser Speicher aus dem Energievorrat der Speisungsqu,ell:e wieder regeneriert, um nach Erreichung eines bestimmten Potentials abermals über den Behälter zusammenzubrechen. Die Steuerung ,dieses mit dem mechanischen Rammvorgang zu vergleichenden elektrischen Impulsverfahren wird von zwei in gewisser Abhängigkeit voneinander stehenden Steuerorganen besorgt. Vor allem ist es die Relais.röhre R, welche nach Überschreiten einer gewissen Spannungsgrenze durch Zündung den Weg für die Stoßenergie frei gibt. Als Relaisröhre -wird eine Überspannungssicherungspatrone oder eine gittergesteuerte Gastriode verwendet, deren Innenwiderstand nach erfolgter Zündung nahezu auf Null sinkt und damit Speicher und Behälter miteinander kurzschließt. Während des Kurzschlusses muß bis zur Entionisierung der Gasröhre R die Verbindung des Speichers. mit der Speisequeue möglichst unterbunden werden, um die Sperrwirkung der Röhre erneut aufzurichten und damit die Wiederauffüllung des Speichers einzuleiten. In der kapazitiven Schaltanordnung der Fig. 3a (Verbindung d) besorgt dies. als zweites Steuerorgan die Dros-Sel Dr. Die Speisequelle, im angegebenen Fall eine aus dem Wechselstromnetz über eine Ventilröhre gewonnene Gleichspannungsquelle, soll von gleichbleibender Polarität sein.The current application just described becomes an electrical one And there are basically two ways: a) The corresponding high-tension energy content of an electrical storage device (capacitor block C, FIG. 3a; Field block T, Fig. 3b) is suddenly destroyed by a short circuit across the container l ( whereupon this storage unit regenerates itself from the energy supply of the supply source, to collapse again over the container after reaching a certain potential. The control, this electrical one to be compared with the mechanical pile-driving process Impulse mode is controlled by two control organs that are somewhat dependent on one another concerned. Above all, it is the relay tube R which, after a certain Voltage limit releases the path for the impact energy through ignition. As a relay tube - if an overvoltage protection cartridge or a grid-controlled gastriode is used, the internal resistance of which drops to almost zero after ignition and thus memory and short-circuits containers together. During the short circuit, it must be deionized the gas pipe R the connection of the memory. prevented as much as possible with the dining cue in order to re-establish the blocking action of the tube and thus the replenishment of the memory. In the capacitive switching arrangement of Fig. 3a (connection d) take care of this. the second control organ is the Dros-Sel Dr. The source of food, in the specified In the case of a direct voltage source obtained from the alternating current network via a valve tube, should be of constant polarity.

In der induktiven Schaltanordnung der Fig.3b wird die zweckmäßig angezapfte Spule T des Feldblocks primär über einen selbsttätigen Schalter S als zweites Steuerorgan mit der Spannungsquelle verbunden. Durch öffnung desselben wird die Spulenspannung hochgerissen und die Zündung über die Relaisröhre R eingeleitet. Beim Schließen -wird die während des öffnens an den Stoßkreis abgegebene Energie im magnetischen Felde abermals aufgespeichert.In the inductive switching arrangement of Figure 3b, the appropriately tapped Coil T of the field block primarily via an automatic switch S as a second control element connected to the voltage source. The coil voltage is increased by opening it torn up and initiated the ignition via the relay tube R. While closing -The energy released to the collision circuit during opening becomes in the magnetic Field saved again.

b) Es kann auch der umgekehrte Speichervorgang ausgenutzt werden (Fig.3a; Verbindung/ statt d). Der ein bestimmtes Energiequantum aufzunehmen befähigte Speicher C wird aus dem hochgespannten Energievorrat der Speisequelle über den Behälter I( schlagartig aufgefüllt, wenn die RelaisröhreR als erstes Steuerorgan durch Zündung den Weg frei gibst. Die nun parallel zum Kondensator liegende DrosselDr ermöglicht als zweites Steuerorgan die Entionisierung und Sperrung der Röhre R, bevor sie noch den Abbau der in C aufgespeicherten Energie durchführt und die Anlage für den neuerlichen Ladeimpuls durch Spannungsanstieg zwischen den Röhrenelektroden reif macht.b) The reverse storage process can also be used (Fig.3a; connection / instead of d). The storage C capable of absorbing a certain amount of energy is filled up suddenly from the high-tension energy supply of the supply source via the container I (when the relay tube R as the first control element releases the path by ignition. The throttleDr, which is now parallel to the capacitor, enables deionization and Blocking of the tube R before it breaks down the energy stored in C and makes the system ready for the new charging pulse by increasing the voltage between the tube electrodes.

Maßgehend für die Wirkung isst die Leistung der Anlage: sie ist abhängig von der Größe der Stoßspannung, dem Energieinhalt des Speichers und :der Stoßfrequenz.The performance of the system is decisive for the effect: it is dependent on the size of the surge voltage, the energy content of the storage unit and: the surge frequency.

Die bisher geforderte -elektrische Überströmungsrichtung hat für alle Behälter während der Dampf Betriebszeit Ansatz verhindernde Tendenz. Die Beeinflussung trägt ausgesprochen elektrostatischen Charakter. Eine falsche Polung würde zu erhöhter Steinbildung führen. Während ,der Betriebspausen entfällt .aber durch das Fehlen der Dampfbildtung .die für die Schutzwirkung notwendige Voraussetzung. Dennoch ist es bei stark versteinten Kesseln von Vorteil zur Erhöhung der Lösungstension und rascheren Entsteinung das Verfahren :auch während der Betriebspausen zeitweisse, in Betrieb zu halten. Dieser Fall verlangt aber keine bestimmte Polung; es ist -sogar günstig, des öfteren einen. Polwechssel durchzuführen.The previously required -electrical overflow direction has for everyone Containers tendency to prevent build-up during steam operating time. The influencing has a decidedly electrostatic character. Wrong polarity would lead to increased Lead to stone formation. During, the operational breaks are omitted .but due to the absence the formation of steam. the prerequisite for the protective effect. Still is it is advantageous to increase the solution tension in the case of heavily fossilized kettles and faster pitting the process: even during breaks in operation, keep in operation. However, this case does not require a specific polarity; it is even cheap, often one. Perform polar change.

Falls es die Gliederung eines Kessels :erfordert, können. auch mehrere der beschriebenen Stoßkreise gleichzeitig angewendet werden.If the structure of a boiler: requires, can. also several of the shock circles described can be used simultaneously.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Electrical procedure: to combat crust formation in conductive containers, such as steam boilers and the like, characterized in that short-term, electrical surges caused by a repetitive electrical tipping process (Tilting impulses) with high electrical voltage on because containers fall in order to this due to the inductive counter-voltage pulses occurring in the same direction and following one another to influence effectively. a. Method according to claim i, characterized in that the potential drop in the effective counter-voltage pulses during the operating time of the container is to be directed so that the separated by a vapor or gas dielectric, heat Transferring container parts negative potential and the heated, cooler areas of the container receive positive potential: a 3. Device for the procedure according to Claim i, characterized by its electrical. Capacitor (C) that is about a relay tube (R) with the container which controls its periodic short-circuit discharge (I () ü1 series is connected and via a controlling its periodic charging Organ, e.g. B.. A choke coil (Dr), is connected to a homopolar charge voltage. q .. device for the method according to claim i, characterized by a with the capacitor (C) and the container (I0) in series-connected, relay tube (R) for the periodic, sudden charging of the capacitor via the container a homopolar voltage source and a: parallel to the capacitor Control unit, e.g. B .. a throttle (Dr), for its periodic discharge. 5. Establishment for the method according to claims 3 and q., characterized in that as Relay tube his overvoltage protection tube or his grid-controlled gastriode is used.