DE747045C - Durchflusserhitzer zum Erhitzen beliebigen Gutes, beispielsweise Milch, mittels das Gut durchsetzenden elektrischen Stromes oder elektrischer Wechselfelder - Google Patents

Durchflusserhitzer zum Erhitzen beliebigen Gutes, beispielsweise Milch, mittels das Gut durchsetzenden elektrischen Stromes oder elektrischer Wechselfelder

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DE747045C
DE747045C DES133439D DES0133439D DE747045C DE 747045 C DE747045 C DE 747045C DE S133439 D DES133439 D DE S133439D DE S0133439 D DES0133439 D DE S0133439D DE 747045 C DE747045 C DE 747045C
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DE
Germany
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electrode
electrodes
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displaceable
heating
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Expired
Application number
DES133439D
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English (en)
Inventor
Dipl-Ing Hellmuth Bayha
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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Publication date
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Application granted granted Critical
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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24HFLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H1/00Water heaters, e.g. boilers, continuous-flow heaters or water-storage heaters
    • F24H1/10Continuous-flow heaters, i.e. heaters in which heat is generated only while the water is flowing, e.g. with direct contact of the water with the heating medium
    • F24H1/101Continuous-flow heaters, i.e. heaters in which heat is generated only while the water is flowing, e.g. with direct contact of the water with the heating medium using electric energy supply
    • F24H1/106Continuous-flow heaters, i.e. heaters in which heat is generated only while the water is flowing, e.g. with direct contact of the water with the heating medium using electric energy supply with electrodes

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Thermal Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
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  • Control Of Resistance Heating (AREA)

Description

  • Durchflußerhitzer zum Erhitzen beliebigen Gutes, beispielsweise Milch, mittels das Gut durchsetzenden elektrischen Stromes oder elektrischer Wechselfelder Es ist bekannt, daß man festes sowie auch flüssiges Gut, beispielsweise Milch *und andere, insbesondere organische Flüssigkeiten, dadurch erhitzt, daß durch das Gut ein elektrischer Strom hindurchgeschickt wird. Beispielsweise ist es bekannt, daß man eine Flüssigkeit durch ein elektrisch leitendes Rohr, z. B. durch ein Rohr aus einem Edelmetall oder aus Kohle, hindurchleitet, wobei das Rohr an den: einen Pool einer elektrischen Wechselstromquelle und ein innerhalb des Rohres li:onzentri.sch angeordneter, ebenfalls elektrisch leitender Stab an den anderen Pol der Wechsels.tromquelle angeschlossen wird. Das Rohr und. der Stab bilden hierbei die beiden Elektroden, zwischen denen der Stroni durch die zu behandelnde Flüssigkeit hindurchgeleitet wird.
  • Um die Flüssigkeit während, ihres Durchlaufens durch die Erhitzereinrichtung auf die gewünschte Endtemperatur @zu bringen, kann man entweder die Durchflußgeschwindigkeit der Flüssigkeit oder die der Flüssigkeit in der Zeiteinheit zugeführte Wärmemenge oder auch beides- regeln. Die zugeführte Wärmemenge kann bei dem beschriebenen elektrischen.'Durchlauferhitzer beispielsweise durch Vergrößerung oder Verringerung der angelegten Spannung geregelt werden.
  • Gegenstand der Erfindung ist- ein Durchlauferhitzer zum Erhitzen beliebigen Gutes, beispielsweise Milch., mittels durch das Gut hindurchgeleiteten elektrischen Stromes, bei der das Gut ebenfalls zwischen zueinander parallelen Stromzuführungselektroden oder Elektrodengruppen verschiedener Polarität hindurchfließt. Erfindungsgemäß ist jedoch mindestens eine der beiden Elektroden bzw. Elektrodengruppen derart gegenüber den anderen Elektroden bzw. Elektrodengruppen in von diesen gleichbleibendem .Abstand verschiebbar vorgesehen, daß sich der stromdurchflossene O_uerschnitt des Gutes zwischen den Elektroden bzw. Elektrodengruppen ändert. Bei einer solchen Einrichtung kann die Einhaltung der gewünschten. Endtemperatur dadurch erzielt werden, daß die elektrische Stromstärke durch Verschiebung der verschiebbaren Elektrode bzw. E'lektrodengruppe entsprechend geregelt wird.
  • Die Vorteile einer solchen Einrichtung, sowie weitere vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung -werden. an Hand eines in der Zeichnung dargestellten, für die Erhitzung von Milch oder beliebiger anderer, insbesondere organischer Flüssigkeiten bestimmten Ausführungsbeispieles erläutert.
  • Die -wesentlichen Bestandteile des dargestellten Durchlauferhitzers sind zwei Stromzuführungsele-htrodzn, nämlich ein elektrisch leitendes Elektrodenrohr i und ein innerhalb dieses Rohres konzentrisch angeordneter Elektrodenstab 2. Idas Elektrodenrönr i ist an beiden Enden durch Kappen 3 und .4 aus elektrisch nichtleitendem Stoff abgeschlossen, an die ein Zuflußrohr 5 und ein Abflußrohr 6 für die Flüssigkeit angeschlossen ist. Der Elektroden.stab 2 ist durch die Kappe d. verschiebbar hindurchgeführt und außerhalb des Erhitzers mit einer Spindel ? versehen, mittels der er in seiner Längsrichtung verschoben werden kann. Ein Thermometer 8 ist zum Überwachen der erzielten Endtemperatur vorgesehen..
  • Wird durch diesen Erhitzer Flüssigkeit hindurchgeleitet und werden die Elektroden an Spannung gelegt, so fließt zwischen den Elektroden durch die Flüssigkeit hindurch ein elektrischer Strom, und zwar in jenem Bereich des Durchlauferhitzers, in welchem in der Zeichnung der' Verlauf der elektrischen Strompfade von einer Elektrode zur anderen eingezeichnet ist.
  • Wird nun der Elektrodenstab in seiner Längsrichtung verschoben, so ändert sich der stromdurchflossene Ouerschnitt der Flüssigkeit zwischen den beiden Elektroden und hierm.it auch die Stromstärke und mit dieser die der Flüssigkeit in der Zeiteinheit zugeführte Wärmemenge, sofern die Durchflußgeschwindigkeit der Flüssigkeit die gleiche bleibt. Ein besonders wichtiger Vorteil -ist es hierbei, daß die elektrische Stromdichte in der Flüssigkeit trotz der Stromstärkenänderung konstant bleibt, denn der Abstand der beiden Elektroden voneinander -wird bei einer Verschiebung des Elektrodenstabes nicht geändert. Dies ist für die Behandlung von Milch und anderen organischen Flüssigkeiten besonders wichtig, da Cberhitzungen einzelner Flüssigkeitsteilchen durch eine einmalige Festlegung der im Betrieb gleichbleibenden Stromdichte ausgeschlossen werden können.
  • Erwähnt sei, daß bereits ein in einen Dampfkessel eingebauter elektrischer Durchlauferhitzer folgender Bauart bekannt ist: Das zu verdampfende Wasser fließt zwischen zwei koaxial und senkrecht angeordneten zylindrischen Elektroden hindurch und wird mittels des von Elektrode zu Elektrode durch das Wasser geleiteten elektrischen Strom. -s erhitzt. Die äußere Elektrode ist auf ihrer besamten Länge mit Löcherig versehen, so daß das in den Zwischenraum der Elektroden von unten her hineingedrückte Wasser durch die Löcher -wieder abfließen kann. Auch bei diesem bekannten Durchlauferhitzer ändert sich der stromdurchflossene Ouerschnitt des Gutes zwischen den Elektroden, doch im Gegensatz zum Durchlauferhitzer nach der Erfindung nicht dadurch, daß eine Elektrode gegenüber der anderen in von dieser gleichbleibendem Abstand verschiebbar ist, sondern .dadurch, daß das Wasser in dem Zwischenraum der fest angeordneten Elektroden je nach seinem Zuführungsdruck mehr oder minder ansteigt. Eine gleichmäßige Erhitzung einer Flüssigkeit, wie beispielsweise Milch, kann ,daher mit der bekannten Anordnung im Gegensatz zum Durchlauferhitzer nach der Erfindung nicht erreicht -werden, denn die Durchlaufzeit der einzelnen Flüssigkeitsteilchen durch den vom elektrischen Strom durchsetzten Bereich ist ganz verschieden, je nachdem, ob die Teilchen durch höher oder tiefer gelegene Löcher der Elektrode entweichen.
  • Die Einregelung einer gleichbleibenden Endtemperatur kann in einfacher Weise dadurch erfolgen, daß durch Verschiebung des Elektrodenstabes die elektrische Stromstärke je nach Bedarf erhöht oder erniedrigt wird, beispielsweise in der Weise, daß das Tlierinometer 8 als Kontaktthermometer ausgebildet wird und selbsttätig auf die Verstellspindel ; des Elektrodenstabes regelnd -einwirkt.
  • Bei einer solchen Regelung ändert sich also die in der Erhitzereinrichtung zur Annvendung gebrachte elektrische Stromstärke ständig. Zu beachten ist Bierbei, daß diese Stromstärkeänderungen nicht nur von der jeweiligen Anfangstemperatur der zu erhitzenden Flüssigkeit abhängig sind, sondern auch von der Beschaffenheit und insbesondere elektrischen Leitfähigkeit der jeweils zu erhitzenden Flüssigkeit. Die Stromstärke kann also im Betriebe recht beträchtliche Größenunterschiede aufweisen, zumal wenn die Erhitzereinrichtung für Flüssigkeiten verschiedener @\rt verwendet wird. Dies ist aber insofern von \ aahteil, als die elektrische Energieerzeugungsanlage der Erhitzereinrichtung für den größten im Betrieb jemals vorkommenden Stromstärkewert bemessen sein muß, -während sie in den allermeisten Fällen aber nur zum Teil ausgenutzt ist.
  • Um dies zti verineif-ien, wir gemäß der weiteren Ausbildung .der Erfindung folgende Regelung vorgenommen: Die im Gerät angewandte Stromstärke wird durch eine selbsttätige Steuerung der Verschiebungsmittel der verschiebbaren Elektrode stets auf einen konstanten Wert eingeregelt, also ohne Rücksicht darauf, ob hierbei die gewünschte Endtemperatur in der Flüssigkeit eingehalten wird oder nicht. Die Einstellung der verschiebbaren Elektrode wird hiernach also von .der Beschaffenheit bzw. elektrischen Leitfähigkeit der jeweils zu behandelnden Flüssigkeit abhängen. Die selbsttätige Konstanth.altung der elektrischen Stromstärke kann 'durch beliebige elektrische stromabhängige Regeleinrichtungen erfolgen. Um nun aber auch ,die erforderlicheEndternperatur der Flüssigkeit einzuhalten, werden außer den selbsttätig kn - Sinne konstanter elektrischer Stromstärke wirkenden E'lektrodenverschiebungsinittelit gleichzeitig weitere Mittel vorgesehen, welche in an sich bekannter.Weise die in der Zeiteinheit durch ,den Erhitzer durchströmende Flüssigkeitsmenge in Abhängigkeit von .der Flüssigkeitstemperatur am Austrittsende in der Behandlungseinrichtung im Sinne eines gleichbleibenden Temperaturwertes ändern. Beispielsweise kann dies dadurch erfolgen; daß in Abhängigkeit von dem Thermometer 8 ein Drosselventil in .der Flüssigkeitsleitung entsprechend geregelt wird.
  • Bei einer solchen Ausbildung bietet die Einrichtung nach der Erfindung den Vorteil, daß sie bei der selbsttätigen Aufrechterhaltung der erforderlichen Endtemperatur stets mit der vollen größ.tanwendbaren Stromstärke, mit .der je nach der Art-der Flüssigkeit höchstmöglichen, im Betrieb stets gleichbleibenden Stromdichte und mit der je nach: Art der Flüssigkeit größtmöglichen Durchflußgeschwindigkeit arbeitet und- somit in jegl,ieher Hinsieht voll ausgenutzt ist.
  • Die-Erfindung ist nicht an das in der Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiel gebunden, sondern kann in mann nigfacher Weise abgewandelt werden. So' kann beispielsweise statt des Elektrodenstabes a das Elektrodenrohr i verschiebbar angeordnet werden. Der Elektrodenstab kann ,durch ein Elektrodenrohr ersetzt werden. Statt zweier Elektroden können auch mehrere Elektroden verwendet werden, beispielsweise beim Arbeiten mit Drehstrom vier Elektroden entsprechend den drei Phasenleitern und. dem Nulleiter des etzes, wobei zweckmäßig .die Nulleiterele@ktrode verschiebbar innerhalb eines Isolierrohres angeordnet wird, an dessen Innenseite in der Längsrichtung .die drei Phasenelektroden vorgesehen sind. An Stelle einer jeden Elektrode kann auch jeweils eine Elektrodengruppe vorgesehen werden. Szhließlich können die zueinander parallelen Elektroden bzw. El-ektrodengruppen statt der Rohr- bzw. Stabform auch die Form von ebenen Plattenhaben, von denen die eine Elektrodenplatte bzw. Plattengruppe ,parallel zu .der anderen verschiebbar ist.
  • Gemäß der weiteren Ausbildung der Einrichtung nach der Erfindung kann diese auch für Anlagen verwendet werden, .in welchen der das zu erhitzende Gut durchsetzen-de elektrische Strom die Form eines elektrischen Wechselfeldes von hoher Frequenz hat, beispielsweise von einer Frequenz entsprechend einer Wellenlänge von weniger als ioo m. Auch in einem solchen Falle kann eine der beiden Elektroden erfindungsgemäß längsverschierbbär vorgesehen werden, und auch in einem solchen Fralle kann- die geschilderte Regelung der Stromstärke und der Temperatur bei konstanter Stromdichte vorgenommen werden. Zu beachten ist hierbei lediglich, daß .bei Verwendung von Wechselfeldern das zu behandelnde Gut die Elektrode nicht unmittelbar berührt, sondern daß in an sich bekannter Weise ein geeignetes Dielektrikum zwischen .das Gut und die Elektrode zwischengeschaltet ist.

Claims (1)

  1. PATRNTANSPRÜCHE: i. Durchflußerhitzer zum Erhitzen beliabigen Gutes, beispielsweise Milch, mittels .das Gut durchsetzenden elektrischen Stromes oder elektrischer Wechselfelder, bei welchen das Gut zwischen zueinander parallelen,S tromzuführung selektroden oder Elektrodengruppen verschiedener Polarität hindurchfließt, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der Elektroden bzw. Elektrodengruppen .derart gegenüber den übrigen Elektroden bzw. Elektrodengruppen in von diesen gleichbleibendem Abstand verschiebbar ist, daß sich der stromdurchflossene Querschnitt des Gutes zwischen den Elektroden bzw. Elektrodengruppen bei der Verschiebung ändert. z. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb einer rohrförmigen Elektrode, welche als Durchlaufrohr für .das zu behandelnde Gut vorgesehen ist, eine.insbesonderekonzentrisch zu dieser angeordnete zweite, roter- oder stabförmige Elektrode in der Längsrichtung gegenüber der ersten Elektrode verschiebbar ist. 3. Einrichtung nach Anspruch i und a, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zum selbsttätigen Verschieben der verschiebbaren Elektrode .in Abhängigkeit irgendwelcher Betriebsgrößen, z. B. der Endtemperatur des erhitzten Gutes, vorgesehen sind, beispielsweise eine auf die verschiebbare Elektrode einwirkende Verstellspindel. 4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die selbsttätigen Verschiebungsmittel von der Stärke des das Gut durchströmenden elektrischen Stromes abhängig sind. 5. Einrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine solche Augbildung der selbsttätigen Verschiebungsmittel, daß die Verschiebung im Sinne einer Kor<stanthaltung der elektrischen Stromstärke erfolgt. 6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß außer den selbsttätig im Sinne konstanter elektrischer Stromstärke wirkenden E.lektrodenverschiebungsm,itte'ln gleichzeitigMittel wirksam sind, welche in an sich bekannter Weise die in der Zeiteinheit durch die Erhitzereinrichtung hindurchgeführte Massenmenge inAbhän:gigkeit von derTemperatur des Gutes am Austrittsende der Behandlungseinrichtung im Sinne eines gleichbleibenden Temperaturwertes ändern, beispielsweise ein von einem Temperaturmesser gesteuertes Drosselventil. 7. Anwendung der Einrichtung nach Anspruch i bis 6 für Anlagen, in denen der das zu erhitzende Gut zwischen zueinander parallelen Elektroden bzw. Elektrodengruppen durchsetzende elektrische Strom die Form eines hochfrequenten elektrischen Wechselfeldes hat, beispielsweise eines Wechselfeldes von einer Frequenz, welche einer Wellenlänge von weniger als ioo m entspricht. Zur Abgrenzung. des Anmeldungsgegenstandes vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden: deutsche Patentschriften .... Nr. 347 252, 373 905, 411 330.
DES133439D 1938-08-16 1938-08-16 Durchflusserhitzer zum Erhitzen beliebigen Gutes, beispielsweise Milch, mittels das Gut durchsetzenden elektrischen Stromes oder elektrischer Wechselfelder Expired DE747045C (de)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1244338B (de) * 1962-05-24 1967-07-13 Kueckens Alexander Verfahren zur Beseitigung elektrolytischer Effekte bei der Behandlung bzw. Sterilisation organischen Materials mittels Entladung von hochgespannten Kondensatoren

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE347252C (de) * 1922-01-16 Eduard Von Salis Elektrisch beheizter Dampfkessel
DE373905C (de) * 1923-04-17 Siemens Elektrowaerme Ges M B Regeleinrichtung fuer Elektrodenkessel
DE411330C (de) * 1923-01-20 1925-03-13 Allg Elek Citaets Ges Fa Elektrisch beheizter Dampfkessel

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