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Elektroden-Dampfkessel Es gibt verschiedene Arten von Elektroden-Dampfkesseln,
die alle gemeinsam haben, daß die elektrische Heizenergie unmittelbar durch die
zu verdampfende Flüssigkeit hindurchgeführt wird. Die Verdampfung ist die Folge
der im Flüssigkeitswiderstand erzeugten Stromwärme. Der Flüssigkeitswiderstand ist
wieder abhängig von der Oberfläche der Elektroden und dem Abstand derselben voneinander
sowie von der Leitfähigkeit des Elektrolyten. Die Leitfähigkeit des Elektrolyten
kann durch Zusätze von Salzen dem Betrieb angepaßt werden, falls das Wasser von
Natur. aus nicht genügende Leitfähigkeit hat. Da die Zusätze an Salzen oft von ungelernten
Arbeitern beigefügt werden, ist die Leitfähigkeit des Elektrolyten sehr verschieden.
Schaltet man einen Elektrodenkessel z. B. mit übersättigter Flüssigkeit ein, dann
erreicht die Strommenge ein Mehrfaches des Nennstromes, so daß starke Stromstöße
hervorgerufen werden.
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Um den Stromstoß zu vermeiden oder zu verringern, gibt es verschiedene
Bauarten, z. B. Vorschalten von Widerständen, das Heben und Senken des Flüssigkeitsspiegels
und
andere Mittel. Die bekannten Ausführungen weisen meist ein verwickeltes Getriebe
auf.
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Die Erfindung bezweckt, den Stromstoß, der zuweilen gefährliche Größen
annehmen kann, zu vermeiden. Dies wird dadurch erreicht, daß die die Elektroden
umgebenden Isolierglocken abhebbar sind. Dadurch wird die Elektrode so weit abgedämmt,
daß sie nur so viel Strom aufnimmt, als dem jeweiligen Wasserquerschnitt, den die
Glocke einschließt, entspricht. Man teilt also von dem Elektrolyten eine kleine
Menge durch eine Glocke ab und läßt aus einem kleinen, je nach Bedarf einstellbaren
Schlitz so viel Strom von einem Pol zum anderen fließen, daß niemals ein plötzlicher
Stromstoß und damit gefährliches Anschwellen der Belastung möglich wird. Jede Elektrode
erwärmt sich dabei und bildet mit der Zeit Dampfbläschen, die hochsteigen und die
Glocke anheben. Durch Aufsteigen der Glocke wird die Elektrode frei, die Strommenge
nimmt zu und erwärmt die umliegende Flüssigkeit. Die Glocke-steigt dann bis zu ihrem
Anschlag nach oben.
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Die Flüssigkeit wird jetzt sehr schnell erhitzt und verdampft. Sobald
der gewünschte Dampfdruck erreicht ist, wird der Elektrolyt aus dem Kessel in ein
Aufnahmegfäß gedrängt. Dadurch sinkt die Isolierglocke soweit herunter, als Strommenge
notwendig ist, um den Wärmebedarf zu decken.
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Nach dem Abschalten der Elektroden sinkt der Dampfdruck, und die Flüssigkeit
kommt aus dem Aufnahmegfäß in den Dampfkessel zurück. Gleichzeitig schlägt sich
der Dampf in den Isolierglocken nieder. Diese füllen sich wieder mit der Flüssigkeit,
so daß sie wieder in ihre Grundstellung absinken.
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Es ist an sich bekannt, bei Flüssigkeitserhitzern die Wärmequelle
durch eine abhebbare Glocke gegen den übrigen Flüssigkeitsraum abzugrenzen. Durch
# die Dampfblasen bzw. die erwärmte Flüssigkeitsmenge wird bei der bekannten Einrichtung
ebenfalls eine Glocke, die in begrenzten Führungen beweglich ist, angehoben und
gibt den Zutritt der übrigen Flüssigkeitsmenge zu der Heizquelle frei. Eine Regelung
der zum Erhitzen der Flüssigkeit dienenden Strommenge findet bei der bekannten Einrichtung
nicht statt. Ebensowenig tritt das Problem der Vermeidung oder Verringerung eines
Stromstoßes beim Bekannten auf.
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Die Zeichnungen stellen verschiedene Ausführungsformen dar, und zwar
ist Abb. i ein OOuerschnitt durch einen Kessel der ersten Form; Abb. 2 ist die zugehörige
Draufsicht; Abb. 3 zeigt den Querschnitt eines Kessels mit anderer Führung, Abb.
.4 eine Draufsicht auf Abb. 3 ; Abb. 5 zeigt den Querschnitt eines Kessels mit zusammengefaßten
Elektrodenglocken; Abb. 6 ist eine Draufsicht auf den Kessel nach Abb. 5 ; Abb.
7 zeigt eine Ausführung als Kochkessel; Abb. 8 bis io zeigen verschiedene Ausführungen
der Elektrodenglocken im Grundriß und im Schnitt bzw. Ansicht; Abb. i i zeigt eine
weitere Ausführung eines Kessels, bei dem die Elektroden oben befestigt sind; Abb.
12 ist der zugehörige Grundriß, teilweise im Schnitt.
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Bei der Ausführungsform nach den Abb. i und 2 ist der Kessel mit i
bezeichnet und die in ihm enthaltene elektrisch leitende Flüssigkeit mit 2. In diese
Flüssigkeit tauchen von unten die Elektroden 3, über denen glockenartige Gehäuse
q. hängen, die aus einem isolierenden Stoff hergestellt sind. Diese Glocken .I werden
durch Führungsstangen 5 geführt, im vorliegenden Falle deren je drei, von denen
zweckmäßig je eine oben bei 6 umgebogen ist, um einen Anschlag für die Glocke :I
zu bilden.
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Eine weitere Führung für jede Glocke .I ist durch eine auf der Elektrode
3 sitzende Scheibe 7 gebildet, die gleichzeitig die Aufgabe hat, den Dampfweg zu
dem sich in der Glocke bildenden Dampfraum 8 zu drosseln. Dadurch entsteht eine
bremsende Wirkung, die das zu rasche Aufundabgehen der Glocke .4 verhindert. Unten
setzt sich die Glocke unter Belastung eines Durchgangsschlitzes auf ein Isolierstück
9 auf.
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Durch ein Rohr io, das mit dem Ventil oder Hahn i i versehen ist,
kann der über der Flüssigkeit stehende Raum des Kessels i entlüftet werden bzw.
Dampf entnommen werden. Der beim Betrieb verdrängte Elektrolyt gelangt in bekannter
Weise durch eine Leitung 12 in einen Aufnahmebehälter 13, wobei noch in der Leitung
12 ein Ablaßhahn 14 vorgesehen sein kann.
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Da zunächst alle Glocken .4 sich in der tiefsten Lage befinden, so
wird beim Einschalten des Stromes jede Elektrode so weit abgedämmt, daß sie nur
so viel Strom aufnimmt, als dem jeweiligen Flüssigkeitsquerschnitt der Glocke entspricht.
Allmählich sammeln sich in der Glocke dann Dampfbläschen an, die die Glocke in die
Höhe treiben, wodurch nach und nach die ganze Elektrode frei wird und die Menge
des Stromes zunehmen kann. Schließlich steigen die Glocken bis zu ihrem oberen Anschlag
6. Wenn der gewünschte Dampfdruck erreicht ist, so drängt er die Flüssigkeit durch
das Rohr 12 in den Aufnahmebehälter 13, und die Isolierglocken sinken dann so weit
herunter,
als Strommenge notwendig ist, um den Wärmebedarf zu decken.
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Wird der Strom ausgeschaltet, so sinken die Glocken allmählich wieder
in ihre tiefste Lage zurück, wobei sie sich mit Flüssigkeit füllen, und auch die
in dem Behälter 13 verdrängte Flüssigkeit tritt wieder in den Kessel i zurück.
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Bei der Ausführungsform nach den Abb. 3 und 4 ist die Anordnung im
wesentlichen die gleiche, nur ist hier an Stelle der Führungsstäbe 5 über jeder
Glocke 4 eine besondere Glocke 15 fest mit dem Kessel i verbunden oder sonstwie
befestigt. Diese Glocken 15 sind so «veit, daß sie für die Glocken 4 als Führungen
dienen können. Der Luft- bzw. Dampfraum in diesen Glocken 15 dient gleichzeitig
dazu, eine zusätzliche Dämpfung der Bewegung der Glocken 4 zu erzielen. ' Bei der
Ausführungsform nach den Abb. 5 und 6 ist eine größere gemeinsame Glocke 16 vorgesehen,
die an ihrem Umfang in so viel kleinere Glocken 4 unterteilt ist, als Elektroden
3 vorhanden sind. Die kleinen Glocken 4 stehen durch die zweckmäßig regelbar ausgeführten
-Schlitze 17 mit dem mittleren Teil der großen Glocke 16 in Verbindung. Durch
diese Schlitze tritt der Dampf in den mittleren Teil der Glocke ein. Zur Führung
der Glocke 16 ist darüber noch eine Führungsglocke 18 angeordnet, die gleichzeitig
auch der Dämpfung dient.
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Die Ausführungsform nach Abb. 7 zeigt die gleiche Einrichtung, wie
die nach den Abb. 3 und 4, jedoch ist die ganze Anordnung in dem Boden eines Dampfkochkessels
i9 untergebracht.
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Die Abb. 8 zeigt im Grundriß und im Längsschnitt die Anordnung dreier
Isolierglocken 4 für drei Elektroden 3. Durch Stege sind diese Glocken mit einer
Hülse 2i verbunden, die sich auf einem Bolzen 22 führt. Der Bolzen trägt oben und
unten je einen Anschlag, der den Hub der Glocken begrenzt. Der untere Anschlag ist
dargestellt und mit 23 bezeichnet.
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Bei der Ausführungsform nach Abb. 9 sind die einzelnen Glocken 4 unmittelbar
miteinander verbunden. Auch hier ist wieder ein Führungsbolzen 22 vorgesehen, der
ebenfalls mit Höhenbegrenzungen ausgestattet ist.
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Die Abb. io zeigt eine Ausführung, bei der eine mittlere besondere
.Glocke 24 von drei Einzelglocken 4, die den Elektroden 3 entsprechen, umgeben ist.
Die mittlere Glocke 24 führt sich an dem Bolzen 22. Von den Glocken 4 führen Schlitze
17, die gegebenenfalls wieder regelbar sein können, zu der mittleren Glocke
24.
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Die Abb. i i und 12 zeigen schließlich eine Ausführungsform, bei der
die Elektroden 3 von oben her in den Kessel i eingeführt werden. Sie sind unten
wieder von den Glocken 4 umgeben, die sich mit daran befindlichen Hülsen 25 an den
Elektroden 3 selbst führen. Die Elektroden sind oberhalb der Isolierglocke 4 mit
einer isolierenden Schicht überzogen und können nachgestellt werden, um bei Abnutzung
stets eine gleichmäßige Eintauchtiefe zu erreichen.
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Zweckmäßig werden alle Elektroden in dieser Weise mit durch Glocken
gebildeten kleinen Flüssigkeitsräumen umgeben; es können aber auch'nur einzelne
der Elektroden in dieser Weise ausgerüstet sein..
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Der Dampfkessel ist besonders geeignet für Dampfkochkessel, kann aber
auch für Zentralheizungen und andere Dampfkesselanlagen Verwendung finden.