DE839983C - Elektrokessel - Google Patents

Description

• Elektrokessel Die Erfindung bezieht sich auf einen Elektrokessel, bei dem der Heizstrom durch Flüssigkeit geleitet wird, welche aus mindestens einer Öffnung mit Überdruck gegen einen im Dampfraum befindlichen, mit einem Pol einer Stromquelle verbundenen elektrischen Stromleiter ausströmt. Dabei ist der Kessel und damit das in diesem befindliche Wasser mit dem anderen Pol der Stromquelle elektrisch leitend verbunden. Der erfindungsgemäße Kessel besitzt einen beweglichen Schirm, mittels dessen zur Einstellung der Kesselleistung mindestens ein Teil der in den Dampfraum ausströmenden Flüssigkeit vor dem Auftreffen auf den Stromleiter abgelenkt werden kann.
• Es ist bekannt, zwecks Regulierung der Leistung bei Elektrokesseln mit durch Flüssigkeitsstrahlen geleitetem Heizstrom die Zahl der austretenden Flüssigkeitsstrahlen zu verändern, und zwar dadurch, daß der in einem Strahlaustrittsgefäß flüssigkeitsbenetzte Raum mittels eines Kolbens oder durch Druckveränderung in der Pumpe und entsprechender Höhenänderung der Flüssigkeitssäule geändert wird. Im ersten Fall sind die Absperrorgane der einzelnen Ausflußöffnungen und diese selbst der Gefahr von Kesselsteinablagerungen ausgesetzt. Im zweiten Fall sind die am höchsten gelegenen und daher dem geringsten Überdruck ausgesetzten Ausflußöffnungen oder Teile derselben einem derart geringen Druck ausgesetzt, daß die Geschwindigkeit der austretenden Wasserstrahlen gegenüber den aus den tiefer liegenden Öffnungen austretenden Strahlen klein ist, so daß diese Strahlen sich in einer bestimmten Zone überschneiden und gegenseitig stören und zudem beim Auftreffen auf die Elektroden eng aneinandergerückt sind, so daß örtlich große Stromdichten entstehen, die das Elektrodenmaterial angreifen und Kesselsteinablagerungen verursachen.
• Mit der Erfindung ist es möglich, diese Nachteile zu vermeiden. Eine beispielsweise Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes ist in der Zeichnung dargestellt, und zwar zeigt Fig. i einen Elektrokessel in einem AYialschnitt, schematisch, Fig. 2 eine Einzelheit in einem Schnitt und in größerem Maßstabe, Fig. 3 die Elektrode im Längsschnitt, Fig. 4 dieselbe im Querschnitt nach der Linie 1-I von Fig. 2, Fig. 5 und 6 Querschnitte von anderen Elektroden nach der Erfindung.
• Im Kessel i sind ein oder mehrere als Elektroden 2 ausgebildete Stromleiter eingebaut, welche in den Dampfraum 3 des Kessels hineinragen. Mittels der in den untern, flüssigkeitsbenetzten Teil des Kessels i eingebauten und von der Flüssigkeit 4 umgebenen Umwälzpumpe 5 wird Flüssigkeit durch die Leitung 6 in das Strahlaustrittsgefäß 7 gefördert. Das Gefäß 7 ist mit den übereinandergestaffelten Düsen 8 ausgerüstet, welche in die Richtung zu den Elektroden 2 weisen. Das Strahlaustrittsgefäß 7 ist mit einer Überlaufleitung 18 verbunden, die mit einer Entlüftungsöffnung 22 ausgerüstet ist. Durch die Leitung 18 fließt die von der Pumpe 5 im Überfluß geförderte Flüssigkeit in den untern Teil des Kessels i zurück und gewährleistet in dem Gefäß 7 eine konstante statische Druckhöhe. Die Leitung 6 und das Strahlaustrittsgefäß 7 sind vom Ablenkschirm g umgeben, der mit Führungsringen io, ii an der Leitung 6 und am Gefäß 7 geführt ist. An den Ablenkschirm g bzw. an dessen Führungsringe, io, ii ist das Regelgestänge 12 angelenkt und mit dem Kurbelgestänge 13 verbunden, dessen Regulierwelle 14 aus dem Kessel herausführt und mit einem Hebel für Handverstellung oder mit einem Motor (in der Zeichnung nicht dargestellt) verbunden ist. Unterhalb der Elektrode 2 ist ein mit dem Kessel i verbundenes, als Gegenelektrode wirkendes Sieb 15 angeordnet.
• Gemäß Fig. 2 sind die Düsen 8 in den Mantel des Strahlaustrittsgefäßes 7 eingesetzt und erstrecken sich ins Innere desselben, während sie mit der Außenseite des Gefäßmantels bündig sind. Der Ablenkschirm g ist an seiner obersten Ablenkstelle mit einem in der Strahlrichtung verlaufenden Ablenkstück 16 versehen, das mit einer den Strahl spaltenden Schneide 17 ausgerüstet ist. An der den Düsen 8 abgewandten Seite besitzt das Ablenkstück 16 eine herausragende Ablaufkante ig, welche verhindert, daß der über das Ablenkstück 16 strömende Strahlteil 20' gestört wird.
• Die durch die Pumpe 5 im Überschuß durch die Leitung 6 dem Gefäß 7 zugeleitete Flüssigkeit füllt dasselbe und strömt zuhi Teil durch die Düsen 8 aus, während ein Überschuß durch die Überlaufleitung 18 abgeleitet wird und eine gleichbleibende statische Druckhöhe im Gefäß 7 gewährleistet. Die Flüssigkeitsstrahlen 2o treffen auf die Elektrode 2 und schließen einen Stromkreis. Von der Elektrode 2 fällt die Flüssigkeit auf das Sieb 15 und schließt einen zum ersten parallelen Stromkreis. Dadurch wird die Flüssigkeit erhitzt und zum Teil verdampft. Je nach der Regelstellung des beweglichen Schirmes g wird eine gewisse Anzahl Strahlen 2o nach Verlassen der Düsen 8 an der Innenwand des Schirmes g auftreffen und direkt an dieser entlang ohne Stromdurchgang in die Flüssigkeit 4 zurückgeleitet. Die auf die Elektrode 2 auftreffenden Strahlen 20 strömen an dieser entlang abwärts und fallen auf die Gegenelektrode 15 und von dieser beruhigt und ohne Stromdurchgang in die Flüssigkeitssäule 4 zurück.
• Beim Regeln der Heizleistung durchschneidet der Schirm g auf seinem Weg eine entsprechende Anzahl Flüssigkeitsstrahlen 20, wobei jeweils der oder die im Bereiche der Schneide 17 austretenden Flüssigkeitsstrahlen gemäß Fig. 2 gespalten und der untere Strahlteil in Richtung des Pfeiles 21 auf der Innenseite des Ablenkschirmes g abgeleitet und der obere Strahlteil über das Ablenkstück 16 der Elektrode 2 zugeführt wird. Die am Ablenkstück 16 vorgesehene Ablaufkante ig verhindert die Auflösung dieses Strahlteils und darauf zurückzuführende Störungen im Stromdurchgang, die zu Funkenbildung und Überschlägen Anlaß geben. Dadurch ist es ohne Gefahr von Betriebsstörungen möglich, die Regulierung nicht nur sprunghaft, also mit Regelstellungen, bei welchen das Ablenkstück 16 jeweils nur zwischen den Strahlen 2o stillgesetzt wird, sondern auch kontinuierlich durchzuführen, bei welcher das Ablenkstück 16 an beliebiger Stelle, also auch innerhalb von Flüssigkeitsstrahlen 20 zu liegen kommt.
• Anstatt die Austrittsöffnungen am Strahlaustrittsgefäß 7 als Düsen 8 auszubilden, wäre es möglich, Schlitze vorzusehen, die praktisch achsparallel zum Gefäß angeordnet sind und überdies mit einem ins Innere des Gefäßes 7 vorragenden konischen Einlauftrichter ausgerüstet sein könnten. Bei mit bestimmter gleichbleibender Druckhöhe fördernder Umlaufpumpe 5 könnte in gewissen Fällen auf die Überlaufleitung 18 verzichtet werden.
• Gemäß Fig.3 und 4 weist die Elektrode 2 eine Prallplatte 23 auf, die zwei im Winkel zueinander stehende Flügel besitzt, deren Rücken 23' gegen die anströmenden Flüssigkeitsstrahlen 20 gerichtet ist. Die Prallplatte 23 ist in einem gewissen Abstande mit einem Leitschirm 24 umgeben, welcher die von den Flügeln abspritzende Flüssigkeit auffängt.
• Die auf die Prallplatte 23 auftreffenden Strahlen 2o werden in Richtung der Pfeile 25 bzw. 26 auf die der Auftreffstelle entgegengesetzte Seite der Platte 23 gelenkt. Die in Richtung der Pfeile 25 strömende Flüssigkeit trifft hierbei mit der in Richtung der Pfeile 26 strömenden Flüssigkeit im Raum 27 zusammen, prallt an der Platte 23 an und fließt an dieser entlang abwärts. Durch diese allseitige Umspülung wird die durch den elektrischen Strom sich erwärmende Prallplatte 23 zusätzlich gekühlt. Die Flüssigkeit fällt schließlich ifi den Sammelraum 28, welcher mit Hilfe des Verbindungsbleches 29 und des Bodens 3o vom Schirm 24 gebildet ist. Im Boden 3o sind Bohrungen 31 vorgesehen, durch welche die Flüssigkeit beruhigt und ohne Stromdurchgang abströmen kann. Die von den Düsen 8 auf die Prallplatte 23 gelangenden Flüssigkeitsstrahlen 2o schließen einen Stromkreis. Beim Übergang von der Prallplatte 23 auf die Gegenelektrode 15 wird ein hierzu paralleler Stromkreis geschlossen. Dadurch wird die Flüssigkeit erhitzt und zum Teil verdampft.
• Die Prallplatte 32 in Fig. 5 ist eben ausgebildet und größtenteils vom Leitschirm 33 mit allseitigem Abstand derart umgeben, daß die Strahlen 20 ungehindert an die Platte 32 anströmen können. Auf der Prallplatte 32 teilt sich die Flüssigkeit, wobei der eine Teil in Richtung der Pfeile 34 und der andere Teil in Richtung der Pfeile 35 auf die hintere Seite der Prallplatte 32 gelatrgen und dieselbe von hinten anströmen, worauf die Flüssigkeit an dieser entlang nach unten fällt. Zwecks Vereinfachung der Herstellung besteht der Schirm 33 aus zwei symmetrischen Teilstücken, die an der Stelle 36 gebogen und zusammengeschweißt sind.
• In Fig. 6 weist die Prallplatte 37 einen gebogenen Querschnitt auf, wobei die Flüssigkeitsstrahlen 2o auf ihre konvexe Fläche auftreffen. Der zweiteilige Leitschirm 38 umhüllt die Prallplatte 37, und er ist an der Stelle 39 nach einwärts gebogen und zusammengeschweißt. Wie bei den Ausführungsformen nach Fig. 4 und 5 strömen die Flüssigkeitsstrahlen 20 in zwei Teilen in Richtung der Pfeile 40 und 41 auf die Rückseite der Platte 37 und fallen dieser entlang nach abwärts. Die Prallplatten 32 und 37 und die Leitschirme 33 und 38 können über ihre Länge gleichbleibende oder veränderliche Querschnitte aufweisen.
• Es ergibt sich tr. a. der Vorteil, daß bei Zerstörungen an den Elektroden nur der herstellungstechnisch einfache Prallkörper ausgewechselt werden muß. Der Leitschirm ist den auf den Stromdurchgang zurückzufülirenden Zerstörungen praktisch nicht unterworfen. Auch wird durch die Erfindung die Isolation verbessert, indem für einen bestimmten Elektrodenabstand bzw. einen bestimmten Abstand der Prallkörper der Abstand zwischen dem zentralen Behälter und dein ihm zugewandten Teil des Leitschirmes größer sein kann als bei den bekannten Ausführungen.

Claims (6)

1. PATE\TANSPRCCHE: i. Elektrokessel, bei dem der Heizstrom durch Flüssigkeit geleitet wird, welche aus mindestens einer Öffnung mit Überdruck gegen einen im Dampfraum befindlichen elektrischen Stromleiter ausströmt, gekennzeichnet durch einen beweglichen Schirm, mittels dessen zur Einstellung der Kesselleistrmg mindestens ein Teil der in den Dampfrawu ausströmenden Flüssigkeit vor dem Auftreffen auf den Stromleiter abgelenkt werden kann.
2. 2. Elektrokessel nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das mit Öffnungen versehene Strahlaustrittsgefäß (7), aus welchem die Flüssigkeit in den Dampfraum ausströmt, innerhalb des Dampfraumes angeordnet ist.
3. 3. Elektrokessel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Strahlaustrittsgefäß zylindrisch ausgebildet und mit einer der Flüssigkeitszufuhr dienenden Leitung (6) verbunden ist.
4. 4. Elektrokessel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Strahlaustrittsgefäß mit einer Überlaufleitung (18) ausgerüstet ist.
5. 5. Elektrokessel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die am Strahlaustrittsgefäß vorgesehenen Öffnungen als Düsen (8) ausgebildet sind.
6. 6. Elektrokessel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ablenkschirm gleichachsig mit dem Strahlaustrittsgefäß um dieses herumgelegt ist. -7. Elektrokessel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ablenkschirm mit einem Regelgestänge verbunden ist, mittels dessen seine Verschiebung entlang dem Strahlaustrittsgefäß bewirkt wird. B. Elektrokessel nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Regelgestänge als Kurbeltriebwerk ausgebildet ist, das über eine außerhalb des Kessels führende Welle (14) angetrieben wird. g. Elektrokessel nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Ablenkschirm an der obersten Ablenkstelle mit einem in der Strahlrichtung verlaufenden Ablenkstück versehen ist. io. Elektrokessel nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Ablenkstück mit einer den Strahl spaltenden Schneide (17) versehen ist. i1. Elektrokessel nach Anspruch io, dadurch gekennzeichnet, daß das Ablenkstück der Schneide gegenüber mit einer ausragenden Ablaufkante (i9) ausgerüstet ist. 12. Elektrokessel nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsen ins Innerh des Strahlaustrittsgefäßes hineinragen. 13. Elektrokessel nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsen mit der Außenwand des Strahlaustrittsgefäßes bündig sind. 14. Elektrokessel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen des Strahlaustrittsgefäßes als Schlitze ausgebildet und praktisch achsparallel zum Gefäß angeordnet sind. 15. Elektrokessel nach Anspruch i, dessen im Dampfraum befindliche Elektrode mit einem Prallkörper versehen ist, gegen den zur Bildung eines Heizstromkreises Flüssigkeit strömt, dadurch gekennzeichnet, daß der Prallkörper von einem Leitschirm bis auf einen Durchtritt für die von einer außerhalb des Schirmes befindlichen Gegenelektrode strömende Flüssigkeit derart umschlossen ist, daß der Schirm im Querschnitt an allen Stellen vom Körper getrennt angeordnet ist und der vom Prallkörper abgelenkte Flüssigkeitsstrom vom Leitschirm aufgefangen und im Innern desselben abgeleitet wird. 16. Elektrokessel nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Leitschirm so ausgebildet und zum Prallkörper angeordnet ist, daß die von dem Körper abströmende Flüssigkeit um den Körper herum gegen den der Rückseite des Pzallkörpers gegenüberliegenden Teil des Leitschirmes abgelenkt wird. 17. Elektrokessel nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Prallkörper und der Leitschirm senkrecht angeordnet sind. 18. Elektrokessel nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Prallkörper und der Leitschirm in zur Mittelachse des Kessels geneigter Richtung angeordnet sind. i9. Elektrokessel nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Prallkörper als ebene. Platte ausgebildet ist. 2o. Elektrokessel nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Prallkörper stabförmig ist. 21. Elektrokessel nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Prallkörper aus zwei in einem Winkel zueinander stehenden Platten besteht, deren Rücken gegen die anströmende Flüssigkeit gerichtet ist. 22. Elektrokessel nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Prallkörper als Platte mit gebogenem Querschnitt ausgebildet ist, welche auf ihrer konvexen Seite von der Flüssigkeit beaufschlagt wird. 23. Elektrokessel nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Leitschirm auf der geschlossenen Seite derart ausgebildet ist, daß die vom Schirm aufgefangene Flüssigkeit gegen die der Gegenelektrode abgewandte Seite des Prallkörpers gelenkt wird. 24. Elektrokessel nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das untere Ende des Schirmes als Sammelraum ausgebildet und mit Ausflußöffnungen versehen ist. 25. Elektrokessel nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Leitschirm zweiteilig ausgebildet ist und die Ränder, mit denen die beiden Teile aneinandergefügt sind, in der Richtung gegen den Prallkörper gebördelt sind.