DE890551C - Elektrodenheizung - Google Patents

Description

• Elektrodenheizung Die Erfindung bezieht sich auf eine Elektro@denheizung und bezweckt eine weitere Vervollkommnung und Vereinfachung der Heizung dieser Art. Bei dieser Heizung ragen, Elektroden, in einen. Elektrolyt hinein, z. B. Wasser, und die Erhitzung erfolgt -durch Stromübergang voni den Elektroden zu einer Gegenelektrode. Bei den bekannten Elektrodenheizungen erfolgt d eRegelung derLeis.tungsaufnahme meist dadurch, -daß -die Elektroden mehr oder weniger in deni Elektrolyt eingetaucht werden. Dazu ist aber erforderlich, daß entweder die Elektroden beweglich sind oder der Spiegel des Elektrolyts verändert werden, kann. Hierzu sind aber besondere Einrichtungen erforderlich.
• Die Erfindung löst die Aufgabe der Regelung der Leistungsaufnahme dadurch, dhß, mehrere an die gleiche Phase angeschlossene und einzeln schaltbare Elektroden vorgesehen, sind. Das hat den Vorteil, d'aß die Regelung der Leistungsaufnahme durch das Zu- und Abschalten .der einzelnen, Elektroden der gleichen Phase erfolgt, so d aß weder eine Bewegung der Elektroden noch eine Veränderung der Höhe des Elektrolytspiegel.s erforderlich ist. Es fallen also, jegliche mechanisch bewegliche Teile fort, wodurch die Elektrodenheizung wesentlich einsfacher und '. betriebssicherer wird.
• Zum Regelre der Leistungsaufnahme kanni erfin--dungs,gemäß eine Schaltwalze dienen, -die die gleiche Stufenzahl hat wie die Elektrüdenanzahl einer Phase. Diese Schaltwalze kann, mit einem Schalter oder Schütz derart gekoppelt sein, daß beim Einschalten der Schaltwalze der Motor einer Umwälzpumpe für den Elektrolyt mit eingeschaltet wird.
• Eine besonders vorteilhafte Bauart der Elektro,d'enheizung ergibt sich gemäß einer weiteren Einzelheit der Erfindung, wenn die Elektroden einer Phase in einem gemeinsamen Isolierrohr untergebracht sind. Es können dann sämtliche Elektroden einer Phase an einer gemeinsamen Flanschplatte durch besondere Stromzuführungen befestigt sein., was den Vorteil hat, daß sämtliche Elektroden einer Phase einfach und leicht entfernt und eingesetzt werden können.
• Weitere vorteilhafte Einzelheiten: der Erfindung sind: im nachfolgenden beschrieben.
• Die Zeichnung veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel der Erfindung.
• Fig. i ist ein Längsschnitt durch die Elektrodenanordnung für eine Phase; Fig. 2 ist ein. Grundriß der Elektrodenan.ordnung nach Fig. i; Fig. 3 ist ein; Querschnitt durch die. gleiche Elektrod'enanord'nung.
• An dem Deckelflansch i, der an dem Gegenflansch 13 eines Elektrodenkess els befestigt ist, sind fünf keramische Durchführungen 2 vorgesehen, die durch Stopfbuchsen 3 festgehalten; werden. In den keramischen Durchführungen 2 sind keramische Isolierrohre q., 5, und in diesen Stromzuführungsstangen 6 für die Elektroden a, b, c, d, e durchgeführt. An den vier unteren Elektroden a, b, c, d sind seitliche Zungen 7 angebracht, die durch Muttern 8 mit den Stromzuführungsstangen 6 verschraubt sind. Die Elektroden a, b, c, d, e sind vom, keramischen Isolierscheiben 9 umgeben. Die unterste keramische Scheibe hat einen rohrförmigen. Ansatz io: Ein Teil der keramischen Scheiben 9 besitzt Radialschlitze 16, die von der Rohrmitte ausgehen und. zum Einführen der Stromzuführungsstangen 6 dienen. In den keramischen Scheiben 9 können außerdem weitere Aussparungen, Kanäle oder Bohrungen 15 vorgesehen. sein. Für die Elektrodenregelung ist ein nicht veranschaulichter Anlaßschalter, beispielsweise eine Schaltwalze, vorgesehen, die vorzugsweise in Kesselnähe, möglichst sogar in der gleichen Höhe wie die Anschlüsse am Elektrod'enfl,ansch sitzt, weil dann die Verbindiuigsleitungeni zu den, Anschlüssen der Elektroden am kürzesten sind. Am Elektrodenflansch können Ösen angebracht sein, mittels deren der Flansch mit den, Elektroden gemeinsam aus dem Kessel gezogen und: wieder eingesetzt werden kann,.
• Am unteren Kesselkörper sind die von der Umwälzpumpe zu den Elektroden führenden Verteilerrohre 14 so angeordnet, d'aß sie inc ,das Isolierrohr hineinragen und als Gegenelektrode dienen.
• Um ein schnelleres Ausbauen und Wiedereinsetzen des Elektrodenheizkörpers zu erzielen., kön: neu die äußeren Anschlußenden der Stromzuführungsstangen als Steckerstifte ausgebildet und die Zuleitungen vom Netz mit je einer Gerätesteckdose versehen sein. Hierdurch wird das Aus-wechseln eines Elektrodenheizkörpers sehr einfach.
• Bei demveranschaulichten Beispiel sind fünf übereinander angeordnete, an gleicher Phase liegende Regelelektroden vorgesehen:, die alle feststehend sind. Es kann auch jede beliebige andere Anzahl gewählt werden. Die vier unteren Elektroden sind ringförmig, so, daß der aufsteigende Elektrolyt hindurchfließen und dabei die Elektroden allseitig kühlen kann. Nur die oberste Elektrode c ist nicht hohl, da sie für die geringste Regelleistung bestimmt ist.
• Die Elektroden. sind von aufeinandergestapelten keramischen Isolierscheiben beliebiger Gestalt umgeben, deren innere zentrale Bohrung kreisrund ist und die innerhalb, des: Stapels von unten nach oben absatzweise oder stetig immer kleiner im Durchmesser sein kann. Durch .die absatzweise Verringerung der inneren öffnung des keramischen Rohres, das aus den keramischen; Scheiben gebildet ist, findet von Absatz zu Absatz eine stärkere Widerstandszunahme -der abgetrennten Elektrolytsäule statt, so daß die Leistungsaufnahme der verschiedenen Elektroden vom, unten nach oben immer geringer wird. Die keramischen Scheiben oberhalb der oberen Elektroden haben den kleinsten nutzbaren Elektrolytquerschnitt; die darin abgetrennte Elektrodytsäule hat -.demnach einen viel höheren Widerstand als die weiter unten befindliche abgetrennte Elektrolytsäule. Hiermit wird erreicht, d@aß von der oberen Regelelektrode aus ein nennenswerter Strom nach den oberen geerdeten Kesselteilen nicht fließen kann.
• Der untere keramische Ring hat einen rohrfürmigen: Ansatz, der durch die Haltekonstruktion hindurchgeführt ist und: als Stützauflage dient.
• In den Isolierscheiben sind für die Durchführung der Stromzuführungs-stangen, von der Mitte ausgehend, Schlitze vorgesehen., so daß sämtliche Elektroden mittels der Flansch.platte gemeinsam aus dem Elektrod enkessel gezogen werden können:. Bei Verwendung von. Hochleistungselektroden, die vermöge ihrer großen@ Oberfläche eine geringe spezifische Belastung haben, und infolge des Durchströmenis des Elektrolyts durch die Elektroden wird ihre- Überlastung vermieden.
• Da die Leistung der Elektroden vom. unten nach oben: immer kleiner ist, kann auch die Oberfläche der Elektroden immer geringer sein, so daß die kleinste Elektrode oben sitzt und die anderen unten an der Oberfläche immer größer werden, wobei die spezifische Belastung diieselbe bleibt.
• Um die- bei Hochleistungselektrod'en sich stärker bildenden Dampfblasen schneller von den Elektroden zu entfernen, ist bei größerenLeistungen zur Unterstützung des natürlichen Elektrolytumlaufs eineUmwälzpumpe vorzusehen. DieZulaufrohre der Pumpe können dabei in die keramische Säule hineinragen. und, als Gegenelektrode dienen.
• Die untere Elektrode dient vornehmlich zum Anheizen des kalten: Elektrolyts, wenn: der Kesselinhalt neu angeheizt werden muß. Die Einstellung dieser Anheizelektrode zur Gegenelektrode richtet sich nach dem örtlichen Kaltohmwert, der sehr schwankt und der von- Fall zu Fall vorher bestimmt werden muß. Die übrigen Elektroden sind auf den warmen Ohmwert des Elektrolyts. eingestellt.
• Für die Leistungsregelung bei dem veranschaulichten Beispiel ist ein nicht gezeigter fünfstufiger Anlaßschalter in Gestalt einer Schaltwalze vorgesehen, bei dem die Stufenschaltung ohne Stromunterbrechung und somit ohne Funkenbildung erfolgt. Die Abschaltung vom Netz kann durch einen Überstromausschalter erfolgen, der selbsttätig den Stromkreis unterbricht, sobald dieGesamtleistungsaufnahme den eingestellten Maximalwert überschreitet.
• Das Abschalten des Überstromausschalters kann außerdem durch ein akustisches oder optisches Signal angezeigt werden.
• Die keramischen Scheiben können. kragenförmige Ansätze besitzen, mit denen: sie die benachharte Scheibe passend umgreifen, so daß ein völlig dicht abschließendes keramisches Rohr entsteht.

Claims (7)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Elektradenheizung,dadurchgekennzeichn.et, daß mehrere an die gleiche Phase angeschlossene und einzeln schaltbare Elektroden vorgesehen sind.
2. 2. Elektrod:enheizung nach Anspruch i, dadurch .gekennzeichnet, daß die Elektroden einer Phase übereinander angeordnet und durch seitlich an ihnen angebrachte Stromzuführungen an einer gemeinsamen Fla:nschplatte befestigt sind.
3. 3. Elektrodenheizung nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß de Elektroden einer Phase bei gleicher spezifischer Belastung verschieden große Oberflächen, also, auch verschiedene Leistungsaufnahmen besitzen. .
4. 4. Elektrodenheizung nach Anspruch 2 oder 3_ dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden einer Phase in ihren Leistungen: von unten, nach oben abgestuft sind, z. B. abnehmen.
5. 5. Elektrodenheizun,g nach einem der Ansprüche 2 bis, 4, d,adurch'gekennzeichnet, daß die Anschdußenden der Stromzuführungen der Elektroden einer Phase als Steckerstifte ausgebildet sind und der Gerätesteckdosen.teil an. der Netzstromzuleitung angebracht ist.
6. 6. Elektrodenheizung nach einem der Anspräche i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Regelung,der Leistungsaufnahme der Elektroden einer Phase eine Schaltwalze vorgesehen ist, die die gleiche Stufenzahl wie die Elektradenanzahl hat.
7. 7. Elektradenheizung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaft-walze mit einem Schalter oder Schütz derart gekoppelt ist, daß beim Einschalten der Schaltwalze der Motor einer Umwälzpumpe mit eingeschaltet wird, die den Elektrolyt umwälzt. B. Elektrodenheizun:g nach einem der Ansprüche i bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden einer Phase in: einem gemeinsamen: Isolierrohr untergebracht sind. 9. Elektradenheizung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr aus einzelnen übereinandergeschichteten. Isolierscheiben, z. B. aus einem keramischen Stoff od. dgl., beliebiger Gestalt besteht. io. Elektrodenheizung nach Anspruch 8 oder 9, .dadurch gekennzeichnet, daß der Innendurchmesser des Isolierrohres entsprechend der Leistungsaufnahme der einzelnen: Elektroden einer Phase abgestuft ist. ii. Elektrodenheizun:g nach Anspruch io, d'ad'urch gekennzeichnet, daß der Rohrinnendürchtnesser mit der Leistungsaufnahme der umschlossenen Elektroden wächst. 12. Elektrodenheizung nach einem. der Anspräche 9 bis i i, :dadurch gekennzeichnet, daß die Scheiben kragenförmige, die benachbarte Scheibe passend umgreifende Ansätze besitzen. 13- E.lektrodenheizung nach einem der Anspräche 8 bis i2, dadurch gekennzeichnet, daß eine E.lektrodytumwälzpumpe vorgesehen, ist, deren Zulaufrohre in die Isolierrohre hineinragen, und. als Gegenelektroden dienen. 14. Elektrodenheizung nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet., diaß in dem Isolierrohr Längsbohrungen zur Aufnahme der Elektroden:stromzuführungen vorgesehen sind, die mit der Rohrmitte durch Schlitze verbunden sind, und die Stromzuführungen mit den Elektroden. durch an, diesen vorgesehenen Zungen, verbunden sind, die sich in den Schlitzen befinden. 15. Elektrodenheizung nach einem der Anspräche 8 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Isolierrohr weitere längs durchlaufende Kanäle oder Bohrungen vorgesehen sind. 16. Elektrodenheizung nach einem der Ansprüche i bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden ringförmig sind: und in. einem zylindrischen Isolierrohr von Stromzuführungss:tangen übereinander zentral getragen werden, die in kreisförmig angeordneten. Bohrungen des Isolierrohres sitzen.