CH100423A - Vorrichtung zum elektrischen Erhitzen von Flüssigkeiten. - Google Patents

Description

  Vorrichtung     zuin    elektrischen Erhitzen von Flüssigkeiten.    Bei rein konzentrischer Anordnung zweier  Metallzylinder als Elektroden bei einem elek  trischen Dampfkessel oder     Warmwassererzeu-          ger    ergibt sieh, analog     eiriem        konzentrisehen     Kabel, das in     Fig.   <B>1</B> gestrichelt gezeich  nete     Stromlinienbild.    Die Stromfäden ver  laufen radial vom Innen- zum Aussenzylin  der. Die maximale Stromdichte und somit das  maximale Spannungsgefälle liegt am Innen  zylinder.

   Die Kurve der Volt pro cm in     Fig.   <B>1</B>  (Hyperbel) zeigt die Änderung des Spannungs  gefälles mit wachsender Entfernung vom In  nenzylinder. Die Werte gelten für einen Ra  dius des Innenzylinders     ri        #   <B>1</B> cm, für ein       Radienverhältnis   
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   und für eine Span  nungsdifferenz zwischen den beiden Elektro  den von<B>500</B> Volt. Da für die elektrische  Festigkeitsrechnung nur die Punkte höchster  Beanspruchung bestimmend sind, so ist er  sichtlich,     dass    bei konzentrischer Anordnung  der     Baustoff    (beim Kabel: das     Dielektrikum,     beim elektrischen Dampfkessel: das Wasser)  unwirtschaftlich ausgenützt ist.

   Für ein Ka-         bel,    bei dem es sich nur um Verschiebungs  ströme handelt, genügt die     Kenntnis-der    Volt  pro cm Kurve. Beim Dampfkessel treten<B>je-</B>  doch wirkliche Ströme auf, so     dass        #or    allem  die Kurve der     Leistungsv-erteilung    ermittelt  werden     muss.    Bekanntlich äussert sich beim  elektrischen Dampfkessel bei konzentrischer  Anordnung das Überschreiten der Bruchgrenze  dadurch,     dass    die Belastung am Innenzylinder  so hoch getrieben wird,     dass    ein momentanes  Verdampfen der die Innenelektrode umgeben  den Flüssigkeitsschicht eintritt.

   Aus dem elek  trischen Dampfkessel ist ein     Unterbrecher     geworden, da jetzt ähnliche Verhältnisse als  beim     Wehnelt    und     Simon    Unterbrecher ge  geben sind.  



  Bezeichnet<B>a</B> den Widerstand von<B>1</B>     cem          Wakiser,    so ist die Leistung, die in diesem       cem    in Wärme umgesetzt wird,  
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    Die Kurve der Watt pro     cem    in     Fig.   <B>1</B> stellt  diese Werte dar (für<B>a</B>     #   <B>1000</B> Ohm). Das  Verhältnis der Leistung in     ccm    am Innen-           zylinder    zur Leistung am Aussenzylinder ist  <B>25 : 1</B>     (#        Radienverhältnis    im Quadrat).  Die Bildung der Dampf blasen gestaltet die  Leistungsverteilung noch ungünstiger.

   Diesel  ben entstehen naturgemäss am Innenzylinder  infolge der höheren Watt pro     cem    in weit  grösserer Menge     und    bewirken hier durch       Quersehnittsverminderung    erhöhte     Stroindichte     und damit erhöhtes     Spannungs-    und Leistungs  gefälle. Aus allen diesen Gründen     lässt    sich  bei rein konzentrischer Anordnung die Be  triebsspannung nicht allzu hoch treiben.  



  Die vorliegende Erfindung strebt in, die  Nachteile der rein konzentrischen Anordnung  zu kompensieren. Zu diesem Zwecke wird die  Oberfläche des Aussenzylinders gleich oder  annähernd gleich der des Innenzylinders ge  macht, so     dass    an beiden Elektroden gleiche  Stromdichten auftreten.

   Praktisch     lässt    sich  dies durch Abdecken mit Isolationsmaterial       von    entsprechenden Oberflächenteilen der     Au-          fa'erielektrode    erreichen.     Fig.    2 zeigt ein Aus  führungsbeispiel<B>-</B> a<B>=</B> die Innenelektrode,     bi,     <B>b2,</B>     b3,    b4 sind die für die Stromleitung zur  Verfügung stehenden     Obeiflächenteile    des Au  ssenzylinders, die in ihrer Gesamtoberfläche  <B>=</B> a gehalten sind.

       Cl,        C2,        CS,   <I>C4</I> sind die mit  Isolationsmaterial abgedeckten Teile des     Au.-          ssenzylinders.    Hierdurch wird die gestrichelt  gezeichnete Stromverteilung     _erzielt.    Ebenso  sind für eine     Strömung.2differenz    von<B>500</B> Volt       ri   <B>== 1</B>     ein    und
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   die     charakteristi-          sehen    Kurven von Volt pro cm und Watt  pro     ecin    entwickelt.  



  Ein Vergleich beider Systeme zeigt,     dass     die Maximalwerte der Watt pro     cem    von     Fig.   <B><I>1</I></B>  durch die Anordnung nach     Fig.    2 erst bei  mehr als doppelter Betriebsspannung erreicht  werden. Die Anordnung nach     Fig.    2 nähert  sich so ziemlich dem Idealzustand, bei wel-         chem    sich die Spannung gleichmässig auf die  Strecke zwischen den beiden Elektroden ver  teilt.  



  Zweckmässig wird die     Cs'rundfläche    des die  Flüssigkeit enthaltenden Gefässes ebenfalls  mit Isolationsmaterial bekleidet, so     dass    sich  kein     Nebenschluss    zwischen der Elektrode a  und der metallischen     Grundfläche    bilden kann.  



  Das zur Abdeckung der     Elektrodenfläche     verwendete     Isolationsinaterial    wird     zweek-          mässig    aus solchem Stoff gebildet,     dass    es  gleichzeitig als     Wärmesehutz    dient.

Claims (1)

1. <B>PATENTANSPRUCH:</B> Vorrichtung zum elektrischen Erhitzen von Flüssigkeiten, die selbst den Heizwider- stand bilden, dadurch gekennzeichnet, dass als Elektroden zwei konzentrische Zylinder dienen, wobei zwecks Erzielung günstiger Spannungs- und Leistungsverteilung die wirk same Innenfläche des Aussenzylinders durch Abdecken von Teilen desselben mit Isola tionsmaterial gleich oder annähernd gleich der des Innenzylindlers gemacht ist.

   UNTERANSPRüCHE: <B>1.</B> Vorriehtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, da[.') zur Vermeidung eines die Spannungiverteilung beeinflussenden Nebenscblusses die Grundfläche des Kes sels ebenfalls mit Isolationsmaterial abge deckt ist. 2. Vorrichtung nach Patentanspruch und Un teranspruch,<B>1,</B> dadurch gekennzeichnet, dass das zur Abdeckung der Elektroden- fläche verwendete Isolationsmaterial aus einem Stoff besteht, welcher als Wärme- sehutzmittel dient.