Elektroden-Dampferzeuger mit selbsttätiger Regelung Die Erfindung bezieht sich auf einen mittels Elek troden beheizten Dampferzeuger, speziell für Heiz- und Kochzwecke, mit selbsttätiger Regelung, bei dem der Elektrolyt aus der Elektrodenkammer in ein Auf nahmegefäss verdrängt werden kann.
Es ist eine Handregeleinrichtung von elektrischen Kochgeräten für Elektrodenbeheizung bekanntgewor den, welche in der Verbindungsleitung zwischen dem Elektrodendampfraum und dem Aufnahmegefäss für den Elektrolyt eine Absperr- und Umschaltvorrich tung zur wahlweisen Verbindung des Aufnahmegefä sses entweder mit dem oberen Teil des Elektroden dampfraumes oder mit der Aussenluft hat.
Diese Einrichtung hat sich in der Praxis als sehr unzweckmässig erwiesen, da die manuelle Bedienung äusserst zeitraubend ist. Aus diesem Grunde versuchte man, die Handregulierung durch eine automatische Betätigung zu ersetzen, derart, dass zwischen dem Hauptschalter für den Elektrodenstrom und dem Ab schlussglied in der Verbindungsleitung zwischen Dampf- und Aufnahmeraum eine die öffnung des Verbindungsgliedes nur bei geschlossenem Haupt schalter freigebende Verriegelungseinrichtung ange ordnet ist, und ferner,
dass ein zwischen dem Dampf raum und der Atmosphäre oder einem selbsttätigen Ent- und Belüfter angeordnetes Abschlussglied über eine seine Schliessung erst bei eingelegtem Haupt schalter gestattende Verriegelungseinrichtung mit dem Hauptschalter gekuppelt ist.
Diese Einrichtung ist so kompliziert, dass ihr eine praktische Bedeutung nicht zukommt. Ausserdem ar beitet die Einrichtung sehr träge und ist sehr repara turanfällig.
Die Nachteile der bekannten Ausführungen wer den durch die Erfindung beseitigt, und die Aufgabe wird durch viel einfachere Mittel gelöst, indem erfin dungsgemäss in der Verbindung zwischen dem Elek- trodendampfraum und dem Aufnahmegefäss eine Steuerdrossel vorgesehen und so bemessen ist, dass erst bei Erreichen des Sollwertes des Dampfdruckes in Verbindung mit einem mit dem Aufnahmegefäss verbundenen, auf Druck ansprechenden Steuerventil im Aufnahmegefäss ein Druckabfall erzeugt wird, da durch, dass der Eintrittsquerschnitt der Steuerdrossel kleiner als der sich dann einstellende Austrittsquer schnitt des Steuerventils ist.
Die Vorteile, die sich dadurch ergeben, sind der äusserst einfache Aufbau, das Fehlen sämtlicher be weglicher, von Hand oder elektrisch betätigter Teile, eine äusserst kurze Regelzeit und eine völlig narren sichere Regelung.
Die Zeichnung stellt die Erfindung in einem Aus führungsbeispiel dar, und zwar zeigt: Fig. 1 einen Elektroden-Dampferzeuger schema tisch im Schnitt, Fig. 2 einen Teil des Aufnahmegefässes für den Elektrolyt mit der Steuerdrossel im Schnitt.
Mit 1 ist der Behälter bezeichnet, in dem warmes Wasser oder Speisen gekocht werden. Derselbe wird von dem Elektrodendampfraum 2 umgeben. An der unteren Seite ist für die Aufnahme der Elektroden 3 eine Elektrodenkammer 3a ausgebildet, von der zur Verdrängung des Elektrolyten eine Leitung 4 in ein Aufnahmegefäss 5 zur Aufnahme des Elektrolyten, welches Aufnahmegefäss 5 höher als die Elektroden 3 liegt, mündet.
In der Leitung 4 oder am Boden der Elektrodenkammer 3a befindet sich ein Magnetventil 6, welches bei ausgeschalteten Elektroden 3 geschlos sen ist und bei eingeschalteten Elektroden 3 sich selbsttätig öffnet und offen bleibt. An dem Aufnahme gefäss 5 ist ein Belüftungsventil 7 und ein Steuerven til 8 angeschlossen.
Das Aufnahmegefäss 5 kann mit tels einer Verbindungsleitung mit dem oberen Teil des Elektrodendampfraumes 2 verbunden sein (auf der Zeichnung nicht dargestellt), oder es ist so aus geführt, dass nur die Aussenwand 9 des Elektroden dampfraumes 2 das Aufnahmegefäss 5 vom Elektro- dendampfraum 2 trennt, wie in Fig. 1 dargestellt ist. Hieraus ergeben sich die Vorteile der Unterbringung des Aufnahmegefässes 5 in der Ummantelung des Dampferzeugers, der geringeren Wärmeabstrahlung vom Elektrodendampfraum 2 und des Fortfalls der Verbindungsleitung.
In der Aussenwand 9 befindet sich eine Steuerdrossel 10, die das Aufnahmegefäss 5 mit dem Elektrodendampfraum 2 verbindet. Zur Rei nigung der Steuerdrossel 10 ist eine Öffnung 11a in der bezüglich des Elektrodendampfraumes 2 nach aussen liegenden Wand des Aufnahmegefässes 5 vor gesehen, die bei Nichtgebrauch durch einen Pfropfen 11 verschlossen ist und durch die Verkleidung 12 hin durch zugänglich ist. Die Steuerdrossel 10 kann auch so ausgeführt werden, dass sie durch die Öffnung 11a herausgeschraubt werden kann. Der Elektroden Dampferzeuger weist im übrigen je ein mit dem Elek- trodendampfraum 2 verbundenes Sicherheitsventil 13, Belüftungsventil 14 und Manometer 15 auf.
Die Funktion des Dampferzeugers ist folgende: Nachdem die Elektroden 3 an Spannung gelegt sind, öffnet sich gleichzeitig das Magnetventil 6 selbst tätig, und der in dem Aufnahmegefäss 5 befindliche Elektrolyt fliesst in die Elektrodenkammer 3a. Der Stromanstieg ist stetig und erreicht nach einer gewis sen Zeit seinen Höchstwert. Ein Stromstoss wird da durch vermieden.
Während der Vorkochzeit, das heisst solange der Sollwert des Dampfdruckes noch nicht erreicht ist, befindet sich der Elektrodendampfraum 2 und das Aufnahmegefäss 5 im Gleichgewichts zustand, da jegliche Druckdifferenz durch die Steuer drossel 10 ausgeglichen wird.
Nähert sich der Dampf druck dem Sollwert, dann tritt die Steuerdrossel 10 in Tätigkeit bzw. sie wirkt als Rückkopplungsdüse zur Erregung der Regelschwingung in Verbindung mit dem Steuerventil 8, indem zwischen dem Aufnahme gefäss 5 und dem Elektrodendampfraum 2 eine Druck- differenz hervorgerufen wird.
Der im Aufnahmegefäss 5 verminderte Druck wird durch den grösseren öff- nungsquerschnitt des Steuerventils 8 gegenüber der Steuerdrossel 10 hervorgerufen. Die Steuerdrossel 10 ihrerseits ist so bemessen, dass zwischen ihrem Ein lassquerschnitt und dem Auslassquerschnitt des Steuer ventils 8 eine Relation besteht, die die Schwingungs dauer der Regelung bestimmt.
Zur Erläuterung der Regelschwingung wird noch folgendes ausgeführt: In der Technik bedingen emp findliche Regelvorgänge stets einen Schwingungsvor gang der die Regelung steuernden physikalischen Grö ssen, im vorliegenden Falle des Dampfdruckes und der Stromaufnahme. Solange das Steuerventil 8 nicht an gesprochen hat, bewirkt die Steuerdrossel 10 den Druckausgleich zwischen dem Elektrodendampfraum 2 und dem Aufnahmegefäss 5. Der Elektrolyt befin det sich infolge seines Gewichtes in der Elektroden kammer 3a.
Steigt der Druck über den Ansprech- druck des Steuerventils 8, so wird durch dieses ein wesentlich grösserer Querschnitt, als die Steuerdrossel 10 besitzt, zur Atmosphäre hin geöffnet. Der Druck im Aufnahmegefäss 5 fällt gegenüber dem Druck im Elektrodendampfraum 2 ab, und der Elektrolyt wird jetzt vom Dampfdruck in das Aufnahmegefäss 5 zu rückgedrückt, wobei die Stromaufnahme sinkt. Damit geht gleichzeitig die Dampferzeugung zurück, wodurch wiederum der Druck fällt. Es wird nunmehr der Augenblick kommen, in dem das Steuerventil 8 wieder schliesst.
Die Druckdifferenz zwischen Elektroden dampfraum 2 und Aufnahmegefäss 5 wird geringer, und der Elektrolyt fällt in die Elektrodenkammer 3a zurück, wodurch wiederum der Strom und damit die Dampferzeugung ansteigt. Der als weitere Folge wie der ansteigende Druck öffnet schliesslich wieder das Steuerventil 8, jedoch bereits langsamer, weil auch der Druckanstieg langsamer erfolgt. Das Spiel wiederholt sich so lange, bis sich das Steuerventil 8 so eingestellt hat, dass die Querschnitte des geöffneten Steuerventils 8 und der Steuerdrossel 10 gleich gross sind.
Würde die Steuerung nicht durch eine Schwingung geregelt, so würde der Gebrauchswert des vorbeschriebenen Elektroden-Dampferzeugers erheblich herabgesetzt, weil die Regelzeiten sonst zu lang werden.
Die beschriebene Schwingung des Druckverlaufs stellt eine Regelschwingung dar, weil durch sie die Regelung gesteuert wird.
Sobald zwischen der elektrischen Leistungsauf nahme und der Wärmeabgabe an das Kochgut ein Ausgleichzustand eingetreten ist, hört die Schwingung auf. Wird zum Beispiel im Kessel 1 kaltes Wasser, auch in kleinen Mengen, zugeschüttet, so wird sofort die Regelschwingung neu erregt.
Durch den einfachen Aufbau ist die Regelanlage unbegrenzt haltbar, in der Herstellung billig und nicht störanfällig.