DE734793C - Elektrisch mittels Glimmentladung beheizter Fluessigkeitserhitzer - Google Patents

Description

• Elektrisch mittels Glimmentladung beheizter Flüssigkeitserhitzer Die ;bisher bekannten elektrisch beheizten Durchlußerhitzer werden dadurch beheizt, daß ein elektrischer Widerstandsheizdraht um das Rohr, welches das zu erhitzende Mittel führt, aufge-,vickelt wird, der die Wärme auf das Heizrohr überträgt. Diese Aufheizungsart erfordert jedoch eine relativ häufige Erneuerung der Heizwicklung; weil der Hei draht nach einer ,ge-,wissen Betriebszeit durchbrennt. Da der Heizdraht auf .dem metallischen Durchflußerhätzerrohr isoliert angeordnet werden muß, bedingt diese elektrische Isolierung immer eine erhebliche Erschwerung des Wärmedurchtritts in das Heizrohr. Diese Nachteile werden durch die Erfindung vermieden.
• Es ist bereits ein elektrischer auf Gasentladung, insbesondere Glimmentladung beruhender Heizkörper mit feststehenden Mektroden, zwischen denen die Entladung stattfindet, bekanntgeworden, der sich dadurch auszeichnet, daß eine Füllung von Edelgasen oder deren Gemischen mit anderen Gasen angewendet wird. Der Heizkörper besteht dabei vorzugsweise aus O:uarz, Glas oder Porzellan mit einer inneren Metallbelegung, die die Kathode bildet. Es ist ferner ein elektrisch heizbares doppelwandiges Vakuumgefäß aus Glas bekanntgeworden, welches sich auszeichnet durch eine unmittelbar auf die Außenwandung des Innengefäßes aufgebrachte leitende Belegung, die als Elektrode für eine Gasentladung, insbesondere als Kathode für eine Glimmentladung dient. Der Heizkörper sowohl wie das doppelwandige Glasgefäß dient dabei nicht als Durchflußerhitzer.
• Die Erfindung betrifft einen elektrisch mittA Glimmentladung beheizten Flüssigkeitserhitzer, der sich dadurch auszeichnet, daß ein von der zu erhitzenden Flüssigkeit durchfloss. enes Rohrsystem in einem Valctitnnbeliiilter angeordnet ist und zeitweise oder datiern:l als Kathode im Unterdruck einer Gas,=illadung zur Erhitzung geschaltet ist, währen 1 als Anode entweder die Gefäßwandung oder eine oder mehrere besondere Anoden dienen. und daß gegen den Angriff der Entladung geschützte Isolierungen für die Stromzuführungen vorgesehen sind. Die Ein- und Ausführungsstelle der Rohrschlange sowie die besonderen Anodenstromzuleitungen sind vorteilhaft an ihrer Durchführungsstelle mit Kühlvorrichtungen versehen. Zwischen Rohrwandung und Kühlvorrichtung kann ferner eine Wärmeisolation eingeschaltet werden. Bei Speisung der Entladungsstrecke mittels Gleichspannung ist vorteilhaft der negative Pol mit der Rohrschlange und der positive Pol mit dem Vakuumgefäß oder einer gesondert isoliert eingeführten Anode verbunden. Bei Anlegen einer Wechselspannung all die Entladungsstrecke ist der ein.. Pol der Sekundärwicklung des Transformators mit der Rohrschlange und der andere Pol mit eitler oder mehreren gesondert isoliert Anoden verbunden. Die Glilnnientladung kann dabei vorteilhaft bei solchen Drucken vorgenommen werden, bei denen sieh das Rohrsystem vollständig mit dem Glimmlicht bedeckt. Zum Durchlauf der Flüssigkeit dient vorteilhaft eine Rohrwendel, die von der zu erhitzenden Flüssigkeit durchflossen wird und die als Kathode .geschaltet ist. Der Anfang und das Ende der Rohrwendel sind isoliert in das Vakuumgefäß eingeführt, Bei der Durchflußerhitztui- können eine oder beide Durchführungen der Rohrwendel mit einem Kühlmantel versehen werden. Zwischen der Rohrwandung und der kann dabei vorteilhaft eine Wärmeisolation eiligeschaltet werden. Durch ein Thermoelernent kann die Temperatur der Flüssigkeit über Regelmittel, z. B. durch Verändern oder zeitzvoises Unterbrechen der Entladun gsspannung des Durehflußmittels, eingestellt und konstant gehalten werden. In der Vorrichtung lsönneti beliebige flüssige oder auch gasförmige Medien erhitzt werden, z. B. Wasser, Öl, Luft o. dgl. Die Temperatur des durchflossenen Systems kann beliebig eingestellt werden. Gei Erhitzung von Flüssigkeiten z. B. kann die Temperatur bis zum Siedepunkt oder darüber, bei der von Gasen z. B. bis zu iooo' und mehr, je nach dem Werkstoff der Rohrwendel, eingestellt werden. Durch' die Erfindung werden folgende Vorteile erzielt: Die elektrische Energie wird direkt an der Rohrwendel frei, so daß eine sehr große Heizfläche für die durchfließende Flüssig-keitsmenge vorhanden ist, was eine -iinstige Wirkungsweise bedingt. Die Rohrwendel dicat 1 somit als Heizeleln4at; hierdurch wird eine ",üiistige Wärmeübertragung vom Heizeleni,#ilt auf das zu erhitzende Medium erzielt und das erstem al ein technisch brauchbarer Durchflullerhitzer mit Beheizung mittels Gliilliiieiitla hing geschaffen. Der Wirl;uti-"ra,l ist ;ehr hoch. Die Anheizzeit gegenüber anderen Heizungsarten ist eine denkbar kurze, also eine hohe Wirtschaftlichkeit, besonders bei diskontinuierlichem Betrieb. Die Rohrwendel ist gegen t'erzunderung oder sonstigen chemischen Angriff geschützt, so dala auch bei längerem Betrieb der Wirl;uilgsgrad erlialtea bleibt. Besonders hervorzuheben ist der Fortfall besonderer Heizelemente und die damit verbundenen geringen Instand'haltungs- unr Reparaturkosten.
• Die so beheizte Rohrschlange bietet gegenüber anderen Heizungsarten den Vorteil, daß das Rohrmaterial durch den Einfluß der Luft oder der Heizgase keinem #,'ersclileiß durch `'erzunderung oder sonstigeil clieiniscli@,2n Angriff ausgesetzt. ist, wodurch ein Durchbrennen der Rohrschlange vermieden wird. Ablagerungen durch Ruß u. dgl. oder schlechter Wärmeschluß bei elektrischer Behcizung und somit ungleichmäßige Erhitzung sind unmöglich.
• In der Zeichnung ist die Erfindung all zwei Ausführungsbeispielen dargestellt, und zwar zeigt die Abb. i ein Schaltungssche.ina für Gleichstrombeheizung und die Abb. 2 eill Schaltungsschema für Wechselstroinbeheizunig.
• In der Abb. i, die ein Schaltungsschema für Gleichstronnheizung darstellt, ist d0 eine Gleichstromquelle, deren negativer Pol über einen Schalter .li mit der Heizschlange i in Verbindung steht. Der positive Pol der Gleichstromquelle ist über einen Z@"i:lerstan<l .I2 und einen Schalter .13 mit dein Vaknumg efäß 3 und über den Schalter .14. mit der Anode i i in Verbilirlung.
• Als Spannung für die zum Heizen dienende Glimmentladung können je nach der gewünschten Temperatur und deal Unterdrucl:eii, bei welchen die Entladung vor sich geht, bis zu io ooo V oder mehr angelegt werden. Im praktischen Betriebe haben sich Spannuugen von .aoo bis 4ooo V als ausreichend erwiesen. Die Belastung der Kesseloborfläclie kann zwischen o,i und ioo W pro Quadratzentilneter betragen. Irr praktischenletriebe werden Leistungen bis zu i 3 W pro Quadratzentiineter angelegt. Dabei wur(f-2n bereits Temperaturen voll über iooo° C am Kessel erzielt. Als Werkstoff für die Rohr.schlaitge eignen sich grundsätzlich alle Metalle. Zu;11 Erhitzen voll Flüssigkeiten, wie oben, äenüg-ii z. B. Alttminiumrollre.
• In der Ab b. 2, die ein Schaltur,gsscheina für Wechseilstromheizung darstellt, ist die Sekundärspule 45 des Wechselstroantransformators 46 einerseits über einen Sch ,alter mit der Heizwendel i- und anderseits über einen regelbaren Widerstand 44 mit der Elektrode 49 in Verbindung.
• Es ist bereits ein elektrisch heizbares, doppelwandiges Vakuumgefäß nach Art der Dewarschen Gefäße aus Glas bekanntgeworden, welches eine unmittelbar auf die Außenwandung des Innengefäßes aufgebrachte leitende Belegung besitzt, die als Elektrode für eine Gasentladung, insbesondere als Kathode für eine Glimmentladung dient, während als Anode eine zweite Belegung auf der isolierenden Glaswandung angeordnet ist. Ferner ist ein elektrischer, au-f Gasentladung beruhender Heizkörper mit feststehenden Elektroden, zwischen denen die Entladung stattfindet, bel:anntgeworden,. bei dem eine Füllung von Edelgasen oder deren Gemischen angewendet wird. Derartige elektrisch heizbare Thermosflaschen bzw. Heizkörper, die .s.ich praktisch nicht eingeführt .haben, weil die Heizung leicht zum Zerspringen der Glasgefäße -führt, sind nicht Gegenstand ,der Erfindung.
• Die Erfindung bezieht sich vielmehr auf einen technischen metallischen Durchflußerh,itzer, der also keine Glaswandung hat und bei dessen Erstellung erhebliche technische Schwierigkeiten, z. B. in bezug auf die Isolation, Dichtung und Ausdehnung, zu überwinden waren, ,alles Probleme, die bei Heizkörpern aus isolierendem Glas überhaupt nicht auftreten.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Elektrisch .mittels Glimmentladung beheizter Flüss.igkeits,erhitzer, dadurch gekennzeichnet, daß ein von der zu erhitzenden Flüssigkeit durchflossenes Rohrsystem in einem Vakuumbehälter angeordnet ist und zeitweise oder dauernd als Kathorrle im Unterdruck einer Gasentladung zur Erhitzung geschaltet ist, während als Anode entweder dieGefäßwandung oder eine oder mehrere besondere Anoden dienen, und daß geben den Angriff der Entladung ge-"en für die Stromzu- schützte führungen vorgesehen sind. z. Elektrisch beheizter Flüs,si.gkeit5-erbit7er nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Ein- und Ausführung,-,-stelle der Rohrschlange sowie die besonderen Anodenst.ronizuleitungen an ihrer D:iurchführungsstelle mit Kühlvorricht-ngen versehen sind. 3. Elektrisch beheizter Flüssigkeitserhitzer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Rohrwandung und Kühlvorrichtung eine Wärineisol.ation eingeschaltet ist. .1. Elektrisch beheizter Flüssigkeitserhitzer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei Speisung der F-ntladungsstrecke mittels Gleichspannung der negative Pol mit ,der Rohrschlange -unl der positive Pol mit dein Vakuu.nigefäß oder einer gesondert isoliert eingefü,lirten Anode verbunden ist. 5. Elektrisch beheizter Flüssigkeitserhitzer nach Anspruch i bis d., dadurch U kennzeichnet, daß bei Anlegen ei -n, ur Wechselspannung an die Entladungsstrecke der eine Pol der Sekundärwicklung des Transformators mit der Rohrschlange und der andere Pol mit einer oder mehreren gesondert und isoliert eingeführten Anoden verbunden ist. 6. Elektrisch beheizter Flüssigkeitserhitzer nach Anspruch i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Glimmentladung bei 4o bis o,ooi, vorzugsweise aber bei 5 bis o,ooi min Ha vorgenommen wird.