DE2407982C2 - Elektrodenboiler zum Erzeugen von Wasserdampf - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Elektrodenboiler zum Erzeugen von Wasserdampf, bestehend aus einem Behälter, einem Dampfauslaß am oberen Ende des Behälters, vertikalen Elektroden im Behälter, über die ein Heizstrom durch das im Behälter befindliche Wasser geschickt werden kann, einem Speisestromkreis für die Elektroden, Zufluß· und Abflußleitungen mit elektrisch steuerbaren Ventilen und elektrisch arbeitenden Schalt· kreisen, die das Abflußventil öffnen, wenn der Heizstrom einen oberen Wert erreicht, und es schließen, wenn der Heizstrom auf einen unteren Wert fällt.

Bei einem bekannten Boiler dieser Art (DE-PS 08 146) erfolgt die Wasserstandsregelung nur durch die Steuerung des Wasserabflusses, wobei der Wasserstand mitiels eines mit Quecksilber gefüllten U-Rohres erfaßt wird, das an zwei übereinander befindlichen Stellen mit dem Bebälter verbunden ist, wobei die untere Stelle dort liegt, wo der Wasserspiegel seinen niedrigsten Stand hat und die obere Stelle dort liegt, wo der Wasserstand seinen höchsten Stand hat,
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den eingangs erwähnten Elektrodenboiler derart auszubilden, daß die Regelung sicherer und einfacher erfolgen kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst,

ι ο daß sich im Behälter eine Fühlelektrode befindet, die auf den Wasserspiegel anspricht und eine Öffnung des Ventils in der Zuflußleitung bewirkt, wenn das Wasser im Behälter nicht mehr in Berührung mit der Fühlelektrode ist, und die eine Schließung dieses Ventils bewirkt, wenn das Wasser im Behälter in Berührung mit der Fühlelektrode ist

Steuert man zusätzlich auch noch den Zufluß, so kann es nicht passieren, daß zu viel Wasser oder zu wenig Wasser angeliefert wird. Die vorgesehene FGhlelektrode ist einfacher ausgebildet als das bekannte Fühlglied. Vorteilhafte Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispieles der Erfindung;

Fig.2 eine andere Ausführungsform der Zu- und Abflußverbindungen des Boilers nach F i g. 1;

Fig.3 einen Sehaltkreis für die elektronische Steuerung für den Boiler nach den F i g. 1 oder 2, und

F i g. 4 eine graphische Darstellung der Funktionsweise des Boilers.

Der Elektrodenboiler in F i g. 1 enthält einen Behälter 11, der zweckmäßigerweise aus synthetischem Plastikmaterial gefertigt werden kann, so daß das Hauptteil des Boilers wenig kostspielig ist und eher weggeworfen werden kann, wenn es vollständig mit festem Niederschlag bedeckt ist, als daß es vollständig abgeschabt und gereinigt wird. Der gespritzte Container enthält Hülsen 12 und 13, welche Elektroden 14 und 15 (gestrichelt

*o dargestellt) innerhalb des Boilern, halten. An ihren oberen Enden weisen sie elektrische Verbindungen 14a und 15a auf. Diese Elektroden sind der Einfachheit halber als Zylinder dargestellt, können aber ebenfalls aus Rollen oder anderen Laschendrahtstrukturen bestehen und können jede beliebige Form aufweisen, um eine besondere Boilercharakteristik zu erzielen. Es sind nur zwei Elektroden dargestellt, die bei einphasiger Netzversorgung verwendet werden. Für die Stromversorgung aus mehrphasigen Netzen können entsprechend mehrere Elektroden vorgesehen werden. Der Boiler kann praktisch jede beliebige Größe haben. Bei einer gebräuchlichen Größe, die ein großes Feld von Anwendungen ermöglicht, enthält er ungefähr 6 Liter Wasser, wobei im oberen Bereich im Hinblick auf den Kochvorgang ein vorgegebenes Volumen freibleibt Oben an dem Behälter ist ein Rohr 16 angeformt, durch welches Dampf entweichen kann, der bei Verwendung in einer Klimaanlage im wesentlichen Atmosphärendruck aufweist. Wenn jedoch der Boiler auf ein

ω Dampfrohr arbeitet oder auf eine Leitung, durch welche mittels eines Gebläses Luft geblasen wird, kann es vorkommen, daß der Dampfaiislaß sich nicht bei Atmosphärendruck vollzieht. Dieser Fall soll im folgenden behandelt werden.

Die Wasserversorgung des Boilers erfolgt durch ein Einlaßrohr 17 über ein Sieb 18, von dem aus das Wasser zu einem Durchflußregler 19 gelangt. Zweckmäßigerweise wird hier ein automatischer Durchfluß- oder

Druckregler in üblicher Bauweise verwendet. Nach dem Durchflußregler !9 passiert das Wasser ein elektrisch gesteuertes Einlaßventil 20, das durch die Spule 21 aktiviert wird. Dann gelangt das Wasser durch ein Rohr 22 zu einem Anschluß eines T-Stückes 23, welches am Boden des Behälters 11 befestigt ist. Der andere Anschluß des T-Stückes 23 bildet einen Auslaß und ist mit einem zweiten elektrisch gesteuerten Ventil 24 verbunden, das durch eine Spule 25 betätigt wird. Das Wasser gelangt fkirch das Rohr 24 in das Abflußrohr 26. Eine Füllstandsmeßelektrode 27 befindet sich innerhalb des Behälters 11, um den Wasserspiegel im Boiler im wesentlichen in der Höhe des durch eine gestrichelte Linie angedeuteten Pegels 28 zu halten. Die Meßelektrode 27 ist mit den Füllstaiidsmeßsnitteln 29 verbunden, welche ihrerseits die Spule 21 aktivieren, wie es durch die gestrichelte Verbindung 30 angedeutet ist.

Es ist ersichtlich, daß das Füllstandsmeßmittel 29 ein Hysterese-Verhalten aufweisen muß, um einen instabilen Zustand des Einlaßventils zu vermeiden. Das kann in der Weise geschehen, daß das Einlaßventil nicht geschlossen wird, bevor der Wasserspiegel um ein bestimmtes Maß den unteren Teil der Füllst?-::dsmeßelektrode übersteigt oder so, daß, wenn der Wasserspiegel unter den unteren Teil der Füllstandsmeßelektrode abfällt, die Füllstandsmeßmittel nicht ansprechen bis das Wasser um ein bestimmtes Maß unterhalb diesen Pegel gefallen ist In einer alternativen Ausführungsform kann eine zweite Elektrode, deren unterer Teil tiefer als der der Elektrode 27 angeordnet ist, vorgesehen werden, um den unteren Boilerfüllstand zu bestimmen.

Die Elektrode IS ist direkt mit dem Nulleiter 31 des Netzes verbunden, während die Elektrode 14 über ein Strommeßteil 32 mit einem Stromleiter 33 der Versorgung verbunden ist. Das Strommeßteil kann dabei ein Widerstand sein, wobei Mittel vorgesehen sind, um den Spannungsabfall über den Widerstand zu messen, vorzugsweise wird aber ein Auto-Transformator verwendet, wie er im einzelnen weiter unten beschrieben werden wird. Mit dem andauernden Verkochen des Wassers aus dem Boiler nimmt der Anteil der Verunreinigungen des Wassers wegen der kontinuierlichen Zufuhr von Frischwasser zu. Mit dem zunehmenden Grad der Verunreinigung nimmt der elektrische Widerstand des Wassers ab, und der Elektrodenstrom steigt entsprechend Wenn der Strom einen annehmbaren Maximalwert erreicht hat, aktiviert das Strommeßteil die Spule 25 über eine Verbindung 34, die gestrichelt dargestellt ist, um das Auslaßventil 24 zu öffnen, woraufhin ein Teil des Wassers aus dem Boiler abfließt Während des Abfi'sßens des Wassers sinkt der Elektrodenstrom, und sobald er einen vorgegebenen unteren Wert unterschritten hat, wird die Spule 25 inaktiv und das Auslaßventil schließt

Fig.2 zeigt eine andere Ausführungsform der Zu- und Abflußrohre. Der Boiler wird wie in F i g. 1 durch ein Zuflußrohr, ein Sieb, einen Durchflußregler und ein Einlaßventil mit einer Spule gespeist wobei allerdings das T-Stück am Boden des Boilers weggelassen ist und das Rohr 22, dessen Ende bei 35 so umgebogen ist daß es horizontal verläuft, direkt zum Boden des Boilers hinführt. Ein Abflußrohr 36 ist so am Boiler befestigt, daß sein unteres Ende sich oberhalb der Ebene des Zuflußrohres befindet. Das Abflußrohr 36 führt zu dem elektrisch gesteuerten Auslaßventil 24, welches wie vorher mit dem Abflußrohr 26 verbunden ist.

Fig. 3 gibt ein Stromflußdiagramm einer Steuerschaltung für die Boilersyveme nach den Fig. 1 und 2 wieder. Es zeigt einen Boilerbehäiter 11, der drei Elektroden 37 zum Heizen enthält, welche mit einem Dreiphasennetz über Anschlüsse 38 verbunden sind. Zur Verbindung mit einer einphasigen Stromversorgung würden nur zwei Elektroden benötigt Die Elektroden 37 sind durch gestrichelte Linien symbolisch dargestellt, und es versteht sich, daß sie aus kompakten Stangen oder aus Maschendrahtmaterial, in Rollen oder anderer Form, aufgebaut sein können, wie es bereits erwähnt wurde. In Serie mit einer der Phasenleitungen ist die Primärwicklung 39 des Stromwandlers geschaltet der eine Sekundärwicklung 40 aufweist Die bei der Primärwicklung 39 eingezeichnete Spannung ist proportional dem Strom in der Elektrode, mit der der Wandler verbunden ist Dieser wird in der Sekundärwicklung 40 heraufgesetzt und stellt die Steuerspannung dar. Ein Ende der Sekundärwicklung 40 ist einerseits mit dem Anschluß 41 der Leitung 42 und andererseits mit einem Ende des Widerstandes /?9 verbunden, dessen anderes Ende mit dem veränderlichen Widerstand R Vl zusammengeführt ist Der andere Anschluß des veränderlichen Widerstandes RVi ist mit dem freien Anschluß der Sekundärwicklung des Stromwandlers verbunden.

Der Behälter 11 enthält ebenfalls eine Pegelmeßdektrode 43._r welche den ungefähren Pegel angibt bis zu dem der Boiler gefüllt wird. Unter der Annahme, daß der Boiler zunächst leer ist, fließt kein Elektrodenstrom, und die Füllstandsmeßelektrode ist nicht eingetaucht

*> Da kein Elektrodenstrom fließt fallt unter dieser Bedingung keine Spannung am Kondensator CS ab.

Der Schleifer des veränderlichen Widerstandes R Vi ist mit der Anode einer Diode Z? 3 verbunden, deren Kathode ihrerseits mit der Kathode einer Zenerdiode

³S ZD 3 verbunden ist Die Anode der Zenerdiode ZD 3 ist an die Verbindungsleitung 42 angeschlossen. Die Verbindungsleitung 42 ist mit der Kathode einer weiteren Zenerdiode ZD 4 verbunden, deren Anode über einen Widerstand R 27 an die Füllstandsmeßelek-

■"> trode 43 angeschlossen ist. Die Kathode der Diode D3 ist mit einem Pol des Kondensators C5 verbunden, dessen anderer Anschluß an die Verbindungsleitung 42 angeschlossen ist Zu dieser führt auch der eine Anschluß eines Kondensators C6 hin, dessen anderer Anschluß über einen Widerstand R14 mit der Anode der Diode DA verbunden ist deren Kathode zu der Anode der Zenerdiode ZD 4 hinführt Ein Widerstand /711 ist zum Kondensator C 5 parallel geschaltet, und ein Widerstand R15 liegt parallel zum Kondensator C 6.

Die Kathode der Diode D 3 ist außerdem mit einem Anschluß des Widerstandes R16, dessen anderer Anschluß an den invertierenden Eingang einer integrierten Schaltung /Cl angeschlossen ist verbunden. Der genannte andere Anschluß des Kondensators C6 ist über einen Widerstand R 16a, der gleich dem Widerstand R16 ist. mit dem invertierenden Eingang einer weiteren integrierten Schaltung IC2 verbunden. Der nichtinvertierende Eingang der integrierten Schaltung /Cl ist über einen Widerstand R 13 mit der Anode einer Diode D 5, de^ren Kathode an den Ausgang der integrierten Schaltung /Cl angeschlossen ist, verbunden. Der nichtinvertierende Eingang der integrierten Schaltung /C2 ist über einen Widerstand R 18' mit der Kathode einer Diode D6 verbunden, deren Kathode am Ausgang der integrierten Schaltung /C2 liegt. Die beiden integrierten Trhaltupgen /Cl und IC?, sind beide als Spannungsdetektoren mit Hysterese geschaltet. /Cl reagiert auf die positive Spannung, die am

Kondensator C5 anliegt, während IC2 auf die negative Spannung am Kondensator C6 anspricht.

Der Ausgang der integrierten Schaltung /CI ist über einen Widerstand R 19 mit der Basis eines P-N-P-Transistors TR1 verbunden, dessen Emitter an die Verbindungsleitung 42 angeschlossen ist. Ein Widerstand /?20 ist zwischen der Basis des Transistors TR 1 und der Verbindungsleitung 42 angeschlossen. Sein Kollektor ist mit der Anode einer Diode DS verbunden, deren Kathode über einen Widerstand R22 an den Ausgang der integrierten Schaltung /C2 angeschlossen ist. Ein Widerstand R 23 liegt zwischen Emitter und Kollektor des Transistors TR1. Der Kollektor des Transistors TR 1 ist ebenfalls mit der Torelektrode eines gesteuerten Gleichrichters GR1 verbunden, dessen einer Hauptanschluß an die Verbindungsleitung 42 und dessen anderer Hauptanschluß an die Spule 21 des Einlaßventils angeschlossen sind. Ein Widerstand /?24 und ein Kondensator Cl liegen zwischen den beiden Hauptanschlüssen des gesteuerten Gleichrichters GR i in Serie. Der Ausgang der integrierten Schaltung IC 1 ist über einen Widerstand /?21 mit der Kathode einer Diode Dl verbunden, deren Anode ihrerseits mit dem Toranschluß eines weiteren gesteuerten Gleichrichters GR 2 verbunden ist. dessen einer Hauptanschluß an die Verbindungsleitung 42 und dessen anderer Hauptanschluß an die Spule 25 des Auslaßventils 24 angeschlossen ist. Ein Widei stand R 25 und ein Kondensator CS liegen zwischen den beiden Hauptanschlüssen des gesteuerten Gleichrichters GR 1 in Serie.

Die anderen Anschlüsse der Spulen des Ein- und des Auslaßventils sind mit dem Phasenanschluß 44 eines einphasigen Stromversorgungsnetzes angeschlossen, zu dem der Masseanschluß 4-'- gehört. Die Primärwicklung 46 eines einphasigen Transformators ist mit dem Klemmen der Anschlüsse 44 und 45 verbunden. Die Sekundärwicklung enthält eine Mittelanzapfung 47, die an die Verbindur.gsleitung 42 angeschlossen ist. Widerstände Ri und R 2. Dioden D\ und D 2, Kondensatoren Cl. C2, C3 und C4 und Widerstände R 3 und R 4 erzeugen eine gleichgerichtete und geglättete Niederspannung. Die Kondensatoren Cl und C3 weisen eine vergleichsweise niedrige Kapazität, wie beispielsweise 0.1 μΡ auf, während C2 und C4 die Glättungskondensatoren großer Kapazität, beispielsweise 500 μΡ. bilden.

Zenerdioden DZ1 und ZD 2 bilden die Spannungsstabilisierung für die beiden Polaritäten der Spannungsversorgung. Die äußeren Pole der Spannungsversorgung sind mit den entsprechenden Anschlüssen der integrierten Schaltungen /Cl und /C2 verbunden, und für jede Polarität der Spannungsversorgung ist ein Spannungsteiler vorgesehen, der jeweils aus der Serienschaltung der Widerstände R 5 und R 6 beziehungsweise R 7 und R 8 besteht Die Verbindungsstelle der Widerstände R 5 und R 6 ist mit dem nichtinvertierenden Eingang der integrierten Schaltung /Cl und die Verbindungsstelle der Widerstände R 7 und R 8 mit dem nichtinvertierenden Eingang der integrierten Schaltung /C2 verbunden. Unter der Annahme, daß der Boiler zunächst leer ist, fließt kein Elektrodenstrom, und die Füllstandsmeßelektrode 43 ist nicht ins Wasser eingetaucht Unter dieser Bedingung entsteht keine Spannung am Kondensator C 5, und der invertierende Eingang der integrierten Schaltung /Cl befindet sich auf Nullpotential, da Λ&τ Elektrodenstrorr, NuP. ist Der nichtiRvertierer.de Eingang der integrierten Schaltung /Cl wird auf dem -Vnsprechpegel festgehalten, der durch das aus den

Widerständen R 5 und /?6 gebildete Spannungsteilernetzwerk und das durch die Widerstände R 12 und R 13 gebildete Hysterese-Netzwerk bestimmt wird. Unter dieser Bedingung befindet sich der Ausgang der Schaltung IC 1 im gesättigten positiven Bereich, und die Diode Dl ist negativ vorgespannt, so daß kein Strom zum gesteuerten Gleichrichter GR 2 hinfließt. Letzterer befindet sich im ausgeschalteten Zustand, und das Auslaßventil 24 ist geschlossen.

Da die Füllstandsmeßelektrode nicht eingetaucht ist, entsteht keine Spannung am Kondensator C6, und der invertierende Eingang der integrierten Schaltung /C2 wird deshalb auf Nullpotential festgehalten, während der nichtinvertierende Eingang auf dem durch das Spannungsteilernetzwerk der Widerslände R 7 und R 8 bestimmten Ansprechpotential festgehalten wird. Unter dieser Bedingung befindet sich der Ausgang der integrierten Schaltung /C2 im gesättigten negativen Bereich, die Diode DS ist positiv vorgespannt, und in den ToranschiuB des gesieuerien Gieicnricniers GR i fließt Strom. Damit ist dieser durchgeschaltet und das Einlaßventil 20 geöffnet.

Das einströmende Wasser füllt langsam den Zylinder mit einer Geschwindigkeit, wie sie durch den Durchflußregler 19 bestimmt wird. Mit dem zunehmenden Eintauchen der Elektroden steigt der Elektrodenstrom allmählich an, und das Wasser erwärmt sich. Nach einer gewissen Zeit steigt der Wasserspiegel zu dem Punkt, an dem er ore Füllstandsmeßelektrode 27 erreicht, und es fließt von den Heizelektroden über R27 und ZD4 Strom durch das Wasser, so daß negative Halbwellenimpulse an ZD4 anliegen, deren Amplitude gleich der Zenerspannung von ZD 4 ist. Diese negativen Impulse laden den Kondensator C6 über die Diode D4 und den Widerstand R 14 auf. Nach kurzer Zeit, die von der Zeitkonstante dieser Schaltung abhängt und in der Regel zwischen 5 und 15 Sekunden beträgt, überschreitet die Spannung am Kondensator C4, welcher am invertierenden Eingang der integrierten Schaltung /C 2 anliegt, die Ansprechspannung, die am nichtinvertierenden Eingang von /C2 anliegt. Zu diesem Zeitpunkt geht der Ausgang der integrierten Schaltung /C2 in den gesättigten positiven Zustand über, und der Strom zum Toranschluß des gesteuerten Gleichrichters GR 1 wird abgeschaltet, so daß das Einlaßventil 20 schließen kann. Wegen der zeitlichen Verzögerung zwischen dem Moment in dem das Wasser die Füllstandsmeßelektrode zuerst erreicht, und dem Augenblick, in dem das Einlaßventil schließt welche durch die mittels der Bauelemente R14, C6 und R15 hervorgerufenen Zeitkonstante verursacht wird, ist der Wasserspiegel in dem Zylinder geringfügig über den Pegel angestiegen, bei dem die Füllstandsmeßelektrode zuerst vom Wasser berührt wurde.

Das Wasser im Zylinder verkocht nun eine Zeitlang bis der Wasserspiegel bis unterhalb der unteren Oberfläche der Meßelektrode abgefallen ist, woraufhin der Kondensator C6 über den Widerstand RiS entladen wird, und der Ausgang der integrierten Schaltung JC2 in den negativen gesättigten Zustand zurückfällt, so daß das Einlaßventil eingeschaltet ist Die Folge dieser Ereignisse wiederholt sich, so daß der Wasserspiegel im Zylinder im wesentlichen konstant bei oder nahe der Höhe, die durch die Füilstandsmeßelektrode vorgegeben ist gehalten wird. Die Parameter der Boüerelektroden etc. sind so gewählt, daß während dieser ersten Nachfüllzyklen nach dem Einschalten der Elektrodenstrom nicht den vorgegebenen Maximalwert

erreicht. Nach einer Anzahl von Perioden des Nachfüllens und Verkochens nimmt die Konzentration der gelösten Salze und mineralischen Bestandteile im Wasser allmählich zu, so daß der Elektrodenstrom ansteigt und gegeuenenfalls den Maximalwert erreicht, ί der gleich einer Ansprechspannung ist, die durch vorheriges Einstellen des veränderlichen Widerstandes VR 1 eingestellt worden ist. In diesem Fall erreicht und übert?ri.t die Spannung am Kondensator C5 die Ansprecnspannung zum Schalten der integrierten Schaltung /Cl, und deren Ausgang schaltet in den negativen gesättigten Zustand. Dadurch wii-d die Diode Dl leitend, womit ein Strom zum Toranschluß des gesteuerten Gleichrichters CR 2 fließen kann und das Auslaßventil geöffnet wird. Entsprechend wird die Basis des Transistors 77? 1 wegen des durch den Widerstand R 19 fließenden Stromes negativ vorgespannt, und der Transistor TR 1 schaltet durch, womit der Toranschluß des gesteuerten Gleichrichters GR 1 praktisch kurzge-

SCinGSSCn UPiu uaiTiit uic ucidtigüi'ig ucS L^imäuvcilÜLS

verhindert ist, wenn das Auslaßventil geöffnet ist. Diese Anordnung gestattet es, das Wasser aus dem Kochzylinder ausfließen zu lassen, wenn das Wasser im Boiler bis zu einem vorgegebenen Pegel fällt, der beispielsweise bei 75% der Höhe des normalen Wasserspiegels liegen kann, so daß der Elektrodenstrom auf ungefähr 75% seines maximalen Wertes fällt, ohne daß das Einlaßventil geöffnet werden darf. Der exakte Pegel, bis zu dem das Abfließen erfolgt, wird durch das aus den Widerständen R 12 und R 13 gebildete Hysterese-Netz- jn werk bestimmt, welches den Ansprechpegel der integrierten Schaltung IC I zurücksetzt. Wenn unter dieser Bedingung das Auslaßventil bei einem Elektrodenstrom von ca. 75% des Normalwertes schließlich schließt, wird die durch den Transistor TR 1 gebildete Sperre ausgeschaltet, so daß die normale Funktion des Einlaßventils wieder ermöglicht ist.

Das abgeflossene Wasser ist mit gelösten und festen mineralischen Bestandteilen angereichert und wird durch Frischwasser mit einem geringeren mineralischen Gehalt ersetzt, so daß der Mineralienanteil des Wassers im Boiler insgesamt herabgesetzt wird.

Wenn am Ende des nächsten Kochzyklus der Elektrodenstrom nicht den vorgegebenen Maximalwert erreicht, wird zunächst kein weiterer Auslaßvorgang 4-, durchgeführt. Durch den kontinuierlichen Anstieg der mineralischen Konzentration im Boiler mit den aufeinanderfolgenden Kochvorgängen wird der maximale Elektrodenstrom während eines nachfolgenden Kochzyklus wieder erreicht, so daß ein erneuter >" Auslaßvorgang eingeleitet wird.

F i g. 4 gibt eine grafische Darstellung der Arbeitsweise des mit der erfindungsgemäßen Steuerung ausgerüsteten Boilers. Die Darstellung ist über der Zeit aufgetragen, und die Ordinate h gibt den Elektrodenstrom wieder, dessen vorgewähltes Maximum durch die gestrichelte Linie 786 angedeutet ist

Bei der grafischen Darstellung wird angenommen, daß am Anfang der Boiler leer ist Die Stromversorgung wird eingeschaltet und der Wasserdruck mittels des Einstellknopfes 54 auf den gewünschten Wert eingestellt wie ihn das Manometer 77 anzeigt Der Wasserstand beginnt innerhalb des Boilers und in dem Rohr 57 im Hohlzylinder 55 zu steigen. Sobald der Wasserstand die Höhe der unteren Enden der Elektroden 14 und 15 erreicht hat, wird ein Strom zu fließen beginnen, wie es im ersten Teil 79 der grafischen Darstellung angedeutet ist Schließlich wird das Wasser bis zu dem gewünschten Wasserspiegel 59 (in Fig. 4) ansteigen, wobei der Strom den Punkt 80 in der Darstellung erreicht. Dieser befindet sich noch weit unterhalb des vorbestimmten maximalen Stromes, und der Elektrodenstrom steigt im Bereich 81 der grafischen Darstellung weiter, da die elektrische Leitfähigkeit des Wassers beträchtlich mit der steigenden Temperatur zunimmt. Das Wasser im Boiler dehnt sich gleichzeitig aus, aber der durch die Ausdehnung erzeugte Überschuß wird durch das Rohr 57 abgeleitet. Endlich kocht das Wasser (Punkt 82 in der Darstellung), und der Boiler gelangt in seinen Arbeitszustand. Das durch Verdampfung verlorene Wasser wird automatisch durch die Speiseeinrichtung zum Erhalten des Pegels bei einem vorgegebenen Wasserspiegel 59 ersetzt. Da das Wasser in dem Boiler andauernd verkocht wird und das nachgelieferte Wasser kontinuierlich neue Verunreinigungen mit sich bringt, steigt die gesamte Verunreinigung des Wassers und der Elektrodenstrom entspre

äfi. Es iäi

chend dem Bereich S3 uei Dar Stellung
einzusehen, daß, wenn das Speisewasser sehr rein ist und es lediglich, geringe Verunreinigungen enthält, der Anstieg im Bereich 83 sehr langsam verlaufen wird, während, wenn das Speisewasser beträchtlich verunreinigt ist, der Grad der Verunreinigung sehr stark und der Anstieg der Leitfähigkeit in weit stärkerem Maße zunehmen wird. Schließlich erreicht der Bereich 83 den maximalen Pegel im Punkt 84, der durch die gestrichelte Linie 786 angedeutet ist. Jetzt erhält die Relaisspule RUI ihre volle Spannung, und das Relais zieht an bzw. der gesteuerte Gleichrichter GR3 erhält seine Toransprechspannung und wird leitend, wodurch die Spule 69 aktiviert wird, welche ihrerseits das Auslaßventil 68 öffnet. Jetzt fließt Wasser aus dem Behälter aus und der Strom fließt gleichzeitig (Bereich 85 der Darstellung) bis er einen vorgegebenen Wert erreicht hat, bei dem die Spannung an der Relaisspule R L/l unter den Minimalwert, bei dem das Relais RL noch hält, abfällt, oder die Spannung am Toranschluß des gesteuerten Gleichrichters GR 3 fällt unter den Haltepegel. Das Relais fällt damit ab bzw. der gesteuerte Gleichrichter schaltet aus, und das Auslaßventil 68 wird bei Punkt 86 geschlossen. Das Speisewasser beginnt jetzt den Boiler wieder bis zum Wasserspiegel 59 zu füllen, und der Strom steigt an, wie es im Bereich 87 der Darstellung angedeutet ist, bis der Wasserspiegel 59 im Punkt 88 wieder erreicht ist. Der Wert des Stromes befindet sich jetzt natürlich unterhalb des vorbestimmten Maximaiwertes, da der Grad der Verunreinigung des Wassers reduziert wurde. Der Kochvorgang läuft jedoch weiter, und die Verunreinigung nimmt wieder zu, so daß der Strom im Bereich 89 der Darstellung wieder bis zu dem Punkt 90 ansteigt wo der vorbestimmte Maximalwert wiederum erreicht ist Jetzt öffnet wiederum das Relais bzw. der gesteuerte Gleichrichter wird leitend, um einen weiteren Auslaßvorgang, wie er bei 91 in der Darstellung angegeben ist einzuleiten. Dieser Vorgang wiederholt sich fortlaufend, wie im weiteren Teil der Darstellung bei 92 angegeben ist

Aus der vorangegangenen Darstellung ist es offensichtlich geworden, daß der erfindungsgemäße Boiler eine äußerst einfache automatische Steuerung aufweist, die trotz ihrer Einfachheit in ihrer Steuerungsweise und in ihrer Fähigkeit der relevanten Faktoren, weiche den Betrieb eines derartigen Boilers beeinflussen, Rechnung zu tragen, umfassend ist

Möglicherweise wird die Situation eintreten, bei der die Elektroden so stark mit fester Materie verkrustet

sind, so daß der Stromwiderstand auf einen Wert ansteigt, bei dem der maximale Strom nicht mehr erreicht werden kann. Der Boiler wird dann seinen Betrieb ohne Entleerungszyklen fortsetzen, bis schließlich ein Endzustand erreicht ist, bei dem nicht mehr genug Strom fließl, um eine brauchbare Dampfabgabe zu erreichen. Jetzt muß der Boiler gereinigt werden oder besser, wenn er eine einfache Konstruktion mit einem versiegelten Plastikbehälter ist, weggeworfen und durch einen neuen ersetzt werden. Für diesen ^|0 Zweck werden schnell und leicht ersetzbare Verbindungen vorgesehen, mit anderen Worten, das Kabel wird mittels Klemmen mit den elektrischen Anschlüssen der Elektroden verbunden, eine hitzebeständige flexible Leitung kann auf das Auslaßrohr 16 aufgeschoben i> werden, und eine leicht und schnell entfernbare Verbindung kann zwischen dem T-Stück 62 und dem unteren Ende des Boilers vorgesehen werden.

In den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen wird das Auslativentil geschlossen, sobald der Elektrodenstrom einen vorgeschriebenen Wert unterschritten hat. In einem dieser Ausführungsbeispiele sind Mittel vorgesehen, das Auslaßventil unabhängig von der Größe des Elektrodenstroms, nachdem es eine vorbestimmte Zeitlang geöffnet war, zu schließen. In einem weiteren Ausführungsbeispiel wird das Auslaßventil ebenso unabhängig vom Elektrodenstrom geschlossen, und es sind Mittel vorgesehen, um das Auslaßventil zu schließen, wenn der Wasserspiegel in dem Boiler bis zu einem vorgegebenen Punkt gefallen ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

1. Patentansprüche;

   U Elektrodenboiler zum Erzeugen von Wasserdampf, bestehend aus einem Behälter (It), einem Dampfauslaß (16) am oberen Ende des Behälters, vertikalen Elektroden (14, 15, 37) im Behälter (11), Ober die ein Heizstrom durch das im Behälter befindliche Wasser geschickt werden kann, einem Speisestromkreis für die Elektroden, Zufluß- und Abflußleitungen mit elektrisch steuerbaren Ventilen (20,24) und elektrisch arbeitenden Schaltkreisen (32, 39, 40, ICi. GR2), die das Abflußventil (24) öffnen, wenn der Heizstrom (Ie) einen oberen Wert (78) erreicht, und es schließen, wenn der Heizstrom (Ie) auf einen unteren Wert (86) fällt, dadurch gekennzeichnet, daß sich im Behälter (11) eine Fühlelektrode (27, 43) befindet, die auf den Wasserspiegel anspricht und eine Öffnimg des Ventils (20) in der Zuflußleitung bewirkt, wenn das Wasser im Behälter (11) nicht mehr in Berührung mit der Fühletektrode (27, 43) ist, und die eine Schließung dieses Ventils (20) bewirkt, wenn das Wasser im Behälter (11) in Berührung mit der Fühlelektrode (27,43) ist.
2. 2. Elektrodenboiler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fühlelektrode (27, 43) mit einem Schaltelement (IC2) verbunden ist, dessen Ausgangsspannung zwei Werte insbesondere entgegengesetzter Polarität annehmen kann, je nachdem ob die Eingangsspannung oberhalb oder unterhalb eines bestimmten Wertes liegt, daß die Fühlelektrode (27, 43} eine Wechselspannung über einen Gleichrichter (D 4) an den Eingang des Schaltelementes (IC 2) liefert, wenn sie in Kontakt mit dem Wasser ist, und daß der Ausgang des Schaltelements (IC2) mit einem steuerbaren vjleichrichter (GR 1) verbunden ist, der den Speisestrom für das Ventil (20) in der Zuflußleitung steuert
3. 3. Elektrodenboiler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Glied (TR 1) vorgesehen ist, das verhindert, daß das Ventil (20) in der Zuflußleitung und das Ventil (24) in der Abflußleitung zugleich offen sind.
4. 4. Elektrodenboiler nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß Glieder (R 14, C6, R15) vorgesehen sind, die ein schnelles Öffnen und Schließen des Ventils (20) in der Speiseleitung verhindern.