DE344155C - Dampfkessel mit elektrischer Widerstandsheizung - Google Patents

Description

• Dampfkessel mit elektrischer Widerstandsheizung. Den Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildet ein Dampfkessel mit elektrischer Widerstandsheizung, der insbesondere zum Anschluß an hochgespannten Wechselstrom beliebiger Phasenzahl geeignet' ist. Die Heizung erfolgt mittels Widerstandsleitern, die in bekannter Weise erheblich unterhalb des Wasserspiegels von senkrechten oder geneigten, beiderseits offenen Isolierröhren mit Spiel umgeben sind. In' bezug auf -die Wasserströmung sind die Isolierröhren 'parallel geschaltet, d. h. das Wasser durchströmt alle Röhren von unten nach oben. Die- einzelnen Heizwiderstände sind durch Leitungen elektrisch miteinander verbunden, deren Isolierung in die offenen Isolierröhren hineinragt, zum Zweck, den unmittelbaren Stromübergang von den Heizwiderständen zur Kesselwandung durch das Wasser auf ein gewolltes Maß herabzudrücken.
• In -der Zeichnung-sind zwei Ausführungsbeispiele für die Erfindung dargestellt. Abb. z zeigt einen Kessel a für Anschluß an dreiphasigen Wechselstrom, von dem j edoch nur eine Phase, gezeichnet ist. Der Strom tritt bei der Klemme b ein, durchläuft die vier Heizspiralen c in Hintereinanderschaltung und tritt bei d in die Kesselwand über, welche die Neutrale des Systems bildet. Die Heizspiralen c sind senkrecht angeordnet und mit Spiel von den offenen Isolierröhren o um-, geben, so daß bei Erwärmung ihres Wasserinhaltes ein äußerst lebhafter Umlauf des Wassers stattfindet. Sobald sich das Wasser erwärmt, nimmt sein elektrischer Widerstand ab; daher fließt ein Teil des Stromes nicht durch sämtliche Heizwiderstände c, sondern unmittelbar von den Heizwiderständen in die Kesselwandung a nach Maßgabe r. des Spannungsgefälles zwischen Widerstandsleiter und Kesselwandung, a. der Länge und des Querschnitts des Stromweges vom Widerstandsleiter zur Kesselwandung und 3. der Wassertemperatur.
• Das Spannungsgefälle zwischen Leiter und Kesselwandung nimmt zwischen den Klemmen b und d stetig ab. Innerhalb der Röhren e ist der Querschnitt des Wasserstromweges durch deren lichte Weite und seine Länge jeweils durch die Strecke gegeben, auf welche die Isolation der Verbindungsleitungen f zwischen den einzelnen Spiralen c in die Isolierröhren e hineinragt. Man hat es durch Bemessung des Widerstandswertes der einzelnen Spiralen und durch diejenige der Röhrenweite einerseits und der Länge der Isolierung der Zuleitungen f in den Röhren e anderseits in der Hand, den Strom auf die Heizwiderstände und das leitende Wasser selbst beliebig zu verteilen und beispielsweise den verschiedenen Werten des Potentialgefäl= les zwischen den einzelnen Widerstandsspiralen und der Kesselwand anzupassen. Ferner kann man die genannten Größen auch -unter Berücksichtigung der Temperaturkoeffizienten der spezifischen Leitfähigkeiten des Wassers und des Heizspiralenmetalls -derart bemessen, daß bei Änderungen - (z_ B. Zunahme) der Wassertemperatur die Widerstandsänderung (z. B. Zunahme) in den einen positiven Temperaturkoeffizienten aufweisenden Heizspiralen von einer entgegengesetzten,; annähernd gleich großen Wiclerstaiidsänderung (z. B. Abnahme) in den stromdurchflossenen, einen negativen Temperaturkoeffizienten atif-,veisendenWasserteilen ausgeglichen wird, so daß der Kombinationswiderstand aus Heiz--widerständen und Wasser auch bei veränderlicher Temperatur annähernd konstant- bleibt.
• Die gleiche .Bemessung kann auch bei- der Anordnung nach Abb.2 und 3 getroffen werden. Bei dieser findet die Dampferzeugung nicht mehr in einem einzigen Kessel statt wie bei Abb. i, sondern in einer Batterie von Dampferzeugungsbehältern g, in welche gemäß Abb. 2 die Heizwiderstände c. verteilt sind; die Wasserräume der Behälter g stehen durch das Rohr in, ihre Dampfräume durch die Rohre za in Verbindung (Abb. 3). Diese Unterteilung ist zweckmäßig,- wenn man .dem Kessel eine möglichst große Oberfläche-geben will. Die Behälter sind gemeinsam in eine wärmespeichernde Masse 1z, z. B. Sand, eingebettet und - zwecks rascheren Wärmeaustauschs mit derselben noch mit Kühlrippen i versehen. Diese Masse dient dazu, zu Zeiten geringer Dampfentnahme Wärme aufzunehmen und- bei stark-er rker Beanspruchung des Kessels Wärme an den Kesselinhalt wieder abzugeben und so die elektrische Heizung zu unterstützen. Die oberen Anschlüsse o der Heizspiralen sämtlicher Behälter g sind isoliert herausgeführt und außerhalb der Wärmespeicherxnasse-la miteinander verbunden.
• Falls man auf die Zugänglichkeit und Umschaltbarkeitder Klemmen verzichtet, können die gegen den Kesseldruck dicht zu haltenden Durchführungen auch vermieden und die Verbindungsleitungen der Heizspiralen 'c in den ohnehin vorhandenen Rohren ii oder in besonderen Verbindungsrohren verlegt -werden.
• In der Zeichnung sind sämtliche Ausrüstungsteile des Kessels, die zwar erforderlich oder wünschenswert, aber zum Verständnis der Erfindung nicht unbedingt nötig sind, weggelassen. Hierher gehören Wasser-und Spülventile,. Absperr- und Sicherheitsventile, Dampfsammler, Wasserabscheidebleche, Führungswände, Manometer, Ausdehnungskrümmer, Mannlöcher, Wasserstandszeiger, ferner die elektrischen Schalier, Sicherungen, Strom- und Spannungsmesser usw.

Claims (5)

1. FATENT-ANSPRÜCHE i. Dampfkessel mit elektrischer Widerstandsheizung, dadurch gekennzeichnet, daß die in bekannter Weise unterhalb des Wasserspiegels von beiderseits offenen Isolierrohren mit Spielraum umgebenen nackten Heizwiderstände durch isolierte Leitungen elektrisch miteinander verbunden sind, deren Isolation in die genannten Isolierrohre um einen gewissen Betrag hineinragt, der um so größer zu wählen ist, je größer die Potentialdifferenz z-,vischen dem betreffenden Heizwiderstand und der an einen Pol, eine-Phase oder an die Neutrale des Netzes angeschlossenen Kesselwand ist.
2. 2. Dampfkessel nach Anspruch i, gekennzeichnet durch eine solche Bemessung der Isolierröhren und des Abstandes ihrer Enden von den in ihnen befindlichen unisolierten Heizwiderständen, daß bei Schwankungen der Wassertemperatur die Widerstandsänderung- in den einen positiven Temperaturkoeffizienten aufweisenden Heizk5rpern von einer entgegengesetzten; annähernd gleich großen Widerstandsänderung in den stromdurchfiössenen, einen negativen Temperaturkoeffizienten aufweisenden Wasserteilen ausgeglichen wird, so daß der Kombinationswiderstand aus Heizwiderständen und Wasser auch bei veränderlicher Temperatur annähernd konstant = bleibt.
3. 3. Dampfkessel nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß er in eine wärmespeichernde Masse eingebettet ist. -
4. 4. Dampfkessel nach Anspruch i und 3, dadurch gekennzeichnet, -daß er in eine Anzahl kleinerer Behälter unterteilt ist, die in bezug auf die Wässer- und Dampfströmung parallel geschaltet sind. -
5. 5. Dampfkessel nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß -er mit der wärmespeichernden 'Masse durch eine künstlich vergrößerte Oberfläche in Berührung steht.-