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Elektrolytischer Heizkörper. Gegenstand vorliegender Erfindung ist
ein elektrolytischer Heizkörper; bei demselben ist innerhalb eines den Elektrolyten
und ein verdünntes Gas aufnehmenden Behälters ein nichtleitender Tiegel vorgesehen,
auf dessen Innen- und Außenseite je eine der Elektroden sich befindet. Durch eine
im Boden des Tiegels befindliche Öffnung besteht Kommunikation durch dieFlüssigkeit
zwischen dem Innenraum des Tiegels und dem Innenraum des Behälters, und es führt
vom Grunde des letzteren ein Verbindungsrohr nach einem Ausgleichgefäß. Bei einem
durch den Elektrolyten erfolgenden Stromdurchgang wird ein Teil des Elektrolyten
verdampft, ein anderer Teil desselben wird durch den im Behälter auftretenden erhöhten
Dampfdruck in das Ausgleichgefäß getrieben, bis ein Gleichgewichtszustand zwischen
Stromzufuhr und Wärmeabfuhr sich einstellt.
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Auf der beiliegenden Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des neuen
Heizkörpers im Schnitt dargestellt.
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a bezeichnet einen Behälter aus Glas, der unten gasdicht verschlossen
ist und in den oben das Glasfüßchen b mit den beiden Zuleitungsdrähten c und d ebenfalls
gasdicht eingeschmolzen ist.
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Auf dem Grunde des Behälters befindet sich ein Tiegel e mit
hohlkonischem Boden f
und zentrisch in letzterem angeordneter Öffnung g; der
Unterteil der Wandung des Tiegels ist wenig nach außen erweitert :und nimmt in der
Erweiterung die ringförmige Elektrode h auf. Die äußere Elektrode i bedeckt
den äußeren konischen Raum des Bodens f in solcher Weise, daß noch eine Zirkulation
des Elektrolyten aus dem Behälter a nach diesem Raume und umgekehrt möglich ist.
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In das Füßchen bist ein Rohr eingeschmolzen, das oben durch einen
Gummiballon l abgeschlossen ist. Das Rohr k trägt oben außerdem ein mit einer Erweiterung
in versehenes Gefäß n, auf dessen Hals o ein zweiter Gummiballon p sitzt, der der
Einwirkung des äußeren Luftdruckes ausgesetzt ist. Der Ballone sowie das Gefäß st
bilden zusammen ein Ausgleichgefäß, das mit einer. Sperrflüssigkeit, z. B. Glyzerin,
gefüllt ist.
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Die Wirkungsweise des elektrolytischen Heizkörpers ist wie folgt:
Angenommen, im Ruhezustande reiche der Elektrolyt im Behälter a und in der Röhre
k bis zum Niveau x-x. Werden die Drähte c und d an eine Stromquelle angeschlossen
(Wechselstrom), so ist der Strom gezwungen, um beispielsweise von der Elektrode
k auf i
übergehen zu können, die durch die zentrale Öffnung g des Bodens gehende
senkrechte Säule des Elektrolyten zu passieren, mit der Wirkung, daß der letztere
erhitzt und ein Teil desselben verdampft. Die entwickelten Dämpfe sammeln sich in
dem über dem Elektrolyten befindlichen, nach oben hin verschlossenen und mit einem
verdünnten indifferenten Gase gefüllten Innenraum des Gefäßes a. Durch die dabei
auftretende Drucksteigerung wird ein Teil des flüssigen Elektrolyten aus dem Behälter
a in das Rohr k und das Ausgleichgefäß hinaufgedrückt, mit der Wirkung, daß zufolge
Sinkens des Niveaus x-x der Kommunikationsquerschnitt Bier Flüssigkeit bei g verkleinert
wird und im gleichen Maße die durchfließende Strommenge abnimmt. Dies trifft aber
nur so lange zu, ,als das Niveau des Elektrolyten über der Öffnung g bleibt. Sinkt
das Niveau unter jene Öffnung, so ist der Stromübergang zwischen den Elektroden
unterbrochen. Dieser Fall tritt ein, wenn die Wärmeabfuhr vom Gefäße a so gering
wird, daß die im Behälter a befindlichen Dämpfe sich nicht oder nur langsam kondensieren
und demzufolge die ganze Menge des über der Öffnung g liegenden Elektrolyten durch
das Rohr k in das Ausgleichgefäß hinaufgetrieben wird.
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Wie schon erwähnt, äußert sich dieWärmewirkung des den Elektrolyten
durchfließenden Stromes durch Entwicklung von Dämpfen aus demselben, die sich an
den Wänden des Behälters niederschlagen, namentlich wenn das Ganze als Tauchsieder
verwendet wird. Das längs den Wänden des Behälters niederrieselnde Kondensat sammelt
sich wieder im Tiegel e, um von neuem verdampft zu werden.
Aus dem
Gesagten ergibt sich, daß mit zunehmender Wärmeabgabe seitens des Behälters a an
seine kühlere Umgebung die im Behälter befindlichen Dämpfe rascher kondensieren
und der ganze Kreislauf des Elektrolyten sich rascher vollzieht. Dies kann natürlich
nur so lange stattfinden, bis ein gewisser Gleichgewichtszustand erreicht ist. Wie
aus dem Gesagten zu entnehmen, wirkt das Ganze als automatischer Stromregulator,
in dem Sinne, daß bei Leerlauf des Apparates die Stromzufuhr selbsttätig unterbrochen
wird und die abgegebene Wärme sich selbsttätig der zugeführten Strommenge anpaßt.
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Die Verdampfungstemperatur des Elektrolyten und damit auch die Temperatur,
mit welcher die entwickelte Wärmemenge an die Umgebung abgegeben wird, hängt aber
von der Stärke des im Behälter a vor der Inbetriebsetzung herrschenden Gasdruckes
ab. Durch entsprechende Wahl dieses Gasdruckes kann der Heizkörper beispielsweise
so eingestellt werden, daß er eine Höchsttemperatur von 8o° annimmt.
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Zum dauernden Betriebe des Heizkörpers wird in der Regel Wechselstrom
verwendet; es kann aber auch Gleichstrom verwendet werden, wenn dafür gesorgt wird,
daß die Stromrichtung von Zeit zu Zeit umgekehrt wird.
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Beim Ausführungsbeispiel nach Abb. endigt das Röhrchen h oben in einem
starren Ausgleichgefäß q, in dem ein verdünnte Luft enthaltender Gummiballon r eingeschlossen
ist. Wenn unter dem Einflusse der sich im Behälter a befindenden Dämpfe ein Teil
des Elektrolyten in das Ausgleichgefäß q hinaufsteigt, wird durch den letzteren
der Ballon unter Zusammendrücken der darin befindlichen Luft mehr oder weniger platt
gedrückt und schafft so innerhalb des Gefäßes q Raum für den Elektrolyten. Beim
Nachlassen des Dampfdruckes im Gefäß a dehnt sich die im Ballon r befindliche Luft
wieder aus und unterstützt so durch Ausdehnen des Ballons den Rückfluß des Elektrolyten.
Die daraus resultierende Wirkung ist identisch mit derjenigen der schon beschriebenen
Ausführung.