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Elektroden-Durchlauferhitzer Gegenstand des Hauptpatents ist ein Elektroden-Durchlauferhitzer
mit in einen Behälter eintauchenden Elektroden für beliebige Spannungs- und Anschlußwerte.
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Während der Ingangsetzungsperiode, d. h. nach Öffnung des Flüssigkeitszulaufes,
ist dieser größer als der Ablauf, so daß sich der die Elektroden aufnehmende Behälter
füllt und während des Betriebes des Erhitzers gefüllt bleibt und der Flüssigkeitsstand
den Stromdurchfluß ohne Schaltorgan regelt. Die Leistungsabgabe ist dabei abhängig
vom Wasserwiderstand bzw. der Einlauftemperatur des Wassers und von der Durchlaufgeschwindigkeit.
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Zweck der neuen Anordnung ist die Erreichung bestimmter Solleistungen,
unabhängig vom Wasserwiderstand, der Einlauftemperatur und der Durchflußgeschwindigkeit
des Wassers. Um den Einfluß des Wasserwiderstandes auszuschalten, kann es sogar
notwendig werden, als Elektrolyt eine besondere Flüssigkeit zu verwenden, die mit
dem durchströmenden Wasser in keinerlei unmittelbarer Verbindung steht.
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Erfindungsgemäß wird die gleich große Leistungsabgabe selbstregelnd
vom Elektroden-Durchlauferhitzer dadurch erzielt, daß abhängig von der durchfließenden
Wassermenge eine abgezweigte Teilmenge oder eine durch den Luftdruck dieser Teilmenge
beeinflußte Elektrolytmenge innerhalb des Elektrodenzylnnders in -der im Hauptpatent
vorgeschlagenen Weise aufsteigt und als
Elektrolyt zwischen den
Elektroden wirksam ist. Dabei wird die im Elektrodenraum entstehende Wärme durch
eine zwischen Durchströmwasser und Elektrolyt befindliche Wand, beispielsweise ein
Überströmrohr, übertragen.
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Bei der Verwendung einer besonderen Elektrolytflüssigkeit wird der
Erfindungszweck dadurch erreicht, daß ein hohlzylinderartig ausgebildeter Elektrolytbehälter
durch Druckluft von einem mit einer Schwimmerkugel gegen Wasserübertritt gesicherten
besonderen Steigbehälter beeinflußt ist.
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Für diese besondere Anordnung ist es notwendig, daß der Abfluß des
Durchlauferhitzers eine einstellbare Drosselwirkung gegenüber dem Zufluß zum Steigbehälter
besitzt.
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Gegenüber bekannten Bauarten von Elektrodengeräten, bei denen, wie
beispielsweise bei Kochkesseln, ebenfalls eine Trennung des Elektrodenraumes von
dem Nutzwasserraum mit Wärmeübertragung durch die Trennwand vorhanden ist, ist wesentlich,
daß es sich beim Erfindungsgegenstand darum handelt, durch die Anordnung einer Trennwand
zwischen Elektroden- und Nutzwasser die Leistung des Gerätes unabhängig vom Wasserwiderstand
auf annähernd gleicher Höhe zu halten, während es bei den bekannten Kochkesseln
und Speicherkonstruktionen darum geht, die Leistung nach Beendigung des Anheizvorgangs
entsprechend dem bei Erreichung der Kochtemperatur verminderten Wärmebedarf automatisch
herabzuregeln.
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In der Zeichnung und deren Beschreibung gehen weitere Erfindungsmerkmale
hervor. Dabei zeigt Abb. i die Anordnung eines Durchlauferhitzers selbstregelnder
Bauart nach der Erfindung; Abb. a zeigt einen Schnitt längs der Linie II-II der
Abb. i ; Abb. 3 zeigt einen Elektroden-Durchlauferhitzer mit Fremdelektrolyt; Abb.
4 zeigt einen Schnitt längs der Linie IV-IV der Abb. 3.
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Nach Abb. i beispielsweise ist die Anordnung so getroffen, daß Füllung
und Entleerung des Elektrodenzylinders, d. h. Ein- und Ausschaltung des Gerätes
in der bereits im Hauptpatent geschilderten Art und Weise, so vor sich gehen, daß,
wenn über das vorgeschaltete Drosselventil der Wasserzufluß freigegeben wird, das
Wasser über die Oberkante des Rohres 5 durch das überströmrohr 16 unten in das Elektrodengefäß
i eintritt. Es tritt zum Teil sofort wieder durch die Austrittsöffnung aus. Diese
Menge ist aber, da das Entlüftungsrohr 13 noch offen steht, beträchtlich geringer,
als die unter Wasserleitungsdruck eintretende Wassermenge, so daß eine vom Durchflußwasser
abgezweigte Teilmenge im Behälter i sehr schnell ansteigt. Dies Wasser kommt mit
den Elektroden 3, 3 in Berührung, der Stromdurchgang und damit der Erwärmungsvorgang
beginnt. Der Anlaufvorgang dauert so lange, bis das Entlüftungsrohr 13 durch die
mit dem Wasserspiegel angehobene Schwimmerkugel 14 verschlossen wird. In diesem
Augenblick ist der Anlaufvorgang beendet und zunächst die gesamte Elektrodenfläche
wasserberührt. Der Wasseraustritt erfolgt, da das Elektrodengefäß i nunmehr geschlossen
ist, unter vollem Wasserleitungsdruck, womit der stationäre Durchflußzustand erreicht
ist.
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Das Einregeln der Solleistung vollzieht sich nun wie folgt: Die durch
den Stromdurchgang durch die im Elektrodenraum aufgestiegene Teilmenge frei werdende
Wärme wird an das übrige durchströmende Wasser durch eine zwischen dem Durchströmwasser
und dem Elektrolyt befindliche Wand, beispielsweise in Abb. i die Wand des Überströmrohres
16, übertragen. Fläche und Baustoff dieser Wand bestimmen im Zusammenhang mit der
Einlauftemperatur des Durchströmwassers und dessen Geschwindigkeit längs der Übertragungsfläche
die übertragbare Wärmemenge und damit die elektrische Leistungsaufnahme des Gerätes.
Ist nämlich die elektrische Leistungsaufnahme größer, als sie der bei Siedetemperatur
durch die Trennwand übertragbaren Wärmemenge entspricht (und so sind die Abmessungen
der Elektroden usw. konstruktiv gewählt), so tritt innerhalb des Elektrodenraumes
Dampfbildung auf, wodurch ein Teil des darin befindlichen Wassers in den Durchlaufstrom
zurückgedrückt wird. Dadurch verringert sich die wasserberührte Elektrodenfläche
und die elektrische Leitungsaufnahme des Gerätes so lange, bis Gleichgewicht zwischen
der elektrisch zugeführten und durch die Trennwand vom Elektrolyt an das umströmende
Wasser übertragbaren Leistung hergestellt ist. Auch die nicht elektrolytberührte
Trennwandfläche innerhalb des Elektrodenraumes wirkt dabei an der Wärmeübertragung
mit. Der den Elektrodenraum über dem Elektrolytspiegel füllende Dampf kondensiert
nämlich an dieser anderseitig durch das Durchflußwasser gekühlten Fläche. Es ist
auch möglich, einen Teil dieses Dampfes durch Anordnung entsprechender Düsenbohrungen
unmittelbar zur Wärmeabgabe an das Durchströmwasser in dieses einzuleiten.
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Wird zum Abstellen des Durchlauferhitzers die Wasserzufuhr unterbrochen,
so öffnet sich das Schwimmerventil 14 unter dem Einfluß des äußeren Luftdrucks,
unddas nunmehr wieder oben offene Elektrodengefäß i läuft leer, wodurch der Wasserweg
zwischen den Elektroden 3, ¢ unterbrochen und das Gerät abgeschaltet ist.
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Die Ausführung nach der Abb. 3 ist für den Fall vorgesehen, daß das
Leitungswasser infolge absolut zu geringer oder zu hoher Leitfähigkeit oder aber
auch starker Schwankungen derselben als Elektrolyt auch bei Anwendung der selbstregelnden
Bauart, wie sie vorstehend geschildert wurde, nicht geeignet ist. Der Elektrodenzylinder
der ursprünglichen Ausführungsform ist hierbei in einem eigentlichen Elektrodenraum
und einem besonderen Steigzylinder, der vor dem Drosselquerschnitt durch ein Überströmrohr
ig wasserseitig mit dem eigentlichen Elektrodenerhitzer gekuppelt ist und in den
das Wasser in der bekannten Weise beim Anlaufen des Gerätes aufsteigt, aufgeteilt.
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Als Elektrolyt dient eine besondere Flüssigkeit, die mit dem durchströmenden
Wasser in keinerlei unmittelbarer Verbindung steht. Diese befindet
sich
bei ausgeschaltetem Gerät teilweise, die Elektroden nicht berührend, im unteren
Teil des Elektrodenzylinders, teilweise in einem besonderen Elektrolytbehälter.
Beim Anlauf des Gerätes entweicht nun die durch das im Steigzylinder aufsteigende
Wasser verdrängte Luft nicht mehr, wie bei der Ausführung nach Abb. i und 2, unmittelbar
ins Freie. Sie wird vielmehr durch das obere Verbindungsrohr 19a in den Elektrolytlaeliälter
gedrückt, aus diesem den Elektrolyt in den kommunizierend angeordneten Elektrodenzylinder
herüberdrückend. Dadurch wird durch das Ansteigen der Wassersäule im Steigzylinder
genau wie bei der ursprünglichen Bauform, jedoch nunmehr indirekt, eine Berührung
zwischen Elektroden und Elektrolyt herbeigeführt und der Erwärmungsvorgang eingeleitet.
Die Wärmeübertragung vom Elektrolyt an das durchströmende Wasser erfolgt in der
gleichen Weise wie vorstehend für die Abb. i und 2 beschrieben.
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In der Abb. 3 ist mit 17 der Elektrodenzylinderboden, mit 18 der hohlzylinderartig
ausgebildete Elektrolytbehälter und mit i9 das untere Verbindungsrohr nach dem Steigzylinder
2o bezeichnet. Der Abfluß des Durchlauferhitzers besitzt eine Drosselwirkung gegenüber
diesem unteren Verbindungsrohr i9. Der Steigzylinder ist mit dem Decke12i verschlossen,
in dem sich für den Luftübertritt ein oberes Verbindungsrohr 19a befindet. Aus der
Zeichnung ist ersichtlich, und es wird keine Schwierigkeiten bereiten, die Durchflußöffnungen
der überströmrohre so abzustimmen, daß eine gleich groß bleibendeLeistungsabgabe
an das durchströmende Wasser gesichert ist.