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Verfahren zum Ausziehen von elektrischen Lichtbögen oder Entladungen nebst Apparat zur chemischen Zersetzung und Bindung von Gasen, z. B. Luft, mittels derartig ausgezogener
Bögen oder Entladungen.
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ableitern) ; aber bei allen bis jetzt bekannt gewesenen Verfahren zum Ausziehen von Lichtbögen oder elektrischen Entladungen mittels Magneten lassen sich die Bewegung und die Dauer des Bogens bzw. der Entladung nicht regulieren, wns bewerkstelligen zu können selbstredend von grosser Bedeutung ist.
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Scheibe ; auch werden die Elektroden gedreht.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Einrichtung zum
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Feldes, u. zw. derart, dass Elektrodenpaare in einem zwischen zwei Eisenkörpern rotierenden magnetischen Felde und senkrecht zu dem Felde angebracht werden, wodurch man imstande ist, den Bögen oben die Form, Geschwindigkeit und Dauer, welche zur Erzielung des
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auf einen Apparat zur Ausführung des Verfahrens zum Zwecke der Zersetzung der Luft mittels solcher elektrischer Bögen oder Entladungen.
Ein rotierendes Feld kann in verschiedener Weise erzeugt worden. Ein geeignetes Verfahren ist das folgende : Wie bekannt kann man mittels mehrphasigem Wechselstrom durch eine besondere Anordnung der Primärbewicklungen ein rotierendes Feld erzeugen, wie z. B. bei den Mehrphasen- oder Drehstrommotoren. Wenn man nun zwischen zwei konachsialon zylindrischen Eisenkernen, von welchen der eine derart bewickelt ist, dass er ein rotierendes sinusförmiges Feld hervorbringt, wahrend der andere Sekundärwicklungen hat, ein solches Feld rotieren lässt, so wird in den Wicklungen des zweiten Kernes ein elektrischer Strom induziert.
Die elektrodynamische Wirkung zwischen dem rotierenden primären elektrischen Feld und dem induzierten Strome in den Sokundärbewicklungon erzeugt ein Drehmoment, welches bewirkt, dass der Sekundärkern mitrotiert.
Wenn man die Einrichtung so trifft, dass sowohl der Scknnd1irkorn als die Bewicklung
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wird in dem Ranme zwischen den Kernen ein elektrischer Lichtbogen oder eine Reihe von Entladungen erzeugt werden.
Die elektrodynamische Kraft, welche das rotierende Feld auf den Strom in den
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Da die Richtung der KrafiMion des wandernden Feldes durch dio Form der Folds t : erno botthnmt ist und der Bogen stets sonkrocht zu dem Felde tat, ist es klar, dass die Bögen, wenn man den Kernen eine zylindrische, ebene oder irgend andere zweckmässige Form gibt, eine entsprechende zylindrische ebene oder andere.
Form annehmen worden,
Wenn man zylindrische, konzentrisch angeordnete Eisonlcörper anwendet, zwischen welchen das Feld rotiert und die Eloktrodenpaare mit passenden Zwischenräumen zwischen denselben anordnet, so erreicht man eine fortlaufende Reihe von Bogen, die von dem Feld so ausgezogen worden, dass sie einen Teil einer Zylindernächc bilden und sämtliche Bogen bilden zusammen eine vollständige Zylindornlcho.
Die Periodenzahl des die Lichtbögon speisenden Stromes muss dieselbe sein, wie die des rotierenden Feldes und die Elektroden müssen mit Bezug auf das rotierende Feld derart angeordnet sein, dass ein Maximum von Energie ausgeübt wird, um eine möglichst grosse Oberfläche der Bögen zu erreichen.
Es hat sich gezeigt, dass ein Wechselstrombogen eine grössere Spannung aufnimmt, wenn er einem Felde ausgesetzt wird, welches mit dem Strom im Bogen pulsiert, als wenn er der Einwirkung eines solchen Feldes nicht ausgesetzt ist ; der Bogen von der gleichen Stromstärke nimmt also grössere Energie auf. Die Elektrodenpaare müssen daher dem rotierenden Felde gegenüber so eingestellt werden, dass die Phasen des Stromes und des magnetischen Feldes übereinstimmen. Man kann auch die Bögen mit Strom aus einem besonderen ein-, zwei-oder mehrphasigen Transformator oder aus einer Gleichstromquello anstatt von den Sekundärbewicklungen aus speisen, in welchen der Strom durch das rotierende Feld induziert wird.
Die Vorschaltung einer Selbstinduktion vor den Lichtbogen ist zu einem gewissen Grade am Anfange der Ausziehung des Bogens notwendig ; austatt Selbstinduktion können auch Ohmsche Widerstände (Wasserwiderstände u. dgl.) verwendet werden. Wenn der Bogen angelassen worden ist, wird die im Apparate selbst vorhandene Selbstinduktion genügend sein.
Es kann das rotierende Feld aber auch durch einen durch Gleichstrom erregten rotierenden Magneten erzeugt werden.
Zur Erläuterung des oben erwähnten Phänomens wird auf die beigefügten Zeichnungen hingewiesen. Fig. 1 zeigt die Anordnung von zylindrischen Eisenkörpern a, b mit acht
Polen, die ähnlich einem Drehstrommotor gewickelt sind. Zwischen diesen beiden rotiert in diesem Falle ein achtpoligos magnetisches Feld, welches in der oben angegebenen Weise hervorgebracht ist ; die punktierten Linien c bezeichnen den magnetischen Kreislauf. In diesem Falle sind auch acht Elektrodenpaare d in einem dem Abstand der Pole voneinander entsprechenden Abstande angebracht, e bezeichnet die ausgezogenen Bögen.
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auch Gleichstrom liefern kann) mit den Elektroden und mit dem Teil der Wicklung, der das magnetische Feld erzeugt, muss derart gewählt werden, dass die Ausziehung der Bögen in einer und derselben Richtung geschieht.
Bei Anordnung jedes Paares der Elektroden in passender Entfernung voneinander können dieselben von bzw. ein-, zwei-oder dreiphasigem Wechselstrom gespeist worden.
Falls die Bögen mit Gleichstrom gespeist werden, ist es nur nötig, die Bögen in solchen Entfernungen, die die grösste Fläche geben werden, zu stellen.
In den Fig. 2,3 und 4 ist die Einwirkung der Magnetpole auf die Ausziehung des Doges, wens letzterer mit Wechselstrom gespeist wird, in drei verschiedenen Stadien illustriert. Dieselben stellen einen Teil einer abgewickelten Zylinderfläche dar. N und S bezeichnen die in dem Eisenkörper wandernden Pole. Die Pfeile M und 8 bezeichnen nur die dynamische Wirkungsrichtung der einzelnen Pole mit Bezug auf die Ausziehung des Bogens in einem gegebenen Augenblick Im vorliegenden Falle übt also der Nordpol V die ausziehende Wirkung auf den Bogen des betreffenden Elektrodenpaares aus,
Der Pfeil f bezeichnet die Bewegungsrichtung des Feldes ; d, d sind die Elektroden und e ist der Bogon.
Fig. 5 zeigt eine Anordnung, wo das rotierende Feld mit der Antriebsmaschino (z. B. Dampfmaschine) in direkte mechanische Verbindung gesetzt wird, wodurch der besondore Generator in Wegfall kommt. Der innere Kern besteht aus einem Polrad (Rotor), das in gewöhnlicher Weise von einer Gloichstromquello erregt wird. Zwischen Rotor und Stator wird ein genügender Raum für die Elektroden gelassen.
Bei der Verwendung in obiger Weise ausgezogener Bögen zur chemischen Zersetzung und Bindung von Gasen bieten die oben beschriebenen Anordnungen den grossen Vorteil,
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Isoliermaterial bestehende Wand 1"1 die mit Löchern versehen ist, angebracht.
In passendem Abstande von der Wand k ist eine andere ebenfalls aus feuerfestem Isoliermateriale bestehende Wand l angeordnet, welche an der äusseren Wand bzw. am Kern befestigt ist. Auf der Wand m sind den Kernen h gegenüber Eisenkerne o an-
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Bolzen r, welche durch die oben erwähnten Isolatoren n gehen, getragen Rind. Um die eine der Elektroden z. B. q einstellen zu können, ist einer der Bolzen r drehbar und mit einem in eine entsprechende Verzahnung an der Elektrode eingreifenden Zahnrade versehen. Die Wand m ist mit Ablauföffnungen versehen, die durch Rohrstutzen t mit Rohren M, die in einen Sammelkanal v einmünden, in Verbindung stehen.
Die Kerne o brauchen nicht bewickelt zu sein, aber die Selbstinduktion die, wie angegeben, in einzelnen Fällen den Elektroden vorzuschalten ist, kann auf diesen Kernen angebracht werden.
Der die Bögen speisende Strom kann entweder der Strom sein, der in den auf den Kernen o angebrachten Sekundärwicklungen induziert wird oder es kann Strom von einet' äusseren Quelle sein oder es kann Strom von diesen beiden in Serie sein.
Wenn man die Elektroden auf einem gemeinsamen ringförmigen Träger anordnet, so dass sie gleichzeitig gedreht und im Verhältnis zu dem Felde in derselben Weise wie die Bürstenhalter eines Gleicbstromkommutators eingestellt worden können, kann man ihre Einstellung nach Erfordernis regulieren.
Die Wirkungsweise des Ofens ist die folgende : Die Gase (Luft) kommen von oben in das Innere des Ofens hinein, gehen von hier durch die Öffnungen g' der inneren Wand 9 und durch die Kerne h, wobei letztere gekühlt werden, während die Luft vorgewärmt wird, gehen hierauf durch die Löcher der Wand k und nachdem sie der Einwirkung der ausgezogenen Bögen ausgesetzt worden sind, gehen die Gase durch dio Knnllle t und u in den Sammolkanal t ; hinaus (stehe die Richtung der Pfeile).
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rotieren und die Form, wie in Fig. 5 gezeigt, haben.
PATENT-ANSPRÜCHE :
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dass das Ausziehen der Lichtbögon mittels eines rotierenden magnetischen Feldes geschieht, zu dem Zwecke, die Form, Geschwindigkeit und Dauer der Bögen bestimmen sowie auch eine möglichst grosse Oberfläche derselben pro Energieeinheit (Watt) erreichen zu können.
2. Verfahren zum Ausziehen von elektrischen Bögen oder Entladungen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Feld durch Drchstrom erregt wird und die Bögen mit Wechselstrom von gleicher Frequenz gespeist werden.
3. Verfahren zum Ausziehen von elektrischen Bögen oder Entladungen nach An- aspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrodenpaare in einem zwischen zwei Eisenkernen rotierenden magnetischen Feld und perpendilol1är zur Richtung der letzteren, auch mit passenden Zwischenräumen zwecks Erreichung einr fortlaufenden Reihe von zylindrischen Lichtbogenflächen angebracht sind.