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Fig. 4 zeigt in horizontalem Querschnitt eine derartige Anordnung, wobei die Art der Stromzuführung punktiert angedeutet ist. Es liegt nun ein gewisses Interesse vor, die äusseren Elektroden nicht nebeneinander zu schalten, sondern vielmehr jeder ihren Strom aus einer besonderen Quelle zuzuführen, da auf diese Weise leichter das Maximum der Lichtbogenzahl erreicht werden kann. Die Spannung der Maschine nämlich, die einen Apparat mit nur zwei Elektroden (Fig. I) speist, wird sich entsprechend der Stellung des Lichtbogens ändern.
Solange noch kein Lichtbogen vorhanden ist, steigt die Spannung bis zu einer je nach der Art des Apparates verschieden hohen Spannung, und zwar bis sie hoch genug für die Bildung eines Licht- bogens zwischen den Elektroden an ihrer engsten Stelle ist. Sobald der Lichtbogen gebildet ist, fällt die Spannung stark, die erst wieder ansteigt, wenn der Bogen im oberen Teile der Gabel abgerissen ist, und zwar bis zu der für eine Lichtbogenbildung an der engsten Stelle der beiden Elektroden entsprechenden Höhe.
Sind also nun die äusseren Elektroden, wie in Fig. 4 gezeigt, miteinander verbunden, so werden alle die gleiche Potentialdifferenz gegenüber der Mittelelektrode haben. Es wird sich also ein Lichtbogen zwischen einer äusseren, besonders nahe der inneren Elektrode stehenden und dieser bilden, worauf die Spannung für die anderen zur Bildung weiterer Lichtbögen zu gering geworden ist. In Wirklichkeit wird man auch hiebei mehrere Lichtbögen erhalten, infolge der
Bewegung der heissen Luft oder infolge anderer sekundärer Erscheinungen, aber natürlich nicht das mögliche Maximum und man wird nicht die Ausbeute an Stickstoffoxvden bekommen, die nnt einer derartigen Vorrichtung möglich ist.
Pm die Bogenzahl zu erhöhen, genügt es, die äusseren Elektroden unabhängig voneinander an besondere Stromquellen anzuschliessen. Es wäre nun wenig praktisch, wollte man für jede
Elektrode eine besondere Dynamo nehmen, vielmehr kann man sich mit einer einzigen Dynamo mit konstanter Spannung behelfen und sovien Transformatoren als Elektroden anwenden, zur
Erreichung der gewünschten Spannung zwischen diesen und der Mittelelektrode. Noch einfacher ist es aber, einen einzigen Transformator mit soviel sekundärem Wicklungen als Elektroden zu benützen.
Fig. 5 zeigt schematisch eine derartige Vorrichtung, wobei M einen Wechselstromgenerator für konstant niedrige Spannung, b die Mittelelektrode und a2, a3 usw. die Aussenelektroden darstellen ; es ist klar, dass man auch noch mehr Elektroden bzw. Wicklungen als angegeben, anschliessen kann. Das Transformieren auf die für den Apparat nötige Spannung geschieht also in jeder der sekundären Wicklungen, die dementsprechend berechnet sind, gesondert. Nötigenfalls können auch noch zur Spannungsabfallregelung Drosselspule eingeschaltet werden.
Es kann auch ein Apparat zur Verwendung kommen, den man erhält. wenn man die in Fig. 3 dargestellte Vorrichtung um ihre Symmetrieachse rotieren lässt. Fig. 6 zeigt eine derartige Anordnung im senkrechten Längsschnitt und Fig. 7 den dazugehörigen Grundriss. Die eine elcktrode A hat hiebei die Form eines abgestumpften Kegels, die andere b die einer inmitten angeordneten Stange. An Stelle einer einzigen Mittelelektrode b können noch besser mehrere solcher lJ3, b4 bis b8 treten (Fig. 8), die voneinander isoliert und an verschiedene Stromquellen angeschlossen sind, so dass bei dieser Ansführungsart an Stelle der Mittelelektrode, wie oben beschrieben, der Kegelstumpf J der gemeinsame Pol ist.
Die Mittelelektrode kann auch von der Oberfläche eines Rotationskörpers, z. B. eines Zylinders oder Kegels von geringerer Konizität a ! s der äussere 1 gebildet werden, und an gewissen Stellen ihrer Oberfläche Vorsprünge aufweisen, die für die Lichtbogenbildung besonders geeignet sind, schliesslich kann sie auch noch in Drehung
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wird. Ai) e diese Elektrodenarten können mit Einrichtungen für die Zirkulation eines Kühlmittels eingerichtet sein. WU ! man das Einblasen von komprimierter Luft mit der oben beschriebenen Vorrichtung
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zwischen der inneren b und der äusseren Elektrode a gebildete ringförmige Raum am kleinsten ist. und zwar entweder in kontinuierlichem oder intermittierendem Strome.
Alle diese Apparate mit Mittelelektrode eignen sich vorzüglich für die oben beschriebenen Vorkehrungen zur Erzeugung einer magnetischen Blaswirkung, die entweder an der einen von beiden oder auch an beiden Elektroden getroffen werden können. So könnte beispielsweise für diesen Zweck die in Fig. 3 dargestellte Mittelelektrode an den mit bl und 1} bezeichneten Stellen
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durch die in Fig. 4 mit a2 bis al bezeichneten äusseren Elektroden der Hilfsstrom geschickt werden.
Man könnte auch einen Strom von sehr grosser Stärke (3000,10. 000 und noch mehr Amp. ) durch die Mittelelektrode leiten mit Hilfe eines Stromtransformators, dessen primäre Spule entweder
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zum Absorbieren oder Auflösen stickstoffhaltiger Produkte bestimmt sind. Besonders wenn das schnelle Abkühlen des Lichtbogens durch Wasser oder irgend eine Flüssigkeit geschieht, die geeignet. ist, die sich bildenden Stickstoffverbindungen aufzulösen oder auch nicht, würde es praktisch sein, die Vorrichtung zu verwenden, die in senkrechtem Schnitt (Fig. 9) dargestellt und eine Variante der durch'Fig. 6 und 7 veranschaulichten ist.
In Fig. 9 bedeuten A und b zwei kegelstumpfförmige Elektroden in umgekehrter Anordnung wie beiden zuerst beschriebenen, so dass die grosse Kegelstumpffläche nach unten zu liegen kommt.
Diese Elektroden sind hohl ausgebildet, damit das Kühlmittel y, in ihnen zirkulieren kann.
Am unteren Ende der Mittelelektrode b ist eine kleine Turbine h mit ihrer Welle hl vorgesehen. die durch die Kühlflüssigkeit dieser Elektrode oder durch andere Flüssigkeit einer besonderen Leitung geeignet ist, diese in Form eines flachen, wagerechten Strahles gegenüber der Löschungszone der Lichtbögen ausströmen zu lassen. Die Drehbewegung der Turbine kann entweder, wenn der Druck genügt, durch die Flüssigkeit selbst, oder aber durch ein besonderes, an der Achse hl angreifendes Getriebe hervorgerufen werden.
Es ist klar, dass die Elektroden in gleicher Weise wie in den Vorrichtungen nach Fig. 1 bis 6, oder aber horizontal oder anderswie angeordnet sein können ; obgleich aber bei der in Fig. 9 gezeigten Ausführungsart eine sehr kräftige Blaswirkung nötig ist, da man einer aufsteigenden, durch die Erwärmung hervorgerufenen Bewegung entgegenwirken muss, anstatt sie zu benützen, hat diese doch den Vorteil, dass durch sie für die Flüssigkeit jede Möglichkeit zwischen die Elektroden zu gelangen und daraus resultierende Kurzschlüsse vermieden werden.
PATENT. ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung von Stickstoff-Sauerstoff-Verbindungen mittels des elektrischen Stromes unter Anwendung von Hörnerelektroden, in welchen eine oder mehrere Mittelelektroden von mehreren äusseren Elektroden oder auch einer einzigen in Form eines Kegelstumpfes symmetrisch umgeben werden, zum Zwecke, mehrere Lichtbögen auf einmal bilden zu können, dadurch gekennzeichnet, dass entweder die gestreckt verlaufenden zentralen Elektroden bzw.
Elektrode (b) allein von einem hochgespannten, entweder direkt von einer gesonderten Elektrizitätsquelle oder von einem Transformator gelieferten Strom durchflossen wird oder dass die äusseren Elektroden (a) an verschiedene, gesonderte Stromquellen angeschlossen sind, die durch Spannungstransformationen des von einer gemeinsamen Stromquelle gelieferten Stromes erzeugt sind.
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4 shows such an arrangement in horizontal cross section, the type of power supply being indicated by dotted lines. There is now a certain interest in not connecting the outer electrodes next to one another, but rather supplying each of their current from a special source, since in this way the maximum number of arcs can be reached more easily. The voltage of the machine that feeds an apparatus with only two electrodes (Fig. I) will change according to the position of the arc.
As long as there is no arc, the voltage rises to a voltage that varies depending on the type of apparatus, and until it is high enough for the formation of an arc between the electrodes at their narrowest point. As soon as the arc is formed, the voltage drops sharply and only rises again when the arc in the upper part of the fork is torn off, up to the height appropriate for an arc formation at the narrowest point of the two electrodes.
If the outer electrodes are now connected to one another, as shown in FIG. 4, they will all have the same potential difference with respect to the center electrode. An arc will therefore form between an outer electrode, which is particularly close to the inner electrode, and the latter, whereupon the voltage for the others has become too low to form further arcs. In reality, several arcs will be obtained as a result of the
Movement of the hot air or other secondary phenomena, but of course not the maximum possible and you will not get the yield of nitrogen oxides that is possible with such a device.
To increase the number of arcs, it is sufficient to connect the outer electrodes to special power sources independently of one another. It would not be very practical if one wanted for everyone
Electrode take a special dynamo, rather one can make do with a single dynamo with constant voltage and use transformers as electrodes for
Achieving the desired voltage between these and the center electrode. But it is even easier to use a single transformer with as many secondary windings as electrodes.
5 shows schematically such a device, M being an alternating current generator for constant low voltage, b being the central electrode and a2, a3 etc. being the outer electrodes; It is clear that more electrodes or windings than specified can be connected. The transformation to the voltage required for the device takes place separately in each of the secondary windings, which are calculated accordingly. If necessary, choke coils can also be switched on to regulate the voltage drop.
An apparatus that is obtained may also be used. if the device shown in FIG. 3 is allowed to rotate about its axis of symmetry. FIG. 6 shows such an arrangement in a vertical longitudinal section and FIG. 7 shows the associated floor plan. One electric electrode A has the shape of a truncated cone, the other b that of a rod placed in the middle. Instead of a single center electrode b, several such lJ3, b4 to b8 can be used (FIG. 8), which are insulated from one another and connected to different power sources, so that in this embodiment, instead of the center electrode, as described above, the truncated cone J. the common pole is.
The center electrode can also be from the surface of a body of revolution, e.g. B. a cylinder or cone of lesser conicity a! s the outer 1 can be formed, and at certain points on its surface have projections which are particularly suitable for the formation of arcing, and finally it can also rotate
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becomes. Ai) e these types of electrodes can be equipped with devices for the circulation of a coolant. WU! the injection of compressed air with the device described above
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between the inner b and the outer electrode a formed annular space is smallest. either in continuous or intermittent currents.
All of these apparatuses with a center electrode are ideally suited for the precautions described above for generating a magnetic blowing effect, which can be applied either to one of the two electrodes or to both electrodes. For example, for this purpose, the center electrode shown in FIG. 3 could be located at the points marked bl and 1}
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the auxiliary current can be sent through the outer electrodes designated a2 to al in FIG. 4.
One could also conduct a very large current (3000, 10, 000 and even more amps) through the center electrode with the help of a current transformer, whose primary coil is either
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are intended to absorb or dissolve nitrogenous products. Especially when the quick cooling of the arc is done by water or any liquid that is appropriate. is to dissolve the nitrogen compounds formed or not, it would be practical to use the device which is shown in vertical section (Fig. 9) and a variant of the durch'Fig. 6 and 7 illustrated.
In FIG. 9, A and b denote two frustoconical electrodes in the reverse arrangement of the two first described, so that the large truncated cone surface comes to lie down.
These electrodes are hollow so that the coolant y can circulate in them.
A small turbine h with its shaft hl is provided at the lower end of the central electrode b. which, thanks to the cooling liquid of this electrode or other liquid of a special line, is suitable for allowing it to flow out in the form of a flat, horizontal jet opposite the extinguishing zone of the arcs. The rotary motion of the turbine can either be brought about by the liquid itself, if the pressure is sufficient, or by a special gear mechanism acting on the axis hl.
It is clear that the electrodes can be arranged in the same way as in the devices according to FIGS. 1 to 6, or else horizontally or otherwise; However, although in the embodiment shown in FIG. 9 a very powerful blowing effect is necessary, since one has to counteract an ascending movement caused by the heating instead of using it, this has the advantage that it allows the liquid to have any possibility between the electrodes and the resulting short circuits are avoided.
PATENT. EXPECTATIONS :
1. Process for the production of nitrogen-oxygen connections by means of the electric current using horn electrodes, in which one or more central electrodes are symmetrically surrounded by several outer electrodes or a single one in the form of a truncated cone, for the purpose of forming several arcs at once to be able to, characterized in that either the elongated central electrodes or
Electrode (b) is traversed solely by a high-voltage current supplied either directly from a separate electricity source or from a transformer, or that the outer electrodes (a) are connected to different, separate current sources, which are generated by voltage transformations of the current supplied by a common current source are.