DE1501071A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Regeln des Energieniveaus in Stoffen oder Gegenstaenden - Google Patents

Description

• Verfahren und Vorrichtung zum Regeln des Energieniveaus in Stoffen oder Gegenständen. Die Erfindung bezieht sich allgemein auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Regelung des-Energieniveaus in Stoffen oder Gegenständen und insbesondere auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herabsetzung der Temperatur eines elektrisch oder flammenbeheizten Körpers. Ferner ist erfindungsgemäß die VerwendungeIner Gleichstromquelle von hoher Spannung und geringer Stromstärke,vorgesehene Entsprechend dem erfindungsgemässen Verfahren wird eine Gleichspannungsquelle zu einem beheizten Stoff oder Gegenstand gerichtet, um seine Temperatur und sein Energieniveau zu regeln. Ein weiteres Anwendungsbeispiel für die Erfindung ist die Kühlung eines beheizten Stoffes oder Gegenstandes dadurch, daß gegen diesen eine ne gativ geladene Elektrode oder Sonde, gerichtet wird. Vorzugsweise wird die Elektrode oder Sonde mit einem Strom von hoher Spannung und niedriger Stromstt#rke beliefert. Obwohl nicht erforderlich, kann die positive Seite der Stromversorgung mit der Flamme bzw. mit dem beheizten Stoff oder Gegenstand verbunden werden, wodurch ein etwas besserer Wirkungsgrad erzielt werden kann. Ob der beheizte Stoff oder Gegenstand elektrisch oder in-anderer Weise beheizt wird, ist unwesentlich, da das erfin*dungsgemässe Verfahren in jedem Falle gleich gut arbeitet. Die zur Durchführung des Verfahrens verwendete Vorrichtung besitzt eine Einrichtung für die Zufuhr eines-Gleichstroms von hoher Spannung und niedriger Stromstärke und eine Elektrode oder Sonde, welche durch die Verbindung mit der negativen Seite der Gleichstromquelle negativ geladen ist, Als Gleichstromquelle kann ein geeigneter Transformator oder Generator verwendet werden. Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens zur Regelung des Energieniveaus in Stoffen oder Gegenständen.
• Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung ei'ner Vorrichtung zur Regelung des Energieniveaus in Stoffen,oder Gegenständen mit einer Gleichspannungsquelle, deren negative Seite mit einer Elektrode oder Sonde verbunden ist, welche im Abstand von dem Stoff oder Gegenstand angeordnet ist. Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens und einer Vorrichtung zur Herabsetzung der Temperatur eines Körpers, der elektrisch, durch Flammen oder in anderer Lleise beheizt wird.
• Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens und einer Vorrichtung, durch welche das Lnergieniveau in Stoffen oder Gegenständen, die einer Wärmeeinwirkung aus-.gesetzt sind, wesentlich herabgesetzt werden kann.
• Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht in der Schaffung eines Verfahrens und einer Vorrichtung zur Ilerabsetzunr-, der Temperatur eines Körpers, der durch Flammen, Llektrizität, Reibung, Strahlung oder chemische '#,i'irkunfr, erwc-#'rmt worden ist.
• Ueitere Ziele» Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden näheren Beschreibung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen, in welchen gleiche Bezugsziffern gleiche Teile bezeichnen und zwar zeigen: Fig. 1 und 2 in schematischer Darstellung die Regelung, eines durch Flammen erzeugten Energierliveaus in einem Rohr durch die Anwendung der Erfindung; Fig- 3 und 4 in schematischer Darstellung die Regelung des Lnergieniveaus in der Düse eines Brenners; Fig. 5 und 6 in schematischer Darstellung die Regelung des Energieniveaus in einer Platte, auf deren eine Seiteeine konstante Wärmequelle e inwirkt, durch die Anwendung der Erfindung, wobei die Elektrode oder Sonde gegen die eine Fläche der Platte gerichtet ist; Fig. 7 und 8 in schematischer Darstellung die Regelung des Energieniveaus in einer Platte, gegen deren eine Seite eine Flamme gerichtet ist, durch die Anwendung der Erfindung-, wobei die Sonde oder Elektrode gegen die Kante der Platte gerichtet ist; Fig. 9 und lo in schematischer Darstellung die Regelung des Energieniveaus in Brennerdüsen, welche von einem Flansch umgeben sind, durch die Anwendung der Erfindung; Figill und 12 in schematischer Darstellung die Regelung des Energieniveaus eines von Flammen umhüllten Stabes bzw. einer Stange durch die Anwendung der Erfindung; Fig.13 und 14 in schematischer Darstellung die Regelung des Energieniveaus in einem elektrisch beheizten Element durch die Anwendung der Erfindung und Fig.15 und 16 in schematischer Darstellung die Regelung des Energieniveaus in einem Kurzschlußdraht eines elektrischen Stromkreises durch die Anwendung der Erfindung., wobei die Regelung des Energieniveaus keine Wirkung auf eine Lampe in diesem Stromkreis hat.
• Die Erfindung ist auf die Regelting des Energieniveaus in Stoffen oder Gegenständen gerichtet'und kann zur Regelung des Energieniveaus in Stoffen oder GegensttItnden angewendet werden, das durch Flammen, Elektrizität, Reibung, Strahlung, cheiiiische Wirkung u. dgl. erzeugt wird, In den Zeichnungen sind einige der vielen Anwendungsmöglichkeiten dargestellt, die nachfolgend beschrieben.werden. In erster Linie ist die Erfindung dazu anwendbar, das Energleniveau in Stoffen oder Gegenständen wesentlich herabzusetzen. Im besonderen ist die Erfindung vorteilhaft zur Verringerung des Energieniveaus in Stoffen oder Gegenständen, das durch bekannte oder unbekannte PIittel erhöht worden ist.
• Im wesentlichen besteht das erfindungsgemässe Verfahren zur Regelung des Energieniveaus in Stoffen oder Gegenständen darin , daß eine elektrostatische Entladung einer Gleichspannung auf den Stoff oder Gegenstand gerichtet wird, dessen Energieniveau geregelt werden soll, Im besonderen wird eine Gleichstromquelle von hoher Spannung und niedriger Stromstärke verwendet und die Zufuhr (Sonde oder Elektrode) befindet sich von dem Stoff oder Gegenstand in einem solchen Abstand, daß sie ausserhalb des Kurzschluß- oder Lichtbogenbereiches gehalten wird.
• Die in Fig. 1 und 2, 3 und 4, 5 und 6, 7 und nu, 9 und lo sowie in Fig. 11 und 12 dargestellten Beispiele zeigen die Nahlung bzw. die Verringerung des Energieniveaus eines elektrisch leitenden Nörpers., der durch eine Gasflariine od. dgl, beheizt wird.
• Bei dem in Fig. 1 und 2 dargestellten Beisp-'-el erzeugt ein Gasbrenner 2o eine Flamme 21 innerhalb eines Rohres 22 aus elektrisch leitendem Material.. so daß das Rohr auf eine Glüh- hitze aufgeheizt wird, wie durch die welligen Linien 23 in Fig. 1 gezei.m.t. Das Rohr 22 und der Drenner 2o haben eine elektrische Verbindung miteinander, welche ihrerseits mit der positiven Klemme des Transformators verbunden ist. Zwei Sonden oder Elektroden 19 sind elektrisch miteinander und mit der negativen Klemme des Transformators verbunden und ausserhalb des Rohres 22 winkelig zu diesem angeordnet. Das Anlegen eines Stroms von hoher Spannung und niedriger Stromstärke an die Sonden 19 bewirkt eine Kühlung oder Herabsetzung des Energieniveaus im Rohr innerhalb eines kurzen Zeitraums, wie in Fig. 2 gezeigt, selbst wenn die Flamme 21 aus dem Brenner 2o weiterhin brennt. Die Kühlung des Rohres 22, das aus hietall sein kann, durch die Verwendung elektrischer Ener-C:ie'in der gezeigten TKeise kann daher wirksam erzielt werden. In Fig. 3 und 11 ist ein weiteres Deispiel der Kühlw:arkung gezeigt, bei i--jelchem -#in Brenner 23, aus dem eine Flarmme 211 austritt, aufgeheizt wird und zu glühen beginnt., wie durch die welligen Linien 25 in Fir,. 3 angegeben. Der Brenner ist elektrisch mit der positiven Klemme des Transformators verbunden, während dieSonden 19 mit der negativen 'Klemme des Transformators verbunden und zum Brenner 23 in der gleichen Weise wie die Sonden 19 zum Rohr 22 in Fig. 1 und 2 angeordnet sind. Durch die Erregung des Transformators wird das Rohr 22 der Wirkung einer elektrostatischen Entladung in einem Gleichstromkraftfeld ausgesetzt, wodurch im wesentlichen, wenn nicht die gesamte lylärrie vom Brenner 23 weggenommen wird, wie in Fig. 4 dargestellt, wobei die Flamme 24 in keiner Weise beeinflußt wird.
• Ein weiteres Beispiel für die Erfindung ist in Fig. 5 und 6 gezeigt, bei welchem ein Brenner 26, aus dem eine Gasflamine 27 austritt, senkrecht gegen.die eine Seite einer Platte 28 aus elektrisch leitendem Material, beispielsweise aus einem Metall, gerichtet ist, und auf dieser eine rot glühende'Stelle im Mittelbereich der Platte erzeugt wie In Fig ) » - 5 gezeigt. Die Platte ist mit der positiven Kilemme des Transformators verbunden, wghrend eine Sonde 30 mit der negativen Klemme des Transformators verbunden und unmittelbar auf die heisse Stelle 29 so gerichtet ist, daß sie sich senkrecht zur Platte 28 erstreckt, wie in der Zeichnung gezeigt. Durch die Erregung des Transformators wird die Platte 28 einer kontinuierlichen elektrostatischen Entladung ausgesetzt und die Platte 28 dadurch gekühlt, daß die glühend heisse S-telle 29 vollständig weggenommen wird, obwohl die Flamme 27 des Brenners 26 weiterhin auf die entgegengesetzte Seite der Platte gerichtet ist, wie in Fig. 6 gezeigt.
• Fig. 7 und 8 zeigen ein dem Beispiel in Fig. 5 und 6 ähnliches Beispiel, wobei jedoch der Unterschied besteht, daß die Sonde 3o so angeordnet ist, daß sie sich parallel zur Platte 28 und in Ausfluchtung mit einer Kante derselben, jedoch in Abstand von dieser erstreckt. Auch in diesem Falle wird durch die Wirkung der elektrostatischen Entladung aus der Sonde 30 die glühend heisse Stelle im Mittelbereich der Platte 28 vollständig weggenommen, wodurch diese gekühlt wird» wie in Fig. 8 gezeigt.
• In Fig, 9 und lo ist ein weiteres Beispiel für die Anwendung der Erfindung dargestellt, bei welchem eine Platte 31 aus elektrisch leitendem Material mit zwei Brennern 32 versehen ist, die sich durch die Platte und senkrecht zu dieser erstrecken, Die Platte 31 bildet im wesentlichen einen Flansch auf den Brennern 32. Die Brenner sind ebenfalls aus einem elektrisch leitenden Material$ beispielsweise aus einem lletall und.werden zusammen mit dem unmittelbar umgebenden Bereich der Platte 31 auf eine Glühhitze aufgeheiztg wie in Fig. 9 dargestellt, Aus den Brennern 32 treten Flammen 33 aus. Seitlieh--zur Kante der Platte 31 sind in Abstand von dieserteine Anzahl Sonden 3o, angeordnet, die elektrisch miteinander und mit der, negativen Klemme des Transformators verbunden sind. Die Platte 31 Ist mit der positiven Klemme des Transformators verbunden. Durch die Erregung des Transformators findet eine elektrostatische Entladung aus den Sonden 30 statt, wodurch die Brenner 32 und die umgebenden Bereiche der Platte 31 gekühlt werden, wie In Fig. lo gezeigt, selbst wenn die Flammen 33 weiterhin brennen. Der Brennerbetrieb wird durch die Wirkung der elektrostatischen Entladung nicht beeinflußt. Fig, 11 und 12 zeigen ein weiteres Beispiel, bei welchem der Brenner 26, aus dem eine Flamme' 27 austritt, einen Stab*45 aus Metall'oder aus einem anderen Material beheizt" bis das Energ14niveau so hoch Ist$ daß der Stab glüht, wie in Fig. 11 dargestellte Wenn der Stab der Wirkung einer elektrostatischen Entladung aus der Sonde 3o ausgesetzt wird, wird das Energieniveau des Stabes sofort auf einen Wert herabgesetzt, unter welchem der Stab nicht mehr glüht, selbst wenn die Flamme 27 den Stab weiterhin-einhüllt, wie in Pig. 12 gezeigte Die Beispiele in Fig. 13 und 14 sowie in Fig. 15 und 16 zeigen

  die Anwendung der ErfindunF zur Kühlung eines elektrisei.i be-,

  heizten Eläments durch die Verwendung einer erfindungsgemC'!.ss-er

  Schaltung mit hoher- Spannung und geringer Stronst#Irke.

  Bei der In Fig. 13 und 14 gezeigten Anordnung wird ein eleI:-

  trisch leitenden Heizelement 34, beispielsweise ein

  Element, durch eine Stromquelle, beispielsweise durch tir-

  llo Volt '.-Jechselstrom- oder, Gleichstromquelle, beheizt. 1.,eiin

  Erreichen einer bestimmten Temperatur beginnt das Element

  zu glühen, wie durch die ",telligen Linien 35 in Fig. 13 dar-

  gestellt, Bei der Anwendung der Erfindung Ist das lielzeler.#"ent

  34 mit der positiven Klemme des hochspannungetransforn#ators

  verbunden, während eine Sonde oder Elektrode 30 mit der neg -

  tiven Klemme des Transformators verbunden und auf einen Bereich

  des-Re:Lzelements", jedoch In Abstand von diesem, gerichtet ist.

  Durch das Schliessen, des Stromkreises des Transformators-wird

  sofort ein Teil des Reizelements, 34 in unmittelbarer 1-7itihe,- der

  Sonde 36#gekühlt.,_i-rie durch das Fehlen der Wellenlinlen in

  dein benachbarten Bereich in Fig, 14 dargestellt.

  16 zeigen eine Schaltung für eine elektrische

  Lainpe.;bei welcher eine Batterie 37-Gleichstrom an eine LaeQ

  -glüht die Lampei, ausgenouwieng,- wenn

  ein-Kur7,E;c-hluß-'-oder Ableitungsdraht 39 quer zur Batterle#und-.

  zur Lampe gelegt, wird> -der einen wesentlich niedrigeren-.

  stand als die Lampe hat. Dies hat zur rolge, daf die Lampe Prlischt, und der Kurzschlußdraht 39 durch die Datterie 37 auf eine Glühtemperatur aufggeheizt wird., wie durch die welligen Linien 4o in Fig. 15 angeg.,eben. Für die Anwendung der Erfindung ist der Lampenstromkreis mit der positiven Klemme des Transformators verbunden, wcl,'-',.hrend die Sonde 36 sich im Abstand von dem Nurzschlußdraht 39 anf#eordnet ist. Durch das Linschalten der elektrostatischen Entladunr aus der Sonde 36 1 , des Kurzschluf,drahtes 39 bewirkt, wird eine sofortige Kühlunr wie in rir. 16 gezeigt, was jedoch keine 'v,'irkung auf den Betrieb der Lampe 38 hat, die erloschen bleibt. Bei allen Anwendungsfällen der Erfindung ist es nicht erforderlich, die positive Seite der Stromquelle elektrisch mit dem beheizten Körper und/oder mit dem Eleizelement zu verbinden" jedoch ist dies wÜnschenswert, um den Wirkungsgrad der elektrostatischen Entladung der Sonde zu erhöhen. Es kann eine beliebige Anzahl von Sonden verwendet und von der gleichen Stromquelleigespeist werden, je nach dem erforderlichen Bereich der Kühlwirkung. Jede Sonde muß sich von dem Körper in Abstand befinden, welcher der elektrostatischen Entladung ausgesetzt werden soll, wobei dieser Abstand zumindest ausreichend groß sein riuP" um eine Lichtbogenbildung oder einen Kurzschluß zwischen der #',onde und dem Kt.)rper zu verhindern. Es wurde festgestellt, daß die dargestellten Beispiele das Anlegen einer Gleichspannung von etwa 2o.ooo Volt erfordert, obwohl diese Zahl je nach dein Betrag der gewünschten Kühlwirkung oder Ener-Rieniveauregelung erhöht oder verringert werden kann. Der Stromstärkebeda.rf ist sehr gering und liegt im Bereich von wenigen Milliampere, wobei jedoch je nach der gewünschten Regelung auch hier eine Veränderung vorgesehen werden kann. Ferner kann zur Erzeugung der verwendeten elektrischen Energie eine beliebige geeignete Art eines Generators verwendet werden, der Strom von hoher Spannung und geringer Stromstärke liefert. Es gibt verschiedene Erklärungen', warum durch die Anwendung der Erfindung,das Energieniveau in Stoffen oder Gegenständen geregelt werden kann, Es wird angenommen, daß die kontinuierliche elektrostatische Entladung aus einer Sonde das Energieniveau in einem beheizten Stoff oder Gegenstand dadurch beeinflußt, daß die Elektronenbewegung des Stoffes oder Gegen-I standes behindert wird oder gegebenenfalls zum Stillstand kommt, wodurch dieser gekühlt wird. Aus dem Vorangehenden ergibt sich, daß die erfindungsgemässe Vorrichtung und das erfindungsgemässe Verfahren dazu verwendet werden können, das Energieniveau in elektrisch oder flammenbeheizten Materialien zu regeln und die Flammenströmungsrichtung eines Brenners od, dgl» zu regeln. Die Erfindung ist natürlich nicht auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, sondern kann innerhalb ihres Rahmens verschiedene AbRnderungen erfahren.

Claims (2)

1. Patent an-sprüc he 1.- Verfahren zum Herabsetzen der Temperatur eines der u-,agebenden Atmosphäre ausgeset2bn Körpersx der auf eine Temperatur oberhalb der umgebenden AtmosphC;-Ire erhitzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß eine nadelartige Sonde auf die Aussenseite des Körpers gerichtet wird, die .")'onde mit einem Strom von hoher Spannung und niedriger Stroristärke negativ geladen wird und die Sonde in einem Ab- stand von dem Körper gehalten wird, der geringfügig grösser als derjenige ist, welcher zu einer Lichtbogenbildung zwischen der Sonde und dem Körper führen kann.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper elektrisch leitend Ist. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper voll bzw. massiv ist. 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper positiv geladen wird. 5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere nadelartige Sonden verwendet werden. Verfahren zum Herabsetzen der Temperatur eines rohrförmir "Z#rpers, welcher einer umrebenden AtmosphKre aus-,er i, gesetzt ist, in der sich eine hohe 'Vil#,**rr.lequelle zum I\ufheizen des Körpers auf eine Temperatur obErhalb der umgebenden Atmosphäre befindet., dadurch gekennzeichnet, d,),.ir;- eine nadelartige Sonde auf die eine Seite des Körpers fferichtet wird, ein Strom von einer hohen negativen SpannunU und einer geringen Stromstärke der Sonde zugeführt wird und die letztere in einem Abstand von dem Körper mehalten wird, der -geringfügig grösser als derjenige ist, der zu einer Lichtbogenbildunr-zwischen der Sonde und dem Körper führen würde. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper positiv geladen wird. Verfahren zum Herabsetzen der Temperatur einer Platte aus einem Material, die einer umrebenden Atmosphäre ausgesetzt wird und über die umgebende Atmosphäre erhitzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß eine nadelartige n ,ionde auf die Platte gerichtet Yjird" die, Sonde-mit einem 1:itror#l von hoher Spannung und geringer Stromstärke negativ geladen wird und die Sonde in einem Abstand von der Platte gehalten wird.. der geringfügig grösser als derjenige ist, der zu einer Lichtbogenbildung zwischen der Sonde und der Platte führen würde. g. Vorrichtung zum Herabsetzen der Temperatur eines Gegensündes, der einer umgebenden Atmosphäre ausgesetzt ist und dessen Temperatur durch eine hohe Wärmequelle erhöht wird, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur Lieferung eines Stroms von hoher Spannung und niedriger Stromstärke, eine nadelartige Sonde, die sich im Abstand von dem Gegenstand befindet und auf diesen gerichtet ist, eine Anordnung zur Verbindung der negativen Seite der Stromquelle mit der Sonde, welch letztere sich in einem Abstand von dem Gegenstand befindet, der geringfügig grösser als derjenige ist, welcher eine Lichtbogenbildung zwischen der Sonde und dem Gegenstand herbeiführen würde. lo. Vorrichtung nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch eine Anordnung zur Verbindune der positiven Seite der Spannungsquelle mit dem Gegenstand,