DE202763C - - Google Patents

Description

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KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- JV* 202763 KLASSE \2h. GRUPPE

in GELSENKIRCHEN.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 14. Februar 1906 ab.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur

Erzeugung von elektrischen Starkstrom-Flammenbögen, welche zur Einwirkung auf Luft oder Gase bzw. Luft oder Gasgemische geeignet sind.

Bekanntlich erfordert die elektrische Behandlung von Luft oder Gasen Flammenbögen, welche bei sehr großer Länge einen verhältnismäßig sehr geringen Querschnitt

ίο besitzen. Derartige Flammenbögen sind aber bisher nur in bescheidenem Umfange erzeugbar gewesen, weil ihre große Länge eine sehr hohe Betriebsspannung bedingt und hohe Betriebsspannungen überaus heftige Kurzschlüsse herbeiführen, welche schwer zu vermeiden sind, weil der elektrische Flammenbogen eine überaus labile Erscheinung ist, bei welcher mit konstanten Betriebsverhältnissen niemals gerechnet werden kann.

Die einzige Möglichkeit, diesen Kurzschluß zu verhindern, ist durch Anwendung sehr hoher Geschwindigkeiten bei der Zuführung" des Reaktionsgemisches gegeben; dies heißt mit anderen Worten: das Reaktionsgemisch wird den Elektroden als Luft- oder Gasstrom von sehr hoher Geschwindigkeit zugeführt, in solcher Weise, daß dieser Strom die Entladung an der Stelle ihres Entstehens sehr schnell wegbläst und so das Entstehen von Kurzschlüssen an der Zündungsstelle verhindert. Dieses Verfahren hat aber den großen Nachteil, daß außerordentlich viel Luft verbraucht und somit ein überaus verdünntes Reaktionsgemisch erhalten wird. Ein weiterer Nachteil ist dadurch bedingt, daß zur Erzeugung der hohen Geschwindigkeit des Reaktionsgemisches ein hoher Druck benötigt wird, so daß der Kraftaufwand hierfür den Nutzen des Verfahrens weit übersteigt.

Diesseits ist nun gefunden worden, daß sich ein elektrischer Flammenbogen durch einen verhältnismäßig schwachen Luftstrom zu sehr großer Länge ausdehnen läßt, vorausgesetzt, daß derselbe einmal eine gewisse Minimallänge überschritten hat, welch letztere wahrscheinlich eine Funktion des Elektrodenmaterials ist und den Moment kennzeichnet, in welchem der Lichtbogen in einen Flammenbogen übergeht, wobei unter Lichtbogen eine elektrische Entladung verstanden werden soll, deren Strombrücke durch glühendes bzw. verdampftes Elektrodenmaterial gebildet wird, während mit dem Ausdruck »Flammenbogen« eine elektrische Entladung in Gasen ohne Anteilnahme des Elektrodenmaterials an der elektrischen Leitung in den betreffenden Gasen bezeichnet werden soll. Der Lichtbogen ist hiernach eine elektrische Entladung, deren Gasstrecke einen überaus geringen Widerstand hat, während der Flammenbogen infolge seines hohen Widerstandes der Hochspannung bedarf und schließlich bei

noch höherer Steigerung seines Widerstandes in die Funkenentladung übergeht. Unter dieser Erkenntnis kommt es bei dem Verfahren vorliegender Erfindung darauf an, das zur Anwendung gelangende Gesamtreaktionsgemisch den Elektroden in Form von Gasbzw. Luftströmen verschiedener Stärke bzw. Geschwindigkeiten zuzuführen, in solcher Weise, daß ein Strom von entsprechend

ίο hoher Geschwindigkeit zur Vermeidung von Kurzschlüssen die Entladung an der Stelle ihres Entstehens sehr schnell wegbläst und dem Strom mit entsprechend geringerer Geschwindigkeit derart zuführt, daß letzterer die Ausbreitung des Flammenbogens herbeiführen kann.

Bei der praktischen Anwendung dieses Verfahrens wird beispielsweise einem Zehntel des zur Anwendung kommenden Gesamtreaktionsgemisches eine Geschwindigkeit von etwa 300 m in der Sekunde, den übrigen neun Zehnteln dagegen nur eine Geschwindigkeit von 40 m in der Sekunde erteilt. Der Mehraufwand an Kraft gegenüber, der Arbeitsweise, daß man nur mit Luft von geringerer Geschwindigkeit arbeitet, ist hiernach also ganz unbedeutend.

Wird nun so vorgegangen, daß unter Verwendung divergierender Elektroden, beispielsweise eines Hörnerblitzableiters und einer Elektrizitätsquelle von hoher Spannung, etwa 15 bis 20 000 Volt, die Zündung zwischen den naheliegenden Enden des Hörnerblitzableiters erfolgt, und daß der die hohe Geschwindigkeit besitzende Luftstrom an dieser Stelle in der Richtung der Hörner der Flammenbogenstrecke einfällt, so erfüllt dieser Luftstrom einen doppelten Zweck; einerseits verlängert er den entstehenden Lichtbogen so schnell, daß dieser in weniger als einer zehntausendstel Sekunde in einen Flammenbogen übergeht, andererseits aber kühlt er den Lichtbogen bzw. den unmittelbar daraus entstehenden noch verhältnismäßig kurzen Flammenbogen so stark, daß sein Widerstand gegenüber der Spannung der Elektrizitätsquelle groß genug ist, um einen plötzlichen Kurzschluß zu verhüten.

Je weiter sich dabei der Flammenbogen durch die Einwirkung des ersten Luftstromes von der Zündungsstelle entfernt, desto geringer wird auch die Geschwindigkeit dieses ersten Luftstromes.

Der andere Luftstrom von geringerer Geschwindigkeit, jedoch großer Luftmenge, setzt dann mit seiner Wirkung dort ein, wo der Flammenbogen bereits eine so große Länge besitzt, daß er keinen Kurzschluß mehr bilden kann.

Das neue Verfahren ermöglicht es, daß aus einer einzigen Zündungsstelle und mit einem einzigen Elektrodenpaar außerordentlich große Energiemengen entladen werden können, ohne daß hierbei die großen, im vorstehenden erwähnten Nachteile der bisherigen Verfahren entstehen.

Auf der beiliegenden Zeichnung ist ein, die Ausführung des neuen Verfahrens ermöglichender Apparat in einer Ausführungsform schematisch dargestellt, und zwar zeigt

Fig. ι einen senkrechten Querschnitt nach Linie 1-1 der Fig. 2, während Fig. 2 einen wagerechten Querschnitt nach Linie 2-2 der Fig. ι darstellt.

Bei dem gezeichneten Ausführungsbeispiel wird Luft oder ein anderes Reaktionsgemisch mit hohem Druck durch das Rohr ϊ zwischen die einander nahestehenden Enden der Elektroden 2 geblasen. Der Druck, welcher im Rohr ι herrscht, setzt sich zwischen den Elektroden in sehr hohe Geschwindigkeit um Und bläst die zwischen den Elektrodenspitzen sich bildenden Entladungen, welche durch beliebige Mittel eingeleitet werden können, mit großer Geschwindigkeit im Kanal 3 entlang bis in den großen Kanal 4. Durch letzteren strömt in der Richtung des Pfeiles I die größere Menge des Reaktionsgemisches mit verhältnismäßig geringer Geschwindigkeit und erfaßt hierbei die aus dem Kanal 3 austretenden Entladungen, zieht dieselben an den Elektroden 2 in die Höhe, bzw. verbreitet diese Entladungen gleichzeitig und bringt sie, da die Elektroden 2 auch in horizontaler Richtung gemessen stark divergieren, schließlich zum Verlöschen. .

Die Reaktionsgase verlassen dann den Apparat in der Richtung des Pfeiles II. Die senkrechte Anordnung der Kanäle 3 und 4 ist natürlich nicht Bedingung; die Längsachsen der beiden Kanäle können vielmehr. jeden beliebigen Winkel miteinander einschließen, der ganz von dem Verhältnis der beiden Geschwindigkeiten abhängt. Der Kanal 3 kann ferner an der Eintrittstelle des Rohres 1 noch Öffnungen besitzen und dabei so ausgebildet sein, daß er infolge der hohen Geschwindigkeiten der aus dem Rohr 1 ausströmenden Luft als Strahlapparat wirkt, so also noch mehr Luft von außen annimmt. Hierdurch kann die in dem hochgespannten Quantum der Luft bzw. des Reaktionsgemisches aufgespeicherte Energie noch zur Verstärkung des Luftzuges ausgenutzt werden.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch:

   Verfahren zur Behandlung von Luft oder anderen Gasen oder Gasgemischen mit elektrischen Starkstrom-Flammenbögen

   unter Verwendung divergierender Elektroden, dadurch gekennzeichnet, daß ein kleiner unter Druck stehender Teil der zu .behandelnden Gasmenge, welcher in den langsameren Hauptgasstrom unter einem Winkel einmündet, den an den Stellen des kleinsten Elektrodenzwischenraumes erzeugten Lichtbogen mit großer Geschwindigkeit den in die Richtung des Hauptgasstromes umbiegenden Elektrodenteilen mit großem gegenseitigen Abstand zubläst.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen.