DE236714C

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KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMT.PATENT OFFICE.

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

-JVi 236714-KLASSE 21/. GRUPPE-JVi 236714-CLASS 21 /. GROUP

Patentiert im Deutschen Reiche vom 10. März 1909 ab.Patented in the German Empire on March 10, 1909.

Die Erfindung betrifft eine elektrische Bogenlampe, deren Lichtbogen nicht durch stabförmige Elektroden unterhalten wird, sondern durch feste, flüssige oder gasförmige Stoffe, die in Form von Pulvern, Dämpfen oder Gasen zwischen im wesentlichen nur der Stromzuführung dienende Elektroden gebracht werden. Der Gedanke, Lampen für derartige Brennstoffe zu bauen, ist nicht mehr neu. BereitsThe invention relates to an electric arc lamp whose arc is not rod-shaped Electrodes, but by solid, liquid or gaseous substances, those in the form of powders, vapors or gases between essentially only the power supply Serving electrodes are brought. The thought of lamps for such fuels building is no longer new. Already

ίο in den Jahren 1877 und 1879 beschreibt Rapieff Lampen, in denen die Brennstoffe, soweit sie fest sind, durch Nachsinken, soweit sie flüssig sind, mit Hilfe eines Dochtes zwischen zwei feste und festliegende Elektroden gebracht werden, und Somzee gibt eine Bogenlampe bekannt, in der die Brennstoffnachfüllung entweder durch Einblasen von unten her erfolgt oder aber von oben her unter Benutzung von Transportvorrichtungen durch Nachschütten aus einem über dem Brennraum liegenden trichterartigen Behälter. Schließlich ist Taboulevitsch eine für unfeste Brennstoffe bestimmte Lampe zur Erzeugung gefärbter Lichtblitze geschützt worden.Rapieff describes ίο in the years 1877 and 1879 Lamps in which the fuels, insofar as they are solid, by sinking, insofar they are liquid, with the help of a wick between two fixed and fixed electrodes Somzee announces an arc lamp that refills fuel either by blowing in from below or from above using transport devices by refilling from a funnel-like container located above the combustion chamber. After all, Taboulevitsch is a lamp intended for production for non-solid fuels colored flashes of light have been protected.

Bei dieser Lampe werden die Brennstoffe aus einem Behälter mit feiner Bodenöffnung durch elektromagnetisch bewirkte Schläge gegen die Behälterwand hinausgeschüttelt, und zwar wird in besonderer Ausführungsform die obere Elektrode zum Behälter und gleichzeitig zum beweglichen Kern des steuernden Solenoids gemacht. With this lamp, the fuel is drawn from a container with a fine opening in the bottom electromagnetically induced blows against the container wall are shaken out, namely in a special embodiment the upper electrode to the container and at the same time to the movable one Made core of steering solenoid.

Erfindungsgemäß wird nun durch bewegliche Anordnung mindestens einer Elektrode — etwa in Form eines schwebenden Solenoidkerns — eine Regelung des Lichtbogens in Abhängigkeit von den elektrischen Vorgängen im Lichtbogen ermöglicht, so daß die bei festen Polabständen unvermeidlichen Störungen infolge ungleichmäßiger Brennstoffzufuhr und verschieden starker Verdampfung fortfallen. Die Brennstoffzufuhr erfolgt hierbei zweckmäßig ebenfalls in Abhängigkeit von den elektrischen Vorgängen. Das kann durch mechanische oder elektromechanische Auslösung der Zuführungsvorrichtung herbeigeführt werden. Jedoch ist dadurch ein Zuviel oder Zuwenig in der Zufuhr nicht vermeidlich, denn nicht alle Strom- und Spannungsschwankungen stehen in Zusammenhang mit dem Brennstoffverbrauch. Bei zu starker Zufuhr wird entweder zuviel Brennstoff verbraucht oder es werden isolierende Rückstände gebildet, die das Wiederzünden erschweren; auch kann liegengebliebener Brennstoff bereits das Be- 5i rühren der Elektroden und damit die Neubildung des Lichtbogens verhindern. Bei zu geringer Zufuhr dagegen wird der Lichtbogen zu klein und gibt zu wenig Licht. Diese Übelstände werden vermieden, wenn man den Brennstoff nach Maßgabe des Verbrauchs zuführt. Eine solche Regelung wäre beispielsweise gegeben durch die Brennstoffzufuhr in bestimmten Zeitabständen. Die hierbei auftretenden Ungleichmäßigkeiten können nur unbedeutend sein und von der Lampe leicht ausgeglichen werden.According to the invention, at least one electrode is now arranged in a movable manner - for example in the form of a floating solenoid core - a regulation of the arc in Dependence on the electrical processes in the arc allows, so that the at fixed pole distances unavoidable disturbances due to uneven fuel supply and different degrees of evaporation are omitted. The fuel supply is expedient here also depending on the electrical processes. That can be done mechanically or electromechanical triggering of the feed device can be brought about. However, this means that too much or too little in the supply cannot be avoided, because not all current and voltage fluctuations are related to fuel consumption. If the supply is too high, either too much fuel is consumed or insulating residues are formed which make re-ignition difficult; fuel that has been left lying around can also cause damage stir the electrodes and thus prevent the new arc from forming. In to If the supply is low, however, the arc becomes too small and gives too little light. These evils are avoided if the fuel is supplied according to consumption. Such a regulation would be, for example given by the fuel supply at certain time intervals. The occurring here Irregularities can only be insignificant and easily compensated for by the lamp will.

Am vollkommensten aber wird die Brennstoffzufuhr, wenn sie in Abhängigkeit von der Lichtbogenlänge erfolgt. Sie ist damit in Ab-But the fuel supply is most perfect when it depends on the Arc length takes place. She is thus in the

hängigkeit gebracht von einer ganz bestimmten Elektrodenlage. Diese Regelung vereint die Vorteile der beiden vorigen Regelverfahren; denn die Lichtbogenlänge ist sowohl abhängig von der vorhandenen Spannung, also von den elektrischen Verhältnissen, wie von dem vorhandenen Brennstoff, also von der mechanisch zugeführten Brennstoffmenge; es wird also mit einer Regelung nach der Lichtbogenlänge sowohl den äußeren Einflüssen wie den Vorgängen in der Lampe selbst Rechnung getragen. Infolgedessen brennt eine so geregelte Lampe mit sehr geringen Schwankungen in der Lichtstärke.dependent on a very specific electrode position. This regulation combines the Advantages of the two previous control methods; because the arc length is dependent on both from the existing voltage, i.e. from the electrical conditions, as from the existing one Fuel, i.e. the mechanically supplied amount of fuel; so it will be with a regulation according to the arc length, both the external influences and the processes accounted for in the lamp itself. As a result, a lamp regulated in this way burns with very little fluctuations the light intensity.

In der praktischen Ausführung wird der Brennstoffbehälter und das Nachschubwerk feststehend angeordnet, also nicht mit der beweglichen Elektrode mitbewegt wie bei Taboulevitsch. Das ist sehr wichtig, denn dadurch wird die Regelvorrichtung unabhängig von dem stets wechselnden Gewicht der Brennstoffmenge und vermindert den zur Regelung notwendigen Energiebedarf der Lampe, indem dabei nur noch die Stromzuführung allein zu bewegen ist. Außerdem können so ohne Änderung des Regelwerks beliebig große Brennstoffmengen in der Lampe untergebracht werden; auch erfordern wesentliche Änderungen im spezifischen Gewicht des Brennstoffs gar keine oder ganz unwesentliche Änderungen an dem Regelwerk.In the practical version, the fuel container and the supply system Fixed, so not moved with the movable electrode as in Taboulevitsch. This is very important because it makes the control device independent of the constantly changing weight of the amount of fuel and reduces the energy requirement of the lamp necessary for regulation by only closing the power supply move is. In addition, any large quantities of fuel can be used without changing the rules and regulations be housed in the lamp; also, substantial changes in the specific gravity of the fuel do not require any or completely insignificant changes to the set of rules.

Ein weiterer Vorteil dieser Anordnung ist, daß die ruhende Lage des Behälters trotz der Beweglichkeit der den Brennstoff zuführenden Elektrode die Verwendung fast aller bekannten Massentransport- und Nachschubvorrichtungen zu seiner Entleerung gestattet, und zwar unter Vermittlung der beweglichen Elektroden. In den Figuren sind als brauchbarste Anordnungen angedeutet: In Fig. 1 ein Schaufelrad h, in Fig. 2 eine Transportschnecke m, in Fig. 3 ein Schütttrichter d mit Klopfer t; aber auch Ventile, Transportbänder, Schüttelvorrichtungen wären geeignet. Die Anordnung des Schütttrichters mit Klopfer gemäß Fig. 3 ist besonders einfach, weil dabei der Schütttrichter selbst als Vorratsbehälter dienen kann und die ganze Entleerungsvorrichtung nur aus dem kleinen Klopfer t besteht. Auch genügt hier zur Regelung der Ausflußmenge eine einfache Drosselklappe u; in den anderen Fällen gestaltet sich' die Regelung des Abflusses schwieriger.A further advantage of this arrangement is that the stationary position of the container, despite the mobility of the electrode supplying the fuel, allows the use of almost all known mass transport and replenishment devices for emptying it, with the intermediary of the movable electrodes. The most useful arrangements are indicated in the figures: In FIG. 1 a paddle wheel h, in FIG. 2 a transport screw m, in FIG. 3 a hopper d with knocker t ; but also valves, conveyor belts, shaking devices would be suitable. The arrangement of the hopper with knocker according to FIG. 3 is particularly simple because the hopper itself can serve as a storage container and the entire emptying device consists only of the small knocker t . A simple throttle valve u is also sufficient here to regulate the flow rate; in the other cases it is more difficult to regulate the discharge.

Die periodische Bewegung des Vorschubwerks wird erfindungsgemäß durch Anschläge unter Vermittlung der beweglichen Elektroden bewirkt, die an der Armatur dieser Elektroden befestigt sind, und zwar können diese Anschläge unmittelbar durch mechanischen Druck auf das Vorschubwerk einwirken oder aber mechanische oder elektromechanische Hilfsvorrichtungen auslösen. Die unmittelbare Bewegung des Vorschubwerks ist in der Ausführung am einfachsten, erhöht aber den Stromverbrauch der Lampe, da zum Bewegen des Vorschubwerks eine merkliche Kraft notwendig ist. Durch Anwendung mechanischer oder elektromechanischer Hilfsvorrichtungen wird der bewegliche Pol wesentlich entlastet; er hat dann nur einen kleinen Auslösehebel oder einen Stromschalter zu bewegen, der seinerseits ein Uhrwerk oder ein vom Netz gespeistes Relais in Tätigkeit setzt. Auf diese Weise wird einerseits der Eigenverbrauch der Lampe und die Belastung der Lampenhauptspule herabgesetzt, andererseits gleichzeitig die Beweglichkeit der beweglichen Elektrode und damit die Regulierfähigkeit der Lampe beträchtlich erhöht; zudem entsteht dadurch die Möglichkeit, zur Bewegung des Vorschubwerks selbst beliebig große Hilfskräfte bereitzustellen. According to the invention, the periodic movement of the feed mechanism is provided by stops under the mediation of the movable electrodes causes that on the armature of these electrodes are attached, and this can be done directly by mechanical pressure act on the feed mechanism or mechanical or electromechanical auxiliary devices trigger. The immediate movement of the feed mechanism is the simplest in the execution, but increases the Power consumption of the lamp, since a noticeable force is required to move the feed mechanism is. By using mechanical or electromechanical auxiliary devices the moving pole is significantly relieved; he then only has a small release lever or to move a power switch, which in turn is clockwork or off the grid energized relay activates. In this way, on the one hand, the self-consumption of Lamp and the load on the lamp main coil reduced, on the other hand, at the same time Mobility of the movable electrode and thus the ability to regulate the lamp are considerable elevated; In addition, this creates the possibility of providing any size auxiliary workers to move the feed mechanism itself.

Um bei elektromechanischer Auslösung die dauernde Belastung der Relaisspule und den dadurch entstehenden Verlust zu vermeiden, wird zweckmäßig eine Kurzschlußschaltung angewandt, welche die Relaiswicklung für gewöhnlich überbrückt und bewirkt, daß ihr nur zur Zeit und zum Zwecke der Regelung Strom zugeführt wird.In order to avoid the permanent load on the relay coil and the To avoid the resulting loss, a short-circuit circuit is expedient applied, which usually bypasses the relay winding and causes you Electricity is only supplied for the time and for the purpose of regulation.

Als Material für die stromzuführenden Elektroden kann nach den angestellten Versuchen ebensowohl Kohle wie Metall genommen werden, d. h. ebensowohl ein vom Lichtbogen leicht verzehrbarer, wie ein praktisch unverbrennlicher Stoff. In beiden Fällen lassen sich die Stromzuführungen so anordnen, daß sie beim Brennen nur äußerst wenig abgenutzt werden. Die obere Elektrode wird sehr gut aus Kupfer mit reichlichem Querschnitt hergestellt. Jedoch gibt Kupfer als Elektrode wenig Licht infolge seiner guten Wärmeleitfähigkeit, die die Temperatur des Bogens niedrig hält. Aus diesem Grunde sind schlecht wärmeleitende Stoffe für die Elektroden vorzuziehen, gegebenenfalls zur Erhöhung der elektrischen Leitfähigkeit mit Metalleinlagen, die jedoch auf das unerläßlich notwendige Maß beschränkt sind.As a material for the current-supplying electrodes, according to the experiments both coal and metal are taken, d. H. as well as one from the arc easily consumable, like a practically incombustible substance. Leave in both cases the power supply lines are arranged in such a way that they wear very little when burning will. The top electrode is very well made of copper with ample cross-section. However, as an electrode, copper gives off little light due to its good thermal conductivity, which keeps the temperature of the arc low. For this reason, poorly thermally conductive materials are to be preferred for the electrodes. if necessary, to increase the electrical conductivity with metal inserts, which, however, is based on what is absolutely necessary Are limited.

Bezüglich der Unterelektrode in Lampen mit senkrecht übereinander liegenden Kohlen ist zu berücksichtigen, daß diese Stromzuführung zweckmäßig einen größeren Querschnitt erhält als die obere Stromzuführung: einmal, damit der hinaufgeschüttete Brennstoff nicht vorbeifällt und zweitens, damit die Elektrode, sofern sie durch den Brennvorgang angreifbar ist, mit möglichst flacher Kuppe abbrennt. Schwer verbrennliche Unterelektroden werden am besten flach abgefeilt oder muldenförmig ausgehöhlt. Die Zufuhr des Pulvers soll so groß sein, daß von der unteren Elektrode,With regard to the lower electrode in lamps with coals lying vertically on top of each other it must be taken into account that this power supply expediently has a larger cross-section receives as the upper power supply: once, so that the fuel poured up does not falls past and secondly, so that the electrode, provided that it is vulnerable to the burning process burns with the flat tip possible. The lower electrodes are difficult to burn best filed flat or hollowed out into a trough. The supply of the powder should be like this be large that from the lower electrode,

auch wenn sie aus verbrennlichen Stoffen besteht, möglichst wenig abbrennt; sie soll nur als Träger (Teller) für die Leuchtzusätze dienen. Bei einer gewöhnlichen Kohle als Ünterelektrode wird ein flacher Abbrand durch Verkupfern begünstigt.even if it consists of combustible materials, it burns as little as possible; she should only serve as a carrier (plate) for the lighting accessories. With an ordinary carbon as the lower electrode a shallow burn is favored by copper plating.

Die letzten Bemerkungen gelten sinngemäß auch für nicht vom Strom durchflossene Auffangteller, wie sie bei nebeneinander liegendenThe last remarks apply mutatis mutandis to collecting plates through which the current does not flow, as they do with those lying next to each other

ίο oder schräggestellten Elektroden notwendig sind. Wo eine Stromzuführung als Auffangteller benutzt wird, muß sie an den Pluspol des Netzes gelegt werden.ίο or inclined electrodes necessary are. Where a power supply is used as a collecting plate, it must be connected to the positive pole of the network.

Als pulverförmiges Brennmaterial kann ebensogut reine Kohle, wie ein beliebiges Effektstoffgemenge benutzt werden. Eine Lampe der neuen Art ist ein sehr einfacher Versuchsapparat zur Erprobung der Lichtstärke und der Wirkung verschiedenartiger Brennstoffe.Pure coal as well as any mixture of effect substances can be used as fuel in powder form to be used. A lamp of the new kind is a very simple experimental apparatus for testing the light intensity and the effect of different fuels.

Alle wesenlichen Angaben, die im vorstehenden gemacht sind, werden durch die beigegebenen drei Figuren erläutert. Sie zeigen alle eine Lampe mit übereinander liegenden Elektroden. Die untere Elektrode α liegt fest, die obere b ist röhrenförmig und sitzt in dem beweglichen Tauchkern c inmitten der einzigen Regelspule f der Lampe. Der Brennstoff ist in dem Behälter i enthalten. In Fig. 1 wird er von hier durch die Schaufel g eines Wurfrades h herausgeholt und in den Trichter k geworfen, um durch den Trichter d und die hohle Elektrode b auf die Elektrode α zu fallen. In Fig. 2 wird das Einwerfen in den Trichter d durch die Transportschnecke m besorgt; der Trichter wird aber nicht von der Elektrode b getragen, sondern sitzt fest. Die Verbindung zwischen Trichter und Elektrode vermittelt ein Fallrohr v. Die Elektrode selbst ist nur durch den von ihr isolierten Anschlag η belastet. Dieser Anschlag löst im gezeichneten Falle durch Niederdrücken des Hebels 0 ein Hilfsrelais r aus, das den Anker s anzieht; damit wird der Stößer w gegen die Zähne des Rades ζ gedrückt und die Transportschnecke m gedreht.All essential information given above is explained by the attached three figures. They all show a lamp with electrodes lying one on top of the other. The lower electrode α is fixed, the upper electrode b is tubular and sits in the movable plunger core c in the middle of the single control coil f of the lamp. The fuel is contained in the container i . In Fig. 1 it is taken out from here by the blade g of a throwing wheel h and thrown into the funnel k to fall through the funnel d and the hollow electrode b onto the electrode α. In Fig. 2, the throwing into the funnel d is done by the screw conveyor m; however, the funnel is not carried by the electrode b , but is firmly seated. The connection between the funnel and the electrode is provided by a downpipe v. The electrode itself is only loaded by the stop η which is isolated from it. In the case shown, this stop triggers an auxiliary relay r by pressing down the lever 0 , which attracts the armature s; so that the pusher w is pressed against the teeth of the wheel ζ and the screw conveyor m is rotated.

Die Relaisschaltung wirkt dabei folgendermaßen (Fig. 2): In der Ruhelage des Auslösers 0 ruht der auf ihm isoliert befestigte Kontaktarm p auf dem Gegenkontakt q, das Relais r ist infolgedessen kurzgeschlossen und der Strom geht von der Plusleitung 1 durch die Elektrode a, den Lichtbogen, die Elektrode b, die bei 2 darangeschlossene Spule f, die Leitungen 3, 4 und den Kontakt q zur Minusleitung 5 des Netzes. Drückt aber der Anschlag η den Hebel 0 nach unten, so hebt sich gleichzeitig p von q, und der Kurzschlußkreis ist unterbrochen. Der Strom muß jetzt von· Leitung 3 über 6 und das Relais r nach 5 hinüberfließen; r wird also erregt und arbeitet in der oben beschriebenen Weise. In Fig. 3 j ist genau die gleiche Relaisschaltung zur Bewegung des Klopfers t benutzt. Diese Figur zeigt den konstruktiv besonders einfachen Fall, wo ein besonderer Behälter für den Brennstoff fehlt und der Einwurftrichter selbst den Brennstoffvorrat enthält, u ist dabei die zur Regelung der Durchflußmenge dienende Drosselklappe. The relay circuit works as follows (Fig. 2): In the rest position of the trigger 0 , the contact arm p attached to it in an isolated position rests on the mating contact q, the relay r is short-circuited as a result and the current goes from the positive line 1 through the electrode a, the Arc, the electrode b, the coil f connected to it at 2, the lines 3, 4 and the contact q to the negative line 5 of the network. If, however, the stop η pushes the lever 0 downwards, then at the same time p is lifted from q and the short circuit is interrupted. The current must now flow from line 3 via 6 and relay r to 5; So r is excited and works in the manner described above. In Fig. 3 j exactly the same relay circuit is used to move the knocker t . This figure shows the structurally particularly simple case where there is no special container for the fuel and the hopper itself contains the fuel supply, u being the throttle valve used to regulate the flow rate.

Statt, wie im vorigen überall vorgeschrieben, den Brennstoff an den Lichtbogen durch Einschütten heranzubringen, könnte man ihn auch hineinspritzen oder hineinblasen. Das ist jedoch beides nicht zu empfehlen. Gerade das Einschütten hat den sehr großen Vorteil, daß dabei der Lichtbogen nicht beunruhigt wird; bei den anderen Verfahren ist eine Beunruhigung des Lichtbogens unvermeidlich. Die Vorteile des Einschüttens werden am besten ausgenutzt, wenn man, wie in den dargestellten Beispielen, übereinander liegende Elektroden und eine röhrenförmige Oberelektrode verwendet und den Brennstoff durch die Mitte der letzteren auf die Unterelektrode schüttet; denn der Lichtbogen nimmt infolge der Röhrenform der Elektrode die in Fig. 1 dargestellte Lage ein, steht also so weit seitlich, daß ihn der herabfallende Brennstoff nicht stört. Der niedergefallene Brennstoff wird dann geschmolzen und allmählich verdampft, er gelangt also erst in Dampfform in den Lichtbogen hinein.Instead of pouring the fuel into the arc, as prescribed everywhere above it could also be injected or blown into it. However, that is both not to be recommended. Just pouring in has the great advantage that in doing so, the arc is not disturbed; there is concern about the other proceedings of the arc inevitable. The benefits of dumping are best exploited when one, as illustrated in the figures Examples, superimposed electrodes and a tubular top electrode used and pouring the fuel through the center of the latter onto the sub-electrode; because the arc takes the one shown in Fig. 1 due to the tubular shape of the electrode Position one, so it stands so far to the side that the falling fuel does not bother him. Of the Fallen fuel is then melted and gradually evaporated as it gets so only in vapor form into the arc.

Zur Sicherung eines stets leichten Zündens und Wiederzündens ist die Anbringung einer besonderen Zündvorrichtung vorzusehen, welche imstande ist, eine etwa auf den Elektroden liegende nichtleitende Schicht von Pulver oder kalter Schlacke durch direktes Verbinden der leitenden Stromzuführungen zu überbrücken. Nach Herstellen einer genügenden Leitfähigkeit des Brennmaterials muß die Zündvorrichtung zurückgezogen werden.To ensure that ignition and re-ignition are always easy, the attachment of a to provide a special ignition device which is able to place one on the electrodes lying non-conductive layer of powder or cold slag by directly connecting the to bridge conductive power supply lines. After establishing sufficient conductivity of the fuel, the ignition device must be withdrawn.

In allen Fällen können nach Belieben auch beide Stromzuführungen beweglich sein.In all cases, both power supply lines can be movable as desired.

Claims

Godfather sayings:

1. Electric arc lamp in which there is a constant arc between electrodes is maintained by special fuels in the form of powders, liquids, Vapors or gases are brought between the electrodes, with at least one electrode as a function is movable from the electrical processes, characterized in that the fuel supply takes place depending on the arc length or the electrode position.

2. Embodiment according to claim 1 for pulverulent fuels, characterized in that that when the fuel is supplied through the movable electrode, the movable electrode, the fuel container and

the supply system, on the other hand, are arranged in a fixed manner.

3. Embodiment according to claim 1, characterized in that the periodic Movement of the feed mechanism, stops attached to the armature of the movable electrode can be used.

4. Embodiment according to claim 1 to 3, characterized in that the fuel container and emptying device consist only of a funnel and beater.

5. Embodiment according to claim 1 to 4, characterized in that for Movement of the feed was triggered by means of the movable electrode Relays are used.

6. Embodiment according to claim 1 to 5 for electrodes lying one above the other, characterized in that the top electrode is made of poorly thermally conductive materials with or without good electrical conductivity Insert is made of small cross-section.

7. Embodiment according to claim 1 to 6, characterized by a lower electrode made of copper-plated coal as a catch body for the fuel.

In addition 1 blue drawings.