DE297773C

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Publication number: DE297773C
Application number: DENDAT297773D
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Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Alle bisher bekannt gewordenen bzw. in Anwendung befindlichen Verfahren oder Einrichtungen zur Erzeugung von elektrischen Flammenbogen zielen mehr oder weniger dahin, dem Flammenbogen eine möglichst große Oberfläche zu verleihen. Dies wird teils dadurch erreicht, daß man den Flammenbogen der Einwirkung eines magnetischen Feldes aussetzt (was im allgemeinen einen niedrigen Leistungsfaktor zur Folge hat) und ihn auf diese Weise zu einer Scheibe auszieht, die z. B. auch umlaufen kann, oder daß man eine solche Wirkung durch Wirbelung der Gase ζ. B. in der Ebene der Elektroden erzeugt, oder schließlich auch dadurch, daß man dem Flammenbogen eine ganz besonders große Länge verleiht, wodurch natürlich seine Oberfläche ebenfalls vergrößert wird. Diesem letzteren Verfahren macht man aber, und wohl auch nicht unberechtigterweise, zum Vorwurf, daß hierbei bei einer ehdothermischen Behandlung von Luft oder Gasen diese zu lange in oder an dem Elammenbogen verweilen und durch zeitweiliges Heraustreten aus demselben die bereits gebildeten chemischen Verbindungen wieder zerfallen, auf diese, Weise ■ den Wirkungsgrad des Prozesses ungünstig beeinflussend.

Mehr oder weniger haftet allen diesen Verfahren speziell für die endothermische Behandlung von Luft oder Gasen der Mangel an, daß die dem Flammenbogen ausgesetzt gewesenen hocherhitzten Gase nicht mit der für die möglichst wirksame Durchführung des Prozesses wünschenswerten Plötzlichkeit durch eine große, alle Gasteilchen tunlichst zugleich erfassende Kühlfläche abgeschreckt werden, da die meist an oder in der Nähe der gewöhnlich stabförmigen Elektroden angebrachten Gaskühleinrichtungen schon aus konstruktiven Gründen dies nicht gestatten.

Gegenstand vorliegender Erfindung ist nun ein Verfahren, bei dem der Flammenbogen ebenfalls, und zwar lediglich durch geeignete Gasführung zu einer Scheibe ausgezogen wird, und bei dem die obengenannten Mängel doch wirksam vermieden werden. Das Verfahren besteht darin, daß zwei in engen und verhältnismäßig kurzen Rohren a (Fig. 1) gleichachsig gegeneinander gerichtet und mit sehr großer Gasgeschwindigkeit arbeitende Flammenbogen beim Zusammenprall durch die kinetische Energie der sie führenden Gase zu einer Scheibe umgeformt werden, die sich zu einem zur gemeinsamen Flammenbogenachse rechtwinklig oder nahezu rechtwinklig angeordneten (ringförmigen engen) Spalt d einlagert, dessen Wandungen gekühlt sind_xund die mit großer Geschwindigkeit von der Mitte nach außen abziehenden heißen Ofengase einer sehr plötzlichen und infolge der mit wachsendem Durchmesser quadratisch zunehmenden Kühlfläche außerordentlich wirksamen Kühlung unterwerfen. Die den Spalt d begrenzenden bzw. bildenden Flächen können parallel oder zueinander geneigt, eben oder wellig sein, sowie auch zugleich etwa als Mantelflächen flacher Kegel ausgeführt sein. Die an den Spalt d anschließenden Ofenschächte oder Rohre a

können zylindrisch mit konischen Enden oder ] auch konisch, und zwar nach dem Spalt d zu verengt oder erweitert, oder schließlich auch nach Art der Injektordüsenrohre ausgebildet sein. Wesentlich ist ihre Querschnittsbemessung derart, daß eine hohe Geschwindigkeit der bei C₁ einzuleitenden Gase und bei verhältnismäßig geringer Länge (geringem Raumbedarf) die Verwendung hoher Spannung und

ίο Leistung ermöglicht wird, d. h. mindestens 20 bis 25 Volt für 1 cm Flammenbogenlänge an Stelle von etwa 5 Volt bei anderen Verfahren. Ferner ist wesentlich eine solche Geschwindigkeit der Ofengase in Richtung der Ofenachse, daß diese ein energisches Breitstauchen des Lichtbogens verursacht, wie durch Versuche zweifelsfrei nachgewiesen ist.

Die eine Flammenscheibe bildende Wirkung der zusammenprallenden Ofengase bzw. Flammenbogen kann noch weiter gesteigert werden, ■ indem man den Gasen eine heftige, um die Flammenbogenachse drehende Bewegung verleiht —■ etwa durch Einführung bei c₂ —, und zwar in gegenläufigem Sinne, wodurch die Flammenbogen beim Aufprallen gewissermaßen auseinandergedreht werden und die Flammenscheibe an Größe zunimmt.

Wenn bei anderen bekannt gewordenen Verfahren bzw. Einrichtungen zur elektrischen Behandlung von Gasen Gasströme zur Beeinflussung der Flammenbogengestalt Verwendung finden, so geschieht dies in allen diesen Fällen zu einem ganz anderen Endzweck, als dem in der vorliegenden Erfindung gekennzeichneten.

So hat die besondere Gasführung bei dem amerikanischen Patent 1073870 und dem deutschen Patent 279461 die ausdrückliche Aufgabe, umlaufende Flammenbogen zu erzeugen, die immer die Form eines Umdrehungskörpers besitzen; bei der amerikanischen Patentschrift 1096321 werden die zu behandelnden Gase erst an den Flammenbogen herangeführt, nachdem dieser bereits mit Hilfe eines magnetischen Feldes zu einer Scheibe voll oder nahezu voll ausgezogen worden ist; und bei der deutschen Patentschrift 270758 soll der Flammenbogen, der hier von zwei nahe einanderliegenden Elektrodenenden seinen Ausgang nimmt, zu einem großen langen Bande ausgezogen werden: in allen Fällen im Gegensatz zu dem vorliegenden Verfahren, bei dem zunächst durch Stoßwirkung zweier Flammenbogen aufeinander eine Flammenbogenscheibe erzeugt wird. Schließlich kann man die Ausbildung der Flammenscheibe noch in der Weise verbessern, daß man als äußere Begrenzung des ringförmigen Spaltes d (Fig. 2) eine isolierte ringförmige Elektrode e anbringt, zu der die beiden anderen Elektroden b Gegenelektroden darstellen. Der Flammenbogen fußt dann, ohne die Kühlwände des Spaltes d zu berühren oder als Leiter zu benutzen, auf dieser Ringelektrode. Gibt man den Gasen nun ebenfalls eine heftige, und zwar gleichläufige Drehbewegung, etwa durch Einleiten bei C₂, so kreist der Fußpunkt des Flammenbogens auf dieser ■ Ringelektrode mit. großer Geschwindigkeit, auf diese Weise eine scharf ausgeprägte Scheibe bildend. Man kann aber auch die Drehbewegung der Gase gegenläufig wählen, da infolge einer gewissen Ungleichheit in Gasmenge bzw. -geschwindigkeit in beiden Ofenhälften sich immer ein Bewegungsüberschuß in einer Richtung ergibt, der ein Wandeln des Flammenbogenfußpunktes an der Ringelektrode e veranlaßt und auf diese Weise den Abbrand. an derselben außerordentlich herabsetzt, namentlich wenn, wie es zweckmäßig wäre, diese Ringelektrode hohl und gekühlt ausgeführt wird.

Claims

Patent-An Sprüche:

1. Verfahren zur Erzeugung von elektrischen Flammenbogen, die durch geeignete Luft- oder Gaszuführung zu einer Flammenscheibe ausgezogen werden, gekennzeichnet durch die Verwendung von zwei in verhältnismäßig engen und kurzen Rohren von beliebigem Querschnitt mit großer Geschwindigkeit gleichachsig gegeneinanderarbeitenden den bzw. die Flammenbogen führenden Gasströmen, welche im Zusammenprall eine Flammenscheibe bilden, die sich in einen engen, die gemeinsame Flammenbogenachse umgebenden, zu ihr rechtwinklig oder nahezu rechtwinklig angeordneten gekühlten ringförmigen Spalt einlagert.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in den beiden Ofenhälften strömenden Gase außerdem eine einander entgegengesetzte Drehbewegung ausführen, welche die Flammenbogen im Aufprall weiter auseinanderdreht und die Flammenscheibe vergrößert.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet durch die Verwendung einer den ringförmigen Spalt außen umgebenden ringförmigen, zweckmäßig gekühlten, isoliert angebrachten Elektrode, zu der die beiden übrigen Elektroden Gegenelektroden bilden, und an der der Flammenbogenfußpunkt unter dem Einfluß der vorerwähnten gleich- oder auch gegenläufigen Drehbewegung der Ofengase kreist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.