DE303152C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Man weiß, daß bei den Potentialdifferenzen, die gewöhnlich in den elektrischen Verbrauchsleitungen benutzt werden, zur Bildung eines Lichtbogens zwischen Elektroden aus Kohle, Metall u. dgl. die vorhergehende Annäherung der Elektroden bis zu einem Punkt erforderlich ist, wo man sie, praktisch gesprochen, als miteinander in Berührung stehend ansehen kann.

Man kann die Annäherung der Elektroden vermeiden, wenn man zur Zündung des Lichtbogens in dem Augenblick, wo man ihn zu bilden wünscht, einen elektrischen Hilfsstrom von hoher Spannung benutzf, dessen Stärke weit unter derjenigen des Stromes niedriger Spannung liegt, der den Lichtbogen erhält, nachdem er zwischen den Elektroden gebildet worden ist.

Eine derartige Einrichtung ist in Fig. 1 der Zeichnung schematisch veranschaulicht.

A und B sind zwei Spulen, die eine Transformatorgruppe für Wechselstrom oder unterbrochenen Gleichstrom nach Art des Ruhmkorffschen Induktors bilden, wobei A die Spule niedriger Spannung und B diejenige hoher Spannung ist. C, C sind elektrische Kondensatoren. E, E sind die Elektroden, zwischen denen der Lichtbogen gebildet werden soll. F, F ist eine in der Mitte geteilte Spule.

G, G sind die Zuführungsleiter des elektrischen Stromes zur Speisung des Lichtbogens. Sie sind an den Stellen p, φ mit dem mittleren Abschnitt der Spule F, F verbunden, a, a ist ein Funkenentlader der Spule B.

Es ist offenbar, daß, wenn die Elektroden E, E bei den gewöhnlich zur Unterhaltung eines Lichtbogens benutzten Potentialdifferenzen sich in dem zur Unterhaltung des Lichtbogens erforderlichen Abstand befinden, dieser sich bei der Stromgebung durch die Leiter G, G nicht bilden wird. Schickt man aber, nachdem man alle Unterbrecher geschlossen hat, welche die Leiter G, G mit dem Generator der elektrischen Spannung in Verbindung setzen (Dynamo, Wechselstromerzeuger, Transformator usw.), der die Energie zur Unterhaltung des Lichtbogens liefern soll, durch die Spule A einen Wechselstrom oder unterbrochenen Gleichstrom, wie oben beschrieben, so bildet sich, wenn der Transformationsfaktor des Systems A, B genügend hoch ist und wenn die Dimensionierung der Kondensatoren C, C, der Spule F, F und des Abstands zwischen den Leitern a, a in geeigneter Weise gewählt ist, zwischen diesen Leitern α, α eine Entladung, und es entstehen oszillierende Ströme, die sich ihrerseits über den die Elektroden E, E trennenden Zwischenraum entladen. Durch diese Entladungen wird der Lichtbogen gezogen. Alsdann kann man den Stromdurchgang durch die Spule A sofort

unterbrechen, und der Lichtbogen wird dann so lange aufrechterhalten, als dies die Abnutzung der Elektroden zuläßt.

Man hat bereits vorgeschlagen (amerikanische Patentschrift 787990), zur Zündung des Licht-• bogens zwischen Elektroden, die sich nicht berühren, einen Hüfsstrom hoher Spannung zu benutzen. Dieser Hüfsstrom wurde in einem von dem Hauptstrom abgezweigten Stromkreis erzeugt. Nach dem vorliegenden Verfahren wird der Hüfsstrom in einem Teil (a, C, F, F, C, a) des Hauptspeisekreises selbst erzeugt, und es sind Schutzeinrichtungen in Form von Drosselspulen (F, F) vorgesehen, welche die Niederspannungsleitung (G, G) und den Generator gegen das Eindringen der hochgespannten Ströme hoher Frequenz absperren. Durch das vorliegende Verfahren wird erreicht, daß der hochgespannte oszillierende Strom und der Hauptstrom je ihren Anteil an der Bildung des Lichtbogens nehmen, ohne in Teile des Stromkreises, für die sie nicht bestimmt sind, überzuströmen.

Um die Entladungen, welche den Lichtbogen ziehen, vollkommen ungefährlich zu machen, und um die Apparate und die Maschinen, die mit den Leitern G, G in Verbindung stehen, noch besser zu schützen, kann man die in der Fig. 2 schematisch veranschaulichte Anordnung benutzen.

In dieser sind A, B zwei Spulen, die eine Transformatorgruppe nach Art derjenigen der Fig. ι bilden, α, α ist der Funkenentlader der Spule B. A₁ und B₁, B₁ sind zwei Spulen, die eine andere Transformatorgruppe bilden, in welcher A₁ die Spule niedriger Spannung und B₁, B₁ diejenige hoher Spannung ist. Die Spule B₁, B₁ ist in der Mitte geteilt, und zwischen den Teilungspunkten p, -p ist eine Gruppe elektrolytischer Ventile c, c, c, c angeordnet. E, E sind die Elektroden, zwischen denen der Lichtbogen gebildet werden soll. G, G sind die den elektrischen Strom zur Speisung des Lichtbogens zuführenden Leiter, die an den Stellen φ, j> mit der Spule B₁, S₁ verbunden sind. Mit Rücksicht auf die erhöhten Spannungen, die in den Spulen A₁ und B₁, B₁ erzeugt werden, ist es ratsam, diese Gruppe in eine isolierende Flüssigkeit einzutauchen. Benutzt man zur Bildung des Lichtbogens einen Gleichstrom, so sind die elektrolytischen Ventile derart angeordnet, daß sie sich dem Stromdurchgang widersetzen. Benutzt man hingegen zur Bildung des Lichtbogens Wechselstrom, so sind die Ventile symmetrisch angeordnet, d. h. so, daß sie gegeneinander stehende Gruppen bilden, oder auch so, daß man sie nur mit polarisierbaren Elektroden bildet, damit sie sich dem Durchgang des Wechselstroms in beiden Richtungen widersetzen. An Stelle elektrolytischer Ventile kann man auch elektrische Ventile jeder anderen Art verwenden.

Die Wirkungsweise der in Fig. 2 schematisch veranschaulichten Einrichtung ist die folgende: Nachdem die Unterbrecher geschlossen sind, welche die Leiter G, G mit dem Generator der elektrischen Spannung in Verbindung setzen, welche die Energie zur Unterhaltung des Lichtbogens zu liefern hat, wird sich dieser nicht bilden, wenn die Elektroden E, E sich in dem gewöhnlichen Abstand voneinander befinden. Andererseits ist der Strom, der durch die Ventile c, c, c, c fließen könnte, praktisch gleich Null, wenn ihre Reihenzahl proportional ist der Spannung der Leitung G, G. Wenn man aber, während die Teile in der soeben angedeuteten Weise angeordnet sind, einen Wechselstrom oder unterbrochenen Gleichstrom durch die Spule A schickt, und wenn der Transformationsfaktor des Systems A, B genügend hoch ist, und wenn die Elemente der Kapazität der Selbstinduktion und des Widerstandes der Kondensatoren C, C ebenso wie diejenigen der Spulen A₁ und B₁, B₁ und der Abstand zwischen den Konduktoren α, α in entsprechender Weise gewählt sind, so wird sich zwischen diesen Konduktoren α, α eine Entladung bilden, und es werden unschädliche oszillierende Ströme hoher Frequenz in dem durch die Spulen A₁ und B₁, B₁, die elektrolytischen Ventile und die Elektroden E, E gebildeten System verursacht werden, während gleichzeitig zwischen den Elektroden E-, E eine weitere Entladung erfolgt, durch die der Lichtbogen gezogen wird. Hierauf kann man den durch die Spule A kreisenden Strom unterbrechen und den Lichtbogen so lange aufrechterhalten, wie dies die Abnutzung der Elektroden gestattet.

Durch Veränderung der Windungszahl der Spulen B₁, B₁ wird bei dem vorliegenden Verfahren nur der Transformationsfaktor zwischen A₁ und B₁, B₁ und dementsprechend zwischen den Elektroden E, E die verfügbare Spannung zur Bildung des Lichtbogens geändert. Die hochgespannten" Ströme können aber niemals auf die Hauptleitung überschlagen.

Die Verbindung der Punkte p, fi mit Hilfe der elektrolytischen Ventile hat den Zweck, zu vermeiden, daß zwischen diesen Punkten und demgemäß zwischen den Leitern G, G, die damit verbunden sind, eine Potentialdifferenz bestehen könnte, die Zwischenfälle in der Leitung und in den mit den Leitern G, G verbundenen Apparaten verursachen könnte.

Das gleiche Verfahren kann für Mehrphasenstrom Anwendung finden, indem man die in den Fig. 1 und 2 veranschaulichten Einrichtungen bei jeder der Phasen anwendet.

Das Verfahren ist zur Zündung von Lichtbögen aller Art, beispielsweise für die Erzeugung von Lichtbogen für die Bildung von Salpeter-

säure sowie für die Zerstäubung von Metallen (bei der Verwendung von Metallelektroden) bestimmt.

Claims (3)

. Patent-Ansprüche:

1. Verfahren zur Zündung von Lichtbögen zwischen nicht in Berührung stehenden Elektroden mittels in einem Hilfsstromkreise erzeugter Schwingungen hochgespannter Elektrizität, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwingungen in einem Teil des Hauptspeisestromkreises selbst erzeugt werden, jedoch so, daß das Netz und die zur. Erzeugung des Speisestromes dienenden Vorrichtungen gegen die hohe Spannung geschützt sind.

2. Einrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Teil des Hauptstromkreises, in welchem der hochgespannte Hilfsstrom erzeugt wird, eine in ihrer Mitte geteilte Spule (F, F, B₁, B₁) vorgesehen ist, an deren Teilungspunkte (ft, ft) die Speiseleitungen (G, G) angeschlossen sind, wobei diese Teilungspunkte Knotenpunkte für die Spannung der oszillierenden Ströme bilden.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Anschlußpunkten (ft, ft) der Speiseleitung (G, G) an die geteilte Spule (B₁, B₁), in der die hochgespannten Hilfsströme zum Ziehen des Lichtbogens erzeugt werden, ein Stromkreis angeschaltet ist, in den ein oder mehrere elektrische Ventile (c, c) eingeschaltet sind, welche den Durchgang des Speisestromes durch diesen abgezweigten Stromkreis verhindern, während sie die oszillierenden Ströme hoher Spannung durchlassen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.