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Vorrichtung zur Erzeugung bzw. Steuerung von gedämpften
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Schwingungen DieErfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erzeugung
bzw.
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Steuerung von gedämpften Schwingungen gemäß Oberbegriff des Hauptanspruches.
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Gedämpfte Schwingungen sind bekannt und in ihrer Eigenart in der Literatur
vielfach beschrieben.
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Die bekanntesten Vorrichtungen zur Erzeugung von mechanischen Schwingungen
sind die sogenannten gedämpften harmonischen Oszillatoren und die bekannteste ist
das physikalische Pendel mit zusätzlicher Reibungskraft, die auf die Kreisfrequenz
der schwingenden Pendelmasse wie eine rücktreibende Kraft wirkt.
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Ein Federpendel, das im Schwerefeld der Erde mit schwingender Masse
in Flüssigkeit auf und ab schwingt, ist ein typisches Beispiel einer mechanischen
Vorrichtung, die gedämpfte Schwingungen erzeugt. Bei allen solchen harmonischen
Oszillatoren wirkt die rücktreibende Kraft, die die Frequenz vermindert und wodurch
die gedämpften Schwingungen entstehen. Mechanische Schwingungen sind beispielsweise
für die Steuerung des elektrischen Teils von 0 zonatoren für chemische Synthesen
anwendbar, jedoch nicht ohne weiteres für beispielsweise chemische Synthesen nach
DE-GM 82 34 842.
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Die elektrische Entladung gemäß DE-GM 82 34 842 ist vorteilhaft nutzbar
für fast alle chemischen Synthesen, aber dies nur unter der Bedingung, daß mehrere
physikalische Parameter dieser
Entladung gesteuert werden können.
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Ein Reaktor für chemische Synthesen gemäß DE-GM 82 34 842 hat einen
großen Wirkungsgrad, wenn Korona-Strom und -spannung dieser neuartigen Entladung
durch gedämpfte Schwingungen gesteuert werden. In einem solchen Reaktor können bspw.
die Ozon-Synthese oder die Ammonium-Synthese aus Stickstoff und Wasserstoff sowie
Hydrazin-Synthesen von Ammonium oder Synthesen von Metallhydriden wie Bor-Hydrid
(B (J ) oder Germanium-Hydride (GeH4) oder Silicon-Hydrid (SiH4) mit hohem Wirkung
grad synthetisiert werden.
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Jede solcher chemischen Synthesen hat ihr Optimum, d.h., die Konstellation
mehrerer physikalischer Parameter in der elektrischen Entladung muß in einem bestimmten
Verhältnis jener Parameter zueinander stehen. Zum Beispiel bestimmen die Elektronenenergie
(eV) in der elektrischen Entladung oder die Elektronendichte im Entladungsraum oder
das Verhältnis zwischen positiven und negativen Teilchen des Ionenstromes oder die
Verweilzeit des Endproduktes der Reaktion im Entladungsstrom sowie andere physikalische
Parameter den Wirkungsgrad der chemischen Synthese. Bekanntlich ist es besonders
schwer, in der elektrischen Entladung alle diese und andere physikalische Parameter
zu kontrollieren. Die genaue Steuerung dieser Parameter ist bis heute nicht gelöst
worden, aus welchem Grunde sich die Plasmachemie (chemische Synthese in Plasmen)
bis heute wirtschaftlich nicht durchsetzen konnte. Wenn aber alle physikalischen
Parameter, die für die Kinetik und den
Mechanismus der chemischen
Synthese entscheidend sind, steuerbar werden, dann wird auch die Plasmachemie eine
stärkere Position in der chemischen Industrie einnehmen können.
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Es ist Aufgabe der vorliegendenErfindung, eine solche Vorrichtung
zu schaffen, mit der bspw. auch die neuartige elektrische Entladung gemäß DE-GM
82 34 842 so gesteuert werden kann, daß die Kinetik der chemischen Synthese in der
Entladung die entscheidenden physikalischen Parameter immer im Optimum hält.
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Diese Aufgabe ist mit einer Vorrichtung nach der erfindung durch das
im Kennzeichen des Hauptamspruchs Erfaßte gelöst.
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Praktische Ausführungsformen ergeben sich nach den Unteransprüchen
2 bis 4.
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Mit einer solchen Vorrichtung wird die Koronaspannung der Entladung
gemäß DE-GM 82 34 842 zeitlich so gesteuert, daß die Elektronenenergie durch die
Änderung der Entladungsspannung und immer ein statistisches Optimum für die chemische
Synthese bildet. Der Koronastrom wird zeitlich ebenfalls so gesteuert, daß die Zusammensetzung
zwischen positiven und negativen Teilchen des Ionenstromes im statistischen Sinne
immer das Optimum für die jeweils gegebene Synthese bildet und daß der Koronastrom
so unterbrochen wird, daß das Endprodukt dieser jeweiligen Synthese genug Zeit hat,
den Koronastrom zu verlassen und nicht durch die Bestrahlung der Elektronen wieder
zerfällt.
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Die mechanisch gedämpfte Schwingungen erzeugende Vorrichtung nach
der Neuerung steuert also den Koronastrom und die Koronaspannung durch harmonisch
gedämpfte Schwingungen derart, daß die chemische Synthese in einem entsprechenden
Reaktor immer unter optimalen Bedingungen stattfindet, wodurch der Wirkungsgrad
des Reaktors verbessert wird.
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Die vorliegende Vorrichtung erzeugt mit großer Präzision steuerbare,
gedämpfte mechanische Schwingungen der schwingenden Masse eines physikalischen Pendels.
Die rücktreibende Kraft, welche die Pendelschwingungen dämpft, wird durch eine Schwungmasse
bzw. ein Schwung rad erzeugt, das durch sein Massenträgheitsmoment eine rücktreibende
Kraft an das Pendel liefert. Mit anderen Worten, das Schwungrad übernimmt einen
Teil der kinetischen Energie der Pendelmasse, wodurch die Kreisfrequenz des Pendels
verringert wird. Zwischen der schwingenden Pendelmasse und dem Schwungrad wirkt
ein elektrischer Generator, welcher die kinetische Energie der Pendelmasse in elektrische
Energie umwandelt und dabei einen Teil der kinetischen Energie des Pendels auf das
Schwungrad überträgt. Die Masse und der Radius des Schwungrades bilden das Massenträgheitsmoment
(M.r2), und durch die Größe des Massenträgheitsmomentes wird die Größe der rücktreibenden
Kraft an den Pendelschwingungen bestimmt. Der elektrische Generator, welcher zwischen
der schwingenden Pendelmasse und dem Schwungrad wirkt, ist der Teil der Vorrichtung,
der die Dämpfung der Pendelschwingungen verursacht. Der durch den elektrischen Generator
erzeugte elektrische Strom und die Spannung werden als Steuerstrom und Steuerspannung
für einen Transduktor benutzt.
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Der Transduktor ist als eine Steuereinheit am elektrischen Kreis des
Reaktors für chemische Synthesen angeschlossen.
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Die auf die Pendelschwingungen ausgeübte Dämpfung ist indirekt proportional
zur kinetischen Energie der Pendelmasse und direkt proportional zum Massenträgheitsmoment
des Schwungrades und zum Steuerstrom.
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Die Dämpfungskraft ist einstellbar durch die Masse und den Radius
des Schwungrades, wodurch der zeitliche Verlauf des elektrischen Steuerstromes sowie
der elektrische Entladungsstrom und -spannung des Reaktors einstellbar bzw. regulierbar
sind.
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Die Vorrichtung wird nachfolgend anhand der zeichnerischen Darstellung
von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt schematisch: Fig. 1 in Seitenansicht
eine Ausführungsform der Vorrichtung; Fig. 2 eine Vorderansicht der Vorrichtung
gemäß Fig. 1; Fig. 3 in Vorderansicht eine andere Ausführungsform der Vorrichtung;
Fig. 4 in Vorderansicht eine weitere Ausführungsform der Vorrichtung; Fig. 5 ein
durch die Steuerung mittels der neuartigen Vorrichtung sich ergebendes Verlaufsdiagramm
der kinetischen bzw. elektrischen Energie in Joule, abhängig von der Kreisbahnposition
und Fig. 6 schematisch die Schaltung eines Reaktors für chemische
Synthesen,
der mit der Vorrichtung gesteuert werden kann.
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Gemäß Fig. 1, 2 ist am Gestell 1 die Pendelachse 2 und an dieser der
Pendelarm 3 durch Lager 4 angeordnet. Am freien Ende des Pendelarmes 3 sitzt die
kreisbogenförmig ausgebildete Pendelmasse 5, die einen Teil eines elektrischen Generators
bildet und aus zusammengeschraubten, ferromagnetischen isolierten Blechen besteht.
Die Pendelmasse 5 ist mit Nuten 6 und einer Induktionsspule 7 versehen. Auf der
Achse 2 sitzt das Schwungrad 9, das mit der Pendelmasse 5 einen kleinen Spalt 8
begrenzt und den zweiten Teil des elektrischen Generators bildet. Das Schwungrad
9 ist auf seinem Umfang mit Magnetpolen (S, N) versehen, und stellt somit ein Magnetfeld
für einen derartigen elektrischen Generator dar. Im Prinzip besteht also der elektrische
Generator aus einem physikalischen Pendel mit der Induktionsspule 7 einerseits und
dem Schwungrad 9 andererseits, das das Magnetfeld für den elektrischen Generator
bildet. Die Besonderheit dieses elektrischen Generators besteht darin, daß beide
Teile (Induktionsspule und Magnete) beweglich sind.
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Die induzierte Spannung der Spule 7 wird über eine elektrische Leitung
(nicht dargestellt) durch Lamellen 10 zum Anschluß 11 geführt und ergibt sich, wenn
die Pendelmasse 5 längs der Kreisbahn CC um die Achse 2 schwingt.
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Für die Konstanthaltung der Amplitude der Pendelmasse 5 sorgt ein
Elektromagnet (nicht dargestellt), der mit entsprechenden
Energiestößen
die Verluste der kinetischen Energie der Pendelmasse 5 ausgleicht.
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Wie Fig. 1, 2 erkennen lassen, bewegt sich die Pendelmasse 5 längs
der Pendelkreisbahn C(, wenn sie aus der Gleichgewichtslage gebracht wird, die bei
900 liegt. Wenn die Auslenkung der Gleichgewichtslage bei 0° erfolgt, dann beträgt
die Amplitude 900, und die Pendelmasse 5 schwingt zwischen Oo und 1800 und zurück.
Die Induktion wird nach bekannten Induktionsvorgängen durch den magnetischen Fluß
der Magnete N, S ermöglicht, die Permanentmagnete oder Elektromagnete sein können.
Der magnetische Fluß schließt einen Kreis, der jeweils vom Pol N durch den Spalt
8 und dann weiter durch die Spule 7 und zurück durch den Spalt 8 zum Pol S geschlossen
ist. Solche Kreise ergeben sich immer, wenn sich die Pendelmasse gegenüber dem Schwungrad
9 befindet. Wenn kein Strom durch die Spule 7 und einen entsprechend angeschlossenen
Widerstand fließt, bewegt sich die Pendelmasse frei ohne jegliche Dämpfung wie jedes
andere physikalische Pendel, und das Schwungrad 9 wird auch nicht gezwungen sich
zu bewegen. Wird aber die Spule 7 über Anschluß 11 an einen elektrischen Widerstand
angeschlossen, dann fließt in diesem Kreis (Spule - elektrischer Widerstand) ein
Strom, der in der Spule 7 ein magnetisches Gegenfeld bildet. Ein solches magnetisches
Gegenfeld ist in der Literatur als "Lenz-Kraft" bekannt. Diese bekannte Lenz-Kraft
ist die rücktreibende Kraft, die die Pendelschwingungen der Pendelmasse 5 dämpft,
dabei auf das Schwungrad 9 wirkt und es zwingt, in der gleichen Richtung -zu rotieren
wie die Pendelmasse 5.
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Diese Lenz-Kraft ist in der Physik durch die sogenannte
Lenz'sche
Regel definiert und dämpft bei der vorliegenden Vorrichtung die Kreis frequenz der
schwingenden Masse 5.
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Bei einer solchen neuartigen und in der Physik unbekannten Dämpfung
der Kreis frequenz der Pendelmasse 5 wird das Schwungrad 9 um die Achse 2 in Bewegung
gesetzt und zwar in gleicher Richtung wie die Pendelmasse 5. Natürlich ist die Winkelgeschwindigkeit
der Pendelmasse 5 für eine bestimmte Zeit größer als die Winkelgeschwindigkeit des
Schwungrades 9. In der Induktionsspule 7 wird natürlich nur so lange elektrische
Spannung indiziert, so lange wie es einen Unterschied in der Winkelgeschwindigkeit
zwischen Pendelmasse 5 und Schwungrad 9 gibt. Die Trägheitsmomente der Pendelmasse
5 und des Schwungrades 9, sowie die Lenz-Kraft sind die Parameter, die bestimmen,
wie lange die Unterschiede in der Winkelgeschwindigkeit zwischen Pendelmasse 5 und
dem Schwungrad 9 bestehen.
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Die Vorrichtung gemäß Fig. 1, 2 erzeugt mechanisch gedämpfte Schwingungen
der Pendelmasse 5 und zwar zweimal pro einer halben Periode der Pendelbewegung.
Eine halbe Periode ist eine Kreisbahn zwischen 0° und 1800. Das folgende Beispiel
illustriert die Pendelbewegung der Pendelmasse 5 von Oo bis 1800. Dies bedeutet,
daß die Pendelmasse 5 von Anfang an auf O gehoben wurde. Eine so gegen die Schwerkraft
angehobene Pendelmasse 5 hat nach bekannten mathematischen Gleichungen eine entsprechende
potentielle Energie. Nach freiem Fall bewegt sich die Masse 5 aus der Position 0°
in Richtung 900.
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Bei 900 wird die potentielle Energie in kinetische Energie umgewandelt.
Nach Fig. 1, 2 wird aber dabei in der Spule 7 eine elektrische Spannung induziert
und wenn die Spule 7 durch einen elektrischen Widerstand an einen elektrischen Kreis
angeschlossen ist, erzeugt der in der Spule 7 fließende Strom die bekannte Lenz-Kraft.
Infolgedessen bewegt sich das Schwungrad 9 parallel zur Pendelmasse 5. Wenn sich
die Pendelmasse 5 bspw. 450 auf der Kreisbahn G¢ nähert, ist die Winkelgeschwindigkeit
des Schwung rades 9 die gleiche wie die der Pendelmasse 5 und die Spule 7 liefert
im Kreis keinen Strom. Die Pendelmasse 5 bewegt sich dann weiter zur tiefsten Bahn
(900) und in der Spule 7 wird noch kein elektrischer Strom induziert. Zwischen 900
und 1300 hat sich eine bestimmte kinetische Energie der Pendelmasse 5 in potentielle
Energie umgewandelt, und deshalb ist die Winkelgeschwindigkeit der Pendelmasse 5
kleiner als die des Schwungrades 9. Von diesem Moment an beginnt sich elektrischer
Strom in der Spule 7 zu induzieren und das Schwungrad 9 gibt seine kinetische Energie
an die Pendelmasse 5 ab. Mit anderen Worten: das Schwungrad 9 treibt die Pendelmasse
durch die Lenz-Kraft hoch zur Amplitude 1800 an der Kreisbahn GX. Bei 1800 der Kreisbahn
hat das Schwungrad 9 alle kinetische Energie an die Pendelmasse abgegeben. Die Winkelgeschwindigkeiten
des Schwungrades 9 und die der Pendelmasse sind Null. Dies bedeutet, daß sich die
Pendelmasse 5 am Umkehrpunkt der halben Periode befindet, und es beginnt die zweite
halbe Periode von 180° zurück zu 00. Die Vorgänge in der zweiten halben Periode
sind die gleichen wie in der ersten halben Periode. Präzise Daten des Energieaustausches
für die erste halbe Periode sind in Tabelle 1
und in der graphischen
Darstellung der gedämpften Schwingungen in Fig. 5 enthalten und dargestellt.
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Die in Tabelle 1 aufgeführten Daten der kinetischen Energie (Ek) sind
in Newtonmeter (Nm) angegeben und bei verschiedener Position der Pendelmasse an
der Kreisbahn α. Die Position ist für 9 Punkte der gesamten halben Periode,
d.h., zwischen 0o und 1800 in Winkelgrad gegeben. Die kinetische Energie ist in
4 Reihen A-D aufgeführt: Reihe A zeigt die Umwandlung der potentiellen Energie der
Pendelmasse in kinetische Energie der Pendelmasse zwischen 0° und 900 und zurück
von kinetischer Energie zur potentiellen Energie von 900 zu 1800. Die Daten in Reihe
A zeigen den normalen kinetischen Energieverlauf für das bekannte physikalische
Pendel, wenn die Masse M1 10 kg und die Pendellänge R1 1 m beträgt. Die Reihe A
zeigt eine typische halbe Sinusperiode der kinetischen Energie eines physikalischen
Pendels.
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Die Reihe B enthält die kinetische Energie, welche in elektrische
Energie umgewandelt und von der Spule 7 (Fig. 1) an den Transduktor 23 (Fig. 6)
abgeführt wurde. In Fig. 5 sind die Kurven A und B graphisch dargestellt, wobei
die Energie in Joule (J) und die Position der Pendelmasse an der Kreisbahn O( in
Winkelgrad gegeben ist. Die Kurve B zeigt zwei Maxima, eins bei 450 und eins bei
1450. Zwischen 600 und 1100 wird in der Spule 7 keine Energie induziert. Dies bedeutet,
daß die Winkelgeschwindigkeiten
der Pendelmasse 5 und des Schwungrades
9 zwischen 600 und 1100 die gleichen sind.
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Der Radius des Schwungrades 9 (in Tabelle 1 ist dieser mit R2 bezeichnet
und beträgt 1 m und die Masse M2 des Schwungrades ist 5 kg). Dies bedeutet, das
prozentuelle Verhältnis der Schwungradmasse M2 zur gesamten Masse (Schwungrad +
Pendelmasse) liegt bei 33,3 %. In Tabelle 1 sind die prozentualen Daten unter M2
% aufgeführt.
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Die Reihe C in Tabelle 1 zeigt ein anderes Beispiel des elektrischen
Energieverlaufs und zwar wenn die Pendelmasse M1 wieder 10 kg beträgt, jedoch die
Schwungradmasse M2 20 kg hat, was bedeutet, daß sich die Schwungradmasse M2 an der
gesamten Masse mit 66,6 % beteiligt.
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Die Reihe D zeigt ein weiteres Beispiel, wenn die Schwungradmasse
M2 30 kg beträgt und diese Masse M2 mit 75 % an der gesamten Masse beteiligt ist.
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Die Kurve B in Fig. 5 zeigt: zwischen 00 und 600 überträgt die Pendelmasse
5 kinetische Energie an das Schwungrad 9 und zwischen 1100 und 1800 gibt das Schwung
rad 9 die gleiche Energie an die Pendelmasse 5 zurück. Zwischen 600 und 1100 ist
die Winkelgeschwindigkeit der Pendelmasse 5 die gleiche wie die der Schwungmasse
9. Deshalb kann an die Spule 7 keine Energie abgeführt werden.
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Die Reihe C zeigt einen anderen Verlauf der Energieumwandlung durch
die Spule 7. Hier liegt das erste Maximum bei 500 und das zweite Maximum bei 1400.
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Die Reihe D zeigt, daß das erste Maximum bei 650 liegt und das zweite
Maximum bei 1500. Wenn man die Amplitude der Reihen B, C und D vergleicht, wird
ersichtlich, daß auch die Amplitude unterschiedlich ist und zwar aus folgendem Grund:
physikalisch ist zwischen den Kurven B, C nur das Gewicht der Schwungradmasse verschieden,
d.h., das Massenträgheitsmoment (M.r2) des Schwungrades 9 ist für die Reihe C größer
als für die Reihe B. In Reihe D ist dieses Massenträgheitsmoment noch größer als
bei den beiden vorherigen Beispielen. Durch die Änderung des Massenträgheitsmomentes
des Schwungrades 9 kann man also die gedämpften Schwingungen steuern, welche die
Vorrichtung erzeugt. Natürlich ist es auch möglich, die gedämpften Schwingungen
durch eine Änderung des Massenträgheitsmomentes der Pendelmasse zu steuern. Die
gedämpften mechanischen Schwingungen der gesamten Masse (M1, M2) sind regulierbar
und zwar nicht nur durch die Massenträgheitsmomente, aber auch durch den elektrischen
Strom, der in der Induktionsspule 7 fließt und der die Lenz-Kraft bestimmt und diese
wiederum die Dämpfung der Schwingungen.
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Der Strom der Spule 7 wird durch elektrische Leitungen und durch Lamellen
10 und den Anschluß 11 an die Regelspule 24 des Transduktors 23 geleitet. Der zusätzliche
elektrische Widerstand parallel zum Voltmeter 22 (Fig. 6) hilft ebenfalls bei der
Regulierung des Steuerstromes, damit die Wirkung
der Lenz-Kraft
fein gesteuert werden kann.
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Fig. 1, 2 zeigen im wesentlichen das physikalische Prinzip der Vorrichtung,
die aber auch in dieser Form praktisch verwendbar ist.
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Fig. 3 stellt eine andere Ausführungsform der Vorrichtung dar. Die
Achse 2' ist hierbei durch Lager 4 am Gestell 1 angeordnet. Der erste Teil 12 des
elektrischen Generators, der das Magnetfeld 13 darstellt, ist ebenfalls durch Kugellager
4' auf der Achse 2' gelagert. Der zweite Teil 16 des elektrischen Generators besteht
aus dem Induktionsteil mit der Induktionsspule 7' und ist fest an der Achse 2' angebracht,
kann also nur mit der Achse 2' rotieren, an der ein oder mehrere Schwungräder 17
bzw. 17' sitzen. Am ersten Teil 12 ist der Pendelarm 14 befestigt, an dem eine Pendelmasse
15 verstellbar angeordnet ist. Magnetische Pole sind am ersten Teil 12 mit 13 bezeichnet.
Elektrischer Strom wird von der Induktionsspule 7' durch Leitungen und Lamellen
10 und über den Anschluß 11 abgeführt.
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Wenn die Pendelmasse 15 um die Achse 2' schwingt, dann schwingt auch
der erste Teil 12 um die Achse 2'. Wenn in der Induktionsspule 7' elektrischer Strom
fließt, dann schwingt der zweite Teil 16 durch die Wirkung der Lenz-Kraft mit, und
es werden gedämpfte Schwingungen in der Vorrichtung nach Fig.
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3 erzeugt. Durch den Radius und durch die Masse des Schwungrades
17
bzw. 17' oder anderer -zusätzlicher Schwungräder sind die gedämpften Schwingungen
einfach und präzise einstellbar. Durch die Pendelmasse 15 und durch die Länge des
Pendelarmes 14 sind die gedämpften Schwingungen ferner steuerbar. Alle diese mechanischen
Parameter sind einfach mechanisch einstellbar oder wechselbar, wodurch die Vorrichtung
in Fig. 3 sehr praktisch ist und speziell in der von fundamentalen Forschung eingesetzt
werden kann.
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Fig. 4 stellt eine weitere einfache Ausführungsform dar. Im Gestell
1 ist die Achse 2 fest angeordnet und am freien Ende des Pendelarmes 3' sitzt ein
elektrischer Generator 19. An einem zweiten Pendelarm 3'' ist die Welle des elektrischen
Generators 19 mit Antriebsrad 20 gelagert, das in Kontakt mit dem Schwungrad 18
steht. Der Generator 19 stellt in diesem Falle die Pendelmasse des Pendels dar.
Am Arm 3' bzw. 3'' kann noch eine zusätzliche Pendelmasse angebracht werden. Ein
derartiges Pendel schwingt um die Achse 2 und zwingt über das Antriebsrad 20 und
unter. der Wirkung der Lenz-Kraft das Schwungrad 18 zum Schwingen. Der Regelstrom
wird in ähnlicher Weise durch Leitungen und Lamellen 10 und Anschluß 11 an die Regelwicklung
24 des Transduktors 23 geleitet. Die Funktion der Vorrichtung gemäß Fig. 4 ist im
physikalischen Sinne die gleiche wie die der Vorrichtung gem. Fig. 1 - 3.
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Die in Fig. 1 bis 4 dargestellten drei Beispiele veranschaulichen
das physikalische Prinzip und die mögliche technische Ausführung der Vorrichtung,
jedoch sind in diesem Sinne selbstverständlich
auch andere Konstruktionen
möglich.
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Der zeitliche Verlauf der elektrischen Energie (Strom und Spannung),
die von der Induktionsspule 7, 7' bzw. dem Generator 19 abgeführt wird, ist ähnlich
wie der zeitliche Verlauf der Dämpfungskraft bei gedämpften Schwingungen. Der zeitliche
Verlauf dieser Energie ist durch die oben aufgeführten mechanischen Parameter steuerbar.
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Die elektrische Energie wird vom Anschluß 11 zur Gleichrichterbrücke
21 geführt, die den Wechsel- in Gleichstrom umwandelt, der an die Steuerwicklung
24 des Transduktors 23 übertragen wird, welcher die Entladungsspannung und den Entladungsstrom
des Reaktors 32 steuert. Die Wicklungen 27, 28 des Transduktors 23 sind an Hochspannungsleitungen
26, 30 zwischen der Hochspannungswicklung des Transformators 25 und dem Reaktor
32 in Reihe geschaltet (Fig. 6).
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Bau- und Wirkungsweise eines solchen Transduktors sind bekannt und
in einschlägiger Literatur beschrieben. Sie werden zur Spannungs- oder Stromsteuerung
in elektrischen Kreisen verwendet. Gemäß Fig. 6 wird ein Transduktor 23 in Verbindung
mit der vorliegenden Vorrichtung für die Entladungsstromsteuerung verwendet. Der
Transduktor 23 muß aus solchem Material gebildet und so gebaut sein, daß sich der
induktive Widerstand der Wicklungen 27, 28 derart ändert, daß der Koronastrom zwischen
Maximum und praktisch Null steuerbar ist. Der
induktive Widerstand
wird durch die magnetische Feldstärke im Kernwerkstoff und die magnetische Feldstärke
vom Regelstrom vom Generator 19 bzw. Induktionsspule 7, 7' in der Wicklung 24 bestimmt.
Der elektrische Gleichstrom in der Regelwicklung 24 erzeugt ein magnetisches Feld
im Kernwerkstoff des Transduktors 23, wodurch sich der induktive Widerstand in der
Arbeitswicklung 27, 28 verringert. Wenn sich jedoch der elektrische Widerstand in
den Wicklungen 27 28 verringert, dann vergrößern sich die Entladungsspannungen und
der Entladungsstrom im Entladungselement 33 des Reaktors 32.
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Dies stellt das Prinzip der Steuerung der Entladungsspannung und des
Entladungsstromes im Entladungselement 33 dar.
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Das in Fig. 5 dargestellte Beispiel zeigt den Verlauf der elektrischen
Energie, die vom Generator 19 (Fig. 6) oder Spule 7 (Fig. 1) oder Spule 7' (Fig.
3) an die Regelwicklung 24 des Transduktors 23 abgeführt wird. Im gleichen Sinne
verläuft auch der Entladungsstrom in Entladungsslement 33. Aufgrund der oben beschriebenen
mechanischen Änderungen an der Vorrichtung und mittels der Vorrichtung und den elektrischen
Kreisen in Fig. 6 kann der Entladungsstrom im Entladungselement 33 gesteuert werden.
Eine derartige Steuerung des Entladungsstroms hat das Ziel, den Wirkungsgrad des
Reaktors 32 für chemische Synthesen wesentlich zu verbessern und dadurch das Entladungselement
33 bspw. nach DE-GM 82 34 842 wirtschaftlich einzusetzen. Es ist von großer Wichtigkeit,
bspw. für strategische Zwecke speziell die Metallhydride im Reaktor 33 zu synthetisieren
sowie in großer Masse zu produzieren und
dies noch bei wirtschaftlich
vertretbarem Wirkungsgrad.
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Die vorliegende Vorrichtung macht dies möglich, und in Verbindung
mit dem Entladungselement gem. DE-GM 82 34 842 wird der Wirkungsgrad der genannten
und anderer chemischer Synthesen wesentlich verbessert und fast auf den höchsten
Stand gebracht.
| Ek |
| R1 R2 M1 M2 M2 10° 30° 50° 70° 90° 110° 130° 150° 170° |
| m m kg kg kg Nm Nm Nm Nm Nm Nm Nm Nm Nm |
| A 1 1 10 0 0 17,029 49,033 75,123 92,152 98,066 92,152 75,123
49,033 17,029 |
| B 1 1 10 5 33,3 16,006 42,873 33,184 0 0 0 33,184 42,873 16,006 |
| C 1 1 10 20 66,6 16,302 44,271 65,377 51,180 26,020 42,613
82,170 82,847 34,821 |
| D 1 1 10 30 75,0 16,950 44,180 67,716 71,120 57,261 24,900
96,163 147,098 96,144 |
Tabelle 1