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Elektrische Bogenlampe Man kann die Intensität eines Lichtbogens dadurch
wesentlich steigern, daß man die Stromdichte in ihm vergrößert. Man erhält dann
insbesondere eine sehr große Flächenhelligkeit. Der Steigerung der Stromdichte ist
im allgemeinen dadurch eine Grenze gesetzt, daß der Lichtbogen mit steigender Stromstärke
sich ausbreitet. Daher wird er gemäß der Erfindung durch Flüssigkeitsstrahlen eingeschnürt.
Unter Einschnüren wird dabei ein allseitiges Umfassen des Lichtbogens verstanden.
Hierdurch unterscheidet sich der Lichtbogen gemäß der Erfindung wesentlich von Lichtbögen,
deren Benutzung man -zur Ausführung chemischer Reaktionen vorgeschlagen hat. Bei
diesen Lichtbögen kann wohl der Lichtbogen durch Flüssigkeitsstrahlen beiseitegedrängt
werden, jedoch ist es nicht möglich, seinen Querschnitt zu verringern.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt. Wie Abb.
r zeigt, liegt zwischen den beiden Elektroden r und :2 ein kurzes Rohr 3, durch
das der Lichtbogen umschlossen ist. Das Rohrstück 3 ist in vergrößertem Maßstabe
in Abb. z im Längsschnitt, in Abb. 3 im Querschnitt gezeichnet. Es hat doppelte
Wandungen, von denen die innere mit 4, die äußere mit 5 bezeichnet ist: Durch Stirnwände
6 und 7 ist der Hohlraum zwischen beiden Wandungen geschlossen. Die innere Rohrwandung
4 ist mit Durchbohi trogen 8 versehen, die tangential nach dem Rohrinnern führen.
Durch das Rohr 9 wird Kühlwasser zugeführt. Dieses strömt durch die Bohrungen 8
mit so großer Geschwindigkeil: aus, daß es sich infolge der Zentrifugalkraft auf
der Innenfläche der Rohrwandung 4 ausbreitet. Es bildet so eine lückenlose Wasserhaut,
die den Lichtbogen an der Ausbreitung hindert. Sie schützt gleichzeitig das Rohr
vor der vom Lichtbogen ausgehenden Wärme. Die Kühlwirkung entsteht vornehmlich dadurch,
daß große Wassermengen dissoziiert werden, wobei ein erheblicher Wärmeverbrauch
entsteht. Das Kühlwasser gelangt von der inneren Rohrwandung auch auf die Stirnflächen
6 und 7; die infolgedessen ebenfalls mit der schützenden Wasserhaut bedeckt werden.
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Um den Lichtbogen zu zünden, kann z. B. ein dfnner Kohlestift zo in
die eine Elektrode z eingesetzt und durch die Öffnung des Rohres 3 hindurchgeschoben
werden bis unmittelbar an die andere Elektrode r. Wenn der Lichtbogen gezündet hat,
brennt der Kohlenstab ro schnell aus, und der Lichtbogen bleibt stehen. Der Lichtbogen
brennt auch bei winklig zueinander stehenden Elektroden, wie Abb. 4 zeigt.
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Eine besonders brauchbare Anordnung ist in Abb. 5 dargestellt. Hier
stehen beide Elektroden senkrecht zum Lichtbogen. Die reit 2
bezeichnete
Elektrode ist so weit zurückgezogen, daß sie den aus der Öffnung des Rohrstückes
3 in der Pfeilrichtung austretenden Lichtstrahlen den Weg freigibt. Ein Vorteil
dieser Anordnung besteht darin, daß der Lichtbogen in keiner Weise beeinträchtigt
wird, wenn die Elektroden etwas schief abbrennen, wie dies in der Abbildung angedeutet
ist. Zweckmäßig wird die Elektrode i als Anode gewählt, da dann zu dem aus der Üffnung
austretenden Licht des Bogens auch noch die Helligkeit des glühenden positiven Kraters
hinzukommt.
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Man kann das Rohrstück 3 aus Metall herstellen. Infolge der dauernden
Kühlung durch die strömende Wasserschicht ist ein Ansetzen des Lichtbogens auf dem
Metall ausgeschlossen. Dieser Übelstand könnte höchstens dadurch eintreten, daß
ein Stück von den Elektroden losgerissene Kohle, sich auf dem Rohrstück 3 festsetzt
und von der Wasserhaut nicht mitbespült wird. Für diese und ähnliche Fälle ist es
vorteilhaft, das Rohrstück 3 aus Isolierstoff, Porzellan, Quarz, Glas o. dgl., herzustellen.
Gut bewährt sich auch Metall mit einer Emailleschicht.
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Man kann das Rohrstück beliebig kurz ausführen, beispielsweise so;
wie es in Abb. 5 dargestellt ist.
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Die außerordentlich hohen Temperaturen, die durch die Erhöhung der
Stromdichte gemäß der Erfindung erreichbar sind, ermöglichen die Durchführung von
chemischen Reaktionen. Man kann beispielsweise Stickstoffverbindungen gewinnen,
wenn man stickstoffhaltige Gase, z. B. Luft, durch den Lichtbogen hindurchsaugt.
Zu diesem Zwecke baut man zweckmäßig das Rohr 3 in die Wand eines Gefäßes ein und
saugt Luft durch die öffnung des Rohres in das Gefäß hinein. Dabei kommt die Luft
in innige Berührung mit dem Lichtbogen. Es bilden sich dabei Stickstoff-Sauerstoff-Verbindungen,
die in an sich bekannter Weise weiterverarbeitet werden können. Besonders wertvoll
ist dabei der Umstand, daß die entstandenen chemischen Verbindungen aus dem Gebiete
höchster Temperaturen sehr schnell wieder in die Gebiete niederer Temperatur übertreten.
Wird als Kühlmittel eine reaktionsfähige chemische Verbindung, z. B. Wasser, verwendet,
so wird dieses im allgemeinen dissoziiert. Die Spaltprodukte sind infolge der Ionisation
chemisch sehr reaktionsfähig. Wenn man beispielsweise ein oder mehrere Gase, z.
B. Luft, durch den von ihnen erfüllten Raum im Innern strömen läßt, so treten diese
mit den Spaltprodukten des Kühlmittels oder auch untereinander und gegebenenfalls
auch mit den aus den Elektroden entwickelten Dämpfen in chemische Wechselwirkung.