DE617847C

DE617847C - Lichtbogenbrenner fuer grosse Leistungen mit konzentrischen Elektroden

Info

Publication number: DE617847C
Application number: DE1930617847D
Authority: DE
Inventors: Dr Ernst Muendel
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1930-11-06
Filing date: 1930-11-06
Publication date: 1935-08-27

Description

^W-DEUTSCHES REICH

}6 SEE 1235

AUSGEGEBEN AM
27. AUGUST 1935

RErCHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 21h GRUPPE 30 02 '

Allgemeine Elektricitäts-Gesellschaft in Berlin*)

Patentiert im Deutschen Reiche vom 6. November 1930 ab

Die Erfindung betrifft einen Lichtbogenbrenner für große Leistungen mit konzentrischen Elektroden, welcher insbesondere zum Gesteinsbohren verwendet werden soll. Es ist bereits bekannt, bei Lichtbogenbrennern mit konzentrischen Elektroden am Brennerrand ein elektromagnetisches Feld zu erzeugen, den Lichtbogen zur Rotation zu bringen und den Hohlraum zwischen den Elektroden mit hochhitzebeständigem Isolierstoff zu füllen und Gase durch entsprechend angeordnete Kanäle hindurchzublasen.

Gemäß der Erfindung wird zwischen einer inneren und äußeren elektrisch angeschlosse-

.5 nen Elektrode eine konzentrische, nicht an eine Spannung angeschlossene Elektrode vorgesehen. Die mittlere Elektrode wirkt als Spannungsteiler, so daß Lichtbogen zwischen ihr und jeder der äußeren Elektroden gebildet

ίο werden. Als Werkstoff für die elektrisch angeschlossenen ebenso wie für die niehtangeschlossene Elektrode ist z. B. Kohle geeignet. Die michtangeschlossene mittlere Elektrode ergibt ein ruhiges Brennen des Lichtbogens

,5 und einen gleichmäßigen Abbrand des Brennerrandes, was die neue Elektrode besonders vorteilhaft zum Arbeiten mit großen elektrischen Energien, wie sie beim Gesteinsbohren erforderlich sind, geeignet macht.

ο Falls zur Leistungssteigerung mit mehr als zwei konzentrischen, elektrisch angeschlossenen Elektroden gearbeitet wird, sieht man "zwischen je zwei dieser Elektroden eine nichtangeschlossene Elektrode vor. Zur Erhöhung der Leistung des Lichtbogenbrenners kann auch eine Rotation der Lichtbogen herbeigeführt werden, indem vorn an den Elektroden ein elektromagnetisches Feld erzeugt wird. Weiter wird zur Erzielung einer gleichmäßigen Wärmeverteilung an der Brenner-Stirnseite und zum Ausgleich von Wärmespannungen in den Hohlelektroden der Zwischenraum zwischen den konzentrisch und im Abstand zueinander angeordneten Elektroden mit einem isolierenden und hochhitzbeständigem Material ausgefüllt. Hierdurch wird zugleich auch eineEntstehungvonLichtbögen im Innern des Brenners vermieden. Durch die Ausfüllung der Räume zwischen den Elektroden mit Isolierstoffen, wie z. B. Korund, Zirkonoxyd, Marquardsche Masse, Magnesiumoxyd o. ä. mit hohem Schmelzbzw. Sinterpunkt, wird ferner das Eindringen von Steinschmelze oder Steinstücken in die Zwischenräume zwischen den Elektroden verhindert.

Zur Erzielung eines ruhigen Brennens des Lichtbogens und zur Erleichterung des Zündens erhalten die Elektroden zweckmäßig einen Zusatz von Bariumoxyd oder ionisierenden Salzen, z. B. des Kaliums, Rubidiums, Cäsiums o. dgl. Der Zusatz kann bei Her-

*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden;

Dr. Ernst Mündel in London.

stellung von Kohleelektroden unter das Ausgangsmaterial, z. B. unter die pulverförmige Retortenkohle, gemischt oder aber auch in anderer Weise mit dem Elektrodenmaterial vereinigt werden. Dies kann z. B. auch dadurch geschehen, daß auf den Elektroden jeweils eine Mantelschicht aus derartigen Stoffen aufgebracht wird.

Gemäß beiliegender Zeichnung, die einAustührungsbeispiel wiedergibt, besteht der Hochleistungslichtbogenbrenner ι aus der Kernelektrode2 und den beiden konzentrisch zu '•ieser angeordneten Hohielektroden 3 und 4. Die Elektroden 2, 3 und 4 bestehen aus Kohle. Der Zwischenraum zwischen den Elektroden 2,3 und 3,4 ist mit hochhitzebeständigem,Isolationswerkstoff 5 ausgefüllt. Durch die Isoliermasse, aber auch durch die Kohleelektroden können Kanäle 6, 7 geführt sein, durch die ein zwei- oder mehratomiges Gas, z. B. Wasserstoff, hindurchgeleitet wird, das in den Lichtbogen dissoziiert und auf diese Weise die Wärme auf die Bearbeitungsstelle überträgt. Gemäß der Erfindung ist der innere. Kohlezylinder 2 und¹ der äußere Zylinder 4 stromführend, während der mittlere nicht angeschlossene Kohlezylinder 3 wie ein Spannungsteiler wirkt, so daß Lichtbogen 8 und 9 zwischen den Elektroden 2, 3 und 3, 4 gebildet werden. Zweckmäßig werden die inneren Kohlezylinder bedeutend stärker ausgebildet als der Außenzylinder, da sie durch die Lichtbogen von zwei Seiten her angefressen werden. Die Stärke des Außenzylinders soll nicht übermäßig groß sein, um einen gleichmäßigen Abbrand der Elektrodenränder zu erzielen.

Ein In-iiie-Länge-Ziehen des Lichtbogens kann durch ruhende oder Wanderfei der bewirkt werden. Zur Beeinflussung des Lichtbogens können z. B. von Wasser durchflossene stromführende Kupferrohrwindungen (nicht dargestellt) angeordnet werden, wodurch zugleich eine Kühlung für den Brenner erreicht wird.

Beim Anschluß des Brenners an ein Mehrphasennetz kann zwecks gleichmäßiger Belastung des Netzes eine der Phasenzahl entsprechende Zahl von konzentrisch angeordneten, stromführenden Elektroden gewählt werden, zwischen denen nichtstromführende Elektroden vorgesehen sind, um eine Spannungsteilung zu erhalten.

Claims

Patentansprüche:

1. Lichtbogenbrenner für große Leistungen mit konzentrischen Elektroden, insbesondere zum Gesteinsbohren, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der inneren und der äußeren Elektrode eine konzenirische, nicht an eine Spannung angeschlossene Elektrode vorgesehen ist.

2. Lichtbogenbrenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Brennerrand ein elektromagnetisches Feld erzeugt wird.

3. Lichtbogenbrenner nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen den Elektroden gebildeten Lichtbogen zur Rotation gebracht werden.

4. Lichtbogenbrenner nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß z. B. am Umfang des Brenners eine von Wasser durchflossene stromführende Kupferrohrwicklung angeordnet ist.

5. Lichtbogenbrenner nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenräume der im Abstand voneinander angeordneten Elektroden mit hochhitzebeständigen Isolierstoffen, wie Korund, Zirkonoxyd, Magnesiumoxyd o. dgl., ausgefüllt sind.

6. Lichtbogenbrenner nach Anspruch 1 bis S, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Isoliermaterial oder in den Kohleelektroden Kanäle angeordnet sind, durch die ein zwei- oder mehratomiges Gas, wie

z. B. Wasserstoff, hindurchgeleitet wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen