DE887093C

DE887093C - Device for maintaining constant current strength of an alternating current arc for the splitting of hydrocarbon oils

Info

Publication number: DE887093C
Application number: DEP2686D
Authority: DE
Inventors: Victor Frederick Hanson
Original assignee: EI Du Pont de Nemours and Co
Current assignee: EIDP Inc
Priority date: 1936-01-02
Filing date: 1936-12-24
Publication date: 1953-08-20

Description

Vorrichtung zum Aufrechterhalten konstanter Stromstärke eines Wechselstromlichtbogens zur Spaltung von Kohlenwasserstoffölen Die vorliegende Erfindung betrifft eine zur Spaltung von Kohlenwasserstoffölen geeignete Vorrichtung zum Aufrechterhalten konstanter Stromstärke eines Wechselstromlichtbogens bei konstanter Spannungsquelle und wechselndem Widerstand im Lichtbogen.Device for maintaining constant amperage in an alternating current arc for the cleavage of hydrocarbon oils The present invention relates to a for Cleavage of hydrocarbon oils suitable device for maintaining constant Amperage of an alternating current arc with constant voltage source and changing Resistance in the arc.

Die bisher bekannten Vorrichtungen dieser Art erfordern entweder unverhältnismäßig hohe Energien, insbesondere Spannungen. zur Unterhaltung .des Lichtbogens, oder die Anwendung sehr umständlicher Hilfseinrichtungen und lassen trotzdem hinsichtlich der Konstanterhaltung der Lichtbogenstromstärke se erheblich zu wünschen übrig, daß die Anwendung aller dieser Vorrichtungen, z. B. für die Herstellung von sehr feinem Ruß durch Spaltung von Kohlenwasserstoffölen, praktisch nicht in Betracht kommt. Besonders feiner Ruß ist aber z. B. zur Herstellung bestimmter hochwertiger Gummisorten und Gummiwaren häufig unerläßlich.The previously known devices of this type require either disproportionate high energies, especially voltages. to maintain .the arc, or the use of very cumbersome auxiliary equipment and still leave with regard to the maintenance of the arc current intensity is much to be desired, that the use of all of these devices, e.g. B. for the production of very fine soot by splitting hydrocarbon oils, practically out of consideration comes. But particularly fine soot is z. B. for the production of certain high quality Types of rubber and rubber goods are often indispensable.

Die Herstellung von sehr feinem Ruß ist bisher z. B. so vorgenommen worden, daß in flüssigen Kohlenwasserstoffölen elektrische Lichtbogen unterhalten werden, mit denen sehr hohe, örtlich konzentrierte Temperaturen erzeugt werden. Hierbei bereitete jedoch die Dielektrizitätskonstante des flüssigen Mediums erhebliche Schwierigkeiten bei der Konstanthaltungdes Lichtbogenstromes.The production of very fine carbon black is so far z. B. made so have been able to maintain electric arcs in liquid hydrocarbon oils with which very high, locally concentrated temperatures are generated. Here However, prepared the dielectric constant of the liquid Medium considerable difficulties in keeping the arc current constant.

Es wurde festgestellt, daß es für die Herstellung von hochwertigem feinstem Ruß nötig ist, dafür zu sorgen, daß sich der Lichtbogenstrom nicht mehr als etwa ioo/o, besser noch nur etwa q.°/0 ändert.It was found that it is used for the production of high quality finest soot is necessary to ensure that the arc current is no longer than about ioo / o, better still only about q. ° / 0 changes.

Es wurde gefunden, daß die Stromstärke des Wechselstromlichtbogens bei konstanter Spannungsquelle und wechselndem Widerstand im Lichtbogen aufrechterhalten werden kann, wenn dem Lichtbogen die Energie von einem auf Lieferung von konstantem Strom sich selbsttätig einregelnden System aus magnetisch verketteten Induktionsspulen zugeführt wird, die sich z. B.. belastungsabhängig zueinander einstellen.It has been found that the amperage of the alternating current arc Maintained with constant voltage source and changing resistance in the arc can be when the arc the energy of one on delivery of constant Electricity self-regulating system made up of magnetically linked induction coils is supplied, which z. B .. adjust depending on the load.

Eine Ausführungsform wird z. B.. so aufgebaut, daß für das Induktionssystem ein Transformator mit Eisenkreis benutzt wird. Es ist aber auch möglich, für das Induktionssystem eine Drosselspule zu verwenden, die in zwei mechanisch voneinander unabhängige Spulensysteme aufgeteilt ist, die relativ zueinander bewegbar sind.One embodiment is e.g. B .. constructed so that for the induction system an iron circuit transformer is used. But it is also possible for that Induction system to use a choke coil that is mechanically separated in two is divided into independent coil systems, which are movable relative to each other.

Die Vorrichtungen nach der Erfindung führen bei ihrer Anwendung zur Spaltung von kohlenstoffhaltigen Ölen zu ausgezeichneten Ergebnissen. So wird insbesondere ein Ruß. hoher Reinheit und bester Brauchbarkeit erhalten, der namentlich bei der Herstellung von Gummi und Gummiwaren deren Eigenschaften erheblich verbessert.The devices according to the invention lead to their use Breakdown of carbonaceous oils with excellent results. So will in particular a soot. of high purity and best usability, especially in the Manufacture of rubber and rubber goods whose properties are significantly improved.

Die Vorrichtungen nach der Erfindung haben aber auch z. B. den Vorteil, daß bei ihrer Anwendung zur Spaltung von kohlenstoffhaltigen Ölen die Elektroden, die bisher während des Prozesses immer .durch die, Flüssigkeit bewegt werden mußten, ortsfest bleiben können. Hierdurch werden besondere Hilfseinrichtungen zur Bewegung der Elektroden entbehrlich. Außerdem führt die feststehende Anordnung der Elektroden zu weit größeren Ausbeuten an bei der Spaltung des Öles erhaltenen Gasen, wie z. B. an Acetylen, als dies bisher mit bewegten Elektroden erreicht werden konnte, die gegebenenfalls jedoch auch bei der Vorrichtung nach der Erfindung angewendet werden können.The devices according to the invention also have, for. B. the advantage that when used for the splitting of carbonaceous oils the electrodes, which up to now always had to be moved through the liquid during the process, can remain stationary. This makes special auxiliary devices for movement the electrodes can be dispensed with. In addition, the fixed arrangement of the electrodes leads too much greater yields of gases obtained in the cleavage of the oil, such as. B. on acetylene, as this could previously be achieved with moving electrodes, which may, however, also be used in the device according to the invention can be.

Die Frequenzen, bei denen die Vorrichtung nach der Erfindung sehr gut arbeitet, können etwa zwischen 25 und 125 Perioden je Sekunde liegen.The frequencies at which the device according to the invention works very well can be approximately between 25 and 125 periods per second.

Ausführungsbeispiele der Vorrichtung nach der Erfindung sind in der Zeichnung schematisch dargestellt.Embodiments of the device according to the invention are in Drawing shown schematically.

Abb. i offenbart ein Reaktionsgefäß i, in welches ein Kohlenwasserstofföl durch das Rohr 2 eingeführt wird. Die Reaktionsprodukte und die nicht gespaltene Flüssigkeit werden durch das Rohr 3 abgeführt. Die Lichtbogenelektroden ¢ und 5 sind mit der Sekundärwicklung 7 eines Konstantenstromtransformators verbunden. Die Elektrode 5 ist über die Hülse 6 gegen das Reaktionsgefäß i isoliert. Der Transformator besteht aus dem Eisenkern 9, der Sekundärwicklung 7 und -einer beweglichen Primärwicklung 8, welcher durch das Geweicht 12 das Gegengewicht so gehalten wird, da.ß die Wicklung 8 in bezug auf die Wicklung 7 bei veränderlichen Belastungsverhältnissen selbsttätig sich so bewegt, daß ein: ungefähr konstanter Strom im Lichtbogen fließt. Die Primärwicklung 8 ist mit der konstanten Wechselspannungsquelle über den Transformator io, ii verbunden.Fig. I discloses a reaction vessel i, in which a hydrocarbon oil is inserted through the tube 2. The reaction products and the uncleaved Liquids are discharged through the pipe 3. The arc electrodes ¢ and 5 are connected to the secondary winding 7 of a constant current transformer. the Electrode 5 is insulated from reaction vessel i via sleeve 6. The transformer consists of the iron core 9, the secondary winding 7 and a movable primary winding 8, which is held by the weight 12, the counterweight so that the winding 8 automatically with respect to the winding 7 with changing load conditions moves in such a way that an approximately constant current flows in the arc. The primary winding 8 is connected to the constant AC voltage source via the transformer io, ii.

Abb. 2 zeigt eine Vorrichtung ähnlich derjenigen nach Abb-. i mit der Abweichung, da.ß der konstante Strom den Lichtbo-genelektroden ¢ und 5 durch eine Drosselspule für konstanten Strom zugeführt wird. Diese besteht aus einem Eisenkern 9 und der feststehenden Spule 17, die mit einer Wicklung 18 in Reihe liegt. Letztere ist zur Wicklung 17 beweglich angeordnet und wird durch das Gewicht 12, so, im Gleichgewicht gehalten, daß. der Strom auch bei veränderlicher Belastung praktisch konstant bleibt. Die Wicklung 18 ist mit einer Sekundärwicklung io eines Transformators verbunden, die wiederum an die Elektrode q. geschaltet ist, um den Stromkreis zu schließen. Die Primärwicklung i i des Transformators steht mit der Wechselstromquelle von konstanter Spannung in Verbindung.Fig. 2 shows a device similar to that of Fig-. i with the deviation that the constant current flows through the arc electrodes ¢ and 5 a choke coil for constant current is supplied. This consists of an iron core 9 and the fixed coil 17, which is connected to a winding 18 in series. Latter is arranged to be movable relative to the winding 17 and is balanced by the weight 12, see above kept that. the current remains practically constant even when the load changes. The winding 18 is connected to a secondary winding io of a transformer, which in turn to the electrode q. is switched to complete the circuit. The primary winding i i of the transformer is constant with the alternating current source Tension in connection.

Bei normaler Wirkungsweise dieser Stromkreise, die mit .der in :der dielektrischen Flüssigkeit untergetauchten Funkenstrecke zusammengeschaltet sind, kann der durch diese Funkenstrecke fließende Strom innerhalb ungefähr ± 2 % des gewünschten Wertes konstant gehalten werden, ohne Rücksicht auf die Funkenstreckenlänge und die Lichtbogenspannung, während bei den bekannten Vorrichtungen Veränderungen bis zu 1215 % in Kauf genommen werden müssen. Hierbei befindet sich derLichtbogen in einer Flüssigkeit von hoher dielektrischer Stärke. Der Leistungsfaktor kann bei Anwendung von Vorrichtungen nach der Erfindung praktisch bis auf i gebracht werden. Dadurch werden Verluste vermieden, und der Ertrag des Produktes je Einheit -der aufgewendeten Energie wird erheblich verbessert.With normal operation of these circuits, which with .der in: the dielectric liquid submerged spark gap are interconnected, the current flowing through this spark gap can be within approximately ± 2% of the desired value can be kept constant, regardless of the spark gap length and the arc voltage, while changes in the known devices up to 1215% must be accepted. This is where the arc is located in a liquid of high dielectric strength. The power factor can be Application of devices according to the invention can be practically brought down to i. This avoids losses, and the yield of the product per unit -der The energy used is significantly improved.

Die Vorrichtung nach der Erfindung kann außer zur Erzeugung von feinem Ruß und Kohlenwasserstoffgas auch für andere chemische Reaktionen Verwendung finden..The device according to the invention can also be used for the production of fine Soot and hydrocarbon gas can also be used for other chemical reactions.

Bei einer mehrfachen Lichtbogenanordnung können entweder alle Funkenstrecken in einer einzigen Reaktionskammer untergebracht werden, oder es wird für jede Funkenstrecke eine besondere, Kammer vorgesehen. Als Elektroden können außer feststehenden. Elektroden auch z. B:. rotierende hohle Elektroden werden, -durch welche der flüssige Kohlenwasserstoff zur Funkenstrecke fließt.In the case of a multiple arcing arrangement, either all of the spark gaps be housed in a single reaction chamber, or it will be for each spark gap a special chamber is provided. As electrodes can be except stationary. Electrodes also z. B: rotating hollow electrodes, -through which the liquid hydrocarbon flows to the spark gap.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Device for maintaining constant amperage an alternating current arc with a constant voltage source and changing resistance in the arc for splitting hydrocarbon channels, characterized in that Your arc takes the energy from one on delivery of constant current by itself regulating system. off magnetic chained induction coils is supplied, which z. B. set load-dependent to each other.

2. Device according to claim z, characterized in that the induction system consists of a transformer (7, 8) exists.

3. Apparatus according to claim z, characterized g; - indicates that the Induction system consists of a choke coil (r7, 18).

4. Apparatus according to claim r to 3, characterized in that an overvoltage protection in the circuit constant Current to avoid excessive voltages in the event of overloading a decorative arc path is arranged.

5. Apparatus according to claim z to ¢, characterized by a in the event of overloading, additional suitable arc path with larger electrode spacing.

6. Apparatus according to claim 5, characterized by display devices for the Arc on the additional. Spark gap.