DE98180C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Gegenstand vorliegender Erfindung bildet ein durch einen Drachenfesselballon in 1000 bis 2000 m Höhe zu haltendes, mit etwa 3,6 Millionen Nadeln besetztes, ungefähr 9 ha grofses und gegen 700 kg schweres Netz zum Ansammeln atmosphärischer Elektricität nebst den zur isolirten Ableitung erforderlichen Einrichtungen.

• Zur Klarstellung der Sachlage sei hervorgehoben, dafs die Franklin'schen Versuche die Möglichkeit der Ableitung atmosphärischer Elektricität zur Erde zwar längst dargethan haben, dafs es sich aber bei der vorliegenden Erfindung speciell um die beschriebene Einrichtung handelt, und zwar um eine solche, die einen gewerblich verwerthbaren Energiebetrag der abgeleiteten Luftelektricität erwarten läfst.

Was die Hülfsmittel zur gewerblichen Verwerthung des in Nachstehendem beschriebenen Netzes betrifft, so sei auf das mit vorliegendem Gegenstande inengstem Zusammenhange stehende Patent Nr. 98288 verwiesen.

In der beiliegenden Zeichnung ist ein derartiges Netz nebst dem Drachenfesselballon in Fig. ι in Vorderansicht dargestellt,

Fig. 2 zeigt eine Seitenansicht, während die Fig. 3 bis 5 Einzelheiten darstellen.

Ein derartiges Netz N (Fig. 1) läfst sich vermittelst zweier ungefähr 300 m langer Gufsstahlrohre R R¹ von 1 mm Wandstärke und 2 cm Durchmesser herstellen, die durch Ineinanderschieben einzelner Rohre von Fabrikationslänge und Befestigen derselben durch kleine Stahlbolzen mit aufgeschraubten Sicherungsplättchen erhalten Werden. Diese Rohre sollen die beiden horizontalen . Seiten des quadratischen Netzes bilden, zwischen denen etwa 1200 verticale Bronzedrähte von 300 m Länge und 0,04 qmm Querschnitt in Abständen von 0,25 m zu spannen sind. Da die dünnen Drähte in Abständen von 0,1 m sehr feine und spitze Nadeln von 1 cm Länge tragen müssen, so werden sie vorher langsam auf Rollen gewickelt und währenddessen die Nadeln mit Hülfe einer federnden, an ihrem unteren Ende offenen, Oese aufgesetzt. Die Oese mufs selbstverständlich dem Drahtdurchmesser so angepafst sein, dafs sie den Draht klemmt und dafs die Nadeln genügend fest sitzen. Auch mufs das Aufwickeln genügend lose geschehen, damit die aufgesetzten Nadeln nicht zerbrechen. Die Hauptschwierigkeit bei einem solchen quadratischen Netz von 300 m Seitenlänge bietet das Montiren und Abnehmen desselben, weich letzteres in Ausnahmefällen auch nothwendig werden kann. Es ist dazu eine Anzahl mannshoher Pfosten ρ erforderlich, die in Abständen von 7 bis 8 in in gerader Linie hinter einander aufgestellt sind und sämmtlich zwei Achsenlager 1 besitzen (Fig. 3). Auf denselben werden die beiden 300 m langen Stahlrohre R R¹ zusammengesetzt und mit den erforderlichen Haken versehen, indem letztere durch Bohrlöcher der Rohre gesteckt und kleine Sicherungsplättchen aufgeschraubt werden. Darauf sind von Pfosten zu Pfosten Drähte zu spannen, auf denen "sich die erforderliche Zahl Rollen mit den nadelbesetzten Bronzedrähten befindet. Die Enden derselben werden an die Haken des einen Stahlrohres geknüpft und letzteres durch den Fesselballon,

der das Netz tragen soll, emporgehoben, so dafs sich die Bronzedrähte von den Rollen abwickeln. Damit das dünne Stahlrohr, keine Biegung erfährt, wird es von 40 Gufsstahldrähten getragen, die an dem Haken für das Fesselkabel hängen und sich gegen ihr unteres Ende dreifach verzweigen, so dafs sie in Abständen von etwa 2,5 m an dem erwähnten Rohre befestigt, werden können. Dieselben sind in ihrer Länge so abzugleichen, dafs sie annähernd ein gleichschenkliges Dreieck von 250 m Höhe bilden, dessen Basis das von ihnen getragene Rohr ist; auch brauchen sie gegen die Mitte nur 1 qmm Querschnitt zu haben, während gegen die Enden des Rohres ein Querschnitt von 2 qmm erforderlich ist.

Sind die nadelbesetzten Bronzedrähte abgewickelt, so werden sie an das zweite Stahlrohr geknüpft. Nachdem auf der gegenüberliegenden Seite dieses Rohres in Abständen von 10 m 31 weitere Bronzedrähte von 0,13 qmm Querschnitt ohne Nadeln zur Ableitung der Elektricität befestigt sind, wird das Netz so weit gehoben, bis etwa 1000 m des Fesselkabels von der Winde eines Ankerwagens abgewickelt sind, worauf die Bronzedrähte gemeinschaftlich-am Kabel befestigt, aber nur so lose gespannt werden, dafs das Netz nahezu vertical herabhängt, und zwar mit seiner Fläche senkrecht zur Windrichtung.

Soll das Netz wieder abgenommen werden, so wird ungefähr in umgekehrter Weise verfahren, nur mit dem Unterschied, dafs dabei kleine Elektromotoren an jedem zweiten Pfosten in Thätigkeit treten, welche mit Hülfe von Riemscheiben mit einem abnehmbaren Ausschnitt, durch den sie sich ohne Weiteres auf das untere Rohr aufsetzen lassen, letzteres in Umdrehung versetzen und die nadelbesetzten Drähte auf dasselbe aufwickeln.

Es kann jedoch der Fall eintreten, dafs zur Abnahme des Netzes auf diese Weise nicht genügend Zeit bleibt, wenn nämlich das Herannahen von Sturm mit einer gröfseren Windstärke als 25 m die rasche Bergung des Fesselballons hinter einem Windschutz mit Hülfe des auf Schienen laufenden, elektrisch betriebenen Ankerwagens rathsam macht. Alsdann mufs das Netz auf einer genügend ebenen Stelle ohne Weiteres auf den Erdboden niedergelassen werden, ähnlich wie man Zeugstoffe in Falten legt, dann wird es sich später wieder unbeschädigt in die Luft heben lassen.

Um auch eine grofse Windstärke in 1000 bis 2000 m Höhe bei verhältnifsmäfsiger Ruhe am Boden wahrnehmen zu können, mufs ein an jeder beliebigen Stelle ohne Loslösung des Fesselkabels aufsetzbares Federdynamometer beständig die Spannung des letzteren anzeigen. Tritt ein solcher Fall starken Oberwindes ein, so genügt selbstverständlich schon die blofse Kurzfesselung zur Sicherung des Ballons und Netzes.. . ·

Was das Potential der atmosphärischen Elektricität betrifft, so ist nach zahlreichen Beobachtungen ein Potentialgefälle von 150 Volt für ι m als stets vorhanden anzusehen. Für 1500 m Höhe würde das 225 000 Volt ergeben. Will man mit dem erhaltenen Strom eine Batterie von 20 000 hinter einander geschalteten Accumulatoren laden, so bedarf es einer Ladespannung von 45 bis 50000 Volt, für die sich gerade noch die Isolation durchführen läfst. Daraus ergiebt sich ein Spannungsabfall von 175 000 Volt in der Umgebung des Netzes, der nach den Beobachtungen über die Leitungsfähigkeit der Luft bei gröfserem Potentialgefälle einen genügenden Strom sichert, besonders infolge der 3,6 Millionen feiner Spitzen des Netzes und der steten Fortführung der entladenden Luftschichten durch den Wind. Damit die durch das Netz gesammelte Elektricität nun aber auch isolirt abgeleitet werden kann, mufs unterhalb der. Stelle, wo die Bronzedrähte am Fesselkabel befestigt sind, ein etwa 100 m langes Seidentau Γνοη sechsfacher Sicherheit, das durch eine Kautschukumhüllung gegen Nässe geschützt ist, in das Fesselkabel F eingeschaltet und die Elektricität durch ein besonderes Leitungskabel G von 5 qmm Gufsstahlquerschnitt und 2 qmm Kupferseele abwärts geführt werden. ..-...-

Während nun das Leitungskabel G nach einem gut verankerten, hohlen eisernen Maste M führt, ist das Fesselkabel an der elektrisch betriebenen Winde W eines Ankerwagens befestigt, der, nach Art der fahrbaren Krahne, mit drehbarem Obergestell, Auslegearm und Gegengewicht versehen, sich auf einem kreisförmigen Schienengeleise mit etwa 20 m Radius um den erwähnten hohlen Mast bewegen* kann, damit er jeder Aenderung der Windrichtung zu folgen vermag. Der Auslegearm des Ankerwagens dient dazu, den unteren horizontalen Theil der von dem Fesselkabel beschriebenen Seilcurve so hoch über dem Erdboden zu halten', dafs er nicht schleift.

Es ist nöthig, dafs Leitungskabel und Fesselkabel in der Luft immer weit genug, von einander entfernt sind, um ein Ueberspringen des Hochspannungsstromes zu verhüten. Das ist durch eine straffere Spannung des leichteren Leitungskabels möglich. Deshalb geht dieses, nachdem es durch einen von einem Oelisolator getragenen Gleitring g. geführt ist, durch ein isolirendes Kautschukrohr in dem etwa 10 m hohen Maste herab zu einer unter OeI befind-: liehen Handwinde n>, deren mit Stahlachse versehene Trommel durch Porzellan oder Ebonit gebildet wird, damit man bei jeder Veränderung der Länge des Fesselkabels für den Fall von Windstille oder Sturm auch das

Leitungskabel entsprechend einstellen und wieder spannen kann.

Von dem hohlen Maste M aus geht die Leitung unterirdisch durch einen Kanal auf OeI-isolatoren unter dem Geleise für den Ankerwagen weg und dann als Hochspannungsluftleitung nach der Batteriestation, die auch für mehrere Ballonstationen gemeinschaftlich errichtet werden kann.

Dort ist eine Doppelbatterie von je 20000 kleinen Accumulatoren aufzustellen, von denen immer eine Batterie Strom abgiebt, während die andere geladen wird. Zu diesem Zwecke mufs man jede in etwa 300 Gruppen beliebig neben, und hinter einander schalten können. Die Accumulatoren müssen gruppenweise auf Gestellen ruhen, welche van Oelisolatoren getragen werden.

Von Apparaten sind auf einer Batteriestation aufser den gewöhnlichen Schaltapparaten erforderlich:

i ι. Erdschlufs mit gleichzeitiger Unterbrechung der Leitung zur Batterie,

2. verstellbare Funkenstrecke als Nebenstromkreis mit Erdschlufs zum Anzeigen von Unterbrechungen,

.3. Schmelzsicherungen für den Fall von Kurzschlufs der Batterie.

4. Strommesser,

■ 5. Pendelelektroskope,

6. elektrostatische Wage zur Unschädlichmachung von Leitungsunterbrechungen, indem durch dieselbe beim Ueberschreiten einer gewissen Spannung Erdschlufs hergestellt und durch einen Elektromagneten in der Erdleitung die Leitung zur Batterie unterbrochen wird (in Fig. 4 ist die elektrostatische Wage weggelassen),

7. automatischer Commutator (Fig. 5) für den Ladestrom, bestehend aus einem Elektromagneten (in der Zeichnung weggelassen), - der zwei Hebel mit isolirter Verbindung zur Hochspannungsluftleitung und zur Erde mit den Polen, der Batterie je nach der Stromrichtung in der einen oder anderen Reihenfolge in Verbindung bringt.

Die letzte Vorrichtung ist besonders wichtig für die Ausnutzung der aufserordentlichen, aber dem Vorzeichen nach rasch wechselnden elektrischen Spannungen der Gewitter- und Haufenwolken, jener grofsen Conductoren und Condensatoren atmosphärischer Elektricität. Durch die 3,6 Millionen Spitzen des Netzes erscheint dabei die Anlage gegen jede zerstörende Funkenentladung gesichert.

Alle Apparate aufser 2., 4. und 5. müssen Contacte aus Platin haben und zur Verhütung von Lichtbogenbildung und Schmelzung unter OeI liegen. Zu allen Arbeiten an der Hochspannungsleitung wird vorher mittelst langer Ebonitstange Erdschlufs gemacht, wobei zur Verhütung von Kurzschlufs gleichzeitig die Leitung zur Batterie unterbrochen werden mufs; dadurch sinkt die Spannung auf Null.

Auf den Ballonstationen sind erforderlich: die Apparate 1., 4., 5. und 6., letzterer aber ohne Wage und nur mit Elektromagnet in der Erdleitung zur Unterbrechung (Fig. 4). Das Schienengeleise mufs an die Erdleitung der Ballonstation gelegt sein, für den Fall, dafs sich einmal das Leitungskabel über den Ankerwagen legt oder das Fesselkabel berührt.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch:

   Ein von einem Drachenfesselballon getragenes, aus zwei Stahlrohren und vielen vertical ausgespannten feinen Drähten hergestelltes, mit Nadeln besetztes grofses und doch aufserordenlich leichtes Netz zur Sammlung atmosphärischer Elektricität nebst der zum Montiren und zur Abnahme dieses Netzes erforderlichen Einrichtung, bestehend aus einer Anzahl Pfosten mit je zwei Achsenlagern und etlichen kleinen Elektromotoren.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.