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Verfahren zur Erzeugung elektrischer Starkstromflammenbögen von verhältnismässig grosser Länge.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung elektrischer Starkstromflammen- bögen von verhältnismässig grosser Länge, d. h. mit anderen Worten ein Verfahren zur Erzeugung elektrischer Starkstromflammenbögen überhaupt, wenn eine im Verhältnis zur vorhandenen Elektrodenspannung sehr grosse Elektrodendistanz angewendet wird.
Bei dem neuen Verfahren kommt es darauf an, dass die Flammenbogenstrecke durch
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dieses Apparates durch eine besondere Hilfs- bzw. Sekundärflammenbogenstrecke mit geeigneter Elektrodenform unterbrochen ist, wobei die Entladungen der letzteren, zwecks Herbeiführung der Zündung der llauptstromflammenstrecke, dieser durch einen starken Gasstrom zugeblasen werden.
Von den durch das neue Verfahren erreichten Vorteilen und neuen technischen
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sonst stets verursachten Deformationen der Spannungs- und Stromkurve vermieden bzw. auf ein praktisch unschädliches Mass herabgemindert werden. Die Deformationen der beiden Kurven entstehen bekanntlich dadurch, dass die Ziindung und somit die Möglichkeit einer Stromstärkecntwicklung je nach der Elektrodendistanz mehr oder minder seitlich gegen den Nullpunkt der Spannung verschoben sind. Solange die Zündung also nicht eintritt, bleibt die Spannung wattlos.
Sie geht von einer Sinuskurve in eine mehr oder minder rechteckige Kurve über, wihrend die Stromkurve, die normalerweise auch die Form einer Sinuslinie haben soll, überhaupt nicht als zusammenhängende, sondern als unterbrochene und ausserdem auch noch von der Sinuslinie abweichende Kurve erscheint. Dadurch, dass der Zündungszeitpunkt möglichst nahe an den Nullpunkt der Spannung herangerückt wird, wird diese Deformation der beiden Kurven ganz oder praktisch vollständig vermieden.
Ferner kann man die Primärflammenstrecke mit Spannungen betreiben, die eine reguläre Zündung an sich schon unmöglich machen ; es ergibt sich bei der Spannung des Primärstromkreises von 500 Volt eine ebenso regelmässige Arbeit, wie bei höheren Spannungen bis zu 30UU Volt. Dabei hat man die grosse Schwierigkeit, Flammenbögen auszublasen, welche an eine sehr hohe Spannung angelegt sind, vollständig vermieden und den grossen Vorteil erzielt, dass die leichte und regelmässige Zündung sehr hoher Spannungen mit der leichten Auslöschbarkeit der Flammentladungen von niedriger Spannung vereinigt ist.
Weiter resultiert aus der Anwendung des neuen Verfahrens der wichtige Vorteil.
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Kurzschlüsse unmöglich vorkommen können.
Auf der angeschlossenen Zeichnung ist ein Apparat zur Ausführung des neuen Verfahrens schematisch zur Darstellung gebracht.
Die beiden Elektroden 1 und 2 der bei dem Apparat angewendeten Hörneflammenstrecke stehen mit ihren unteren Spitzen soweit voneinander entfernt, dass eine Zündung durch die Normalspannung des durch die Leitungen. 3 und zugeführten Stromes aus-
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geschlossen ist. Unterhalb dieser Flammenstrecke ist eine zweite Flammenstrecke so angeordnet, dass beide eine gemeinsame Mittelachse (x-x) besitzen und diHörner- elektroden 1, 2 und 5, 6 in einer Ebene-liegen. Beide Einrichtungen können beispielsweise in ein aus isolierendem Material angefertigtes Rohr-von schlitzförmigem Querschnitt, angeordnet und das Rohr unten mit einer Gaszuführung, oben mit einer Gasabfübrung in Richtung des Pfeiles I versehen sein.
Die Elektroden 5,6 der zweiten Flammenstrecke sind mit den Sekundärwicklungen 7 oines Transformators, beispielsweise eines solchen mit dem Übersetzungsverhältnis 1 : 20 verbunden, während die Primärwicklung 8 des Transformators in der Zeichnung angegebenen Weise parallel zu der primären Flammenbogenstrecke geschaltet ist.
Führt nun z. B. die HauptstromJeitl1ng Wechselstrom von 50 Perioden in der Sekunde und 2000 Volt Spannung, so wird bei Beginn einer jeden halben Periode die Sekundärflammenstrecke, die eine entsprechende Elektrodendistanz erhält, sehr früh zünden. Die grosse Luftgeschwindigkeit in dem den Apparat einschliessenden Rohr bewirkt, dass die so eingeleitete Entladung der Sekundärflammenstrecke nach Art des punktiert eingezeichneten Bogens 9 der Hauptstromflammenstrecke zugeblasen wird, so dass dann auch diese entzündet wird.
Wäre diese Zündung durch die Sekundärwicklung des Transformators nicht vorhanden, so würde die Hauptstromflammenstrecke entweder viel später zünden oder sie müsste eine so geringe Elektrodendistanz erhalten, dass sie im späteren Verlauf der halben Periode, wenn die Spannung immer höher wächst, einen schwer auszublasenden Kurzschluss bildet ; dies ist also durch die beschriebene Anordnung vollständig vermieden.
Bei einer Elektrodenspannung von z. B. 2000 Volt wird die Elektrodendistanz 3 cm gross gemacht, so dass jede Selbstzündung völlig ausgeschlossen ist. Die Sekundärfunkenstrecke erhält dagegen eine solche Distanz, dass sie bereits bei 2000 Volt zündet. Die Zündung der letzteren tritt also schon im ersten Zwanzigstel der halben Periode ein und setzt sich fort in ausserordentlich rascher Folge.
Hierbei kann aber diese Sekundärfunkenstrecke selbst keinen Kurzschluss bilden. weil ihr durch den Transformator eine ganz erhebliche Selbstinduktion vorgeschaltet ist, welche ein zu starkes Anwachsen des Stromes in dieser Flammenstrecke unmöglich macht.
Ist hierbei auch noch eine ganz bestimmte Periodizität in der Zündungstätigkeit dieser Funkenstrecke erwünscht, so kann in den Sekundärstromkreis eine Kapazität 10 eingeschaltet werden, deren Dimension bis zur Erreichung der gewünschten Periodenzahl mit der Selbstinduktion des Sekundärstromkreises abgestimmt werden kann. Die erwähnte Periodizität wird durch die Oszillationen bedingt, welche infolge der Einschaltung der Kapazität auftreten.
Dabei wird der Primärstromkreis durch den starken Luftzug im Rohr, der im praktischen Falle auf mindestens 50 m in der Sekunde zu halten ist, nach jeder Zündung rapid wieder unterbrochen, so dass derselbe eine ganz bestimmte, durch die Stärke des
Luftstromes und die Elektrodenspannung bedingte Stromstärke verarbeitet, jedoch die
Spannungskurve des Netzes, an welches dieser Stromkreis angeschlossen ist, nur sehr wenig oder gar nicht beeinflusst : letzteres geschieht deshalb nicht, weil dadurch, dass der Zündungs- zeitpunkt, wie schon im dritten Absatz der Beschreibung gesagt ist, möglichst nahe an den Nullpunkt der Spannungskurve herangerückt wird ;
dabei kann natürlich die Häufigkeit der Zündung je nach der gewählten Elektrodenspannung, der dadurch bedingten Elektroden- distanz und dem Übersetzungsverhältnis des eingeschalteten Transformators in sehr weiten
Grenzen abgeändert werden.
Der Vollständigkeit halber ist noch zu bemerken, dass die Sekundärflammenstrecke nur sehr kurze Ilörnerelektroden benötigt und dass der Transformator sehr klein sein kann, weil eine Zündung schon mit äusserst geringen Stromstärken in der Sekundärflammen- strecke erzielt wird.
Selbstverständlich kann jede beliebige Elektrodenform gewählt werden, wenn nur die Flammenstrecken so zueinander liegen, dass der verlängerte Flammenbogen der Sekundär- flammenstrecke die Primärflammenstrecke sicher entzündet.
Schliesslich kann auch noch in den Primärstromkreis des Transformators eine
Kapazität 11 so eingeschaltet werden, dass bei der Zündung der genannten Primärflammen- strecke diese Kapazität 11 plötzlich durch die primäre Flammenstrecke entladen wird und so auch auf diese Weise eine Periodizität in den Entladungen der Sekundärflammen- strecke herbeigeführt werden kann.
Selbstverständlich kann statt des Transformators auch ein entsprechender anderer
Apparat, beispielsweise eine Selbstinduktionsspule mit den erforderlichen elektrischen
Dimensionen unter Verbindung mit einer Kapazität benutzt und schliesslich mit diesen
Hilfsmitteln die Primärleitung auch mit Gleichstrom betrieben werden.