DE187585C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- JVl 187585 -KLASSE \2h. GRUPPE

in GENF.

denen der Abstand mit der Höhe zunimmt.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 28. Juni 1903 ab.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung, um Gase oder Dämpfe mit dem elektrischen Flammenbogen zu behandeln, die in jeder Weise ökonomisch arbeitet und einen großen Nutzeffekt bei außerordentlicher Beständigkeit ergibt. Bekanntlich muß man, wenn man Gase mit Hilfe des elektrischen Flammenbogens hohen Temperaturen unterwirft, um gute Resultate zu erhalten, einen

ίο Bogen von geringer Intensität anwenden. Ein mit bekannten Mitteln hergestellter Bogen von geringer Intensität ist aber sehr unbeständig, und er zerreißt und erlischt unter der Einwirkung äußerst geringer Ursachen, wie

z. B. durch einen schwachen Luftstrom oder eine geringe Spannungsänderung.

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einrichtung, bei der die Stromintensität sehr gering gehalten werden kann, während die Länge des

so Bogens und seine Beständigkeit bedeutend gesteigert sind. Die Einrichtung, die auf der beiliegenden Zeichnung veranschaulicht ist, ist in folgender Weise hergestellt.

Als Elektroden gelangen Hörnerelektroden bekannter Art a, b oder überhaupt Elektroden, längs deren . der Bogen seine Länge ändern _; kann, zur Verwendung. Die Hörnerelektro- ' den a, b sind elektrisch hintereinander geschaltet und ferner ist eine größere Anzahl (z. B. 10 ; bis 20) Hörnerelektrodenpaare angeordnet. \ Jedes Hörnerelektrodenpaar ist ferner in einen I senkrecht stehenden langen Schornstein eingebracht.

Durch die Kombination der genannten Teile wird eine sich selbst regelnde Einrichtung geschaffen, die unter sehr günstigen Bedingungen arbeitet. Die Bögen besitzen die erforderliche geringe Intensität und sind gleichzeitig durchaus beständig. Die Einrichtung verbraucht nur so viel Energie, als für die Arbeitsleistung gerade erforderlich ist. Die Hörnerelektroden dienen dazu, den Bogen mit einer gegebenen Spannung mit geringerer Länge an den Spitzen b zum Entstehen zu bringen, um ihn schließlich auf die bei der angewendeten Spannung mögliehe größte Länge zu bringen, indem er längs der Hörnerelektroden bis zu den Spitzen a steigt.

Bekanntlich ist, um einen Bogen zwischen zwei Elektroden überspringen zu lassen, zur Einleitung eine höhere Spannung erforderlich, als dann, wenn der Bogen einmal entstanden ist. Die Hörnerelektroden ermöglichen es daher, den Bogen mit geringer Spannung an den Spitzen b zur Entstehung zu bringen, worauf es dem Bogen, nachdem er einmal entstanden ist, ermöglicht ist, an den Hörnerelektroden in die Höhe zu steigen und die größtmögliche Länge anzunehmen.

Wollte man einen Bogen der größten Länge, wie er an dem oberen Teil α der Hörnerelektroden erzeugt wird, an gewöhnlichen Elektroden _:. ·-,

erzeugen, so müßte man eine Anfangsspannung zur Verfügung haben, die später, nachdem der Bogen einmal entstanden ist, nicht mehr benötigt würde. Infolgedessen müßte man Transformatoren von viel höherer Spannung bauen, als wie sie zum dauernden Betrieb des Apparats erforderlich sind. Hierdurch würden naturgemäß die Unkosten des Apparats außerordentlich erhöht werden.

ίο Die Hintereinanderschaltung der Hörner elektroden hat den Zweck, einen Spannungsausgleich auf dem ganzen Hörner elektrodensystem, d. h. eine selbsttätige Regelung' der einzelnen Bögen zu schaffen. Zu dem gleichen Zweck ist auch die Anordnung einer Mehrzahl von Hörnerelektrodenpaaren erforderlich. Wie eingangs erwähnt, sind dann, wenn der Bogen eine sehr geringe Intensität besitzt, die Bögen derart empfindlich, daß sie durch sehr geringe Ursachen zerreißen und auslöschen. Durch die Anordnung einer größeren Anzahl von Hörnerelektroden und durch die Hintereinanderschaltung derselben wird das Auslöschen der Bögen verhindert. Wenn eine zufällige störende Ursache, z.B. ein stärkerer Luftstrom, auf einen Bogen einwirkt und ihn auszulöschen versucht, indem sie ihn verlängert, so tritt eine Spannungserhöhung an seinen Polen ein. Infolgedessen tritt bei den übrigen Bögen eine Erniedrigung der' Spannung ein. Durch die Erniedrigung der Spannung sinken die Bögen an den anderen Hörnerelektroden herunter bis zu dem Punkte, an dem die Länge des Bogens der niedrigeren Spannung entspricht. Ist die Störung an dem betreffenden Bogen nicht mehr vorhanden und die Spannung wieder gesunken, so steigt die Spannung bei den übrigen Bögen wieder, und die Bögen können sich wieder, indem sie emporsteigen, verlängern. Durch die Anordnung einer Anzahl von Hörnerelektrodenpaaren wird also das Sinken der Spannung auf die einzelnen Elektroden verteilt, und es ist für jeden einzelnen Bogen so gering, daß die Beständigkeit des Systems nicht beeinträchtigt wird. Ein einziger Bogen, dessen Länge der Summe aller Einzelbögen entspricht, könnte ersichtlich diese Selbstregelung nicht schaffen; diese Anordnung würde daher unbeständig sein.

. Die Anordnung der Hörnerelektrodenpaare in je einem senkrecht stehenden Zugschornstein hat den Zweck, einen sich selbst regelnden Zug um die Hörnerelektroden zu schaffen. Wenn nämlich die Bögen innerhalb der Schornsteine an den Elektroden entstanden sind, erfolgt durch die Hitze des Bogens eine Strömung, durch die das Heben des Bogens unterstützt wird, so daß der Bogen seine größte Länge bei der herrschenden Spannung einnehmen wird. Im allgemeinen hebt sich ein Flammenbogen allerdings an Hörnerelektroden von selbst. Ist jedoch der Abstand der Elektroden geringer wie eine gegebene Grenze, so bleibt der Bogen an den Punkten b b hängen und steigt und verlängert sich infolgedessen nicht. Bei der vorliegenden Einrichtung muß aber der Abstand der Elektrodenspitzen b sehr gering sein, damit der Bogen am Anfang, wie erwähnt, überspringen kann. Durch den Zug der Schornsteine werden die Bögen von den Spitzen b b abgehoben und in die Höhe geführt. Ferner werden die Gase durch den Zug des Schornsteins selbsttätig an den Elektroden vorbeigesaugt. Die Schornsteine nehmen ferner an der Selbstregelung des gesamten Hörnerelektrodensystems teil. Wenn nämlich die Spannung an den Hörnerelektrodenpaaren sinkt, so wird gleichzeitig auch die entwickelte Wärmemenge geringer. Infolgedessen wird der Zug vermindert, und die Bögen können bis an diejenige Stelle herabsinken, an der die Länge der betreffenden Stromspannung entspricht. Sobald die Verhältnisse wieder bei den betreffenden Elektrodenpaaren geregelt sind, d. h. wenn sich die Spannung wieder auf ihren Ursprungliehen Wert erhöht hat, ist die entwickelte Wärmemenge größer, es beginnt ein lebhafterer Zug, und die Bögen steigen an die höchste Stelle. Infolgedessen wird die Gesamtwirkung aller genannten Teile die Selbstregelung des ganzen Systems ermöglichen, und gleichzeitig ist die Anwendung von Transformatoren von so geringer Spannung, als sie für den regelmäßigen Betrieb notwendig ist, und nicht von höherer Spannung erforderlich.

Wenn man die vorliegende Einrichtung unter verschiedenen Bedingungen verwenden will, werden die Hörnerelektroden mit einer geeigneten Regelungsvorrichtung versehen, die gestattet, ihren Abstand zu verändern. Fig. 3 stellt einö beispielsweise Ausführungsform dieser Regelungsvorrichtung dar. Die Hörnerelektroden ab, ab sind mit den Zuleitungen c c durch kleine Federn r r verbunden. Der Abstand b b für jede Elektrode wird durch eine Schraube υ υ geregelt, die in einer in der Schornsteinwand eingelassenen Hülse e gelagert ist, und durch eine entsprechend geführte Mutter d und Verbindungsstange t, die durch die Handkurbel m eingeleitete Bewegung auf die Hörn er no überträgt.

Die Neigung der Hörner α b kann mehr oder weniger groß sein, je nach der Art des Bogens und der Zusammensetzung der zu behandelnden Gase. Die Elektroden bestehen aus Platin oder aus einem beliebigen anderen geeigneten leitenden Material.

Man hat zwar bereits Hörnerelektroden bei Apparaten zur Behandlung von Gasen und Dämpfen angewandt (britische Patentschrift

8230 von igoi). Bei diesen Apparaten hat man jedoch die Hörnerelektroden nicht hintereinander geschaltet; eine Selbstregelung war daher ausgeschlossen; denn, wenn bei einem derartigen Apparat aus irgendwelchen Ursachen die allgemeine Spannung an den Polen des Generators bezw. eines Bogensystems so weit sinkt, daß einer der Bögen erlischt, so müssen notwendigerweise sämtliche übrigen Bögen mit verlöschen, da sie unter gleichen Bedingungen stehen, wie jener eine. Um dies zu verhindern, müßte man zu komplizierten Hilfsapparaten und Spannungsausgleich vorrichtungen greifen. Wenn es sich um eine zufällige Veränderung handelt, die nicht auf die Spannung an den Polen des Generators (bezw. eines Bogensystems) einwirkt, sondern nur auf einen der Bögen, so wird dieser Bogen erlöschen, während dies, wie gezeigt worden ist, bei der vorliegenden Reihenschaltung nicht der Fall ist. Außerdem sind bei den Apparaten der britischen Patentschrift die Hörnerelektroden nicht in Zugschornsteine eingebracht. Der Luftstrom wird vielmehr mit Hilfe eines Ventilators an den Elektroden vorbeigesaugt. Infolgedessen ist ebenfalls die Selbstregelung nicht möglich, da der durch den Ventilator erzeugte Luftstrom sich nicht von selbst dann vermindert, wenn die Spannung sich vermindert, und wenn daher ein,Bogen im Begriff ist, auszulöschen. Es ist den an ihrer höchsten Stellung befindlichen Bögen deshalb nicht möglich, an die tiefer gelegenen Teile der Hörner elektroden herunterzusinken, weil der Luftstrom dem entgegenarbeitet und sie nach den höchsten Stellen der Elektroden hinbläst.

Man hat ferner auch bereits die Elektroden, die zur Behandlung der Gase und Dämpfe mit dem elektrischen Funken dienen, hintereinander geschaltet (österreichische Patentschrift 2805). Bei diesen Apparaten hat man jedoch keine Hörnerelektroden angewendet und auch ferner die Elektroden nicht in Zugschornsteinen eingebracht. Es ist ersichtlich, daß bei einem derartigen Apparat eine Selbstregelung, wie sie durch den vorliegenden Apparat gesichert wird, nicht erfolgen kann. Denn die Hintereinanderschaltung der Bögen, um Spannungsdifferenzen an den einzelnen Elektrodenpaaren auszugleichen, kann nur dann Zweck haben, wenn die Veränderung der Lange der Bögen ermöglicht ist.

Der Mangel der Hörnerelektroden schafft ferner bei diesem System den Nachteil, daß entweder viel stärkere Transformatoren angewendet werden müssen, als sie zu dem regelrechten Betrieb erforderlich sind, oder daß die Elektroden beim Beginn der Arbeit durch geeignete Vorrichtungen genähert und. später entfernt werden müssen. Eine selbsttätige Regelung ist unter diesen Umständen ausgeschlossen.

Es ist ersichtlich, daß bei der vorliegenden Einrichtung die Selbstregelung nur durch die Anwesenheit und die Zusammenwirkung aller genannten Teile ermöglicht wird. Würden die Elektrodenpaare nicht in Zugschorsteinen angeordnet sein, sondern wäre ein kontinuierlicher gleichmäßig starker Luftstrom geschaffen, so könnten die Bögen trotz der Anwesenheit der Hqrnerelektroden nicht heruntersinken. Würden gewöhnliche Elektroden vorhanden sein, so müßten die Transformatoren am Anfang · mit einer höheren Spannung arbeiten, wie während des Betriebes, und das leichte Zurücksinken der Bögen wäre ebenfalls nicht möglich. Würde man ferner die einzelnen Flammen bögen nicht auf eine Mehrzahl von Elektrodenpaaren verteilen, so würde sich eine Spannungsänderung nicht in solch geringer Weise auf die übrigen Elektrodenpaaie geltend machen, daß ein Auslöschen der Bögen nicht zu befürchten ist. Durch die Anordnung einer Mehrzahl von Elektrodenpaaren wird jedoch die Spannungsverminderung für jedes einzelne Elektrodenpaar so gering, daß ein Auslöschen nicht eintritt.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch:

   Einrichtung zur Behandlung von Gasen oder Dämpfen mit elektrischen Flammen bögen unter Verwendung von hörnerartigen oder ähnlich gestalteten Elektrodenpaaren, zwischen denen der Abstand mit der Höhe zunimmt, dadurch gekennzeichnet, daß eine größere Anzahl von Elektrodenpaaren hintereinander geschaltet und dabei jedes Elektrodenpaar in einem senkrecht stehenden Schornstein untergebracht ist. .

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen.