DE236714C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

-JVi 236714-KLASSE 21/. GRUPPE

Patentiert im Deutschen Reiche vom 10. März 1909 ab.

Die Erfindung betrifft eine elektrische Bogenlampe, deren Lichtbogen nicht durch stabförmige Elektroden unterhalten wird, sondern durch feste, flüssige oder gasförmige Stoffe, die in Form von Pulvern, Dämpfen oder Gasen zwischen im wesentlichen nur der Stromzuführung dienende Elektroden gebracht werden. Der Gedanke, Lampen für derartige Brennstoffe zu bauen, ist nicht mehr neu. Bereits

ίο in den Jahren 1877 und 1879 beschreibt Rapieff Lampen, in denen die Brennstoffe, soweit sie fest sind, durch Nachsinken, soweit sie flüssig sind, mit Hilfe eines Dochtes zwischen zwei feste und festliegende Elektroden gebracht werden, und Somzee gibt eine Bogenlampe bekannt, in der die Brennstoffnachfüllung entweder durch Einblasen von unten her erfolgt oder aber von oben her unter Benutzung von Transportvorrichtungen durch Nachschütten aus einem über dem Brennraum liegenden trichterartigen Behälter. Schließlich ist Taboulevitsch eine für unfeste Brennstoffe bestimmte Lampe zur Erzeugung gefärbter Lichtblitze geschützt worden.

Bei dieser Lampe werden die Brennstoffe aus einem Behälter mit feiner Bodenöffnung durch elektromagnetisch bewirkte Schläge gegen die Behälterwand hinausgeschüttelt, und zwar wird in besonderer Ausführungsform die obere Elektrode zum Behälter und gleichzeitig zum beweglichen Kern des steuernden Solenoids gemacht.

Erfindungsgemäß wird nun durch bewegliche Anordnung mindestens einer Elektrode — etwa in Form eines schwebenden Solenoidkerns — eine Regelung des Lichtbogens in Abhängigkeit von den elektrischen Vorgängen im Lichtbogen ermöglicht, so daß die bei festen Polabständen unvermeidlichen Störungen infolge ungleichmäßiger Brennstoffzufuhr und verschieden starker Verdampfung fortfallen. Die Brennstoffzufuhr erfolgt hierbei zweckmäßig ebenfalls in Abhängigkeit von den elektrischen Vorgängen. Das kann durch mechanische oder elektromechanische Auslösung der Zuführungsvorrichtung herbeigeführt werden. Jedoch ist dadurch ein Zuviel oder Zuwenig in der Zufuhr nicht vermeidlich, denn nicht alle Strom- und Spannungsschwankungen stehen in Zusammenhang mit dem Brennstoffverbrauch. Bei zu starker Zufuhr wird entweder zuviel Brennstoff verbraucht oder es werden isolierende Rückstände gebildet, die das Wiederzünden erschweren; auch kann liegengebliebener Brennstoff bereits das Be- 5i rühren der Elektroden und damit die Neubildung des Lichtbogens verhindern. Bei zu geringer Zufuhr dagegen wird der Lichtbogen zu klein und gibt zu wenig Licht. Diese Übelstände werden vermieden, wenn man den Brennstoff nach Maßgabe des Verbrauchs zuführt. Eine solche Regelung wäre beispielsweise gegeben durch die Brennstoffzufuhr in bestimmten Zeitabständen. Die hierbei auftretenden Ungleichmäßigkeiten können nur unbedeutend sein und von der Lampe leicht ausgeglichen werden.

Am vollkommensten aber wird die Brennstoffzufuhr, wenn sie in Abhängigkeit von der Lichtbogenlänge erfolgt. Sie ist damit in Ab-

hängigkeit gebracht von einer ganz bestimmten Elektrodenlage. Diese Regelung vereint die Vorteile der beiden vorigen Regelverfahren; denn die Lichtbogenlänge ist sowohl abhängig von der vorhandenen Spannung, also von den elektrischen Verhältnissen, wie von dem vorhandenen Brennstoff, also von der mechanisch zugeführten Brennstoffmenge; es wird also mit einer Regelung nach der Lichtbogenlänge sowohl den äußeren Einflüssen wie den Vorgängen in der Lampe selbst Rechnung getragen. Infolgedessen brennt eine so geregelte Lampe mit sehr geringen Schwankungen in der Lichtstärke.

In der praktischen Ausführung wird der Brennstoffbehälter und das Nachschubwerk feststehend angeordnet, also nicht mit der beweglichen Elektrode mitbewegt wie bei Taboulevitsch. Das ist sehr wichtig, denn dadurch wird die Regelvorrichtung unabhängig von dem stets wechselnden Gewicht der Brennstoffmenge und vermindert den zur Regelung notwendigen Energiebedarf der Lampe, indem dabei nur noch die Stromzuführung allein zu bewegen ist. Außerdem können so ohne Änderung des Regelwerks beliebig große Brennstoffmengen in der Lampe untergebracht werden; auch erfordern wesentliche Änderungen im spezifischen Gewicht des Brennstoffs gar keine oder ganz unwesentliche Änderungen an dem Regelwerk.

Ein weiterer Vorteil dieser Anordnung ist, daß die ruhende Lage des Behälters trotz der Beweglichkeit der den Brennstoff zuführenden Elektrode die Verwendung fast aller bekannten Massentransport- und Nachschubvorrichtungen zu seiner Entleerung gestattet, und zwar unter Vermittlung der beweglichen Elektroden. In den Figuren sind als brauchbarste Anordnungen angedeutet: In Fig. 1 ein Schaufelrad h, in Fig. 2 eine Transportschnecke m, in Fig. 3 ein Schütttrichter d mit Klopfer t; aber auch Ventile, Transportbänder, Schüttelvorrichtungen wären geeignet. Die Anordnung des Schütttrichters mit Klopfer gemäß Fig. 3 ist besonders einfach, weil dabei der Schütttrichter selbst als Vorratsbehälter dienen kann und die ganze Entleerungsvorrichtung nur aus dem kleinen Klopfer t besteht. Auch genügt hier zur Regelung der Ausflußmenge eine einfache Drosselklappe u; in den anderen Fällen gestaltet sich' die Regelung des Abflusses schwieriger.

Die periodische Bewegung des Vorschubwerks wird erfindungsgemäß durch Anschläge unter Vermittlung der beweglichen Elektroden bewirkt, die an der Armatur dieser Elektroden befestigt sind, und zwar können diese Anschläge unmittelbar durch mechanischen Druck auf das Vorschubwerk einwirken oder aber mechanische oder elektromechanische Hilfsvorrichtungen auslösen. Die unmittelbare Bewegung des Vorschubwerks ist in der Ausführung am einfachsten, erhöht aber den Stromverbrauch der Lampe, da zum Bewegen des Vorschubwerks eine merkliche Kraft notwendig ist. Durch Anwendung mechanischer oder elektromechanischer Hilfsvorrichtungen wird der bewegliche Pol wesentlich entlastet; er hat dann nur einen kleinen Auslösehebel oder einen Stromschalter zu bewegen, der seinerseits ein Uhrwerk oder ein vom Netz gespeistes Relais in Tätigkeit setzt. Auf diese Weise wird einerseits der Eigenverbrauch der Lampe und die Belastung der Lampenhauptspule herabgesetzt, andererseits gleichzeitig die Beweglichkeit der beweglichen Elektrode und damit die Regulierfähigkeit der Lampe beträchtlich erhöht; zudem entsteht dadurch die Möglichkeit, zur Bewegung des Vorschubwerks selbst beliebig große Hilfskräfte bereitzustellen.

Um bei elektromechanischer Auslösung die dauernde Belastung der Relaisspule und den dadurch entstehenden Verlust zu vermeiden, wird zweckmäßig eine Kurzschlußschaltung angewandt, welche die Relaiswicklung für gewöhnlich überbrückt und bewirkt, daß ihr nur zur Zeit und zum Zwecke der Regelung Strom zugeführt wird.

Als Material für die stromzuführenden Elektroden kann nach den angestellten Versuchen ebensowohl Kohle wie Metall genommen werden, d. h. ebensowohl ein vom Lichtbogen leicht verzehrbarer, wie ein praktisch unverbrennlicher Stoff. In beiden Fällen lassen sich die Stromzuführungen so anordnen, daß sie beim Brennen nur äußerst wenig abgenutzt werden. Die obere Elektrode wird sehr gut aus Kupfer mit reichlichem Querschnitt hergestellt. Jedoch gibt Kupfer als Elektrode wenig Licht infolge seiner guten Wärmeleitfähigkeit, die die Temperatur des Bogens niedrig hält. Aus diesem Grunde sind schlecht wärmeleitende Stoffe für die Elektroden vorzuziehen, gegebenenfalls zur Erhöhung der elektrischen Leitfähigkeit mit Metalleinlagen, die jedoch auf das unerläßlich notwendige Maß beschränkt sind.

Bezüglich der Unterelektrode in Lampen mit senkrecht übereinander liegenden Kohlen ist zu berücksichtigen, daß diese Stromzuführung zweckmäßig einen größeren Querschnitt erhält als die obere Stromzuführung: einmal, damit der hinaufgeschüttete Brennstoff nicht vorbeifällt und zweitens, damit die Elektrode, sofern sie durch den Brennvorgang angreifbar ist, mit möglichst flacher Kuppe abbrennt. Schwer verbrennliche Unterelektroden werden am besten flach abgefeilt oder muldenförmig ausgehöhlt. Die Zufuhr des Pulvers soll so groß sein, daß von der unteren Elektrode,

auch wenn sie aus verbrennlichen Stoffen besteht, möglichst wenig abbrennt; sie soll nur als Träger (Teller) für die Leuchtzusätze dienen. Bei einer gewöhnlichen Kohle als Ünterelektrode wird ein flacher Abbrand durch Verkupfern begünstigt.

Die letzten Bemerkungen gelten sinngemäß auch für nicht vom Strom durchflossene Auffangteller, wie sie bei nebeneinander liegenden

ίο oder schräggestellten Elektroden notwendig sind. Wo eine Stromzuführung als Auffangteller benutzt wird, muß sie an den Pluspol des Netzes gelegt werden.

Als pulverförmiges Brennmaterial kann ebensogut reine Kohle, wie ein beliebiges Effektstoffgemenge benutzt werden. Eine Lampe der neuen Art ist ein sehr einfacher Versuchsapparat zur Erprobung der Lichtstärke und der Wirkung verschiedenartiger Brennstoffe.

Alle wesenlichen Angaben, die im vorstehenden gemacht sind, werden durch die beigegebenen drei Figuren erläutert. Sie zeigen alle eine Lampe mit übereinander liegenden Elektroden. Die untere Elektrode α liegt fest, die obere b ist röhrenförmig und sitzt in dem beweglichen Tauchkern c inmitten der einzigen Regelspule f der Lampe. Der Brennstoff ist in dem Behälter i enthalten. In Fig. 1 wird er von hier durch die Schaufel g eines Wurfrades h herausgeholt und in den Trichter k geworfen, um durch den Trichter d und die hohle Elektrode b auf die Elektrode α zu fallen. In Fig. 2 wird das Einwerfen in den Trichter d durch die Transportschnecke m besorgt; der Trichter wird aber nicht von der Elektrode b getragen, sondern sitzt fest. Die Verbindung zwischen Trichter und Elektrode vermittelt ein Fallrohr v. Die Elektrode selbst ist nur durch den von ihr isolierten Anschlag η belastet. Dieser Anschlag löst im gezeichneten Falle durch Niederdrücken des Hebels 0 ein Hilfsrelais r aus, das den Anker s anzieht; damit wird der Stößer w gegen die Zähne des Rades ζ gedrückt und die Transportschnecke m gedreht.

Die Relaisschaltung wirkt dabei folgendermaßen (Fig. 2): In der Ruhelage des Auslösers 0 ruht der auf ihm isoliert befestigte Kontaktarm p auf dem Gegenkontakt q, das Relais r ist infolgedessen kurzgeschlossen und der Strom geht von der Plusleitung 1 durch die Elektrode a, den Lichtbogen, die Elektrode b, die bei 2 darangeschlossene Spule f, die Leitungen 3, 4 und den Kontakt q zur Minusleitung 5 des Netzes. Drückt aber der Anschlag η den Hebel 0 nach unten, so hebt sich gleichzeitig p von q, und der Kurzschlußkreis ist unterbrochen. Der Strom muß jetzt von· Leitung 3 über 6 und das Relais r nach 5 hinüberfließen; r wird also erregt und arbeitet in der oben beschriebenen Weise. In Fig. 3 j ist genau die gleiche Relaisschaltung zur Bewegung des Klopfers t benutzt. Diese Figur zeigt den konstruktiv besonders einfachen Fall, wo ein besonderer Behälter für den Brennstoff fehlt und der Einwurftrichter selbst den Brennstoffvorrat enthält, u ist dabei die zur Regelung der Durchflußmenge dienende Drosselklappe.

Statt, wie im vorigen überall vorgeschrieben, den Brennstoff an den Lichtbogen durch Einschütten heranzubringen, könnte man ihn auch hineinspritzen oder hineinblasen. Das ist jedoch beides nicht zu empfehlen. Gerade das Einschütten hat den sehr großen Vorteil, daß dabei der Lichtbogen nicht beunruhigt wird; bei den anderen Verfahren ist eine Beunruhigung des Lichtbogens unvermeidlich. Die Vorteile des Einschüttens werden am besten ausgenutzt, wenn man, wie in den dargestellten Beispielen, übereinander liegende Elektroden und eine röhrenförmige Oberelektrode verwendet und den Brennstoff durch die Mitte der letzteren auf die Unterelektrode schüttet; denn der Lichtbogen nimmt infolge der Röhrenform der Elektrode die in Fig. 1 dargestellte Lage ein, steht also so weit seitlich, daß ihn der herabfallende Brennstoff nicht stört. Der niedergefallene Brennstoff wird dann geschmolzen und allmählich verdampft, er gelangt also erst in Dampfform in den Lichtbogen hinein.

Zur Sicherung eines stets leichten Zündens und Wiederzündens ist die Anbringung einer besonderen Zündvorrichtung vorzusehen, welche imstande ist, eine etwa auf den Elektroden liegende nichtleitende Schicht von Pulver oder kalter Schlacke durch direktes Verbinden der leitenden Stromzuführungen zu überbrücken. Nach Herstellen einer genügenden Leitfähigkeit des Brennmaterials muß die Zündvorrichtung zurückgezogen werden.

In allen Fällen können nach Belieben auch beide Stromzuführungen beweglich sein.

Claims (7)

Pate nt-An Sprüche:

1. Elektrische Bogenlampe, bei der ein konstanter Lichtbogen zwischen Elektroden durch besondere Brennstoffe unterhalten wird, die in Form von Pulvern, Flüssigkeiten, Dämpfen oder Gasen zwischen die Elektroden gebracht werden, wobei mindestens eine Elektrode in Abhängigkeit von den elektrischen Vorgängen beweglich ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennstoffzufuhr in Abhängigkeit von der Lichtbogenlänge bzw. der Elektrodenlage erfolgt.

2. Ausführungsform nach Anspruch 1 für pulverförmige Brennstoffe, dadurch gekennzeichnet, daß bei Zufuhr des Brennstoffs durch die bewegliche Elektrode hindurch diese beweglich, der Brennstoffbehälter und

das Nachschubwerk dagegen festliegend angeordnet sind.

3. Ausführungsform nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur periodischen Bewegung des Vorschubwerks an der Armatur der beweglichen Elektrode befestigte Anschläge benutzt ^werden.

4. Ausführungsform nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß Brennstoffbehälter und Entleerungsvorrichtung nur aus einem Trichter und Klopfer bestehen.

5. Ausführungsform nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bewegung des Vorschub wer ks unter Vermittelung der beweglichen Elektrode ausgelöste Relais verwendet werden.

6. Ausführungsform nach Anspruch 1 bis 5 für übereinander liegende Elektroden, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberelektrode aus schlecht wärmeleitenden Stoffen mit oder ohne elektrisch gut leitender Einlage von geringem Querschnitt hergestellt ist.

7. Ausführungsform nach Anspruch 1 bis 6, gekennzeichnet durch eine Unterelektrode aus verkupferter Kohle als Fangkörper für den Brennstoff.

Hierzu 1 Blau Zeichnungen.