DE169828C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

An eine brauchbare Acetylenlampe muß, zumal wenn sie als Grubenlampe dienen soll, in erster Linie die Anforderung gestellt werden, daß sie gegen alle Unbilden des Betriebes, wie Schiefhalten, Schütteln, Stoßen und Umfallen, genügend unempfindlich ist und durch keinerlei äußere Einwirkungen eine über das normale Maß hinausgehende Gasentwicklung eintreten läßt. Durch solche

ίο Unregelmäßigkeiten in der Gasentwicklung würde der für eine bestimmte Brenndauer, bei Grubenlampen 14 Stunden, berechnete Karbid- und Wasservorrat vorzeitig aufgebraucht, so daß der Arbeiter gegen Ende der Schicht kein Licht mehr hätte. Auch würde das durch das Sicherheitsventil entweichende Gas durch seinen Geruch den Arbeiter belästigen und den Aufenthalt in den oft engen Grubenräumen unmöglich machen.

Die schon bekannten Lampensysteme mit zwei übereinander liegenden Wasserbehältern, bei denen zum Zweck der selbsttätigen Wasserzuführung und des gleichmäßigen Brennens das Wasser dem Karbid unter Aufrechterhaltung unveränderten Wasserstandes im unteren Behälter durch ein kommunizierendes Rohr zugeführt wird, lassen, wenngleich sie in anderer Beziehung· wertvolle Vorteile besitzen, die vorerwähnten Eigenschäften vollkommen vermissen.

Diese Lampenarten leiden an folgenden Mängeln:

i. Beim Schiefhalten verändert sich der senkrechte Abstand der Ausflußöffnung des Wassers vom Wasserspiegel. Hält man die Lampe nach einer solchen Richtung schief, daß dieser Abstand zunimmt, so tritt mehr Wasser als gewöhnlich in den Karbidraum ein, so daß die Gasentwicklung zu stark wird; hält man hingegen die Lampe so, daß der fragliche Abstand abnimmt, so erlischt unter Umständen die Lampe, indem das Wasser im Ausflußrohr plötzlich zurücktritt und Luft durch den Brenner ansaugt. Diese Eigenschaften stellen die Brauchbarkeit der Lampe für alle Zwecke, besonders aber als Grubenlampe, sehr in Frage, da in der Grube ein Schiefhalten bis zu 45 Grad oft nicht zu \^rermeiden ist. Die nämlichen Nachteile zeigen sich beim Schütteln und Stoßen, wenn hiermit auch ein Schiefhalten nicht verbunden ist, sowie beim Umfallen der Lampe.

2. In gewissen Schrägstellungen, sowie beim Schütteln und Stoßen lassen die fraglichen Lampen ein Freiwerden des Luftzuführungsloches — ein Luftrohr hat sich bei kleineren Lampen nicht bewährt — vom Wasserspiegel zu, so daß aus dem oberen Behälter zur Unzeit Wasser in den unteren eintritt und das regelmäßige Brennen stört.

3. Beim Schütteln, Stoßen und Stürzen können infolge der Trägheit des Wassers im oberen Behälter größere Wassermengen aus diesem durch das Luftloch hinausgeschleudert werden, sobald letzteres eben frei wird, so daß besonders bei großer Enge des unteren Behälters dessen Wasserstand stark gesteigert werden kann.

4. Fällt die Lampe nach einer solchen Richtung um, daß der dem Loch abgewendete Teil des unteren Behälters mit Wasser und der dem Loch zuge\vendete mit Luft

angefüllt ist, so wird sämtliche Luft in den oberen Behälter unter gleichzeitigem Abfließen einer gleichen Menge Wasser eindringen können.

5. Im Falle des Entweichens von Gas aus der Lampe bei sich bildendem Überdruck im Karbidbehälter, wie er beim Stürzen und heftigen Schütteln durch Herausschleudern von Wasser aus dem Zuführungsrohr in den Karbidbehälter oder durch Vermengung der schon stark verbrauchten Karbidstücke mit den noch frischen eintreten kann, können Gasblasen beim Durchströmen des unteren Wasserbehälters durch das Luftloch in den oberen Wasserbehälter gelangen und ein unzeitiges Ausfließen von Wasser in den unteren Behälter und nach und nach ein gänzliches Herauswerfen von Wasser aus der Lampe und ein Entleeren des oberen Behälters hervorrufen.

Bei der vorliegenden Neuerung, die die Verwendung des konstanten Wasserstandes beibehält, sollen nun die genannten Ubelstände durch Vereinigung mehrerer neuer Merkmale mit der bisherigen Lampe behoben werden, und zwar sind diese Merkmale einmal eine ganz bestimmte Lage der die Zuleitung des Wassers vom oberen Behälter zum Karbid vermittelnden Organe relativ zu dem hinsichtlich seiner Lage und Oberflächengestaltung beim Schiefhalten usw. sich leicht verändernden Wasserspiegel im unteren Behälter und dann eine bestimmte Bemessung und Gestaltung des unteren Wasserbehälters und der Wasserzuleitungsorgane.

Ein Ausführungsbeispiel der neuen Lampe besteht nach den Fig. I und 2 aus dem durch den Deckel e und den Bolzen t verschließbaren Karbidbehälter a, dem diesen ringförmig umgebenden oberen Wasserbehälter b und dem unteren U-förmig gestalteten Behälter c¹ c² c³ c⁴, dessen röhrenförmige Schenkel c¹ c² den Behälter b durchsetzen und mit der Luft durch die Rohre k^l und k², welche in bekannter Weise ein Auslaufen des Wassers aus der Lampe verhindern sollen, in Verbindung stehen (Fig. 2). Das Wasser wird dem Karbid aus dem Behälter c¹ c~ c³ c⁴ durch das Rohr d und dessen Düse g zugeführt. Der Abstand zwischen g und dem Wasserstand )Ρ^Λ w'² des Wasserspiegels w ist in bekannter Weise so bemessen, daß bei normaler Flammengröße der Gasdruck in der Lampe abwechselnd etwas kleiner ist als der Wasserdruck, so daß fortwährend die zur Gaserzeugung benötigte Wassermenge dem Karbid zufließt. Um die auf die Ausflußöffnung g drückende Wassersäule oder den Wasserstand n>¹ w^% unverändert zu erhalten, wird dem Behälter c¹ c'² c³ c⁴ aus dem hermetisch verschlossenen Behälter b wie bekannt Wasser durch Verwendung des aufrecht gestellten runden Luftloches m nach Maßgabe des Verbrauchs selbsttätig zugeführt. Sinkt der Wasserspiegel durch Verbrauch des Wassers in den Rohrschenkeln c¹ und c², so tritt Luft durch die obere Lochhälfte von m in b ein, was ein Austreten des Wassers aus der unteren Lochhälfte von m so lange zur Folge hat, bis es wieder bis an den oberen Rand von m gestiegen ist und damit den Luftzutritt nach b absperrt.

Die Düse g ist bei normaler Stellung der Lampe lotrecht unter demjenigen Punkt η des Wasserspiegels w anzuordnen, welcher beim Schiefhalten der Lampe seine Lage relativ zur letzteren nicht ändert und in den nachfolgenden Ausführungen als der neutrale Punkt des Wasserspiegels bezeichnet werden möge. Die Unveränderlichkeit der Lage des Punktes η beim Schiefhalten wird erreicht, wenn die Rohrschenkel c¹ und c² sowohl zueinander als auch in bezug auf den Wasserstand η>^λ w¹ eine ganz bestimmte Form besitzen. Die Rohrschenkel müssen zu diesem Behufe einmal derartig gestaltet sein, daß das Verhältnis der Querschnitte von c¹ und c² in der durch η gelegten horizontalen Schnittebene für alle Schieflagen konstant bleibt und dann auch bei jedem Rohrschenkel der oberhalb des Wasserstandes w^x w² liegende Rohrteil zu dem darunter liegenden Teile des nämlichen Rohres symmetrisch angeordnet ist.

Durch die Lage von g gegenüber dem neutralen Punkt η lassen sich die eingangs erwähnten Übelstände schon zum Teil vermeiden. Wird durch Schiefhalten und Schütteln der Wasserspiegel n> aus der Lage w^l w² in die Lage jp³ jp* oder w^h vp⁶ oder in irgend eine andere Lage gebracht, so wird das Wasser in c¹ und c² nach unten und oben gleichmäßig ausweichen und eine Drehung des Wasserspiegels um den Punkt η stattfinden, so daß weder ein vermehrtes Austreten noch ein merkliches Zurücktreten des Wassers bei g möglich ist.

Da beim Schiefhalten der Druck der Wassersäule auf g immer etwas abnimmt, indem diese gleich der Vertikalprojektion des Abstandes g η wird, so wird es sich für einige Lampenarten empfehlen, die Rohre c¹ und c² so zu gestalten, daß sich η beim Schiefhalten in der Vertikalachse der Lampe oder parallel zu ihr nach oben verschiebt und die Vertikalprojektion des Abstandes g η in allen Schieflagen konstant bleibt. Es wird dann auch der auf g wirkende Wasserdruck stets konstant sein, welche Wirkung $twa dadurch zu erreichen ist, daß den unterhalb n>^x w¹ liegenden Rohrteilen eine zylindrische, den oberhalb gelegenen dagegen eine sich nach oben etwas verjüngende konische Gestalt ge-

geben, die Symmetrie also nicht genau gewahrt wird. Von dieser Maßnahme wird in der Praxis aber meistens Abstand genommen werden können, da die Verkleinerung der auf g drückenden Wassersäule beim Schiefhalten nicht so erheblich ist, daß das Licht merklich schwächer wird. Bei gleicher Weite der Rohrschenkel c¹ und c² liegt der neutrale Punkt in der Mitte des Horizontalabstandes

ίο der Schenkel. Bei ungleicher Weite nähert er sich dem weiteren Schenkel. Damit das Wasser von g aus nach allen Seiten zum Karbid den gleichen Weg zurückzulegen hat, ist es zweckmäßig, g in die Mitte des Ent-Wicklers α zu verlegen, in welchem Falle c¹ und c² gleich weit zu gestalten sind, damit auch der neutrale Punkt η in der Mitte des Entwicklers und lotrecht über g zu liegen kommt.

Beim Umfallen der Lampe läuft das Wasser entweder in die Rohre c¹ c³ k¹ k² oder c² c⁴ k² hinein. Diese Rohre sind aber so bemessen, daß in der Lage der umgefallenen Lampe die auf g drückende Wassersäule wohl kleiner oder gleich, nicht aber wesentlich größer werden kann als der Abstand g n. Die Störungen, welche durch ein unzeitiges Freiwerden des Luftloches m hervorgerufen werden, haben zunächst darin ihren Grund, daß bei andauernden Schüttelbewegungen und beim Stoßen die Oberfläche des Wassers eine unregelmäßige, wellenförmige Gestalt annimmt. Diese Oberflächenbewegungen, welche zwar meistens von kurzer Dauer sind, aber auch, wie bei einer Zuglampe längere Zeit anhalten können, lassen sich durch möglichste Verengung des unteren Wasserbehälters c² beseitigen, indem dann die Adhäsion des Wassers an den Behälterwänden und die Oberflächenspannung des Wassers der beim Schütteln zur Geltung kommenden Trägheit mehr das Gleichgewicht hält. Es bildet sich bei größerer Engigkeit von c² an der Oberfläche des Wassers ein konkaver Meniskus, der sich beim Schütteln kaum ändert und m stets verschlossen hält. Der Engigkeit des unteren Behälters ist jedoch eine Grenze durch die Kapillarität gegeben, indem diese bei zu großer Engigkeit das Wasser festhalten und ein Abfließen nach g verhindern würde.

Weitere Funktionsstörungen können bei ruhigem Schiefhalten, -stellen oder Schütteln der Lampe eintreten, indem, ohne daß etwa die Oberfläche des Wassers sich zugleich bewegt, der Wasserstand unter das Loch m herabsinkt. Diese Nachteile sind graduell verschieden, je nachdem die Lampe in der Ebene der Fig. 1 oder in einer dazu rechtwinkligen Ebene schief gehalten wird. In den Schieflagen letztgenannter Ebene läßt sich ein Freiwerden des Luftloches einfach dadurch vermeiden, daß dieses in die durch die Mittellinien des Karbidbehälters α und des Behälters c² bestimmte Vertikalebene gelegt wird. Beim Schiefhalten dreht sich dann der Wasserspiegel um m, ohne daß ein Freiwerden eintreten kann.

Die Nachteile beim Schiefhalten in der Ebene der Fig. 1 nach links lassen sich dadurch beseitigen, daß durch Zuhilfenahme der Kapillarwirkung entweder eine gänzliche Unterbrechung oder die Aufrechterhaltung des Zuflusses aus b in einem dem normalen Verbrauch entsprechenden Maße herbeigeführt wird. Durch eine gewisse Verengung von m läßt sich erreichen, daß, sobald der Wasserspiegel eben unter m gesunken ist, jeglicher Zufluß aufhört, daß aber in der Gerade-• Stellung, wo der Wasserspiegel n> den Meniskus von m wieder berührt, ein erneutes Ausfließen beginnt. Die Kapillarwirkung in m ist infolge dieser Verengung, sobald w unter m gesunken ist, so stark, daß sich in m ein konkaver Meniskus bildet und der Austausch von Luft und Wasser gänzlich aufhört. Erst wenn durch Geradestellen der Lampe eine Berührung des Meniskus durch w wieder stattfindet und die Oberflächenspannung in m ausgelöst wird, kann Wasser aus m wieder ausfließen. Diese Einrichtung go wird jedoch nur bei solchen Lampen angewendet werden können, wo ein längeres Schiefstellen nicht vorkommt; andernfalls kann durch Verbrauch das Wasser so erheblich sinken, daß in der Geradestellung eine Berührung des Meniskus in m durch w nicht mehr möglich ist und der Zufluß für immer stockt. Ist bei der Lampe mit einem längeren Schiefstellen zu rechnen, so empfiehlt es sich, m nur in dem Maße zu verengen, daß es in der Geradestellung in einem den Verbrauch der Lampe um ein Geringes übersteigenden Maße auch dann noch tropft, wenn es von Wasser nicht mehr berührt ist, zugleich dann aber m eine nach der fragliehen Schieflage hin geneigte Stellung von ungefähr 45 ° (Fig. 3) zu geben. Beim Schiefhalten nach links ändert sich dann schon bei geringer Winkeldrehung der Vertikalabstand χ (Fig. 3) zwischen dem oberen und unteren Lochrande so erheblich, daß der Zufluß aus m gänzlich aufhört. Würde durch längeres Schiefstellen das Wasser in c² verbraucht und das Licht nachlassen, so braucht die Lampe nur wieder gerade gestellt zu werden, um m zum Tropfen zu bringen und c² mit Wasser von neuem anzufüllen. Es wird ein Verbleiben der Lampe in der Schief lage für eine noch längere Dauer ermöglicht, wenn man m derart verengt, daß der Zufluß sich, sobald w unter m sinkt, möglichst in einem dem Verbrauch entsprechenden Maße verlangsamt und

dem Luftloch wieder eine aufrechte Stellung (Fig. i) gibt. In der Geradestellung, wo w den Meniskus in m berührt, reguliert sich dann der Zufluß durch die normalen Schwankungen von n>. Beim Schiefstellen dagegen tropft m, ohne daß etwa eine Berührung des Meniskus durch w nötig wäre, in demselben Maße weiter, wie das Wasser aus c² verbraucht wird, so daß ein wesentliches Kleiner- oder Größerwerden des Abstandes g η ausgeschlossen ist. Bei starkem Schiefhalten läßt allerdings der Zufluß aus m infolge Zukleinwerdens des lotrechten Abstandes mehr und mehr nach, um endlich ganz aufzuhören.

Durch Geradestellen wird der Zufluß aus m dann wieder zunehmen und c² mit Wasser gefüllt. Beim Schiefhalten usw. von kürzerer Dauer, wie beim Schwenken, ist ein Ausfließen aus m schon um deswillen nicht möglich, weil die Lampe wieder in die Geradestellung gebracht ist, bevor der erste Tropfen aus m ausgeflossen ist.

Die besprochenen Mittel reichen nun noch nicht aus, um die übrigen eingangs erwähnten

Übelstände gänzlich zu verhindern. Beim Umfallen der Lampe kann das Luftloch m so zu liegen kommen, daß der untere Teil desselben vom Wasserspiegel in c² eben berührt wird, so daß ein Austausch von Luft und Wasser im Luftloch so lange stattfindet, bis das Wasser an den oberen Rand von πι gestiegen ist. Wegen der Horizontallage von c² können die in dieses und die sich daran anschließenden Rohre hineinfließenden Wassermengen so erheblich sein, daß beim nachherigen Aufrechtstellen der Lampe der Wasserstand w zu hoch steht. Um diesen Störungen vorzubeugen, wird die Lampe am zweckmäßigsten so eingerichtet, daß in der Horizontallage jeglicher Zufluß nach c² aufhört. Fällt die Lampe so um, daß das Luftloch mehr oder weniger flach liegt, so wird allerdings ein Austausch von Luft und Wasser in m schon um deswillen aufhören, weil der Vertikalabstand χ zwischen dem oberen und unteren Lochrand gleich Null oder doch zu klein ist, um eine Störung der Gleichgewichtslage des Wassers in m zuzulassen. Fällt jedoch die Lampe nach jenen Richtungen um, wo das Loch eine mehr oder weniger aufrechte Stellung beibehält, so sind besondere Mittel anzuwenden, um diesen Austausch zu verhindern. Zu diesem Zweck ist vor dem Luftloch m die U-förmig gebogene, an die Wandung von c² sich dicht anschließende Scheidewand h¹ (Fig. 1 und 2) anzubringen, deren obere und untere, der Wandung von c² ebenfalls angepaßte Umbiegung die kleinen, kapillarwirkenden Löcher o¹ und o² haben.

In der aufrechten Stellung der Lampe findet die Luft durch o¹ ihren Zutritt zu in und das Wasser durch o² seinen Austritt nach c². Beim Umfallen dagegen füllt sich zunächst der Raum zwischen h^l und der Wandung von c'² mit Wasser an, ein weiteres Austreten von Wasser aus b und Eintreten von Luft in b ist aber wegen der Kapillarwirkung der dann in gleicher oder nahezu gleicher Höhe liegenden Löcher o¹ und o² nicht mehr möglich.

Durch die Scheidewand h¹ läßt sich auch der weitere Übelstand vermeiden , daß beim Schütteln der Lampe infolge seiner Trägheit Wasser aus b durch in herausgeschleudert werden kann. Es wird dies immer dann leicht eintreten können, wenn die Lampe in denjenigen Schiefstellungen geschüttelt wird, wo w unter m gesunken ist, ein Eindringen von Luft in b durch das Wasser in c² also nicht verhindert wird. Auch in diesem Falle wird sich nur der Zwischenraum zwischen /2¹ und c² mit Wasser füllen können und wird letzteres alsdann in den kapillaren Löchern o' und o² festgehalten.

Die Scheidewand /2¹ erfüllt ferner den Zweck, beim Entweichen des Gases durch c² nach außen, wie es aus den eingangs angeführten Ursachen eintreten kann, ein Eindringen des Gases in b durch m zu erschweren. Zwar läßt sich ein solches Eindringen in den oberen Behälter bei der vorliegenden Form der Lampe außer durch die genannte Scheidewand h¹ auch dadurch vermeiden, daß das c¹ mit d verbindende Rohr c³ etwas höher gelegt wird als das Verbindungsrohr c⁴. Da sich das Gas stets den bequemsten Weg sucht, wird es bei genügendem Abstand zwischen c^B und c⁴ nur durch c³ entweichen. Durch Höherlegen des Rohres c³ wird ein Ausströmen des entweichenden Gases durch c¹ jedoch nur dann erzwungen, wenn die Lampe gerade steht oder nur wenig geneigt ist. Wird dagegen die Lampe bei heftigem Ausströmen des Gases gleichzeitig nach links schief oder gar horizontal gehalten, so wird ein Eintreten des letzteren in den Behälter c² nicht vermieden, indem der Anprall des empor geworfenen Wassers und gespannten Gases gegen den Meniskus in in fortwährend einen unzeitigen Austausch von Gas und Wasser hervorruft. In diesem Falle tut dann die Scheidewand h¹ ihre Dienste, indem sie Wasser und Gas an m vorbeileitet. Bei genügender Engigkeit von o¹ und o² ist die Adhäsion des Wassers in diesen Löchern (oder Schlitzen) so stark, daß der Anprall von Wasser und Gas gegen m gemildert und eine Störung des Gleichgewichtes des Wassers in m fast vollkommen vermieden wird. Das Entweichen des Gases durch o¹ und o² läßt sich noch durch weitere Schutzwände oder Drosselorgane vor diesen Löchern,

wie etwa durch die Scheidewand h², erschweren, die für gewöhnlich wohl ein Ausfließen von Wasser aus b nach c durch den Zwischenraum o³, nicht aber so leicht ein Eindringen von Gas durch o² zuläßt. Die Scheidewände können auch im Innern von b hinter m angebracht werden. Auch können statt der Scheidewände feine Netze mit kapillar wirkenden Maschen und statt der

ίο Löcher o¹ und o² feine kapillar wirkende Schlitze oder Röhrchen usw. Verwendung finden.

Die Verwendung von d und c¹ (Fig.i) zum Ableiten des Gases setzt voraus, daß diese Rohre d und c² keine größere Länge haben als zum Zurückhalten des Gases im Karbidbehälter bei normalem Brennen gerade nötig ist. Ferner muß der Behälter c² so geräumig gestaltet werden, daß er das aus d und c⁴ herausgedrängte Wasser oder ein Mehrfaches dieser Wassermenge faßt, damit kein Wasser in k² hineingelangt und aus der Lampe herausgeworfen wird. Es ist endlich

t dafür zu sorgen, daß beim Entweichen des Gases das Wasser in c² nicht kapillar festgehalten wird, daß also c² bei seiner Engigkeit immer noch eine genügende Weite hat, um den Gasblasen einen bequemen Durchgang durch das Wasser hindurch nach außen zu gewähren, ohne letzteres in c² erheblich emporzuschleudern oder gänzlich aus der Lampe zu verdrängen. Um diese Zwecke möglichst vollkommen zu erfüllen, ist am oberen Ende, von c¹ und c² eine derartige Erweiterung f dieser Behälter vorgesehen, daß etwa von Gas mitgerissenes Wasser vermöge seiner Trägheit zurückfallen kann und die vom entströmenden Gas gebildeten Wasserblasen leichter platzen können, das Gas also völlig wasserfrei in die Rohre k¹ bezw. k² gelangt.

Wenn auch die angegebenen Mittel zur Verhütung des Eindringens von Gas in den oberen Behälter beim Entweichen desselben für viele Fälle der Praxis schon ausreichen, so wird der fragliche Zweck doch noch vollkommener erfüllt, wenn außer den Scheidewänden h¹ und /z² eine noch weitergehende Verengung des Luftloches m selbst vorgenommen wird und letzterem die den Löchern o¹ und o² zufallende Rolle mit übertragen wird. Die Verengung von m hat jedoch bei der Anordnung der Fig. 1 bis 3 eine bestimmte Grenze.

Würde m über diese Grenze hinaus verengt, so wäre der lotrechte Abstand χ (Fig. 1 und 3) zwischen dem oberen und unteren Lochrande zu klein, um einen Austausch von Luft und Wasser in den beiden Lochhälften überhaupt möglich zu machen. Die Grenze der Verengung ist daher durch die zur Gaserzeugung mindestens erforderliche Wassermenge bestimmt. Für die meisten Fälle der Praxis liegt nun diese durch die Verbrauchsmenge bestimmte Grenze der Verengung so, daß sie das Eintreten des entweichenden Gases in b noch nicht vollständig verhindert.

Die Fig. 4 und 5 stellen nun Ausführungsbeispiele einer Lampe dar, bei welcher sich ein höherer Grad der Verengung erreichen läßt. Das Hilfsmittel besteht darin, daß der den Austausch von Luft und Wasser bewirkende lotrechte Abstand vergrößert und gleichzeitig die wagerechte Abmessung des Loches m zwecks Vermehrung der Kapillarwirkung verkleinert wird. Es kann dies entweder durch Anwendung eines aufrecht gestellten ovalen Loches oder Schlitzes an Stelle eines runden Loches oder durch Verwendung eines an den Boden von b angeschlossenen und in das Wasser des unteren Behälters etwas hineinragenden Rohres i (Fig. 4 und 5) geschehen. Der Abstand χ zwischen dem oberen Lochrand von m und der Rohrmündung r richtet sich nach dem Grad der Engigkeit von m und muß mindestens so groß bemessen werden, daß, wenn i in das Wasser von c² eben eintaucht, die Wassersäule x¹ zwischen n> und m (Fig. 4) der Adhäsion in m das Gleichgewicht hält. Es bedarf . dann nur eines kleinen Übergewichtes dieser Wassersäule, um die Gleichgewichtslage zu stören und eine Luftblase in m eindringen und Wasser aus r austreten zu lassen. Tritt infolge Sinkens von w eine kleine Wassermenge aus r aus, so steigt n> wieder, bis die Wassersäule die Höhe x¹ erreicht hat und die Gleichgewichtslage wieder hergestellt ist. Dieses Spiel wiederholt sich bei jedesmaligem Sinken des Wasserspiegels w. Die Länge des Rohres i wird gleich Null in den Fällen der Fig. 1 bis 3, wo die Adhäsionswiderstände in m so gering sind, daß ohne Zuhilfenahme einer die Adhäsion ausgleichenden Wassersäule x¹ der Austausch von Luft und Wasser im Loche selbst stattfinden kann. Das Rohr i muß natürlich auch möglichst verengt werden, damit durch keinerlei äußere Einwirkungen Gleichgewichtsstörungen des Wassers in i und in eintreten können, die Adhäsion in i und m vielmehr die Trägheit des etwa durch Stöße usw. in Bewegung gesetzten Wassers überwindet.

In den Schieflagen der zur Ebene der Fig. 4 rechtwinkligen Ebene läßt sich eine Zunahme des Abstandes x¹ durch Verlegung von m in die durch die Mittellinien des Karbidbehälters α und des Behälters c² bestimmte Vertikalebene vermeiden.

Zur Beseitigung der Nachteile des Schiefhaltens nach links in der Ebene der Fig. 4 kann eine gänzliche Unterbrechung oder die

Aufrechterhaltung des Zuflusses in einem dem Verbrauch entsprechenden Maße herbeigeführt werden. Um eine Unterbrechung zu erzielen, ist r so nahe unter w^λ w ² zu legen, daß schon bei geringem Schiefhalten iv unter r sinkt und r frei wird. Außerdem sind die Länge und Verengung von i derart zu bemessen, daß beim Freiwerden von r die zur Adhäsion in m und i hinzutretende Oberflächenspannung des Wassers in r ein Ausfließen unmöglich macht. Der normale Zufluß tritt wieder ein, wenn beim Geradehalten das Wasser in r durch rv wieder berührt und hierdurch die Oberflächenspannung in r ausgelöst wird. Um bei etwa durch Verbrauch zurückgetretenem Wasserstand in c² eine Steigerung desselben bis an r wieder herbeizuführen, sind Länge und Verengung von i so zu bemessen, daß i in der Geradestellung auch dann noch tropft, wenn r von w nicht berührt wird. Außerdem ist das Luftloch m nach der Innen- und die Mündung r nach der Außenseite der Wandung von c² (Fig. 5) zu verlegen. Wird dann die Lampe nur wenig geneigt, so verkleinert sich der Vertikalabstand zwischen m und r schon bei geringer Drehung so erheblich, daß ein Ausfließen von Wasser aus f sofort aufhört, und die Lampe braucht nur wieder geradegestellt zu werden, um i zum Tropfen zu bringen, ohne daß etwa w bis an r heranreicht.

Auch kann i in bezug auf Länge und Querschnitt derart bemessen werden, daß der Zufluß der Verbrauchsmenge gerade entspricht. Der Abstand g η bleibt dann beim Schiefstellen auf längere Dauer ziemlich unverändert, da dem Behälter c'² die nämliche Wassermenge zufließt, die ihm entzogen wird.

Für letzteren Fall ist es zweckmäßig, die in Fig. 4 angenommene Lage von r gegenüber πι anzuwenden, wobei m nach der Außen- und r nach der Innenseite von c² verlegt ist. Durch diese Lage wird im Gegensatz zu derjenigen von Fig. 5 erreicht, daß beim Schief halten der Abstand zwischen m und r nur ganz allmählich abnimmt.

Durch die Verengung von m unter Anwendung des verengten Rohres i lassen sich nun alle Störungen, welche bei den Ausführungsformen der Fig. 1 bis 3 noch ihren Grund in der zu großen Lochweite haben, gänzlich vermeiden. Es kann weder beim Hin- und Herschütteln Wasser aus m herausgeschleudert werden, noch beim Umfallen ein Austausch von Luft und Wasser stattfinden. Letzteres setzt allerdings voraus, daß in der Lage der umgefallenen Lampe der Horizontalabstand y zwischen m und r (Fig. 4) nicht größer ist als der Abstand x¹, und daß i nahezu auf die nämliche Kapillarität gebracht wird wie diejenige von m. Fällt dann die Lampe so um, daß m oberhalb r liegt, so ist die Wassersäule y zu klein, um die Adhäsion in m zu überwinden. Kommt umgekehrt r oberhalb m zu liegen, so verhindert die Adhäsion von i oder r ein Eindringen der Luft in b durch i und ein Austreten von Wasser aus m.

Bei etwaigem Entweichen von Gas durch den Behälter c² nach außen werden die Verengungen von m und i ein Eindringen von Gas durch m in b und ein Ausfließen von Wasser aus i nach c², sowie ein Eindringen von Gas durch i in b und ein Ausfließen von Wasser aus m nach c² verhindern, so daß die Gleichgewichtslage des in i, m und b befindlichen Wassers in anormaler Weise nicht gestört wird. Der Anprall des Wassers gegen m wird noch dadurch erheblich gemildert, daß sich im Gegensatz zu Fig. 1 bis 3 zwischen m und w ein größerer Zwischenraum von der Höhe x¹ befindet, in welchem die Stoßkraft des hochgeschleuderten Wassers zum Teil verloren geht.

Da eine sehr weit getriebene Verengung von m einen großen Abstand x¹ und damit eine große Lampenhöhe bedingen würde, in der Praxis aber vielfach eine bestimmte Lampenhöhe nicht überschritten werden darf, so wird man bei gewissen Lampenarten, wie bei Grubenlampen, nicht über eine bestimmte Verengung hinausgehen - dürfen und außer der zulässigen, zur Vermeidung von Störungen an sich nicht allein ausreichenden Verengung noch Scheidewände vor dem Luftloch und der Mündung r des Röhrchens i anbringen müssen, damit hierdurch der Stoß des gespannten Gases und des davon hochgeschleuderten Wassers gegen das in m, i und b befindliche Wasser gemildert und eine anormale Störung der Gleichgewichtslage des letzteren vermieden wird. Zu diesem Zweck kann, wie in Fig. 5 dargestellt ist, vor dem Luftloch m die Scheidewand h¹ mit den kapillar wirkenden Löchern o¹ und o² für den Luftdurchlaß und vor der Mündung r des Rohres i die Scheidewand /z² mit den kapillar wirkenden Löchern o³ und 0* für den Luft- und Wasserdurchlaß angebracht werden. Beim Ent- no weichen von Gas ist dann die Adhäsion in o\ o², o³, o⁴, m und i so stark, daß eine Störung des Gleichgewichtes nicht stattfinden kann. Statt des Luftloches m kann auch ein kurzes, kapillar wirkendes Röhrchen angewendet werden.

Die Ausführungsform der Fig. 1 und 2 leidet an dem Mangel, daß ein längeres Schiefstellen in der Ebene der Fig. 1 nach links ein Nachlassen des Lichtes infolge iao mangelnden Zuflusses zur Folge hat, und daß das dauernde normale Brennen ein Gerade-

setzen der Lampe erfordert. Dieser Mangel ist in den Ausführungsformen der Fig. 6 bis ι ο dadurch beseitigt, daß die Behälter c¹ und c² in ein einziges, in der Mitte der Lampe liegendes, möglichst eng gehaltenes Behälterchen c vereinigt sind.

Der Behälter c ist an dem kegelförmigen Boden des Behälters b befestigt, der den Deckel des Entwicklers α bildet. Das Schlangenrohr k verbindet den Behälter c mit der Luft und verhindert ein Auslaufen von Wasser aus der Lampe bei etwaigem Umfallen. Das Rohr τρ verbindet den Entwickler mit dem Brenner. Das Wasser wird dem Karbid aus dem Behälter c durch das Rohr d¹ d² und dessen Düse g zugeführt, die möglichst in der Mitte des Entwicklers α liegt. Das runde und vertikal gestellte Luftloch m ist an dem in c hineinragenden konischen Stutzen i des Bodens von b angebracht. Sinkt der Wasserspiegel durch Verbrauch des Wassers in c, so tritt Luft durch k und die obere Lochhälfte von m in b ein, was ein gleichzeitiges Austreten des Wassers aus der unteren Lochhälfte von m so lange zur Folge hat, bis es wieder bis an den oberen Rand von m gestiegen ist.

Beim Schiefhalten und Schütteln ist weder ein vermehrtes Austreten noch ein merkliches Zurücktreten des Wassers bei g möglich, da g lotrecht unter dem Mittelpunkt oder neutralen Punkt η des Wasserspiegels w liegt und der Abstand zwischen g und w sich infolgedessen nicht wesentlich verändert.

Beim Umfallen tritt ein vermehrtes Ausfließen aus g erst recht nicht ein, da dann der lotrechte Abstand des Wasserspiegels w von g am kleinsten ist und der Gasdruck in a das Wasser in d² leicht zurückhalten wird, vorausgesetzt, daß das Rohr d² derart verengt ist, daß das Wasser durch Adhäsion genügend festgehalten wird und den Rohrquerschnitt auch nach dem Umfallen der Lampe ausfüllt. Ein Freiwerden von m und ein unzeitiges Ausfließen von Wasser aus b kann beim Schiefhalten nicht eintreten, da m mit η zusammenfällt und der Wasserspiegel sich um m dreht. Auch kann wegen der Engigkeit von c durch Schütteln das Wasser nicht derart hin- und hergeschleudert werden, daß die Oberflache eine wellenförmige Gestalt annimmt. Es bildet sich um i ein ringförmiger Meniskus, der beim Schütteln seine Lage kaum verändert und m stets verschlossen hält. Der Engigkeit von c ist die Grenze durch die Kapillarität gegeben, indem diese bei allzu großer Engigkeit das Wasser festhalten und ein Abfließen nach g verhindern würde.

Es macht nun für die Regelmäßigkeit des Brennens nicht viel aus, wenn die Öffnungen g und in nicht genau in der Mittellinie von c liegen, da es nur darauf ankommt, im praktischen Gebrauch Störungen durch unregelmäßigen Wasserzufluß zu verhindern. Bei genügender Engigkeit von c dürfen daher z. B. auch die Löcher m und g in dessen Wandung verlegt werden (Fig. 8). Der Rohrschenkel d¹ wird hier durch eine A^erlängerung des Behälters c gebildet.

Um beim Umfallen der Lampe den Zufluß des Wassers vollkommen zu unterbrechen, ist das Luftloch m, wie in den Fig. 1 und 2, möglichst verengt und vor dem Luftloch die Scheidewand h^l mit den kapillaren Löchern o¹ und o² (Fig. 8) angebracht. Die Scheidewand und die Verengung von m verhindern gleichzeitig bei etwaigem Freiwerden des Luftloches m ein Herausschleudern des Wassers aus b durch m infolge starken Schütteins.

Auch wird durch die angegebenen Mittel das Eindringen von bei Überdruck im Karbidbehälter durch d¹, d² und c entweichendem Gas in den Behälter b für gewöhnlich hinreichend vermieden. Die Verwendung des Behälters c zum Ableiten des Gases nach außen setzt voraus, daß zur Vermeidung des Herauswerfens von Wasser aus der Lampe auch hier die bei Beschreibung der Fig. 1 bis 3 besprochenen Mittel (Erweiterung f usw.) angewendet werden.

In Fällen, wo mit einer heftigen Gasentwicklung zu rechnen ist, reichen die angegebenen Mittel allerdings noch nicht aus, um ein Eindringen der entweichenden Gasblasen in b vollkommen zu verhindern, und es ist dann notwendig, die in den Fig. 4 und 5 benutzten Mittel, welche eine weitergehende Verengung des Luftloches m zulassen, event. zur Vermeidung einer zu großen Lampenhöhe in Verbindung mit vor dem Luftloch m angebrachten Scheidewänden h¹ und h² anzuwenden. Die Fig. 9 und 10 lassen die Nutzbarmachung des entwickelten Gedankenganges auf die Grundform der Fig. 6 erkennen. Um Störungen durch unzeitiges Größerwerden der Wassersäule x¹ (Fig. 9) infolge Schiefhaltens usw. zu vermeiden, ist m, wie bei Fig. 6 bis 8, möglichst in die Mittellinie des Behälters c zu legen, so daß beim Schiefhalten usw. der Vertikalabstand zwischen m und w wohl etwas kleiner, nicht aber wesentlich größer werden kann als der Abstand x¹. Das Rohr i muß um so weiter in das Wasser von c hineintauchen, je weiter seine Lage von der Mittellinie von c entfernt ist, damit beim Schiefhalten ein Freiwerden der Mündung r vom Wasserspiegel w und eine Unterbrechung des Zuflusses nicht eintreten kann. Am besten liegt i ebenfalls in der Mittellinie von c, damit .sich beim Schief-

halten der Wasserspiegel um i oder r dreht. Es ist jedoch auch bei dieser Mittellage von i zweckmäßig, das Rohr i über den Mindestabstand χ hinaus in c hineinragen zu lassen, damit, falls etwa einmal sämtliches Wasser aus c herausgeworfen sein sollte, ζ wieder von selbst zu tropfen anfangen und c von neuem füllen kann. Letzteres würde nicht der Fall sein, wenn i nur gleich dem Mindestabstand χ und zugleich stark verengt wäre, indem dann durch Adhäsion und Oberflächenspannung das Wasser in i zurückgehalten würde. Die zur Vermeidung des Herausschleuderns von Wasser aus der Lampe beim Entweichen von Gas dienende Erweiterung/ (Fig. 9) bietet hier zugleich ein Mittel, ein Eindringen des entweichenden Gases in b noch mehr zu erschweren, als es schon durch die starke Verengung von in und den Zwischenraum zwisehen m und n> erreicht wird, wenn die Erweiterung so geräumig gestaltet wird, daß sie ein Vielfaches des aus d¹ d² herausgedrängten Wassers faßt und der Wasserstand während des Entweichens von Gas etwa das Niveau τρ^ί, w⁹ (Fig. 9) erreicht. Es wird dann noch weniger als in den Fig..4 und 5 möglich sein, daß das emporgeschleuderte Wasser einen Stoß gegen m. ausübt und hier eine unzeitige Störung des Gleichgewichts hervorruft, weil es nicht bis an m gelangt. Auch das entweichende Gas hat in der Nähe von m seine Spannung verloren und bleibt daher ohne Einwirkung auf den Meniskus in m. Der Behälter c kann natürlich unterhalb der Erweiterung f bis zu der Grenze, wo das Wasser dem Gas noch seitlich ausweichen kann, verengt werden. Eine noch weitergehende Verengung von c ist zulässig, wenn f so geräumig ist, daß es beim Entweichen von Gas das Wasser von d¹, d² und c zusammen aufnehmen kann. Es empfiehlt sich auch, bei vorliegender Ausführungsform zur Vermeidung einer zu großen Lampenhöhe die Verengung von m nicht zu weit zu treiben und vor m und r die Scheidewände h^l und h² mit den kapillar wirkenden Löchern o¹, o², o³ und o⁴ anzubringen.

Es macht für die Regelmäßigkeit des Brennens nun nicht viel aus, wenn bei genügender Engigkeit des Behälters c, m und r in der Wandung von c, also außerhalb der Mittellinie dieses Behälters, ähnlich wie in Fig. 3 und 8 liegen. Auch lassen sich m, i und r durch einen in der Wandung von c angebrachten kapillar wirkenden Schlitz ersetzen.

Falls etwa zur Erzielung einer größeren

Lichtstärke die Zufuhr des Wassers aus dem oberen zum unteren Behälter bei Anwendung eines einzigen kapillaren Luftloches nicht ausreicht, kann der Ablauf durch Anbringung mehrerer kleiner,, in derselben Höhe liegender kapillar wirkender Luftlöcher beliebig vergrößert werden, in welchem Falle dann auch die Mündung des genügend erweiterten Rohres i mit mehreren entsprechenden, in gleicher Höhe liegenden kapillaren Mündungslöchern versehen sein muß. Eine solche Anordnung stellt Fig. 10 dar, wo die Luft ihren Eingang in b durch die kapillaren Löcher m¹, m², m³ usw. und das Wasser seinen Austritt nach c durch die Löcher r¹, r², r³ usw. findet. Der den Behälter c umgebende Mantel i stellt die Verbindung der Löcher r¹, r² r³ usw. mit dem oberen Behälter her.

Claims (6)

Patent-An Sprüche:

1. Acetylenlampe, bei der der Druck des dem Karbid zufließenden Wassers zufolge Anwendung übereinander liegender, durch für Luftzuführung und Wasseraustritt vorgesehene Mittel verbundener Wasserbehälter stets der gleiche bleibt, dadurch gekennzeichnet, daß behufs Verwendung der Lampe für Zwecke, bei denen ein Schiefhalten, Schütteln, Stoßen oder Stürzen unvermeidlich ist, die zum Karbid führende Ausflußöffnung (g) des in Bezug auf den Wasserspiegel (w^l, w²) möglichst symmetrisch und eng ' gehaltenen unteren Wasserbehälters (c bezw. c¹, c², c³, c^l) lotrecht oder nahezu lotrecht unterhalb desjenigen sogenannten neutralen Punktes (n) des Wasserspiegels (n>) liegt, welcher beim Schiefhalten seine Lage zur Lampe nicht oder nur unerheblich ändert.

2. Eine Ausführungsform der Acetylenlampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Austrittsöffnung (m) des Luftzuführungsmittels für den oberen Wasserbehälter (b) möglichst mit dem neutralen Punkt (n) des Wasserspiegels zusammenfällt.

3. Eine Ausführungsform der Acetylenlampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß behufs Vermeidung des beim Umstürzen der Lampe möglichen Auslaufens von Wasser in den Karbidraum die Weite des unteren Wasserbehälters oder eines Teiles desselben gleich oder kleiner als der Abstand (g n) zwisehen Austrittsöffnung (g) und neutralem Punkt (n) bemessen ist, oder daß der obere, wasserleere Behälterteil event, nebst seinen Anschlüssen (k bezw. k¹, k²) beim Umstürzen der Lampe so viel Wasser fassen kann, daß der Abstand des Wasserspiegels (w) von der Ausflußöffnung auch in dieser Lage möglichst der gleiche bleibt wie in der Geradestellung.

4. Eine Ausführungsform der Acetylenlampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Vermeidung eines

Überdruckes des aus irgend einem Grunde stark entwickelten Gases der zur Ableitung desselben benutzbare untere Wasserbehälter ein den Inhalt der kommunizierend ausgeführten Zuführungsleitungen fd¹, d² bezw. d) möglichst mehrfach umfassendes Volumen erhält, und daß einesteils eine der kommunizierenden Zuführungsleitungen fd¹ bezw. c¹, C²J zweckmäßig weiter ausgeführt ist als die andere (d bezw. d²), um den Gasblasen das Entweichen zu erleichtern, andernteils der Wasserbehälter zweckmäßig eine obere, das Zurückfallen des vom Gase verdrängten Wassers erleichternde und den Stoß des Wassers gegen die Wasserzuleitungsorgane mildernde Erweiterung ff) besitzt.

5. Eine Ausführungsform der Acetylenlampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Luftzuführungsmittel fm) zwecks Erschwerung des Austausches von Luft und Wasser kapillar wirkend verengt ist und wegen dieser Verengung nötigenfalls mit einem ebenfalls kapillar gehaltenen, den oberen und unteren Wasserbehälter verbindenden, in horizontaler Richtung vom Luftzuführungsmittel fm) zweckmäßig nicht weiter als um den Vertikalabstand des letzteren vom Wasserspiegel entfernten Röhrchen ft), Schlitz oder dergl. zusammenwirkt, wobei durch den Einbau von eventuell mit kapillaren Öffnungen (0 \ o¹) versehenen Scheidewänden (h¹, K¹), Drosselorganen oder dergl. vor oder hinter dem Luftzuführungsmittel fm) und dem Röhrchen ft) oder Schlitz usw. dem etwa entweichenden Gase ein lediglich ins Freie gerichteter Weg vorgeschrieben bezw. noch mehr erleichtert werden kann.

6. Eine Ausführungsform der Acetylenlampe nach Anspruch 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß das den oberen und unteren Wasserbehälter verbindende Organ ft) möglichst in der Mittellinie des unteren Wasserbehälters liegt und eine stete Verbindung des oberen und unteren Wasserbehälters herbeiführt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.