DE162945C

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Publication number: DE162945C
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PATENTAMT.PATENT OFFICE.

- M 162945 KLASSE -2kg. - M 162945 CLASS -2kg.

hoher Frequenz.high frequency.

In dem englischen Patent 21629/1900 von Duddell ist ein Verfahren angegeben, nach welchem aus Gleichstrom Wechselstrom erzeugt werden soll, und zwar durch zweckentsprechende Anwendung von Selbstinduktion, Kapazität und einem elektrischen Widerstand von solchen Eigenschaften, daß das Verhältnis zwischen einer Änderung in der Intensität des den Leiter durchfließenden Stromes und der entsprechenden Änderung, die der Potentialunterschied zwischen den Endpunkten des Leiters erfährt, eine negative Größe ist, d. h. die Spannung abnimmt, wenn die Stromstärke zunimmt. In dieser Weise hat man bisher nur einen verhältnismäßig kleinen Nutzeffekt erreichen können.In the English patent 21629/1900 by Duddell there is given a method according to which alternating current is to be generated from direct current, namely by appropriately using self-induction, capacitance and an electrical resistance of such properties that the ratio between a change in the intensity of the the current flowing through the conductor and the corresponding change experienced by the potential difference between the endpoints of the conductor is a negative quantity, d. H. the voltage decreases as the current increases. In this way, it has so far only been possible to achieve a relatively small efficiency.

Bei der neuen Einrichtung wird nun ein größerer Nutzeffekt erzielt und, wenn gewünscht, eine weit höhere Schwingungszahl (200000 bis ι 000000 oder mehr pro Sekunde), indem der betreffende Widerstand oder Leiter in einer Atmosphäre von Wasserstoff oder Wasserstoffverbindungen angeordnet wird; event, kann der Leiter außerdem gleichzeitig in einem magnetischen Felde angeordnet werden, wodurch die Wirkung noch wesentlich vergrößert wird. ■With the new facility, a greater efficiency is now achieved and, if desired, a much higher number of vibrations (200,000 to ι 000,000 or more per second), placing the resistor or conductor in question in an atmosphere of hydrogen or Hydrogen compounds is arranged; event, the leader can also do so at the same time be arranged in a magnetic field, which makes the effect even more substantial is enlarged. ■

Bei den im folgenden beschriebenen Anordnungen ist der elektrische Leiter ein elektrischer Lichtbogen; statt dieses können selbstverständlich alle Leiter von den vorerwähnten Eigenschaften benutzt werden, beispielsweise eine Geißler'sche Röhre mit Wasserstoff gefüllt, ein in Wasserstoff glühender Kohlendraht usw. .In the arrangements described below, the electrical conductor is a electric arc; Instead of this, of course, all leaders of the aforementioned can Properties are used, for example a Geissler'sche tube filled with hydrogen, one in hydrogen glowing carbon wire, etc..

Auf den beiliegenden Zeichnungen zeigt:The attached drawings show:

Fig. T schematisch ein Diagramm nach dem bekannten System von Duddell,FIG. T schematically shows a diagram according to the known Duddell system,

Fig. 2 bis 4 ähnliche. Anordnungen gemäß vorliegender Erfindung,Figs. 2 to 4 are similar. Arrangements according to the present invention,

Fig. 5 eine ähnliche Anordnung mit mehreren Lichtbogen in Parallelschaltung,5 shows a similar arrangement with several arcs in parallel,

Fig. 6 eine Anordnung, mittels welcher ein Lichtbogen in einer wasserstoffhaltigen Atmosphäre erzeugt wird,6 shows an arrangement by means of which an arc in a hydrogen-containing Atmosphere is created,

Fig. 7 eine Anordnung, mittels welcher ein Lichtbogen mit Dämpfen einer Flüssigkeit umgeben werden kann, wodurch gleichzeitig eine Elektrode abgekühlt wird,Fig. 7 shows an arrangement by means of which an arc with vapors of a liquid can be surrounded, whereby an electrode is cooled at the same time,

Fig. 8 eine Anordnung, mittels welcher ein Lichtbogen und die Elektroden von einem aufsteigenden Strom einer wasserstoffhaltigen Luftärt umgeben werden,Fig. 8 shows an arrangement by means of which an arc and the electrodes of a be surrounded by a rising stream of air containing hydrogen,

Fig. 9 eine Elektrode, die durch fließendes Wasser o. dgl. abgekühlt werden kann,9 shows an electrode which can be cooled by running water or the like,

Fig. 10 eine Ausführungsform von rotierenden Elektroden, und10 shows an embodiment of rotating electrodes, and FIGS

Fig. Ii einen Lichbogen, welcher in einem magnetischen Felde angebracht ist.Fig. Ii a light arc which is attached in a magnetic field.

In Fig. i, welche die bekannte Anordnung darstellt, bedeuten α und b Zuführungsleitungen für Gleichstrom, d eine Selbstinduktionsspule, e einen Lichtbogen, gebildet zwischen zwei Kohlenstäben, / die Selbst-In Fig. I, which represents the known arrangement, α and b denote supply lines for direct current, d a self-induction coil, e an arc formed between two carbon rods, / the self-

induktion des Wechselstromkreises und k einen Kondensator. Die Schwingungszahl des Wechselstromkreises pro Sekunde wird dann annähernd gleich:induction of the AC circuit and k a capacitor. The number of oscillations of the alternating current circuit per second is then approximately the same:

icricr

sein, \vobeiLHenry und KMikrofarad bedeutet. Durch die Selbstinduktionsspule d werden diebe, \ whereLHenry and K means microfarads. By the self-induction coil d the

ίο Wechselströme daran verhindert, nach den Zuführungsleitungen a-b auszuströmen. Wie gesagt, sind die in dieser Weise hervorgebrachten Wechselströme ziemlich begrenzt, sowohl inbezug auf Intensität alsSchwingungszahl. ίο alternating currents it prevents flow out of the supply lines from. As I said, the alternating currents produced in this way are rather limited, both in terms of intensity and number of vibrations.

Gemäß vorliegender Erfindung wird nun der Lichtbogen bezw. der Leiter in Wasserstoff oder irgend einer Atmosphäre von Wasserstoffverbindungen angeordnet und dadurch sowohl ein größerer Nutzeffekt als auch größere Intensität auch bei hohen Schwingungszahlen erzielt. Die Ursache dieser günstigen Wirkung ist möglicherweise in einer Dissoziation der den Lichtbogen umgebenden wasserstoffhaltigen Atmosphäre zu suchen; vielleicht kommt hier aber auch die große Diffusionsgeschwindigkeit des Wasserstoffs in Betracht.According to the present invention, the arc is now BEZW. the conductor in hydrogen or any atmosphere of hydrogen compounds, and thereby both a greater benefit than also greater intensity achieved even with high numbers of vibrations. The cause of this beneficial effect is possibly in a dissociation of the hydrogen-containing atmosphere surrounding the arc Looking for; but perhaps this is also where the high diffusion speed of hydrogen comes about into consideration.

Die einfache Ausführungsform der Erfindung zeigt Fig. 2, indem der Lichtbogen e im Innern einer Wasserstoff- oder Leuchtgasflamme, nahe an der Ausströmungsöffnung, angebracht ist.The simple embodiment of the invention is shown in FIG. 2, in which the arc e is attached inside a hydrogen or luminous gas flame, close to the outflow opening.

Bei der Anordnung nach Fig. 3 sind im Wechselstromkreis zwei Selbstinduktionsspulen /', P angeordnet.In the arrangement according to FIG. 3, two self-induction coils / ', P are arranged in the alternating current circuit.

Fig. 4 zeigt dieselbe Anordnung, aber mit zwei Selbstiriduktionsspulen (Drosselspulen) d¹ und cP auf jeder Seite des Lichtbogens.Fig. 4 shows the same arrangement, but with two self-induction coils (choke coils) d ¹ and cP on each side of the arc.

Fig. 5 zeigt eine Anordnung, bei welcher es möglich ist, eine bedeutende Energiemenge im Wechselstromsystem mit gleicher Schwingungszahl mittels mehrerer parallel geschalteter Lichtbogen zu transformieren. Die drei Lichtbogen e¹, e² und e³ sind hier mit einer der Zuführungsleitungen b direkt verbunden, mit der anderen Zuführungsleitung α dagegen durch Widerstände r¹, r² und r³ (event, auch Selbstinduktionsspulen), die groß genug sind, um gleichzeitig gute, ruhige Lichtbogen zu erhalten. Der eine Pol m^l bezw. wz² bezw. m³ jedes der Lichtbogen e^l, e² und e³ ist mit der einen Belegung seines Kondensatorsk^l bezw. k² bezw. k³ verbunden. Die anderen Belegungen der Kondensatoren sind unter sich mit der einen Belegung eines gemeinschaftlichen Kondensators k verbunden, dessen andere Belegung wieder mit dem anderen Pol n¹, n², n³ der Lichtbogen verbunden ist.5 shows an arrangement in which it is possible to transform a significant amount of energy in the alternating current system with the same number of vibrations by means of several arcs connected in parallel. The three arcs e ¹ , e ² and e ³ are here directly connected to one of the supply lines b , but with the other supply line α through resistors r ¹ , r ² and r ³ (even self-induction coils) that are large enough to to get good, steady arcs at the same time. One pole m ^l respectively. wz ² resp. m ³ each of the arcs e ^l , e ² and e ³ is respectively with the one assignment of its capacitor k ^l. k ² resp. k ³ connected. The other assignments of the capacitors are connected to one assignment of a common capacitor k , the other assignment of which is again connected to the other pole n ¹ , n ² , n ^{3 of} the arc.

Die hauptsächliche . Selbstinduktion des Schwingungssystems ist hier nach / verlegt, der hauptsächliche Widerstand nach den Lichtbogen e^l, e² und e³. Die Kapazitäten der Kondensatoren k¹, /f² und k³ sind größer als die Kapazität des Kondensators k, und zwar sind sie so bemessen, daß die Bögen e¹, e² und e³ annähernd oder ganz syntonisch werden. Die Kondensatoren k¹, k'² und k³ halten, wie ersichtlich, die Elektroden m^x, m"¹ und in³ in der Weise voneinander getrennt, daß Gleichstrom von der einen nach der anderen nicht gelangen kann.The main one. Self-induction of the oscillation system is moved here to /, the main resistance to the arcs e ^l , e ² and e ³ . The capacitances of the capacitors k ¹ , / f ² and k ³ are greater than the capacitance of the capacitor k, and indeed they are dimensioned in such a way that the arcs e ¹ , e ² and e ^{3 are} approximately or entirely syntonic. As can be seen, the capacitors k ¹ , k ' ² and k ³ keep the electrodes m ^x , m " ¹ and in ^{FIG. 3} separated from one another in such a way that direct current cannot pass from one to the other.

Die Elektroden ή¹, rP und n³ können, da sie dasselbe Potential haben, auch durch eine einzige Elektrode ersetzt werden.The electrodes ή ¹ , rP and n ³ , since they have the same potential, can also be replaced by a single electrode.

Durch Parallelschaltung beliebig vieler Lichtbogen kann eine syntonische Addition der durch die Lichtbogen hervorgebrachten Wechselströme erhalten werden.By connecting any number of arcs in parallel, a syntonic addition of the alternating currents produced by the arcs.

Die Art und Weise, in welcher, der Leiter in einer wasserstoffhaltigen Atmosphäre angebracht wird, kann sehr verschieden sein. Außer der in Fig. 2 gezeigten Gasflamme kann Ätherdampf, Alkoholdampf o. dgl. benutzt werden, welche wahrscheinlich durch die Einwirkung des Lichtbogens in Wasserstoff und Kohlenstoff dissoziiert werden. Der Lichtbogen bezw. der Leiter kann auch in einem geschlossenen Behälter, der eine gasförmige Wasserstoffverbindung enthält, go angebracht werden. Eine solche Anordnung ist in Fig. 6 gezeigt. Durch die Rohre χ und ν kann die betreffende Luftart dem Behälter y, in welchem sich der Lichtbogen befindet, zu- und abgeführt werden, und es ist möglich, durch gleichzeitige Zu- und Ableitung des Gases dieses zu erneuern, ohne daß sich der Druck im Behälter wesentlich ändert. Der Druck kann größer oder kleiner, event, viel größer oder viel kleiner als der atmosphärische Druck sein. .The manner in which the conductor is attached in a hydrogen-containing atmosphere can be very different. In addition to the gas flame shown in Fig. 2, ether vapor, alcohol vapor or the like can be used, which are likely to be dissociated into hydrogen and carbon by the action of the arc. The arc respectively. the conductor can also be placed in a closed container that contains a gaseous hydrogen compound. Such an arrangement is shown in FIG. Through the tubes χ and ν , the type of air in question can be supplied and discharged to the container y in which the arc is located, and it is possible to renew the gas by simultaneously supplying and discharging the gas without the pressure in the Container changes significantly. The pressure can be greater or less, maybe much greater or much less than atmospheric pressure. .

Ein Druck, größer als der der Atmosphäre, hat u. a. den Vorteil, daß atmosphärischer Sauerstoff in die wasserstoffhaltige Atmosphäre nicht eindringen kann, was zu Explosionen Anlaß geben könnte. Eine Änderung des Druckes gestattet, den Widerstand der Entladungsstrecke innerhalb ziemlich weiter Grenzen zu regeln.A pressure greater than that of the atmosphere has, inter alia, the advantage of being more atmospheric Oxygen cannot penetrate the hydrogen-containing atmosphere, causing explosions Could give cause. A change in pressure allows the resistance of the discharge path to be increased within fairly wide To regulate boundaries.

Fig. 7 zeigt die Elektroden 1 und 2 senkrecht übereinander angeordnet, indem die untere von einer Schale 3 mit Wasser oder einer-anderen flüssigen und flüchtigen Wasserstoffverbindung umgeben ist, die durch die Hitze des Bogens zur Verdampfung gebracht und hierauf im Lichtbogen dissoziiert wird. Die Elektroden brauchen nicht aus Kohle zu bestehen, sondern können auch aus Metallen, z. B. Kupfer, Silber, Platin, Aluminium usw. oder aus Elektrolyten bestehen.Fig. 7 shows the electrodes 1 and 2 perpendicular arranged on top of each other by the lower of a shell 3 with water or another liquid and volatile hydrogen compound surrounded by vaporization by the heat of the arc and is then dissociated in the arc. The electrodes don't need to be made of carbon exist, but can also be made of metals, e.g. B. copper, silver, platinum, aluminum, etc. or consist of electrolytes.

Fig. 8 zeigt eine Ausführungsform, bei welcher das Gas aus einem die Elektrode 4 umgebenden Rohr strömt. Das ausströmende Gas umgibt den Lichtbogen und den angrenzenden Teil der Elektrode 5 und wird event, entzündet.FIG. 8 shows an embodiment in which the gas from an electrode 4 surrounding pipe flows. The escaping gas surrounds the arc and the adjacent one Part of the electrode 5 and is eventually ignited.

Eine künstliche Steigerung oder Verminderung der Temperatur der einen oder beider Elektroden kann von wesentlicher Bedeutung für das dauernde Aufrechterhalten der elektrischen Schwingungen sein; wenn gewünscht, kann die eine Elektrode erwärmt werden, während die andere abgekühlt wird, was dazu beiträgt, daß der Lichtbogen sich ruhig verhält.An artificial increase or decrease in temperature of one or both Electrodes can be essential for the permanent maintenance of electrical power Be vibrations; if desired, one electrode can be heated while the other is cooled, which in turn contributes to the fact that the arc remains calm.

Bei sehr niedrigen Stromstärken ist eine Erwärmung vorteilhaft, um die Entladungen sicher aufrecht zu erhalten; bei der Anwendung von Metallelektroden, besonders bei großen Stromstärken, ist eine AbkühlungAt very low currents, heating is advantageous in order to avoid the discharges safe to maintain; when using metal electrodes, especially at high currents, there is a cooling

ao vorteihaft, um die Abnutzung (Zerstäubung) zu vermindern.ao advantageous to reduce wear (atomization).

Fig. 9 zeigt eine Elektrode, die. dadurch abgekühlt werden .kann, daß man z. B. einen Wasserstrom durch das Rohr 7 einleitet und aus 6 ableitet oder umgekehrt.Fig. 9 shows an electrode which. are thereby cooled .kann that z. B. a Introduces water flow through the pipe 7 and discharges from 6 or vice versa.

Besonders zweckmäßig ist die AnwendungThe application is particularly useful

einer solchen abgekühlten Kupferelektrode als Anode und eines Kohlenstabes als Kathode.such a cooled copper electrode as the anode and a carbon rod as the cathode.

Bei Anwendung von Kohlenwasserstoff als Atmosphäre oder von Kohle als Elektrodenmaterial kann bisweilen ein lästiges Absetzen von Kohle stattfinden, oder die Elektroden können in unregelmäßiger Weise verzehrt werden. Dann kann es von Vorteil sein, die Elektroden in solcher Weise beweglich zueinander anzuordnen, daß die Polflächen stets erneuert werden.When using hydrocarbon as atmosphere or carbon as electrode material There may be an annoying settling of charcoal from time to time, or the electrodes may be consumed in an irregular manner will. Then it can be advantageous to move the electrodes in such a way to arrange to each other that the pole faces are always renewed.

Fig. 10 zeigt eine Anordnung, bei welcher die zylindrische Elektrode 8 um eine Welle rotieren kann, während die Elektroden 9 und 10 stillstehen. Eine Bürste 11 dient dazu, die Oberfläche des Zylinders 8 zu reinigen. Der Zylinder 8 kann zur Kühlung eingerichtet werden, indem er z. B.- hohl ausgeführt und von Wasser durchflossen wird oder teilweise in Wasser oder Quecksilber eintaucht.Fig. 10 shows an arrangement in which the cylindrical electrode 8 around a shaft can rotate while the electrodes 9 and 10 are stationary. A brush 11 is used to clean the surface of the cylinder 8. The cylinder 8 can be used for cooling be set up by z. B.- hollow and flowed through by water is or is partially immersed in water or mercury.

Ein wesentlich größerer Effekt kann dadurch erreicht werden, daß der Leiter oder Lichtbogen in einem magnetischen Felde angeordnet wird, dessen Kraftlinien senkrecht oder parallel zum Leiter stehen oder eine andere passende Lage einnehmen. Fig. 11 zeigt schematisch einen Lichtbogen in dem durch den Magneten NS hervorgebrachten magnetischen Felde. Der Magnet kann entweder ein permanenter oder ein Elektromagnet sein, und dieser kann dann event, von derselben Stromquelle wie der Lichtbogen gespeist werden.A much greater effect can be achieved in that the conductor or arc is arranged in a magnetic field whose lines of force are perpendicular or parallel to the conductor or assume another suitable position. 11 shows schematically an arc in the magnetic field produced by the magnet NS. The magnet can be either a permanent or an electromagnet, and this can then possibly be fed by the same power source as the arc.

Besonders bequem erscheint es, das magnetische Feld durch einen Elektromagneten (mit oder ohne Eisenkern) zu erzeugen, der in Serie zum Lichtbogen geschaltet ist. Die Drosselspulen d, d^l und d² können dann die Wickelungen des Elektromagneten bilden; auch können in besonderen Fällen die Selbstinduktionen /, Z¹, Γ² . . . zur Erzeugung des magnetischen Feldes dienen. Die beschriebenen Anordnungen und Diagramme sind natürlich nur beispielsweise Ausführungsformen, und können in verschiedener Weise kombiniert werden, ohne daß dies das Wesen der Erfindung berührt.It seems particularly convenient to generate the magnetic field using an electromagnet (with or without an iron core) that is connected in series with the arc. The choke coils d, d ^l and d ² can then form the windings of the electromagnet; in special cases, the self-inductions /, Z ¹ , Γ ² . . . serve to generate the magnetic field. The arrangements and diagrams described are of course only exemplary embodiments and can be combined in various ways without affecting the essence of the invention.

Zum leichteren Verständnis der Wirksamkeit des neuen Verfahrens mögen noch folgende Versuchsergebnisse dienen:To make the effectiveness of the new method easier to understand, the following may be added Test results serve:

Bei dem ersten Versuche betrugen die Widerstände in dem Vorlegewiderstand und Drosselspule ungefähr 15,8 Ohm; die Spannung des Speisestromes betrug 220 Volt und die Stromstärke im Lichtbogen 5,2 Amp. Bei einer Schwingungszahl von ungefähr 50 000 in der Sekunde wurde ein Nutzeffekt von etwa 50 Prozent erzielt.In the first attempt, the resistances in the bias resistor were and Choke coil approximately 15.8 ohms; the voltage of the supply current was 220 volts and the amperage in the arc 5.2 amps. With a number of vibrations of about 50,000 per second, it became a useful effect achieved by about 50 percent.

In einem zweiten Versuche wurde bei einem Widerstände in dem Vorlegewiderstand und der Drosselspule von ungefähr 81,6 Ohm und einer Spannung des Speisestromes von 220 Volt und einer Stromstärke von 1,9 Amp. ein Wirkungsgrad von ungefähr 32 Prozent bei einer Schwingungszahl von ungefähr 450000 in der Sekunde erzielt.In a second experiment, a resistor was in the bias resistor and the choke coil of approximately 81.6 ohms and a voltage of the supply current of 220 volts and a current of 1.9 amps. An efficiency of about 32 percent achieved at a rate of oscillation of approximately 450,000 per second.

Claims

Patent claims:

1. Device for generating varying currents or alternating currents high frequency through the use of an electric arc or its replacement of such properties, that the ratio between a change in the current flowing through the arc to the corresponding Change suffered by the potential difference between the end points of the arc in question, a negative quantity is, in connection with a source of electricity, in such a way that the Arc forms part of the circuit in which the varying or alternating currents are generated, characterized in that the arc or its replacement in an atmosphere of hydrogen or hydrogen compounds is arranged.

2. Ausführungsforni the device according to claim 1, characterized in that that the electrodes in a closed, containing a hydrogen-containing gas Containers are arranged in which a

certain pressure (equal, positive or negative pressure to the external atmosphere) is obtained (Fig. 6).

3. embodiment of the device according to claim 1, characterized in that that one or both electrodes are hollow and filled with a coolant (water or the like) respectively. of a such flow through (Fig. 9).

4. embodiment of the device according to claim 1, characterized in that that the electrodes or one of them is formed by a rotating conductor is whose surface to be used expediently by a their abrasive scraper is kept clean (Fig. 10).

5. embodiment of the device according to claim 1, characterized in that that the arches or their substitutes are placed in a magnetic field of lines of force are (Fig. 11).

1 sheet of drawings.

Supplementary sheet to patent specification 162945, class 2 \ g. If)

By decision of the Reichsgericht dated

November 9, 1912 is the patent 162945 partially annulled by the fact that claim 1 has been deleted.