DE174564C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Es ist bereits bekannt, daß beim Durchschlagen von elektrischen Funken durch die Luft aus derselben sauerstoffhaltige Stickstoffverbindungen entstehen.

Es ist auch schon bekannt, daß in mit Wechselströmen arbeitenden Apparaten, in denen Gase der Einwirkung von Wechselströmen ausgesetzt werden, eine höhere Frequenz der Oszillationen durch die Anwendung

ίο eines zur Entladungsstrecke parallel geschalteten Kondensators erreicht werden kann.

Vorliegende Erfindung beruht nun auf der Erkenntnis, daß nicht nur eine bestimmte hohe Frequenz der elektrischen Oszillationen, sondern außerdem eine geringe Stromstärke und eine sehr hohe Spannung erforderlich sind, um eine lohnende Ausbeute an Stickstoffverbindungen zu erreichen.

Die den Gegenstand vorliegender Erfindung bildende Stromverteilungsanlage genügt dieser dreifachen Bedingung dadurch, daß in einem und demselben Induktionsstromkreis mehrere Entladungsstrecken in bekannter Weise parallel eingeschaltet sind, mit deren jeder in Serie ein Kondensator und eine Drosselspule geschaltet sind.

Der Induktionsstromkreis sichert in bekannter Weise die hohe Spannung, welche kaum unmittelbar durch eine Stromerzeugungsmaschine zu erreichen wäre, und welche erforderlich ist, um eine genügend lange Funkenstrecke und. hierdurch eine genügende Berührungsfläche zwischen dem Flammenbogen und dem Gasgemisch herbeizuführen. Je höher die Stromspannung, um so besser fällt die Ausbeute an Stickstoffverbindungen aus, indem z. B. mit einer Stromspannung von 25 000 Volt ein Flammenbogen von 8 cm Bogenlänge, mit einer Stromspannung von 50 000 Volt bereits ein Flammenbogen von 24 cm Bogenlänge und mit einer Stromspannung von 75 000 Volt ein solcher von 48 cm Bogenlänge erzielt wird. Der Kondensator einer jeden Entladungsstrecke beschränkt durch seine Kapazität die Stromstärke in jeder derselben auf dasjenige Maß, welches von der durch die Berührung des Flämmenbogens mit dem ihn umgebenden Gasgemisch stattfindende chemische Reaktion aufgezehrt werden kann.

Es ist bekannt, daß, wenn ein Wechselstromgenerator bezw. ein Induktionsapparat, ein Kondensator und eine Flammenstrecke in einem Schließungskreis hintereinander geschaltet sind, in dem letzteren, sofern die Flammenstrecke im Verhältnis zu der der vorhandenen Spannung entsprechenden Schlagweite klein ist, oszillatorische Entladungen stattfinden, deren Frequenz eine Funktion der Kapazität und der Selbstinduktion des

Schließungskreises ist. Diese Frequenz ist durch die Formel

t = 2 π

gegeben, wobei t die Zeitdauer der Periode, L die Selbstinduktion und C die Kapazität des Schließungskreises bedeutet.

Bei dieser Schaltungsweise nehmen die oszillatorischen Entladungen ihren Ausgleichweg durch den Wechselstromgenerator bezw. den Induktionsapparat, den Kondensator und die Flammenstrecke; Selbstinduktion und Kapazität des Schließungskreises und infolgedessen auch die Zeitdauer der Periode sind verhältnismäßig groß.

Bei der vorliegenden Anlage ist aber mit den Polen der induzierten Wickelung des Transformators stets eine Mehrzahl von Entladungsstrecken, deren jede in Serie mit einem Kondensator geschaltet ist, parallel verbunden. Betrachten wir zwei solcher parallel geschalteten Entladungsstrecken: sie bilden einen Schließungskreis, dessen beide Kondensatoren periodisch durch den Transformator geladen werden, .und zwar der eine Kondensator dem anderen parallel; in diesem Schließungskreis finden ebenfalls oszillatorische Entladungen statt, welche aber ihren Ausgleichweg nicht mehr durch den Wechselstromgenerator bezw. durch die induzierte Wickelung des Transformators, sondern durch die beiden Kondensatoren und Flammenstrecken hintereinander nehmen. Die Frequenz dieser oszillatorischen Entladungen ist nun nicht bedingt durch die Kapazität und Selbstinduktion des Wechselstromgenerators bezw. des Transformators, sondern durch die Kapazität der beiden Kondensatoren in Serie und durch die sehr geringe Selbstinduktion dieses Schließungskreises.

Wenn dieser Schließungskreis keine Induktionsspule enthielte, so würde die Frequenz der Oszillationen infolge der geringen Kapazität der periodisch hintereinander geschalteten Kondensatoren und des Mangels an Selbstinduktion Millionen von Perioden pro Sekunde erreichen, welche Frequenz für die Gewinnung von Stickstoffverbindungen ungünstig ist. Um diese Frequenz auf das als günstig erkannte Maß von etwa 6000 bis IO 000 Wechseln pro Sekunde herabzusetzen, ist in jeder Entladungsstrecke mit den Entladungselektroden und dem Kondensator eine kleine Induktionsspule in Serie geschaltet. Bei der bekannten Anwendung eines parallel zu einer einzelnen Entladungsstrecke geschalteten Kondensators ist letzterer eben infolge davon, daß er parallel zur Entladungsstrecke geschaltet ist, nicht imstande, in letzterer bei hoher Spannung Kurzschlüsse zu vermeiden, während bei der vorliegenden Anlage, wo Kondensator und Entladungsstrecke hintereinander geschaltet sind, die Stromstärke in letzterer unter allen Umständen durch die Kapazität des Kondensators bedingt ist, also ein Kurzschluß gar nicht stattfinden kann. Die vorliegende Anlage gestattet somit die Verteilung großer Energiemengen bei sehr hoher Spannung auf eine Vielheit von Entladungsstrecken, unter Aus-Schluß der Möglichkeit von Kurzschlüssen in denselben.

Auf beiliegender Zeichnung ist eine beispielsweise Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes dargestellt.

Es bezeichnet α die von einer Stromquelle b gespeiste Primärwickelung eines Transformators und c die induzierte oder Sekundärwickelung desselben. In den Stromkreis der letzteren sind die Entladungsstrecken ef, ef. . . parallel eingeschaltet, mit deren jeder in Serie ein Kondensator g und eine kleine Drosselspule h geschaltet sind. In dem Stromkreis der Sekundärwickelung c ist parallel zu den Entladungsstrecken e f e f . . . noch eine größere Drosselspule i eingeschaltet.

Zwischen den Entladungselektroden e f entladet sich der in die Sekundärwickelung c indizierte, hochgespannte Wechselstrom in Flammenbogen und veranlaßt hierdurch das Entstehen von Stickstoffverbindungen aus dem die Flammenbögen umgebenden Gasgemisch (atmosphärische Luft usw.) Die Elektroden e, f sind in Kammern k angeordnet, welche mit den nötigen Zuführungsmitteln für das Gasgemisch und Absorptions- oder Ableitungsmitteln für die gewonnenen Stickstoffverbindungen versehen sind.

Mittels der Drosselspule i kann bei richtiger Dimensionierung derselben in bekannter Weise die wattlose Komponente in dem Induktionsstromkreis verschwindend klein gemacht und hierdurch dieser Stromkreis bezw. die Stromquelle möglich hoch belastet werden.

Um größere Energieverluste durch Hysteresis und Wirbelströme im Transformator a, c zu vermeiden bezw. um zu verhindern, daß die Oszillationen von hoher Frequenz, welche in den Entladungsstrecken entstehen, durch den Transformator hindurchgehen, ist jeweilen eine Gruppe von Entladungsstrecken ef, ef. .. mit zugehörigen Kondensatoren und kleinen Drosselspulen h an eine gemeinsame, zweckmäßigerweise mit einem Eisenkern versehene größere Drosselspule / angeschlossen, welche bei richtiger Wahl ihres Selbstinduktionskoeffizienten dem Strom niederer Frequenz, wie ihn der Transformator liefert, zur Ladung der Kondensatoren der Entladungsstrecken den Durchgang zu den letzteren gestattet, jedoch verhindert, daß die Oszillationen

hoher Frequenz, welche in den durch je zwei Entladungsstrecken nebst zugehörigen Kondensatoren und kleinen Drosselspulen gebildeten Schließungskreisen entstehen, sich außerhalb der letzteren fortpflanzen.

Claims (2)

1. Patent-Ansprüche:

   I. Elektrische Stromverteilungsanlage ίο mit mehreren in einem Induktionsstromkreis parallel eingeschalteten Entladungsstrecken zur Gewinnung von Stickstoffverbindungen aus Gasgemischen durch Entladungen hochgespannter Wechselströme in letzteren, dadurch gekennzeichnet, daß mit jeder dieser Entladungsstrecken je ein Kondensator und eine Drosselspule in Serie geschaltet ist.
2. 2. Eine Ausführungsform der unter 1. gekennzeichneten elektrischen Stromverteilungsanlage, bei welcher je eine Gruppe von Entladungsstrecken mit zugehörigen Kondensatoren und kleinen Drosselspulen an eine gemeinsame Drosselspule angeschlossen ist, welche durch ihren großen induktiven Widerstand verhindert, daß die Oszillationen hoher Frequenz, welche in den durch je zwei Entladungsstrecken nebst zugehörigen Kondensatoren und kleinen Drosselspulen gebildeten Schließungskreisen entstehen, sich außerhalb der letzteren fortpflanzen.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen.