DE838793C

DE838793C - Arc lamp with blowing arc

Info

Publication number: DE838793C
Application number: DEG194A
Authority: DE
Inventors: Dr Edgar Gretener
Original assignee: EDGAR GRETENER DR
Current assignee: EDGAR GRETENER DR
Priority date: 1948-04-09
Filing date: 1949-10-28
Publication date: 1952-05-12

Description

Bogenlampe mit Blasuogen Bogenlampen mit lilasbogen sind an sich bekannt. Ihr Vorteil gegeniil)er Lampen mit Beckbogen hesteht Nor allein in der 1\lciglichkeit, die Kohle höher zu belasten, cla (lcui- Luftstrom die Entladung auf die Stirnseite der Positivelektrode konzentriert, Womit bei gleiclieni Strom eine höhere I_ettclitdiclite erzielt wird.Arc lamp with Blasuogen Arc lamps with a lilac arc are known per se. Their advantage over all lamps with Beck bows lies in the fact that they are to load the coal higher, cla (lcui- air flow the discharge to the end face concentrated on the positive electrode, with the same current a higher I_ettclitdiclite is achieved.

Eine "\tior(Iritirig dieser 1Art, die praktisch gute hesultate liefert, besteht darin, daß am Positivkopf '.irre Illasdüse angebracht wird, durch die die Luft gegeit die 13rentikante der positiven Elektrode striinit, @@:ihretid negativseitig ein Sangrohr angeordnet ist, durch das die Blasluft und die Verbrennungsprodukte der Positivkohle abgesaugt werden. Der in Richtung auf die negative Elektrode aus dem Positivkopf austretende Luftstrom umgibt konzentrisch das Brennende der positiven Kohle und verengt sich leicht kegelförmig. Dadurch werden Bogenentladung und Anodenflamme in den Raum vor dem positiven Krater konzentriert und bilden einen intensiv leuchtenden. Zylinder. Der Luftstrom führt die Verdampfungs- und Verbrennungsprodukte aus der Positivkohle mit sich und wird durch (las Al)saugröhr aufgenommen, welches bei den bisher bekanntgewordenen Ausführungsformen die Negativelektrode koaxial umgibt.A "\ tior (Iritirig of this kind, which gives practically good results, consists in that on the positive head ' Air passes the profitable edge of the positive electrode striinit, @@: theirsetid negative side a sang pipe is arranged through which the blown air and the products of combustion the positive carbon can be sucked off. The out towards the negative electrode The air flow exiting the positive head concentrically surrounds the burning end of the positive head Coal and narrows slightly cone-shaped. This creates an arc discharge and anode flame Concentrated in the space in front of the positive crater and form an intensely luminous one. Cylinder. The air flow carries the evaporation and combustion products out of the Positive carbon with itself and is absorbed through (las Al) suction tube, which at the previously known embodiments, the negative electrode surrounds coaxially.

Einer solchen Anordnung haften jedoch bei kleineren Lampen, beispielsweise für Ströme unter ioo Amp., gewisse Nachteile an. In solchen Lampen muß die Abschattung des vom Bogen erzeugten Lichtes in Richtung auf die verwendete Beleuchtungsoptik so gering wie möglich gemacht werden. Die Beleuchtungsoptik, beispielsweise ein Hohlspiegel oder eine Kondensorlinse, ist dabei üblicherweise hinter der negativen Elektrode angeordnet. Maßgebend für die Abschattung ist deshalb die Eintrittsöffnung des Saugrohres. Der Durchmesser der Eintrittsöffnung sollte also möglichst klein gemacht werden, muß aber andererseits mindestens so groß sein wie der lichte Querschnitt des anschließenden Absaugrohres, um den Luftstrom in vollem Umfang erfassen zu können. Der lichte Querschnitt des Absaugrohres ist durch die abzuführende Luftmenge vorgeschrieben, außerdem muß noch die Negativhalterung mit Kohlevorschub und Stromzuführung darin untergebracht werden. Ordnet man Halterung und Saugrohr koaxial an, so wird der@restliche lichte Querschnitt so klein, daß er sich nach kürzester Zeit mit den aus dem Luftstrom abgelagerten Verdampfungs- und Verbrennungsprodukten zusetzt. Ferner befindet sich die Negativhalterung, welche dem Brennende der negativen Elektrode möglichst nahe liegen soll, im heißen Lufstrom und verzundert oder verbrennt nach kurzer Zeit. Die nachstehend beschriebene erfindungsgemäße Anordnung vermeidet diese Nachteile. Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildet eine Bogenlampe mit Luftstromkonzentration, wobei der konzentrierende Luftstrom durch eine auf dem Positivkopf angeordnete Düse austritt, während auf der Negativseite ein Saugrohr angeordnet ist, durch das die positivseitige Luft zusammen mit den Verbrennungsprodukten des Lichtbogens abgesaugt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Achsen der Negativelektrode und des Saugrohres nicht zusammenfallen.However, such an arrangement adheres to smaller lamps, for example for currents below 100 Amp., certain disadvantages. In such lamps there must be shading of the light generated by the bow in the direction of the lighting optics used be made as low as possible. The lighting optics, for example a Concave mirror, or a condenser lens, is usually behind the negative Electrode arranged. The entrance opening is therefore decisive for the shadowing of the suction pipe. The diameter of the inlet opening should therefore be as small as possible be made, but on the other hand must be at least as large as the clear cross-section of the subsequent suction pipe in order to be able to capture the air flow in its entirety. The clear cross-section of the suction pipe is prescribed by the amount of air to be discharged, In addition, the negative holder with coal feed and power supply must be in it be accommodated. If you arrange the bracket and suction tube coaxially, the @ remaining clear cross-section so small that after a very short time it will match the airflow added to deposited evaporation and combustion products. There is also the negative holder, which is as close as possible to the burning end of the negative electrode should lie in the hot air stream and scaled or burned after a short time. The arrangement according to the invention described below avoids these disadvantages. The subject of the present invention is an arc lamp with air flow concentration, wherein the concentrating air flow through a nozzle arranged on the positive head exits, while a suction tube is arranged on the negative side, through which the positive-side air is sucked out together with the combustion products of the arc is, characterized in that the axes of the negative electrode and the suction tube do not coincide.

Die Erfindung wird an Hand der im folgenden beschriebenen Beispiele näher erläutert, wvobei zum besseren Verständnis die Fig. i bis 3 dienen.The invention is illustrated by the examples described below explained in more detail, whereby FIGS. 1 to 3 serve for a better understanding.

Fig. i stellt die bekannte Anordnung eines Blasbogens dar; Fig.2 veranschaulicht schematisch ein Ausführungsbeispiel der Erfindung; Fig. 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel mit Magnetspule.Fig. I shows the known arrangement of a blowing arc; Fig.2 illustrates schematically an embodiment of the invention; Fig. 3 shows a further embodiment with solenoid.

Gemäß Fig. i wird der Lichtbogen oo durch den aus der Blasdüse i i durch die Löcher 14 austretendenLuftstrom auf den zylindrischenRaum zwischen der positiven Elektrode 9 und der negativen Elektrode 2 konzentriert. Die durch Pfeile 12 angedeutete Blasluft wird zusammen mit den Verbrennungsprodukten des Bogens durch das Saugrohr 4 abgeführt, was durch die Pfeile 13 angedeutet ist. Wie schon, einleitend erwähnt, hat die konzentrische Anordnung der Negativkohle 2 und des Saugro1ires .4 den Nachteil, daß der wirksame Saugrohrquerschnitt durch die negative Elektrode und vor allem durch ihren Kohlenhalter 8 in sehr unerwünschter Weise verkleinert wird.According to FIG. I, the arc oo is generated by the blower nozzle i i air flow exiting through holes 14 to the cylindrical space between the positive electrode 9 and negative electrode 2 concentrated. The by arrows 12 is blown air together with the products of combustion of the arc the suction pipe 4 is carried away, which is indicated by the arrows 13. As before, introductory mentioned, has the concentric arrangement of the negative carbon 2 and the Saugro1ires .4 the disadvantage that the effective suction tube cross-section through the negative electrode and above all reduced in size by their carbon holder 8 in a very undesirable manner will.

Die bis heute bekannten Ausführungsformen weisen als charakteristisches Merkmal die beschriebene konzentrische Anordnung auf. Dabei wurde diese Ausführungsform als Voraussetzung dafür angesehen, einen rotationssymmetrischen Bogen oo zu erhalten. Die Anordnung des Negativhalters 8 innerhalb des Saugrohres 4 ergibt konstruktiv einen verhältnismäßig komplizierten Aufbau, das Rohr ist schwierig zu reinigen und außerdem können die Stromzuführungen und die Antriebsrädchen des Halters 8 nicht gut ausgewechselt werden.The embodiments known to date are characteristic Feature the described concentric arrangement. This embodiment was viewed as a prerequisite for obtaining a rotationally symmetrical arch oo. The arrangement of the negative holder 8 within the suction tube 4 results in a constructive manner a relatively complicated structure, the pipe is difficult to clean and in addition, the power supply lines and the drive wheels of the holder 8 cannot can be exchanged well.

Die Erfahrung lehrt, daß zur Erzielung eines rotationssymmetrischen Bogens nicht unbedingt die oben beschriebene koaxiale Anordnung auf der Negativseite erforderlich ist.Experience teaches that to achieve a rotationally symmetrical Arc does not necessarily have the above-described coaxial arrangement on the negative side is required.

Wie in Fig.2 beispielsweise veranschaulicht, werden die vorstehend beschriebenen Nachteile dadurch behoben, daß die Achsen des Saugrohres und der Negativelektrode zueinander geneigt angeordnet werden. Wie ersichtlich, ergibt sich so die Möglichkeit, das Saugrohr 4 und den Kohlenhalter 8 konstruktiv praktisch unabhängig voneinander anzuordnen, wobei der Kohlenhalter außerhalb des Rohres liegt. Als einziges Hindernis innerhalb des Saugrohres verbleibt an dessen Ende die Negativelektrode. Während sich kleinere Blashogenlampen mit koaxialer Anordnung von Negativkohle und Absaugrohr bereits nach ganz kurzer Betriebszeit zusetzen, können Lampen in erfindungsgemäßer Anordnung über lange Zeiträume hinweg betrieben werden, ohne daß sich störende Ablagerungen im Absaugrohr zeigen. Andererseits kann aber infolge der von der Negativhalterung unabhängigen Anordnung das Saugrohr zum Zweck der Reinigung in einfachster Art und Weise herausgenommen werden, ohne daß der konstruktive verwickelte Aufbau der Negativhalterung entfernt werden muB.As illustrated in Figure 2, for example, the above The disadvantages described are eliminated in that the axes of the suction tube and the negative electrode be arranged inclined to each other. As can be seen, there is the possibility of the suction pipe 4 and the carbon holder 8 are practically independent of one another in terms of construction to be arranged, with the carbon holder outside of the tube. As the only obstacle the negative electrode remains inside the suction tube at its end. While smaller blown arc lamps with a coaxial arrangement of negative carbon and suction tube already clog after a very short operating time, lamps according to the invention can Arrangement can be operated over long periods of time without causing disruptive deposits show in the suction tube. On the other hand, however, as a result of the negative holder independent arrangement of the suction tube for the purpose of cleaning in the simplest way and Way, without the intricate construction of the negative holder must be removed.

In Fig. 2 stellt i-i die Achse der Negativelektrode dar, während die Saugrohrachse mit 3-3 bezeichnet ist. Die Kohlenspitze i9 befindet sich in der Nähe des Saugrohreintrittes und ist so angeordnet, daß sie beim Betrachten von der Positivseite innerhalb des Eintrittsquerschnittes liegt. Wie ersichtlich, ist in der Saugrohrwand eine Öffnung 6 vorgesehen, durch die die Negativelektrode durchtreten kann. Darstellungsgemäß ist die Vorderseite dieser Öffnung als Führung 7 für die Negativelektrode ausgebildet, wodurch eine gut definierte Relativlage der Kohlenspitze relativ zum Saugrohr gewährleistet wird.In Fig. 2, i-i represents the axis of the negative electrode, while the Intake pipe axis is designated by 3-3. The Kohlenspitze i9 is nearby of the suction pipe inlet and is arranged so that it is when viewed from the positive side lies within the inlet cross-section. As can be seen, is in the suction pipe wall an opening 6 is provided through which the negative electrode can pass. As shown the front of this opening is designed as a guide 7 for the negative electrode, which ensures a well-defined relative position of the coal tip relative to the suction pipe will.

Hinter der Negativelektrode ist die Öffnung in der Saugrohrwand so erweitert, daß ein zusätzlicher Spalt 21 entsteht, durch den Luft angesaugt wird, was durch den Pfeil 2o angedeutet ist. Diese Anordnung verhindert, daß sich hinter der Negativkohle an der Stelle 22 Verbrennungsprodukte des Bogens absetzen. Der Luftstrom 20 streicht dauernd über die Stelle 22 hinweg, so daß sie sauber bleibt. Es ist . natürlich möglich, weitere zusätzliche Öffnungen in der Nähe der Durchtrittsöffnung der Elektrode nach Bedarf anzubringen.The opening in the suction tube wall behind the negative electrode is like this expanded so that an additional gap 21 is created through which air is sucked in, which is indicated by the arrow 2o. This arrangement prevents getting behind of the negative charcoal deposit combustion products of the arc at point 22. Of the Air stream 20 continuously sweeps over point 22 so that it remains clean. It is . of course possible further additional Openings in the To be attached near the passage opening of the electrode as required.

VorteilhafterNveise steht die Eintrittsöffnung im wesentlichen senkrecht zur Bogenachse io-io. Speziell sei darauf hingewiesen, daß der vollständig außerhalb des Saugrohres angeordnete Negativhalter der schädlichen Einwirkung der Verbrennungsprodukte und der Hitze entzogen ist. Die gebräuchlichen, zusätzlichen Elemente des Negativhalters, wie die Stromzuführung und der Transportmechanismus, sind natürlich auch außerhalb des Saugrohres angeordnet.The inlet opening is advantageously essentially vertical to the arc axis io-io. Specifically, it should be noted that the completely outside the suction pipe arranged negative holder of the harmful effects of the combustion products and is withdrawn from the heat. The common, additional elements of the negative holder, like the power supply and the transport mechanism, are of course also outside of the suction pipe arranged.

Da im Saugrohr leichter Unterdruck herrscht, besteht keine Gefahr, daß durch die Öffnung 6 Absauggase austreten, im Gegenteil ist mit einer gewissen Strömung im umgekehrten Sinn zu rechnen, wie dies ja weiter oben schon erwähnt wurde.Since there is a slight negative pressure in the intake manifold, there is no risk of that escape through the opening 6 exhaust gases, on the contrary, with a certain amount To calculate flow in the opposite sense, as already mentioned above.

Da die Negativkohle in der Nähe der Durchtrittsöffnung 6 von Frischluft umspült wird, besteht an sich die Gefahr des Oxydierens. Um dies zu verhindern, werden zweckmäßigerweise Kohlen mit Hauchverkupferung verwendet, während sich eine Verkupferung der Positivkohlen erfahrungsgemäß erübrigt.Because the negative coal near the passage opening 6 of fresh air is washed around, there is inherently a risk of oxidation. To prevent this, are expediently used coals with a touch of copper plating, while a Experience has shown that copper plating of the positive carbons is unnecessary.

Die Neigung der Saugrohr- gegen die Elektrodenachse kann unter ungünstigen Verhältnissen die Elotnogenität der Leuchtdichte über den Bogenquerschnitt stören. Dieser Nachteil kann durch Anwendung eines :Magnetfeldes vermieden werden. Die 1lauptaclise dieses Feldes fällt zweckmäßigerweise mit der Bogenachse zusammen. Die Feldlinien divergieren von der positiven zur negativen Elektrode gegenüber der Bogenachse, so daß eine rotationssymmetrische Radialkomponente entsteht, die den 13ogeii in Rotation versetzt, wodurch die gewünschte Homogenisierung der Leuchtdichte erzielt wird.The inclination of the suction tube towards the electrode axis can be unfavorable Conditions disturb the elotnogeneity of the luminance across the arch cross-section. This disadvantage can be avoided by using a magnetic field. The 1lauptaclise this field expediently coincides with the arc axis. The field lines diverge from the positive to the negative electrode with respect to the arc axis, so that a rotationally symmetrical radial component arises, which corresponds to the 13ogeii in Rotation offset, whereby the desired homogenization of the luminance is achieved will.

Fig. 3 veranschaulicht wie ein solches Magnetfeld mit Hilfe einer Spule 16 erzeugt werden kann. Die Spulenachse fällt mit der Bogenachse zusammen, während der Schwerpunkt des Magnetfeldes außerhalb der Bogenmitte in Richtung des Positivkopfes verschoben liegt. Die Radialkomponente dieses Llagnetfeldes erzeugt die gewünschte Rotation des Lichtbogens um seine Achse io-io. Der Schwerpunkt des Magnetfeldes ist dabei dem Mittelpunkt 118 des Bogens so weit verschoben, daß die Radialkomponente am größten wird.Fig. 3 illustrates how such a magnetic field using a Coil 16 can be generated. The coil axis coincides with the arc axis, while the center of gravity of the magnetic field is outside the center of the arc in the direction of the Positive head is shifted. The radial component of this Llagnetfeld is generated the desired rotation of the arc around its axis io-io. The focus of the Magnetic field is shifted so far the center 118 of the arc that the Radial component is greatest.

Bei Blasbögen, die mit kurzer Bogenlänge betrieben werden, besteht die Gefahr, daß an der Negativspitze eine Karbidperle oder sogar ein Pilz entsteht, herrührend von verdampftem und nicht verbranntem Material der Positivelektrode.In the case of blowing arcs that are operated with a short arc length, there is the danger that a carbide bead or even a fungus will develop on the negative tip, originating from vaporized and unburned material of the positive electrode.

Diese Unzulänglichkeit kann dadurch behoben werden, daß die Spitze der Negativkohle unterhalb der Bogenachse angeordnet wird, so daß sie also weniger in den Bogen hineinragt. Die Negativspitze befindet sich dadurch an einer Stelle des Bogens, wo einerseits die Dichte der verdampften Substanz weniger groß ist, während andererseits der Gehalt an Sauerstoff an dieser Stelle bereits größer ist als in der Bogenmitte, so daß sich eine bessere Verbrennung der Kondensationsprodukte ergibt. An sich besteht die Möglichkeit, die Kohlen zwar parallel, aber nicht koaxial, also gegeneinander versetzt, anzuordnen. Auch so wäre eine Trennung des Saugrohres und des Halters denkbar: Es ist jedoch ohne weiteres verständlich, daß bei Neigung der beiden Achsen gegeneinander eine bessere Trennung der beiden Teile möglich wird.This inadequacy can be remedied by making the tip the negative carbon is arranged below the arc axis, so that they are less protrudes into the arch. This means that the negative tip is in one place of the arc, where on the one hand the density of the vaporized substance is less, while, on the other hand, the oxygen content is already greater at this point than in the middle of the arc, so that there is better combustion of the condensation products results. It is possible to have the coals parallel, but not coaxial, so offset against each other, to be arranged. This would also be a separation of the suction pipe and the holder is conceivable: However, it is easily understandable that with inclination the two axes against each other a better separation of the two parts is possible.

Eine spezielle Anordnung gemäß Fig.2 ergibt sich dadurch, daß die Bogenachse io-io den Winkel des Saugrohres gegen die Negativelektrode halbiert oder annähernd. halbiert.A special arrangement according to FIG. 2 results from the fact that the Arc axis io-io halves the angle of the suction tube against the negative electrode or nearly. halved.

Sofern der Bogen im Zusammenhang mit einem Spiegel benutzt wird, empfiehlt es sich, in diesem ein Loch vorzusehen, durch das das Saugrohr und die Negativelektrode durchtreten kann; auf diese Weise können die Lichtverluste herrührend von der Konstruktion auf der Negativseite auf ein Minimum reduziert werden.If the bow is used in conjunction with a mirror, recommends it is necessary to provide a hole in this through which the suction tube and the negative electrode can pass through; in this way the light losses resulting from the construction can be avoided on the negative side can be reduced to a minimum.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Arc lamp with air stream concentration, the concentrating air stream exiting through a nozzle arranged on the positive head, while a suction tube is arranged on the negative side through which the positive-side air is sucked out together with the combustion products of the arc, characterized in that the axes of the negative electrode and the Suction pipe are inclined towards each other. z. Arc lamp according to Claim i, characterized in that the axis of the positive electrode practically halves the angle between the axis of the negative electrode and that of the suction tube. 3. Arc lamp according to claim i, characterized in that the negative carbon forms the only obstacle within the suction tube, while the electrode holder is arranged outside the suction tube and is not assembled with it. q. Arc lamp according to Claim 3, characterized in that the suction tube wall has an opening through which the negative electrode passes. 5. Arc lamp according to claim 4, characterized in that <let the passage opening is designed as a guide for the negative electrode. 6. Arc lamp according to claim 4, characterized in that the passage opening for the negative electrode is widened behind the same so that air is sucked in through this in order to prevent combustion products of the arc from settling at this point and thus reducing the effective cross section of the suction tube . 7. Arc lamp according to claim i, characterized in that the opening of the suction tube facing the arc is practically perpendicular to the arc axis. B. arc lamp according to claim i, characterized by a rotationally symmetrical magnetic field with respect to the arc axis, the field lines of which diverge in the direction from the positive to the negative electrode, so that its radial component sets the logen in rotation. cg. Arc lamp according to Claim 8, characterized by a magnetic coil attached to the positive head, the magnetic axis coinciding with the arc axis. 1o. Arc lamp according to Claim i, characterized in that the tip of the negative carbon lies below the arc axis so that the negative electrode does not intersect the arc axis.