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Katalytisch* wirksame Vorrichtung Lästige Geruchsstoffe und Rauch,
die z_ B _ in Gasen enthalten sind, die von gewerblichen oder Haushaltsöfen, Verbrennungsöfen,
Röstöfen und anderen solchen Anlagen ausströmen,, können oft durch katalytische
Oxydation der unangenehmen Bestandteile der Gase entfernt werden. Wo diese Methode
der Gasreinigung angewendet wird, ist ein geeigneter Katalysator im Strom der Gase
erforderlich,.damit die erwünschten katalytischen Reaktionen stattfinden, wenn die
Gase über den Katalysator strömen. Der Katalysator muß so angebracht sein,, daß
eine innige und vollständige Berührung zwischen dem Katalysator und den Gasen bewirkt
wird, um eine möglichst vollständige Entfernung der unangenehmen Bestandteile der
Gase zu gewährleisten.
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Bei der Installation ist. es in vielen Fällen vorteilhaft,, den Katalysator
in Form eines metallischen Fadens oder Drahtes vorwiegend von verhältnismäßig kleinem
Querschnitt auszubilden,, der mit dem kätalytischen Material überzogen ist oder
daraus besteht. Sbl'che katalytische Fäden von geringem Querschnitt haben im Verhältnis
zu ihrem- Volumen eine große Oberfläche. Selbstverständlich ist eine entsprechend
große Oberfläche vorteilhaft,- weil die Katalyse -eine Oberflächenerscheinung ist
und von der Schaffung einer genügenden katalytischen Oberfläche: abhängt.. Zudem
finden katalytische Reaktionen nur statt,, wenn die Aktivierungstemperatur des Katalysators
erreicht ist. Ein Katalysator von fadenförmigem Typ mit geringem Querschnitt, verhältnismäßig
geringer Masse und entsprechend geringer Wärmekapazität kann in einer verhältnismäßig-,
kurzen Zeit auf die, Temperatur erhitzt werden, wo er wirksam ist.
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Die Wärme, die erforderlich, ist, um den Katalysator auf seine Aktivierungstenperatur
zu: bringen und ihn bei dieserTemperatur zu halten, kann.(a). entweder durch die
füllbare Wärme aus. dem Gasstrom und aus, der Oxydationswärme, die. bei der katalytischen
Oxydation der verbrennbaren Bestandteile des Gasstromes- frei- wird; geliefert,
werden oder. (b). aus, einer fremden Quelle oder (c), aus beiden Quellen (a und
b) stammen. Wenn" wie in (b);, die. zur Erwärmung des Katalysators auf- seine, erforderliche
Wärme aus- einer fremden Quelle zugeführt wird;. bietet sich- beim fadenförmigen
Typ der. Katalysatoren. ein besonderer Vorteil dadurch, däg die. Wärme in bekannter
Weise, dadurch erzeugt werden kann;. daß. man einen elektrischen Strom durch den
Fäden schickt. Auf Zuführung, zusätzlicher Wärme ist- man z-B: bei Kochöfen angewiesen,,
die rauchbeladene und übelriechen.de. Gase ausströmen,- die- gewöhnlich Temperaturen
unterhalb der Akti'vierungstemperatur des- Katalysators haben. Den Katalysator durch
Wärme aus fremden Quellen zu erhitzen,, ist auch in; einigen Anlagen angebracht,
wo die Gase in Abständen und- nicht kontinuierlich strömen, weil dnrcL den Zeitraum,
zwischen dem tepinn des Gasstromes. und- der Aktivierung des Katalysators (durch
die vom- Gasstrom gelieferte Wärme) selbst in dem Fall, wo solche Gase eine verhältnismäßig
hohe Temperatur haben;, während dieser Zeit nicht einwandfreie Gase abgegeben werden.
Wenn. der Katalysator mit Hilfe: elektrischer Energie durch Stromdurchgang, erhitzt
wird; wird er innerhalb verhältnismäßig kurzer. Zeit auf seine Aktivi-erungstemperatur
gebracht. Die Wärme wird genau an der Stelle entwickelt" wo sie gebraucht wird,.
d. h. im Katalysator selbst. Weiterhin. dient. bei dieser Anordnung der Katalysatorfaden
selbst als. Beizendes Mittet; eine zusätzliche Heizvorrichtung,. wie z. B. ein Brenner,
wird dadurch vollständig überflüssig.
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Wenn die. lästigen Bestandteile des. Rauches. oderder Gase durch katalytische
Oxydation beseitigt werden sollen, muß eine innige- und vollständige Berührung der
Gase mit dem. Katalysator. erfolgen: Aus. diesem-. Grunde. ist. es erforderlich,-
daB. der katalytische. Faden einen verhältnismäßig kleinem Querschnitt hat, wodurch
eine verhältnismäßig groge:Ober= flache- des Katalysators. erzielt. wird. Die. benachbarten
Adern eines katalytischen. Fadens. müssen. verhältnis, mäßig dicht nebeneinanderliegen,.
weil- der -enge. Abstand zu einer innigen: und wirksamen.: Berührung des. I,#G-atalysators.
mit den Gasen- führt. Wenn benachbarte Adern der Fäden. in. einem, verhältnismäßig'
großen Abstand voneinander liegen, wie dies z-B:. gewöhnlieh, bei Raumheizern- der
Full- -ist, bestellt die IVfäg-Lichkeit,. daß- ein- wesentlicher Teil- der Gase-
sich beim Durchströmen durch die Fäden vollständig der kataytischen
Oxydation
entzieht und daß der katalytische 1 aden daher seinen Zweck nicht erfüllt. Weiterhin
nüssen die Adern des Fadens in gespanntem Zustand sehalten werden, wenn sie sich
unter dem Einfluß der Sitze verlängern. Gewöhnlich wird die Ausdehnung ier Adern
des Fadens in der Wärme, wenn die Fäden n kaltem Zustand dicht nebeneinanderliegen,
ein Schlaffwerden bewirken, was bei elektrischer Heizung :inen Kurzschluß zur Folge
hat, und es bilden sich tusgedehnteLücken zwischen den benachbarten Adern, wodurch
sich ein wesentlicher Teil der Gase der kata-.ytischen Wirkung entziehen kann.
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DerTräger für den fadenförmigenKatalysator muß jo konstruiert sein,
daß jegliches Umleiten der zu reinigenden Gase rund um die Adern der Fäden herum
vermieden wird. Das heißt, das Tragewerk für ien Faden muß so beschaffen sein, daß
im wesentlichen die gesamten ungereinigten Gase gezwungen werden, zwischen und durch
die in dichtem Abstand angeordneten Adern und nicht um die Adern herum zu strömen.
Dieses Erfordernis ergibt sich aus der c)ben erörterten Tatsache, daß eine erfolgreiche
katalytische Beseitigung der Geruchsstoffe durch eine innige und vollständige Berührung
des Katalysators durch die Gase bedingt wird.
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Vorliegende Erfindung schafft einen Träger für einen Katalysator von
fadenförmigem Typ, bei dem der Faden auf dem Träger in dicht nebeneinanderliegenden
Adern montiert ist, um eine möglichst günstige Berührung zwischen einem Gasstrom
und dem Katalysator zu schaffen. VorliegendeErfindung schafft auch federnde Mittel,
um die nebeneinanderliegenden Adern beim Erhitzen in gespanntem Zustand zu halten
und um das Schlaffwerden der Drähte zu verhindern, welches zu Kurzschluß und zum
Verlust an katalytischer Wirksamkeit führt. Weiterhin ist der Rahmen des vorliegenden
Trägers zum Einbau in Vorrichtungen, wie Öfen, Verbrennungsöfen usw., geeignet,
wo eine katalytischeAbgasreinigung erwünscht ist. Schließlich ist der mitKatalysator
bedeckteFaden auf dem Träger erfindungsgemäß so angebracht, daß ein Umleiten der
Gase um den Faden herum ausgeschlossen ist.
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Die Erfindung wird durch die Zeichnungen näher erläutert: = Fig. 1
ist eine perspektivische Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform vorliegender
Erfindung; Fig. 2 ist ein Teilschnitt entlang der Linie 2-2 der Fig. 1; Fig. 2 a
ist ein Teilstück der Seitenansicht der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform; Fig.3
ist ein Teilbild auseinandergenommener Teile der bevorzugten Ausführungsform vorliegender
Erfindung und zeigt die Art und Weise, in der ihre verschiedenen Konstruktionselemente
zusammengesetzt sind: Fig 4 ist eine Ansicht der Seitenteile, die einen Teil vorliegender
Erfindung bilden; Fig. 5 ist ein schematischer Schnitt und zeigt die Art und Weise,
in der eine Mehrzahl von auf Trägern befestigten Fäden zusammengestellt werden kann,
um eine Batterie hintereinander angeordneter, katalytisch wirksamer Fäden zu bilden;
Fig.6 ist eine perspektivische Ansicht einer Abwandlung des Fadenträgers, wie er
in Fig. 1 gezeigt ist, bei dem zusätzliche Lagen des katalytisch wirksamen Fadens
auf einen Trägerrahmen gewickelt werden können; Fig.7_ ist ein Teilbild auseinandergenommener
Teile einer Ecke der Vorrichtung, wie sie in Fig. 6 gezeigt ist. Sie zeigt die Art
und Weise, in der die verschiedenen --Konstruktionselemente untereinander zusammenhängen;
Fig. 8 ist ein Seitenriß eines Konstruktionselements der in Fig. 6 gezeigten Vorrichtung.
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Wie in Fig. 1 gezeigt, besteht eine bevorzugte Ausführungsform vorliegender
Erfindung aus einer Trägeranordnung 1 für den Faden. Sie besteht aus Endteilen 2,
Seitenteilen 3, Trägerteilen für den Faden 4 und 5, federnden Teilen 12 und isolierenden
Platten 10. Die Endteile 2 sind in Fig. 3 zu erkennen; sie bestehen aus rinnenförmigen
Teilen und haben Seitenteile 2 a und eine Grundfläche 2 b. Wie deutlich
in den Fig.3 und 4 gezeigt ist, besitzt jedes der Seitenglieder 3 einen Grundteil
3 a mit vorspringenden Rändern 3 b, die sich an ihren mittleren Teilen entlang erstrecken.
Die Seitenglieder 3 sind infolge der vorspringenden Kanten 3 b und des Grundteils
3 a in ihrer mittlerenAusdehnung rinnenförmig ausgebildet. Die Enden des Grundteils
3 a sind, wie bei 9 gezeigt, in ihrer Breite verringert und mit einem zweiten Satz
von vorspringenden Kanten 9 a versehen, die sich senkrecht von dem Grundteil 3 a
erstrecken. Der Grundteil 3a jedes Gliedes 3 ist mit zwei Schlitzen 6 und 7 versehen,
die nahe an jedem ihrer Enden liegen. Wie in Fig. 4 gezeigt, hat der Schlitz 6 aus
Gründen, die noch später erklärt werden, eine etwas größere Länge als der Schlitz
7. Zwischen den Schlitzen 6 und 7 sind Öffnungen 8 angebracht, welche zur Anbringung
von Klammern 10a (Fig. 1) dienen, mit denen eine isolierende Platte 10 auf dem Grundteil
3 a befestigt ist. Auf dem Grundteil 3a jedes Gliedes 3 ist ein zweiter Satz von
Öffnungen 8a angebracht, die, wie später noch erläutert wird, dazu dienen, das Zusammenfügen
der Vorrichtung zu erleichtern.
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Das Trägerglied 4 hat, wie dies deutlicher in Fig. 3 gezeigt ist,
einen im wesentlichen rechteckigen Querschnitt, dessen eine Oberfläche abgerundet
ist und dessen Enden 4a im Querschnitt reduziert sind, wodurch eine Schulter 4 b
gebildet ist. Beide Trägerglieder 4 und 5 haben dieselbe Gestalt und Größe, sie
werden zwischen den Seitengliedern 3 in den Schlitzen 7 und 6 festgehalten. Die
Schlitze 7 haben im wesentlichen dieselbe Größe wie der Querschnitt des Gliedes
5 an seinem reduzierten Teil, wobei die thermische Ausdehnung der Seitenteile 3
berücksichtigt ist. Die -Schlitze 6 hingegen sind etwas länger als der reduzierte
Teil 4a des Gliedes 4. -Infolgedessen kann sich das Trägerglied 4 innerhalb bestimmter
Grenzen zum Trägerglied 5 hin und von ihm weg bewegen. Der katalytische Draht 13
ist, wie in Fig. 1 gezeigt, in fortlaufenden Windungen dicht über die-Trägerteile
4 und 5 für den Faden gewickelt, so daß der Faden in zwei Ebenen vorliegt, die den
ganzen Zwischenraum zwischen den Endgliedern 2 und den Seitengliedern 3 ausfüllt
(dieser Faden ist in Fig. 1 im Interesse einer klaren Darstellung nur zum Teil gezeigt).
Der gewickelte Faden hat das Bestreben, das bewegliche Trägerglied 4 gegen- die
linke Ecke 6 b (Fig. 4) seines entsprechenden -Schlitzes 6 auf dem Seitenglied 3
zu ziehen. Die Federglieder 12 wirken der Kraft des aufgewickelten Fadens 13 entgegen
und üben eine Kraft auf die Enden des Trägergliedes 4 aus, welche dieses Glied,
wie in Fig. 1 gezeigt, nach rechts oder, wie in Fig. 4 gezeigt, in die Ecke 6 c
zu drücken sucht. . - -Wie am besten in Fig. 2 a zu sehen, stellen sich die reduzierten
Teile 4 ca des Trägergliedes 4 gegen die Feder 12 und nicht- gegen die Ecke
6 b des Schlitzes 6 ein. Es bleibt ein Zwischenraum 6d. Es bleibt auch
ein
Zwischenraum 6e auf der rechten Seite des Schlitzes 6, so. daß sich die reduzierten
Teile4a des Trägergliedes 4 innerhalb des Schlitzes 6 hin- und herbewegen können.
Bei der Montage wird der Draht über die beiden Träger 4 und 5 gewickelt, während
die Federn 12 leicht zusammengedrückt sind, ohne daß jedoch hierbei die reduzierten
Teile 4a gegen die linke Ecke 6 b des Schlitzes 6 gedrückt werden.
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Beim Gebrauch, wenn der Faden 13 erhitzt wird und sich ausdehnt, drückt
die Feder 12 das bewegliche Glied 4 nach rechts und hebt so das infolge der Ausdehnung
des Fadens bewirkte Schlaffwerden auf. Der Zwischenraum 6 e wird groß genug gemacht,
so daß bei der höchsten Temperatur der Wicklung der bewegliche Teil 4 nicht die
rechte Ecke 6 c berühren kann. Die Lücke 6 d ist notwendig, um zu verhindern, daß
die Trägerglieder 4 dicht gegen die Ecke 6 b gedrückt werden, wenn sich die Vorrichtung
nach dem Gebrauch bei hohen Temperaturen abkühlt. Bei solchem Abkühlen neigen die
Fäden dazu, sich schneller abzukühlen und sich schneller zusammenzuziehen als die
massiveren Seitenglieder 3. Infolgedessen neigen sie dazu, das Trägerglied 4 nach
links zu ziehen. Da der Träger 4 .unter dem Einfluß der Feder 12 sich hin-und herbewegen
kann, wie dies in Fig. 2 a gezeigt ist, wirkt sich dies nur als Druck auf die Feder
12 aus, wodurch- die Lücke 6 d kleiner wird. Die Größe der Lücke 6 d ist so eingestellt,
daß das Trägerglied 4 unter den äußersten Bedingungen nicht die Ecke 6 b berührt,
anderenfalls würde der Träger 4, wenn er gegen die Ecke 6 b gezogen würde, hohen
Zugkräften ausgesetzt sein, und wenn er aus Porzellan od. dgl. besteht, würden solche
Zugkräfte den Bruch des Trägers herbeiführen.
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Bei der gezeigten Ausführungsform sind sinusartige Blattfedern mit
vier Biegungen vorgesehen, um die erforderliche Kraft auf das Trägerglied 4 auszuüben.
Selbstverständlich können auch andere Arten von Federn, z. B. geeignet dimensionierte
Spiralfedern, an Stelle der beschriebenen sinusartigen Federn angeordnet werden.
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Wie in Fig. 2 gezeigt, erstrecken sich die Enden 13 a des Drahtes
13 durch Öffnungen 5 ca im Trägerglied 5. Sie sind in isolierenden Muffen 17 in
öffnungen in dem Grundteil 2 b der Endrinne 2 eingefaßt. Selbstverständlich können
die Enden 13a entweder durch den festen Fadenträger 5 oder durch den beweglichen
Fadenträger 4 geführt werden. Falls erwünscht, kann das eine Ende des Fadens 13
durch den festen Träger 5 und das andere Ende durch den beweglichen Träger 4 geführt
werden.
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Die isolierenden Platten 10 aus Glimmer oder ähnlichem dielektrischem
Material hindern die Endadern des Fadens 13 an der Berührung mit den Seitenglie=
dern3. Solche Berührung muß verhindert werden, um die Möglichkeit eines Kurzschlusses
des in dem Faden 13 fließenden Stromes auszuschließen. Diese Platten sind mit Öffnungen
10 b und 10 c (Fig. 3) versehen. Die Öffnung 10 b ist der Klammer 10 a (Fig.
1) angepaßt. Die Öffnung 10 c ist vorgesehen, um die Montage der Vorrichtung, wie
später noch dargelegt wird, zu erleichtern.
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Um jegliches Vorbeifließen der Gase neben dem Faden 13 zu verhindern,
wenn sie bei der Berührung der tieferen Lage des Fadens abgelenkt werden und parallel
hierzu in die Endrinne 2 und um die Trägerglieder 4 und 5 herumfließen,- ist zwischen
den Gliedern 4- und 5 und ihren angrenzenden Endrinnen 2 Dichtungsmaterial 11 (Fig.2)
angeordnet. Dieses Dichtungsmaterial kann aus jedem geeigneten faserförmigen Material
bestehen,. welches fähig ist, den Strom der Gase um die Glieder 4 und 5 herum zu
verhindern. Es muß elastisch sein, damit es sich der beschränkten Bewegung des Gliedes
4 anpassen kann. Glaswolle, Asbest oder ähnliche widerstandsfähige Stoffe können
zweckmäßig hierzu verwendet werden.
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Bei der Anwendung der beschriebenen Ausführungsform der Erfindung
wird der Fadenträger 1 in den Weg des zu reinigenden Gasstromes mit der Fläche des
Fadenträgers senkrecht zur Richtung des Stromes der Gase gestellt. Die Zuführungen
13a werden in geeigneter Weise an eine elektrische Stromquelle angeschlossen. Der
elektrische Strom, welcher durch den Faden 13 fließt, erhöht dessen Temperatur auf
die Aktivierungstemperatur des Katalysators. Infolgedessen beginnt die katalytische
Oxydation. des verbrennbaren Materials im Gasstrom. Wenn, wie oben erwähnt, der
Gasstrom selbst genügend heiß ist, um die Temperatur des Fadens 13 auf die Aktivierungstemperatur
des Katalysators zu erhöhen, ist es im allgemeinen überflüssig, Wärme in Form elektrischer
Energie dem Faden zuzuführen. In jedem Falle muß jedoch der Faden 13 auf eine erhöhte
Temperatur erhitzt werden, ehe diekatalytischeReinigung des Gasstroms beginnen kann.
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Wenn die Adern des Fadens 13 erhitzt werden, ver-. längern sie sich.
Um diese thermische Verlängerung der Adern auszugleichen, wird das Trägerglied 4
in der oben beschriebenen Weise unter dem Einfluß der Federn 12 vom Trägerglied
5 wegbewegt. Um diese Bewegung des Trägergliedes 4 bewirken zu können, müssen die
Federn 12 unter einer Kompressionskraft stehen, wenn der Faden Raumtemperatur hat.
Diese Kompressionskraft wird zum Teil aufgehoben, wenn die Adern des Fadens sich
ausdehnen.
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Die Materialien, die beim Aufbau vorliegender Erfindung benutzt werden,
müssen mit Rücksicht auf die bei der Verwendung sich ergebenden Temperaturen ausgewählt
werden. Die Endglieder 2 und die Seitenglieder 3 werden gewöhnlich aus verhältnismäßig
dünnem rostfreiem Stahl hergestellt, welches Material die unter dem Einfluß der
oxydierenden Gase erreichten, verhältnismäßig aushält. Das Federglied 12 muß aus-
einem Material hergestellt werden, welches seine Elastizität bei verhältnismäßig
hohen Temperaturen behält. Die Trägerglieder 4 und 5 für den Faden können aus feuerfestem
Material, wie # z. B. gewöhnlichem Porzellan, hergestellt werden. Die Patten 10,
welche die Seitenglieder 3 gegen die Drähte der Wicklung 13 isolieren, müssen aus
dielektrischem Material, z. B. Glimmer, bestehen, welches fähig ist, die erhöhten
Temperaturen auszuhalten.
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Wie oben erwähnt, ist eine möglichst vollständige Beseitigung lästiger
Bestandteile aus Gasen mit Hilfe des katalytisch wirkenden Fadens erforderlich;
dies wird durch die Berührung des gesamten Gases mit dem katalytisch wirkenden Material
sichergestellt. Aus diesem Grunde empfiehlt es sich, einen Faden zu verwenden, der
verhältnismäßig dünn ist, z. B. einen Draht mit einem Durchmesser in der Größenordnung
von ungefähr 0,38 mm. Die Adern des Fadens müssen, wie oben erwähnt, dicht nebeneinanderliegen,
-so daß keine Lückenoder Nebenwege für die Gase möglich sind.
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Der bei der vorliegenden Erfindung verwendete Faden kann mit jedem
geeigneten katalytischen Material überzogen sein, z. B. mit einer katalytisch wirksamen
Form eines anorganischen Oxydes, wie katalytisch wirksamer Tonerde, Berylliumoxyd;
Zirkon-
Oxyd öd. dgl. oder einer Mischung solcher Oxyde.
Dieser Überzug kann mit einem geeigneten 'Metall" z. B. Platin, imprägniert werden.
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Bei der Verwendung eines solchen Films, der aus, katalytisch. wirksamen
Oxyden besteht, muß darauf Bedacht genommen werden; einen Faden zu verwenden, der
aus einem Material besteht, welches die katalytische Wirksamkeit des Oxydes nicht
schädlich beeinflußt. In. gewissen Fällenhaben z. B. eisenhaltige oder. kupferhaltige
Legierungen die Tendenz, den Film des katalytischen Oxydes zu vergiften, wodurch
seine 1{atalytisehe Wirksamkeit zerstört wird. Man kann die Eignung des Materials-
für die Aufnahme des katalytischen Films leicht dadurch bestimmen, daß man ein.
Muster herstellt und seine Aktivität unter. den Arbeitsbedingungen ausprobiert-.
Für einen katalytischen Überzug dieser Art ist auch die Dicke des katalytischen
Films von großer- Bedeutung. Zur Erziehing der besten. Werte- soll, ein solcher
Überzug. eine Dicke von nicht mehr als 0,038 rnm haben.
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Der Fadenträger nach vorliegender Erfindung ist mit ebenen Oberflächen
ausgebildet, wie si=e durch die Flansche 3 6. der Seitenglieder 3 und die Seiten
2 a der Endglieder 2 bestimmt sind; welche sie zum Einbau in vorhandene Vorrichtungen,
z. B. Öfen, Verbrennungsöfen, Backöfen usw., ohne besondere Um-, stände geeignet
machen. Man braucht nur die Zugkanäle öd. dgl. bei der Anbringung den Oberflächen,
wie sie durch die Flansche 3 b und die Seiten 2a ge-. bildet werden, anzugleichen.
Weiterhin kann eine-Mehrzahl- von Fadenträgern, wie in Fig. 5 gezeigt, leicht und
bequem übereiriandergestapelt werden, um eine vergrößerte katalytische Oberfläche
zu schaffen. In Fig. 5. sind die Wände 29 eines Rauchzuges öd. dgi. mit Trägern
in Form von Konsolen 30 ausgerüstet. Die erforderliche Anzahl von Fadenträgern 1
kann innerhalb des Rauchzuges aufeinandergesetzt werden. Wie- in Fig. 5 gezeigt;
können- die Zuführungen 13'a jedes Fadenträgers 1 in geeigneter- Weise mit einer-'
elektrischen Spannungsquelle 31 verbunden werden.
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In den Fig. 6, 7 und 8 ist eine besondere Ausführungsform der in Fig.
1 gezeigten Vorrichtung dargestellt, bei' der zusätzliche Lagen des Fadens umeinen
einzigen Rahmen gewunden sind. Ähnlich- wie bei der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform,
besteht die in den Fig. 6, 7 und 8 dargestellte Vorrichtung aus einem offenen; rechteckigen
Rahmen. Hierbei bestehen die Seitenglieder 41 und die Endglieder 42 aus rostfreiem
Stahl öder- ähnlichem, temperaturbeständigem Metall. Sowohl die Seitenglieder 41
als auch die Endglieder 42 haben im Querschnitt rinnenförmige Gestalt. Die Seitenglieder
haben an jedem Ende: eine Verlängerung 43 des Grundteiles der Rinne, die selbst
wieder, wie- bei 44 gezeigt; umgebogen- ist, um einen aufwärtsstehenden Endflansch
zu bilden. Dieser Flansch wird von den Endgliedern-42 umfäßt und ist vorzugsweise
angeschweißt oder in geeigneter- Weise anderweitig daran befestigt; um so einen
festen Rahmen zu bilden. Wie in Fig. 8 gezeigt, ist jedes der. Seitenglieder- 41
mit Öffnungen 46 in der Nähe seiner Enden versehen. Diese Öffnungen nehmen die reduzierten
Endteile 47 der den Faden tragenden Glieder 48 auf, welche aus geeignetem Isolätionsmateriat_
z. B. Porzellan, hergestellt sein können. Die Öffnung 46- rechts in Fig. 8 muß-
so groß sein; daß sie eine beschränkte Hin- und Herbewegung des den Faden tragenden
und` darin geführten Gliedes 48 in der Ebene des Rahmens- gestattet; während die
Öffnung, 46 links in Fig. 8' etwas kIeinei' ist; so> däß das den Faden tragende
und darin gehaltene Glied im Rahmen festgelegt ist.
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Die den Faden tragenden Glieder sind, wie dies am, besten in den Fig:
6 und 7 zu erkennen ist, mit einer abgerundeten Ecke 49 ausgebildet, über die in
fortlaufenden Windungen ein erster Faden 50 aus katalytisch wirkendem Material so-
gewickelt ist, daß er zwei parallele Ebenen bildet.
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Über jedem der Vadenträgerglieder ist ein Abstandsgli_ed_ 51 aus keramischem.
Material ähnlich den. Fadenträgergliedern 48 angeordnet. Es dient zur Aufnahme einer
zweiten Wicklung des Fadendrahtes 52;. wie dies aus Fig. 6 zu ersehen ist. Die Abstandsglieder
sind im wesentlichen im Querschnitt halbmondförmig ausgebildet. Wie aus Zig.7 ersichtlich,
entsprechen. ihre inneren Oberflächen 53 der äußeren Oberfläche 49 der Fadenträgerglieder
48; so dä.ß sie auf die Fadenträgerglieder aufgelegt und.auf ihnen unter dem Zug
der Fadenwicklung 52 festgehalten werden können. Der zweite Faden besteht aus einem
überzogenen Draht vom, selben Typ und Durchmesser wie der erste Faden 5.0. Wenn
er über die Abstandsglieder 51 gewickelt ist, bildet er einen zweiten Satz von Adern
des Fadens, der in parallelen Ebenen und' parallel und im Abstand zu, den parallelen.
Ebenen, die vom .Faden 50 gebildet sind;. angeordnet ist. Diese Anordnung schafft,
wie aus der Zeichnung. ersehen werden kann, vier getrennte Ebenen aus Fäden, wobei
jede- von ihnen aus einer Mehrzahl nebeneinanderliegender Adern besteht. Die Abstandshalter
52 sind vorwiegend= an ihren Ecken verhältnismäßig dünn, so daß die einzelnen Ebenen
der Adern der Fäden verhältnismäßig dicht aneinandezliegen. Die Enden der Abstandsglieder
51, sind bei der beschriebenen Ausführungsform" wie bei 51#a gezeigt, an den Kanten
verjüngt. Wenn die Gase durch die zentralen offenen Teile des Rahmens strömen, müssen,
sie so. vier Lagen der. Adern des Fadens hintereinander passieren. Dadurch wird
eine größtmögliche Berührung der Gase mit der katalytischen Oberfläche des Fadens
erreicht. Infolge des dichten Abstands sowohl der Ädern des Fadens als. auch der.
Ebenen der Adern werden die Gase auch zu einem, etwas unregelmäßigen Weg gezwungen.
Es wird auch in gewissem Umfange eine Turbulenz erzeugt, wenn die Gase durch die
Vorrichtung strömen, was weiterhin zur Vervollständigung der Berührung beiträgt.
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Die Enden der zwei Fäden 50 und 52- werden durch die Endglied er42'
mit Hilfe von Isolatoren.54 geführt. Diese sind aus Porzellan, oder ähnlichem dielektrischem
Material, und in den in den Endgliedern vorgesehenen Öffnungen angeordnet. Obwohl
bei der erläuterten Ausführungsform zwei besondere Fadenwicklungen 50 und. 52 vorhanden
sind, so kann es selbstverständlich unter gewissen Umständen vorgezogen werden,
nur eine einzelne Wicklung durchgehend für alle vier Ebenen. der Adern des Fadens
zu bilden. Der Vorteil der beschriebenen Anordnung ist der, daß die zwei Wicklungen
zu einer geeigneten elektrischen Stromquelle parallel geschaltet werden: können,
wobei sich pro, Einheit der Länge des Drahtes in der Wicklung eine etwas höhere
Voltspannung ergibt und eine etwas höhere Temperatur oder wenigstens die Möglichkeit,
eine höhere Temperatur zu erreichen.
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Zur Aufrechterhaltung der vier Wicklungslagen in gespanntem. Zustand
dient eine. Feder 56: in sinusz förmiger Ausbildung, die gegen -einen festen, federn-,
den Halter 57. wirkt, welcher auf den Seitenteilen 4 aufgeschweißt oder in-
anderer Weise' befestigt ist.'
Selbstverständlich ist eine Feder
56 an jedem Seitenglied 41 angeordnet. Wie in der Zeichnung dargestellt, bewegt
die Feder das Trägerglied für den Faden, auf welches sie einwirkt, in einer Richtung
vom anderen Wicklungsträger hinweg. Da der Abstandshalter 51, der zu der Feder gehört,
die das Fadenträgerglied verschiebt, auf dem Trägerglied sitzt, hält die Feder naturgemäß
alle vier Ebenen der Fäden in gespanntem Zustand. Die in dieser Feder erforderliche
Spannung und der Betrag an Kraft, der auf das Fadenträgerglied ausgeübt werden muß,
wenn die Fäden beispielsweise auf Temperaturen von 315 bis 371° C und höher erhitzt
werden, kann am besten empirisch ermittelt werden.
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Die beschriebene Ausführungsform kann durch einfaches Klammern der
Wicklungsträgerglieder 48 zwischen die Seitenglieder 41 und durch Wickeln des inneren
Fadens unmittelbar über diese Fadenträgerglieder zusammengestellt werden. Darauf
werden die Abstandsglieder 51 über die Fadenwicklungen 50 und die Fadenträgerglieder
gelegt und der zweite Faden 52 darübergewickelt. Der letzte Schritt ist natürlich
das Überlegen der Endglieder 42 über die Seitenglieder und das notwendige Verschweißen,
um den Rahmen fertigzustellen. Beim Herumwickeln des Fadens in der oben beschriebenen
Weise sitzt das bewegliche Fadenträgerglied in seiner Endstellung in Richtung zum
anderen Fadenträgerglied. Die Feder kann dann eingesetzt werden.
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Wie durch das Bezugszeichen 58 angedeutet, wird auf der inneren Fläche
jedes Seitengliedes 41 eine geeignete Isolation angebracht, um diese metallischen
Glieder gegen die Windungen der Fäden 50 und 52 zu isolieren. Diese Isolierung kann
zweckmäßig aus Glimmer oder anderen dielektrischen Stoffen bestehen, welche in verhältnismäßig
dünnen Blättern verfügbar sind und durch die Schultern, welche an dem verjüngten
Endteil 47 der Fadenträgerglieder vorgesehen sind, in ihrer Lage festgehalten werden.
Eine zusätzliche Isolierung in Form von Glaswollplatten 59 kann in dem Zwischenraum
zwischen den Endgliedern 42 und den als Abstandshaltern 51 ausgebildeten Trägern
angeordnet werden, um zu verhindern, daß Gase beim Gebrauch der Vorrichtung an den
Wicklungen vorbeistreichen.
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Gegebenenfalls kann die Zahl der Fadenebenen durch Anordnung eines
zweiten Abstandsgliedes über dem Abstandsglied 51 und durch Wicklung eines
dritten Fadens auf sechs vermehrt werden.