DE1401162A1

DE1401162A1 - Thermokatalytisch aktives Element

Info

Publication number: DE1401162A1
Application number: DE19591401162
Authority: DE
Inventors: Smith Jun Roger M
Original assignee: American Thermocatalytic Corp
Current assignee: American Thermocatalytic Corp
Priority date: 1958-04-07
Filing date: 1959-03-26
Publication date: 1969-10-16
Also published as: GB914765A; US3191659A

Description

Dr.-ton, Γ:---'· Γ~-TTr-fß'c

2071-59/Dr. ν. B./Fr. 1401162

Dr.ExpL ι

American Thermocatalytic Corpori-.tioa, 200 East Second Street, Mineola,-Long Island, New York

THERMOKATALYTISCH AKTIVES ELEMENT

Die Erfindung bezieht sich auf Herstellungs- und Betriebsverfahren für thermokatalytische Elemente und auf Erzeugnisse, die mit diesen arbeiten; insbesondere bezieht sie sich auf thermokatalytische Elemente hoher Ausgangsleistung bei gleichzeitig geringstem Raumbedarf und hohem Wirkungsgrad.

Ein Merkmal der Erfindung besteht darin, den Katalysator oder das thermokatalytisch alctive Material hoher oder niedriger Aktivität für einen Betrieb bei hohen oder niedrigen Temperaturen auf einen faserförmigen Träger aufzubringen, d.h. auf eine grosse Anzahl von sehr dünnen, jedoch langgestreckten Teilchen, die so miteinander verfilzt sind, dass sie eine mehr oder weniger zusammenhängende Schicht oder Körper mit einer verhältnis massig grossen thermokatalytisch aktiven Oberfläche bilden, bei gleichzeitiger Durchlässigkeit für Brennstoff dämpfe.

Gemass der Erfindung sollen insbesondere als Träger für die thermokatalytisch aktiven Substanzen hochwarmfeste oder keramische

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Fasern, beispielsweise aus Aluminiumsilikat verwendet werden, wie sie unter dem Namen "Fiberfrax" im Handel sind.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, auf die Fasern oder den Faserfilz eine thermokatalytische Substanz mit verhältnismässig geringer Aktivität oder einer Aktivität aufzubringen, die nur innerhalb eines verhältnismässig begrenzten Temperaturbereiches wirksam ist, wie z. B. bei der Temperatur knapp unterhalb des Dekristallisations- oder Erweichungspunktes der keramischen Fasern und der anderen Bestandteile der Struktur.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, auf die keramischen Fasern oder auf das Fasergebilde einen Thermokatalysator mit hoher Wärmebeständigkeit und verhältnismässig geringem Ausdehnungs** koeffizienten oder einem Ausdehnungskoeffizienten, der annähernd gleich dem der Faserunterlage ist, aufzubringen.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, auf einem thermokatalytischen verhältnismässig wenig aktiven Träger zusätzlich eine Schicht hoher Aktivität oder eine Schicht, die eine spezifische Aktivität für einen bestimmten Brennstoff zeigt, aufzubringen.

Ein Merkmal der Erfindung besteht auch darin, das keramische Fasergebilde direkt mit einem katalytisch aktiven Material zu imprägnieren, beispielsweise mittels einer Lösung mit einem verdampfbaren Lösungsmittel unter genau kontrollierten Trockenbedingungen.

Ein zusätzliches Merkmal der Erfindung besteht darin, den Faser-

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SAD ORIGSNAL

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teilchen ein thermokatalytisch aktives Material als Bindemittel zuzusetzen.

Ein etwas spezifischeres Merkmal der Erfindung besteht darin, eine flächen- oder blattförmige keramische Fas er struktur mit einer geeigneten Trägerimprägnation zu versehen und darauf eine Aktivierungssubstanz in Lösung aufzubringen und anschliessend unter genau ge« steuerten Bedingungen zu trocknen.

Weiterhin kann gemäss der Erfindung der katalytische Träger in Form von relativ groben Körnchen auf das Fasergebilde, das vorher mit einer verdampf baren Flüssigkeit befeuchtet worden war, aufgebracht werden, wobei die Körnchen an den feuchten Fasern in einer bestimmten Menge haften bleiben, der Überschuss wird beispielsweise durch Schütteln entfernt und das blattförmige Gebilde wird zu einem vielschichtigen Körper oder einer Röhre aufgerollt.

Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung wird ein verhältnismässig feinkörniges thermokatalytisch aktives Pulver in einer Suspension verwendet, die unter Druck auf einen Faserfilz aufgebracht wird, beispielsweise durch Aufwalzen.

In allen diesen Fällen können einem weiteren Merkmal der Erfindung die Thermokatalysator-Körner allein nur bei verhältnismässig hohen Temperaturen aktiv sein oder sie können vorher mit einer aktiveren Imprägnation versehen worden sein, so dass ein Betrieb oder ein Ingangsetzen des Verfahrens bei tieferer Temperatur möglich ist.

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Andererseits können auch gemäss einem anderen Merkmal der Erfindung die Körnchen und die Fasern vereinigt werden und der mit Körnchen imprägnierte Fasdrfilz kann zusätzlich durch eine weitere Imprägnation aktiviert werden.

Es ist weiterhin ein Merkmal der Erfindung, einen Faserfilz oder -körper, der bereits, wie oben beschrieben imprägniert wurde, nochmals mit einem verhältnismässig wenig aktiven Katalysator zu imprägnieren, um die Steife und den Strömungswiderstand zu erhöhen, wodurch auch eine gleichmässigere Verbrennung erreicht wird.

Weiterhin ist es ein Merkmal eines Verfahrens gemäss der Erfindung, eine Thermokatalysatoranordnung von vorzugsweise faserartigem Aufbau bei einer Temperatur zu betreiben, die in der Mitte zwischen der Temperatur bei optimalem, stöehiometrischem Verhältnis, und der Temperatur liegt, bei der bei ganz magerem Gemisch die Reaktion nicht mehr existenzfähig ist und erlischt.

Ein besonderes Merkmal der Erfindung ist ein schichtartiges thermokatalytisch aktives Gebilde aus hochwarmfesten Fasern, die zu einer Röhre aufgerollt oder in diese Form gegossen sind, wobei ein Ende der Röhre geschlossen ist und das andere Ende als Einlass für die Luft-Brennstoff-Mischung dient oder bei Umkehr der Flussrichtung als Auslass für die Verbrennungsgase.

In diesem Zusammenhang besteht ein weiteres Merkmal der

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BAD ORIGINAL

Erfindung darin, in einem gegossenen oder gewickelten Fasergebilde elektrische Heizspiralen zur Erleichterung des Startens bei niedrigeren Temperaturen vorzusehen, so dass ein thermokatalytisches Material verwendet werden kann, das verhältnismässig inaktiv oder nur bei höheren Temperaturen aktiv ist.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, ein thermokatalytisches Material in Form einer Schicht auf metallischen Trägerscheiben vorzusehen und eine Mehrzahl solcher Scheiben zu einem Stapel zu vereinigen.

Schliesslich besteht ein Merkmal der Erfindung darin, einen scheibenförmigen thermokatalytischen Träger mit einem Zuführungsraum auf der einen Seite und einem Abzugsraum auf der anderen Seite der Scheibe zu versehen und eine Gas-Luft «Mischung von der einen Seite zur anderen zu leiten, wobei die Wärme zu einer ebenen Heiz* platte geführt wird, die den oben gelegenen Raum abschliesst*

Die Erfindung soll nun anhand der Zeichnungen näher erläutert werden; es zeigen:

Fig» 1 ein rohrförmiges Katalysatorelement mit bestimmten Merkmalen der Erfindung; ·

Fig. 2 eine gegossene oder gepresste Ausführungsform eines Katalysatorelementes ähnlich, wie Fig« I; Fig. 3 eine weitere Abwandlung;

Fig» 4 und 5 geeignete Anordnungen zur Einspeisung der Luft«

Brennstoff-Mischung in Katalysatorröhren, wie die in Fig. 1 bis 3 dargestellten;

Fig. 6 eine rohrförmige Anordnung, die eine genaue Steuerung der Strömung der verschiedenen Gase zu und von einem Katalysator element gemäss der Erfindung erlaubt;

Fig, 7 eine graphische Darstellung der zu bevorzugenden Betriebsbedingungen;

Fig. 8 A, B, C und D in ein Fasergebilde gemäss der Erfindung eingebettete elektrische Heizwicklungen;

Fig. 9 die Anwendung der Erfindung bei einem katalytisch flammenstabilisierten System;

Fig. 10 die Anwendungsmöglichkeiten für verschiedene Sicherheitsvorkehrungen;

Fig. 11 A und B eine Anordnung mit katalytisch aktiven Faser« gebilden im Längsschnitt bzw. in einer Vorderansicht;

Fig. HC einen Fig. 11 A entsprechenden Querschnitt einer etwas abgewandfeiten Ausführungsform und

Fig. 12 die Anwendung der Erfindung bei einem Küchengerät, beispielsweise einer Kochplatte eines Küchenherdes.

Eines der wichtigsten Materialien, die als Träger für die verschiedenen thermokatalytischen Strukturen gemäss der Erfindung Ver« Wendung finden können, ist Aluminiumsilikat in Faserform, wie es in den verschiedensten Formen im Handel ist, beispielsweise in Form eines

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Filzes oder Papieres von weicher, löschpapierähnlicher Textur, dieses Material kann leicht auf einen Dorn gewickelt werden, die einzelnen Lagen haften nach dem Befeuchten aneinander, so dass ein Rohr der gewünschten Bandstärke entsteht. Ein derartiges Material wird beispielsweise von der Carborundum Company unter dem Namen "Fiberfrax" vertrieben.

Es ist andererseits auch möglich, ein solches Rohr zu giessen, indem man Silikatfasern in einem flüssigen Träger suspendiert und die Suspension in eine Siebform gieest, die später wieder entfernt werden kann, solche Verfahren sind von der Pappmacheherstellung bekannt.

Die Erfindung ist jedoch nicht auf ein spezielles Erzeugnis, wie Fiberfrax im besonderen noch auf die Verwendung von keramischen Fasern aus Aluminiumsilikat im allgemeinen beschränkt»

Die verschiedenen Merkmale und Erfordernisse können auch von anderen Aluminium silikat- oder Silikatfasern erfüllt werden oder auch ganz allgemein von einem Fasermaterial, das gegen hohe Temperaturen beständig ist, ohne dass dadurch der Rahmen der Erfindung überschritten würde.

Die folgenden Abschnitte betreffen in der Hauptsache die Imprägnation von lagermässig vorhandenen Faserblättern und die Herstellung von Röhren aus diesen. Es soll jedoch besonders betont werden, dass weder die Form noch das spezielle Herstellungsverfahren solcher ICätalysatörkörper als EinschränMng ausgelegt werden darf,

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Die Form kann auch zylindrisch mit gewellter oder gefalteter (Zick*Zack) Oberfläche, sphärisch oder eben, geschichtet, gewickelt oder in Formen gegossen sein, der Katalysator kann auch von geeigneten Strukturen getragen werden, wie z. B. einem perforierten Metallblech^ einem Netz u. dgl.

Zur Imprägnation und Behandlung dieser Katalysatorelemente wurden allgemein gesprochen fünf Verfahrensgruppen entwickelt, vier von ihnen sind grundlegend und unabhängig, während die fünfte eine Kombination darstellt und gemischte Strukturen ergibt.

1. GRUPPE:

Bei diesem Verfahren wird ein Faserblatt oder -filz aus Fiberfrax direkt mit dem katalytisch aktiven Material oder Element imprägniert.

Das flache Blatt oder der aufgerollte Wickel wird dabei mit einer Lösung von Platinchlorwasserstoffsäure (H-PtCl. χ 6H₃O) in Alkohol oder Wasser (1/2 %, 2%, 5%-ig oder mehr) getränkt. Anschliessend wird das Lösungsmittel durch Erhitzen entfernt und das Platinsalz zersetzt, so dass sich ein Platinniederschlag auf den einzelnen Fasern ergibt. Das Trocknen muss mit Vorsicht erfolgen, damit die Verteilung der Lösung in dem Faserkörper einigermassen gleichförmig bleibt, da beispielsweise das Einwirkenlassen von Wärme auf die Aussenfläche bewirken kann, dass die restliche Flüssigkeit zu dieser Fläche wandert.

Andererseits kann ein gewisses Vortrocknen des flachen Blattes

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angezeigt sein, natürlich nur wenn nicht ein konzentrierter Niederschlag gewünscht wird, beispielsweise auf der Innenfläche eines
zylindrischen Elements· In diesem Falle wird dann die Aussenseite der Röhre abgedeckt, beispielsweise durch eine Metall« oder Glas·· röhre oder sie wird mit Aluminiumfolie oder einer nicht reaktionsfähigen Plastikfolie umwickelt, so dass ein Verdampfen unterbunden wird, man trocknet und brennt dementsprechend von innen.

In dieser Hinsicht und auch in Hinblick auf die folgenden Abschnitte ist es wichtig zu betonen, dass auch andere Elemente, Elementgruppen oder Verbindungen in den verschiedensten Kombinationen verwendet werden können»

So hat es sich z. B. ergeben, dass Didymoxyd (DiO), das aus einer alkoholischen Lösung von Didymnitrat (DiNO _)-,· 5H₉O niederge-

OO «

schlagen wurde, eine langanhaltende Aktivität mit Methanol zeigt,

diese Reaktion muss jedoch bei erhöhter Temperatur eingeleitet werden.

Ein.Nieder schlag von Chromoxyd Cr₀O , der mittels eines

Cl O

geeigneten Salzes wie des Chorides oder Nitrates hergestellt werden kann, ergab eine gute Aktivität mit Propangas.

2. GRUPPE:

Hier werden Materialien verwendet, die katalytisch verhältnis massig inaktiv sind oder die nur bei bestimmten Brennstoffen eine
gewisse Aktivität zeigen. Solche Materialien sind auch als "Träger"

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H01162

bekannt, da sie normalerweise als Basis für den Niederschlag von katalytisch aktiven Elementen dienen, wovon die folgenden Gruppen handeln.

Für diesen Zweck können folgende Substanzen verwendet werden: Zirkonoxyd, Siliziumoxyd, Didymoxyd, Aluminiumoxydj Chromoxyd und andere hitzebeständige Verbindungen, die Aufzählung erfolgt in der Reihenfolge abnhemender Eignung.

Von diesen Substanzen hat sich Zirkonoxyd am besten bewährt, da es einen verhältnismässig kleinen Wärmeausdehnungskoeffizienten besitzt und sehr widerstandsfähig gegen hohe Temperaturen ist. Aluminiumoxyd zeigt hingegen eine Neigung zum Brechen, wenn es längere Zeit hohen Temperaturen ausgesetzt wird.

Diesen Nachteil hat Didymoxyd in wesentlich geringerem Masse, es hat ausserdem die vorteilhafte Eigenschaft für gewisse Brennstoffe, wie z.B. Methylalkohol eine gewisse katalytische Aktivität zu zeigen. Chromoxyd ist aktiv für Propan und besitzt offensichtlich keine nennenswerten strukturellen Spannungen, aus diesem Grunde wurden auch keine Brüche beobachtet.

Alle diese Materialien können auhh als Bindemittel oder zur Versteifung von Fasermatten oder von Elementen dienen, wie sie bei Anlagen Verwendung finden, die mit einer katalytisch stabilisierten Flamme arbeiten und die nach den Verfahren und mit den Materialien

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hergestellt wurden, die in dieser Gruppe beschrieben sind.

Ein typisches Element mit Zirkonoryd wird aus einem Silikatfaser ~ blatt aus Fiberfrax mit den Abmessungen zirka 25 χ 30 χ 0, 05 cm hergestellt. Das Blatt wird mit Alkohol oder Wasser benetzt, auf einen zirka 10 mm dicken Dorn gewickelt und an der Luft getrocknet. Anschliessend wird es in eine Lösung von Zirkontetrachlorid in Methanol (32, 6 Gewichtsprozent) getaucht· Die gesamte Menge an Lösung, die von der fünflagigen Faserstoffröhre aufgenommen wird, beträgt zirka 60, 3 cm .

Anschliessend wird die Röhre getrocknet, vorzugsweise gleichförmig, um ein Wandern der Lösung zu verhindern, soweit nichts anderes beabsichtigt wird und dann wird das Zirkonsalz zersetzt·

Diese Imprägnationliefert 10,6 g Zirkonoxyd ZrO₀. Das ent-

Ck

2
spricht zirka 14 mg/ cm Blattoberfläche.

Die Zersetzungsreaktion vom Salz zum Oxyd läuft folgendermassen ab: ZrCl.-Salz in hellgrüner Lösung -W schwarzes ZrCl₀ -*-ZrO₀ + Cl₀ in der letzten Stufe des Zersetzungsprozesses durch Aufnahme von O„ aus der Atmosphäre· Die so hergestellte Röhre wird am einen Ende verschlossen, am anderen Ende wird ein Zuführüngsanschluss oder ein Rohr für die Gas-Luft-Mischung angesetzt. Das so hergestellte Katalysator· element war zirka 25 cm lang und lieferte in einer mit einer stabilisierten Flamme arbeitenden Anlage eine Ausgangsleistung von 4, 35 kW, was einer

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Leistungsdichte von zirka 45 W/cm aktiver Aussenfläche entspricht»

In entsprechender Weise wurde ein didymimprägniertes Element hergestellt, indem ein zirka 20 χ 30 cm grosser Faserstoffilz aus Fiberfrax in eine 30 % (Gewichtsprozent) Didymnitratlöiung in Alkohol

3 getaucht wurde· Insgesamt wurden dabei 48, 9 cm Lösung absorbiert, was nach der Zersetzung 14,67 g Didymoxyd ergab. Die Niederschlags«

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dichte beträgt zirka 24 mg/cm und bei einer Gesamtströmung von 61, 6 l/min einer Gas «Luft«Mischung mit stöchiometrischem Verhältnis von 1;9:33 ergab sich eine Wärmeleistung von 3, 69 kW.

Selbstverständlich kann die Konzentration der Lösungen und der Imprägnierungen in weiten Grenzen schwanken, ohne dass dadurch der Rahmen der Erfindung überschritten wird.

3. GRUPPE:

Bei dieser Gruppe werden die ersten beiden kombiniert indem zuerst ein geeigneter Träger auf der Fasermatte niedergeschlagen wird, beispielsweise Zirkonoxyd und dann ansehlies send ein aktives Element, wie beispielsweise Platin oder Palladium aufgebracht wird, wie bei Gruppe 1 beschrieben wurde.

In diesem Falle hält die Konzentration am Edelmetall so niedrig, wie aus Preisgründen erforderlich ist, normalerweise etwa 2 Gewichtsprozent oder weniger des Trägers. Nach der Behandlung mit dem Edelmetall folgt die vollständige Zersetzung des Trägersalzes, wobei

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BAD ORiGSNAt

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darauf zu achten ist, dass keine unerwünschte Lösungswanderung auftritt (s. vorstehende Beschreibung), falls dies nicht zur Erreichung bestimmter Konzentrationsverhältnisse im Inneren erwünscht ist.

4. GRUPPE;

Hier wird ein granulierter Katalysator verwendet, der beispielsweise aus Aluminiumoxyd vom Grad F (Aluminium Corporation of America) besteht und mit 1/10 bis 10 Gewichtsprozent Platin oder einem äquivalenten Stoff imprägniert ist, vorzugsweise mit 1/2 bis 1%.

Der Niederschlag erfolgt mittels einer Platinsalzlösung, wie im vorstehenden beschrieben wurde. Hier ergaben sich zwei weitere Untergruppen des Verfahrens, nämlich; 4a)grobe Körner und 4b) feine Körner.

Beim Verfahren 4a) wird das Faserblatt flach ausgebreitet, mit Wasser, Alkohol oder ähnlichem befeuchtet und mit einer Schicht aus dem oben beschriebenen kornförmigen Katalysator bedeckt, der beispielsweise mittels eines Siebes aufgestreut wird» Eine bestimmte Schichtdicke der Körnerlage saugt Flüssigkeit aus dem Faserblatt auf, der Überschuss der Körner kann durch einfaches Neigen des Blattes auf der Unterlage entfernt werden. Auf diese Weise erhält man Schichten ziemlich gleichmässiger Dicke.

Anschliessend daran wird das Blatt auf einen Dorn aufgerollt, das Produkt ähnelt etwas einer Biskuitrolle.

Die Korngrösse für dieses Verfahren kann beispielsweise 30 Maschen

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betragen.

Beim Verfahren 4b) wird ein wesentlich, feinkörniges Katalvsatormaterial verwendet, das Verfahren verläuft genau wie oben mit der Ausnahme, dass die Körner mit einer Kugelmühle solange gemahlen werden, bis sie durch ein 200 bis 900 Teiler-Maschensieb fallen, vorzugsweise 600 bis 800. Dieses Pulver wird in einem geeigneten Träger, wie Alkohol suspendiert und auf das Faserstoffblatt aufgewalzt oder aufgestrichen, wobei es in den Filz eindringt*

Auf diese Weise erhält man eine homogenere Struktur als es bei Verwendung grobkörniger Materialien möglich ist. In der Praxis dringen die Pulverteilchen vollständig in die Fasermatte ein und bewirken keine Trennung der Schichten nach dem Aufrollen*

Als geeignete Imprägnationsdichte haben sich etwa 8 mg

Katalysatorpulver pro cm Faserstoffblattfläche ergeben. Höhere Dichten ergeben einen grösseren Strömungswiderstand, ohne dass sich die Betriebseigenschaften wesentlich ändern, während geringere Dichten eine ungleichförmige Verbrennung, aussergewöhnliche Temperaturen und niedrige Leistungsdichte zur Folge haben*

5. GRUPPE:

Bei dieser Gruppe wird die körnchenartige Struktur mit einer zusätzlichen Imprägnation kombiniert, um die gewünschten Ergebnisse zu erzielen.

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So kann es beispielsweise erwünscht sein, ein nach dem in der vierten Gruppe beschriebenen Verfahren hergestelltes Rohr mit Zirkonoxyd zu behandeln, um den Körper steifer zu machen und den Strömungswiderstand zu erhöhen, so dass sich eine gleichförmigere Verbrennung ergibt.

Andererseits kann eine Behandlung mit Didymnitrat angebracht sein« das nach der Zersetzung Didymoxyd ergibt, durch diesen Niederschlag wird nicht nur die mechanische Festigkeit erhöht, sondern auch die katalytische Aktivität gegenüber bestimmten Brennstoffen, wie natürlichem Gas und Alkohol.

ALLGEMEINES:

Selbstverständlich sind die oben beschriebenen Verfahren nicht auf die angeführten Materialien und Beispiele beschränkt.

So können beispielsweise an die Stelle von Didym andere seltene Erdmetalle treten, die sich für den erfindungsgemässen Zweck als geeignet erwiesen haben oder auch Metalle der Edelmetallgruppe, wie Palladium.

Ferner hat sich ergeben, dass die Faserstruktur durch Nickeloxyd und Chromoxyd verfestigt wird, ohne dass in der Hitze eine Neigung zum Brechen besteht, wie bei Aluminiumoxyd.

Es ist ferner auch möglich, auf der Oberseite eines Faserblattes eine Pulverschicht gemäss unter Gruppe 4b) aufzubringen, ohne sie in den Filz einzuwalzen, so dass sich eine lagenartige Wickelan-

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Ordnung ergibt, ähnlich wie beim Verfahren 4a) bei Verwendung grobkörnigen Materiales.

Ferner kann, falls erforderlich ist, auf der Fas er stoff anordnung eine Metallschicht niedergeschlagen oder auf diese ausgefällt werden, um deren Wärmeleitfähigkeit zu verbessern. Dieser Niederschlag erfolgt vor den oben erwähnten Imprägnationsschritten.

STRUKTUR DER ELEMENTE:

Die Struktur der Elemente kann die verschiedensten Formen annehmen, dies stellt einen der grossen Vorteile der Erfindung dar.

Zur besseren Erläuterung wurde^aus der grossen Anzahl der möglichen Verfahren zwei Beispiele gemäss der Erfindung ausgewählt, nämlich das aufgerollte Blatt gemäss Fig. 1 und die formgegossene Ausführung, die schematisch in Fig. 2 dargestellt ist.

Bei der gerollten Ausführung nach Fig. 1 besteht das Rohr 1 aus einer Anzahl von Fasferstofflagen und erfordert einen metallischen oder vorzugsweise keramischen Abschluss 2 und 3 an seinen beiden Enden.

Bei der Anordnung nach Fig. 2 ist das eine Ende 5 des gegossenen Rohres 4 beim Giessen verschlossen worden, während das andere Ende " durch einen keramischen Stopfen 6 verschlossen ist.

In beiden Fällen ist die Zuführungsröhre für die Luft-Brennstoff-Mischung mit 7 bezeichnet.

Andererseits kann auch gemäss Fig, 3 die aus dem Blatt gewickelte

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Röhre 8 im weichen Zustand zum Schliessen des einen Endes 9 zusammengedrückt werden.

Bei den Fig. 1, 2 und 3 tritt die Gasströmung bei 7 koaxial zur Achse des Zylinders ein, dies ist jedoch nicht unbedingt erforderlich, gewünschtenfalls kann die Zuführung auch an irgendeiner anderen Stelle ■ der Zylinder oberfläche erfolgen. Das Gas strömt dann in radialer Richtung, senkrecht zur Oberfläche durch die Wand des Elementes.

Elemente zylindrischer Form, wie sie in den Fig. I_-, 2 und 3 dargestellt sind, neigen dazu, höhere Temperaturen, d.h. höhere Leistungsdichten in der Nähe des Einlassendes der Röhre zu entwickeln. Dies scheint seinen Grund in dem dort geringeren Strömungswiderstand zu haben. Dieser Erscheinung kann man dadurch begegnen, dass man an dieser Stelle den Strömungswiderstand erhöht, indem man beispifelsweise hier eine dichtere Struktur verwendet oder eine stärkere Imprägnation oder durch Zuführungs rohre der in Fig. 4 und 5 darge^M stellten Art.

Durch das in Fig. 4 dargestellte Rohr 10 wird der Gas «Luft-Strom, wie dargestellt, auf das entgegengesetzte Ende 11 des Elementes 12 gerichtet. Dieser Effekt kann durch Einjustierung des Zuführungsrohres in longitudinaler Richtung variiert werden, wobei es mehr oder weniger in das Innere der Faserstoffröhre 12 eintritt.

Bei Fig« 5 bewirkt das Rohr 13 einen mehr oder weniger gleichmassig verteilten Strom der Gas™Luft«Mischung in das Element infolge der

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Perforation 14. Dieser Effekt kann in gewünschter Weise durch eine geeignete Anordnung und Dimensionierung der Perforation 14 gesteuert werden.

Ganz allgemein hängt die Gleichförmigkeit der Verbrennu, .g längs der Zylinderoberfläche auch von deren Geometrie ab und es hat sich gezeigt, dass Elemente mit einem Innendurchmesser von etwa 2, 5 cm und einer Länge von zirka 20 cm längs der gesamten Oberfläche gut arbeiten. Andererseits kann dieses Verhältnis von 8:1 bei Elementen mit einem Durchmesser von etwa 9, 5 mm Innendurchmesser auf etwa 6:1 reduziert werden. Dies kann durch das kleinere Volumen erklärt werden, das bei dem kleineren Zylinder pro Flächeneinheit umschlossen wird im Vergleich zu dem grösseren und dem sich dementsprechend ändernden Strömungseigenschaften.

Andererseits kann auhh, wenn es gewünscht wird, gemäss Fig. die Strömungsrichtung umgekehrt werden, wenn man eines der in den Fig. 1 bis 5 dargestellten Elemente, wie schematisch mit 15 angedeutet ist, in einer Verbrennungskammer, wie sie in Fig. 6 dargestellt ist, bei 16 anordnet. Bei dieser Anordnung tritt das Brennstoffgemisch in die Kammer zuerst bei 17 ein, durchsetzt die Wand 18 des Elements und verlässt es bei 19 durch einen Auslass, der bei den vorhergehenden Fällen die Zuführungsleitung darstellte. In diesem Falle ist die glühende Oberfläche die Aus senf lache des Rohrs 15.

Die früher beschriebene Anordnung scheint jedoch in FJt zug auf die

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BAD ORIGINAL

Wärmeübertragung zweckmässiger zu sein. Dies deshalb, da die gesamte Wärmeleistung durch Konvektion und Strahlung übertragen wird und offensichtlich wird durch nach innen gerichtete Strahlung und nach aussen gerichtete Konvektion das Element bei niedrigeren Temperaturen gehalten und bewirkt eine bessere Übertragung zu dem Wärmeverbraucher.

Es hat sich ferner gezeigt, dass der Beginn der Verbrennung von einem Druckanstieg begleitet ist und dass der Druck innerhalb des Katalysatorelementes, d.h. der Rückdruck mit steigender Leistungsdichte bzw. Ausgangsleistung wächst.

Dementsprechend hat sieh bei einem Katalysatorelement gemäss der Erfindung im kalten Zustand ein Druck von 10 Torr ergeben, während nach Einsetzen der Verbrennung dieser Wert auf 30 Torr stieg und bei konstanter Strömung konstant blieb. Dadurch kann also bei einer Anlage der Druck zur Steuerung oder Überwachung der Verbrennung anstatt eines Thermostaten dienen, indem ein Druckregler verwendet wird, ohne dass dabei der Rahmen der Erfindung überschritten wird.

BETRIEBSTEMPERATUR:

Es wurden einige Versuchsreihen bezüglich der Lebensdauer ausgeführt, um die maximal zulässige Betriebstemperatur und damit die maximale Ausgangsleistung bei gleichzeitig maximaler Lebensdauer des Katalysator elementes zu bestimmen. Die Versuchsreihen wurden mit Aluminiumoxydträgern untersucht, deren Umwandlungspunkt von der

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Gamma-Phase zur Alpha-Phase (d.h. von der porösen zur dichten oder gesinterten Struktur) in der Gegend von 1150 C liegt. Diese theoretischen Werte wurden durch Versuchsreihen erhärtet, die bei 1400 C, 1175 bzw» 1100 C begonnen wurden.

Während der ersten 20 Betriebs stunden konnten keine Änderungen der Betriebseigenschaften festgestellt werden, anschliessend sank jedoch das 1400 -Element während einer Zeitspanne von ungefähr 70 Stunden auf 1100 C ab, wo es für nur etwa 20 Stunden blieb, um anschliessend wieder verhältnismässig steil auf etwa 970 C abzufallen. Zu diesem Zeitpunkt wurden in den Verbrennungsgasen beträchtliche Mengen an Kohlenmonoxyd festgestellt und der Versuch abgebrochen. Das 1175 C-' Element fiel nach etwa 50 Betriebsstunden auf etwa 1025 C ab, wo sich ein Gleichgewichtszustand einstellte, der über mehr als 800 Betriebsstunden bisher konstant blieb. Das 1100 C-Element blieb andererseits für eine gleich lange Zeitdauer auf dieser Temperatur, ohne dass ein Absinken wahrgenommen werden konnte. Dies führt zu dem Schluss, dass das letztgenannte Element nicht nur keine Beschädigungen erleidet, sondern unter allen dreien die höchste Ausgangsleistung hat. Daraus ergibt sich, dass die optimale Betriebstemperatur für Aluminiumträger in der Gegend von 1100 C liegt.

Während der gesamten Messreihe wurde die Strömung des Gas~LuftrGemisches durch die einzelnen Elemente konstant gehalten, sie kann jedoch von Element zu Element verschieden sein. Die Aktivität

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wurde durch Beobachtungen der Temperatur bestimmt, da sich die Temperatur ebenso ändert, wie die Ausgangsleistung.

Bei Elementen mit geringerem Durchmesser (9, 5 mm Innen-

durchmesser) betrug die Leistungsdichte auf die Innenfläche bezogen

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etwa zwischen 6, 2 und 9, 3 W/cm bis herauf zu 15, 5 W/cm , während die Mittelwerte für die Elemente mit einem Innendurchmesser von

2, 5 cm zwischen 14 und 18, 6 W/cm lagen. Dies hat seinen Grund in dein kleineren Verhältnis von Volumen zu Oberfläche bei den kleineren Elementen, was grössere Hitzekonzentrationen mit sich bringt (Reflexionen von Wand zu Wand).

VERBRENNUNGSCHARAKTERISTIK:

Das in Fig. 7 dargestellte Diagramm zeigt den Zusammenhang zwischen dem stöchiometrisehen Verhältnis von Luft und Brennstoff und dem Wirkungsgrad oder der Temperatur, dieses Diagramm gilt in seiner allgemeinen Form für den Betrieb aller Katalysatorelemente und für alle Brennstoffe und Oxydationsmittel.

Ein spezifisches Beispiel ist eine Mischung von Luft und Erdgas, bei denen das stöchiometrische Verhältnis 9, 33:1 beträgt. Dieser Betriebszustand ist in Fig. 7 bei 21 als optimaler Brennzustand eingezeichnet, bei dem die Ausgangsleistung und die gemessene Temperatur Maximalwerte annehmen. Rechts von diesem Punkt erfolgt ein Abfall des Wirkungsgrades bei einer reipheren Misqhung, wie die absinkende

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Kurve zeigt, links von diesem Punkt herrschen ähnliche Verhältnisse infolge des magereren Gemisches.

Es liegt in der Natur des Ver br ennungs vor ganges, dass er an Punkten 22 und 23 auf beiden Seiten des Optimalwertes erlischt.

Da jedoch ein Arbeiten im reicheren Bereich Kohlenmonoxyd und noch brennbare Verbrennungsprodukte liefert, hat es sich ergeben, dass man im normalen Betrieb am zweckmässigsten im mageren Bereich am Punkt 24 arbeitet, der etwa in der Mitte zwischen dem Optimum und dem Punkt liegt, wo der Verbrennungsvorgang erlischt. Bei dieser Arbeitsweise sind Mischungsänderungen möglich, die z. B. durch Änderungen der Netzspannung und damit der Pumpgeschwindigkeit oder durch Änderungen des Gasdruckes verursacht sein können, ohne dass dabei unerwünschte oder gefährliche Reaktionsprodukte entstehen, wie CO oder nur eine teilweise Verbrennung eintritt.

ZÜNDMITTEL:

Ganz allgemein sind drei Verfahren möglich, um eine thermokatalytische Verbrennung einzuleiten. Diese sind: 1) chemisch, 2) mechanisch, 3) elektrisch.

Das erste Verfahren kann mit einer der vielen bekannten exothermischen, phemischen Reaktionen arbeiten.

So kann z. B. die Zündung oder Anlauferhitzung für das Element

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au

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durch Zündkapseln geliefert werden oder durch eine Thermitreaktion, die durch eine Zündkapsel eingeleitet wird. Solche Zünder sind in Form von kleinen Trockenzellen erhältlich und werden beispielsweise von der Mine Safety Appliances- Company, "Pittsburgh, Pennsylvania unter dem Handelsnamen Redi-Heat vertrieben.

Die Vorheizung kann auch durch katalytisch^ Elemente unter Verwendung von Platin mit Methylalkohol oder wasserstoffhaltigen Brennstoffen erfolgen. Bei diesen, insbesondere beim letztgenannten ist eine Selbstzündung möglich, d. h. das Element be^hnt von den normalerweise herrschenden Temperaturen ausgehend zu arbeiten. Wenn diese Elemente einmal in Betrieb sind, werden sie auf den normalen Brennstoff umgeschaltet, wie z. B. Erdgas, Propan, -Gasolin usw., -während der Startbrennstoff, der sich in einem kleinen Behälter oder in einer kleinen Patrone befinden kann, für die kurzen Anheizperioden aufgespart wird.

Das zweite Vorheizverfahren umfasst die Verwendung pyrophorischer Metalle (Feuersteine) und die adiabatische Kompression der Gas-Luft-Mischung.

Das dritte Vorheizverfahren umfaest alle elektrischen Zündhilfsmittel, wie z. B. Zündfunken, Lichtbogen und Zündung durch elektrische Widerstandsheizung. Die letztere hat sich als besonders zweckmässig erwiesen und soll deshalb etwas näher beschrieben werden.

In Fig. 8 A ist eine Anordnung dargestellt, bei welcher ein Wider-

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standsdraht 24 in Form einer bifilar gewickelten Spirale über eine Leitung 26 gespeist wird. Der Widerstandsdraht ist in die Wand 25 des Katalysatorelementes eingebettet oder ist mit ihr in Berührung. Es ist zweckmässig, die Anordnung so zu treffen, dass sich der Widerstandsdraht während des Betriebes des Katalysatorelementes auf einer möglichst niedrigen Temperatur befindet, so dass eine Verzünderung und Alterung möglichst hintangehalten wird.

Bei der Anordnung nach Fig. 8B ist die bifilare Wicklung 27 in Zick-Zack-Form in der geschichteten Wand 28 eingebettet, während Fig. 8C eine längliche Schleifenanordnung 29 zeigt.

Eine andere Zündanlage für ein katalytisch flammenstabilisiertes' System ist schematisch in Fig. 8D dargestellt. In diesem Falle ist das elektrische Element bei 30 im Raum zwischen der Oberfläche der Katalysator-Faserröhre und der Brennkammer 32 angeordnet. Die elektrischen Widerstandselemente 30 in Fig. 9 oder 24, 27, 29 in Fig. 8A, B bzw. C brauche nicht notwendigerweise Metalldrähte sein, sie können auch aus Kohlenstoff oder entsprechenden Materialien bestehen und sollten vorzugsweise mit Keramik glasiert sein, um Oxydations- oder Reduktionseffekte zu verringern»

Andererseits kann ohne den Rahmen der Erfindung zu überschreiten, bei Fig. 8C an der Stelle 29'oder 29^M ein Platindraht oder ein platinüberzogener Chromnickel- oder Wolframdraht als Vorheizelement Verwendung finddn. Der bei 29* angeordnete Heizdraht ist der Luft-Gas« Strömung ausgesetzt und glüht dauernd, während er am Ort 29" nur beim

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Vorheizen glüht.

SICHERHEITSMASSNAHMENi

Da-infolge gelegentlich auftretender Resonanzeffekte das Flammenplasma in unerwünschter Weise in der Nähe des Einlassrohres gelangen kann, können gewünschtenfalls verschiedene Vorrichtungen gemäss der Erfindung in den katalytischen Faserelementen vorgesehen werden, die ein Rückschlagen der Flamme verhindern.

Wie aus Fig. 10 ersichtlich ist, befindet sich in der Zuführungsleitung für das Luft-Brennstoff-Gemisch, ein Rückschlagventil 34 und anschliessend daran ein Metällnetz vor dem Anschluss an das Katalysatorelement 36» Beim Rückschlagen wird die Flamme am Netz infolge der durch dieses bewirkten Abkühlung festgehalten und die beim Rückschlagen auftretende Druckwelle schlies st augenblicklich das Rückschlagventil 34, so dass die Zuführungsleitung zürn Katalysator verschlossen und ein weiteres Zünden die Leitung hinauf verhindert wird.

Zusätzliche Sicherungsabsperrhähne, Schmelzsicherungen oder Thermostaten können vorgesehen sein, die über die notwendigen elektrischen Verbindungen die Leitung absperren und das gesamte System ausser Betrieb setzen.

ANDERE AUSFÜHRUNGSFORMEN DES KATALYSATORELEMENTESi Während die beschriebenen Elemente aus einem faserartigen

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Keramikkörper bestanden, kann natürlich das Fiberfrax-Material durch ein anderes faserförmiges Material ersetzt werden, z. B. ein Material, das unter dem Namen "Refrasil" im Handel ist und das aus einem 96 % Siliziumoxyd - Filz besteht, ganz ähnlich, wie das beschriebene Fiberfrax-Material. Refrasil wird von der Thompson Fiberglass Company in Los Angeles vertrieben und obgleich es sich nicht ganz so gut eignet, wie Fiberfrax, kann es trotzdem für die erfindungsgemässen Zwecke verwendet werden. Andere Möglichkeiten sind Asbestpapier oder Asbestgewebe und ganz allgemein jedes hitzebeständige fibröse Material.

Bei manchen Anwendungsgebieten ist es erforderlich, dass der Strömungswiderstand des Katalysatorelementes so klein wie möglich ist. Um dies zu erreichen, wird der Prozentsatz an Bindemittel und die Spannung beim Wickeln entsprechend geändert·

Um jedoch spezielle Erfordernisse über bestimmte Minimalwerte hinaus zu erfüllen, müssen andere Verfahren angewendet werden;

So kann beispielsweise gemäss einem weiteren Merkmal der Erfindung ein Faserstofffilz aus Fiberfrax oder ein Asbestblatt oder ein aus diesen gewickeltes fertiges Katalysatorelement mechanisch, wie z* B. durch Nadeln oder kleine Stanzen oder elektrisch perforiert werden, vorzugsweise unter Verwendung einer Funkenstrecke oder eines Lichtbogens« ·

Im letzteren Falle wird das feuerfeste Blatt zwischen zwei

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gebracht und man lässt einen Funken durch das Material schlagen. Ein rohrförmiges Element kann auf diese Weise durch Funken perforiert werden, indem man es auf einen Metallkern aufzieht und gegenüber einer elektrisch geladenen Walze rotieren lässt, die radial vorstehende Nadeln etwa in Form einer runden Drahtbürste trägt.

Eine andereAusbildu ng eines faserförmigen Katalysatormateriales ist in Fig· HA und HB dargestellt, Fig. HC zeigt eine Abwandlung von Fig. 11A.

Bei dieser Anordnung sind Katalysatorschiphten 37 vorzugsweise aus faserförmigem Material auf metallischen Platten 38 niedergeschlagen. Die Form des Katalysatorelementes kann rund sein, während die Metallplatten 38 quadratisch sind, so dass die Ecken über das Katalysatormaterial 37 vorstehen und Konvektiönsflächen bilden.

Das Katalysatormaterial kann ein imprägnierter Faserstoff, wie Fiberfrax oder ein auf die Metallplatten auf gekitteter kornförmiger Katalysator sein.

Im Falle, dass die Wärmeableitung infolge der engen Nachbarschaft des Katalysators und der Metallplatteh zu gut ist, kann gewünschtenfalls., wie in Fig« HC dargestellt ist, eine Schicht aus Asbest oder ähnlichem Material zwischen dem Katalysator 37 und der Metallplatte 38 auf einer oder beiden Seiten des Katalysators 37 vorgesehen sein. Dadurch wird die Wärmeübertragung geringer und das Starten, erleichtert.

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Wie aus der Seitenansicht HB ersichtlich ist, ist der gesamte Stapel auf Bolzen 40 mit nicht dargestellten Abstandshaltern aufge« reiht, wenn erforderlich ist, auf Stäben zwischen Platten 38. Die Verbindungsbolzen 40 können die Katalysators chichten 37 durchsetzen oder aussefhalb von ihnen verlaufen, sie sollten vorzugsweise aus einem Material mit geringem thermischen Expansionskoeffizienten, wie Invar bestehen, so dass keine Zwischenräume zwischen benachbarten Platten 38 infolge einer Expansion bei hohen Temperaturen entstehen können·

Eine andere Form, die die Erfindung annehmen kann, ist ein katalytischer Brenner oder eine Heizplatte, die in Fig. 12 im Quer-

schnitt dargestellt ist. Dieser Brenner kann sowohl flammenlos als auch mit einer stabilisierten Flamme arbeiten.

Wie aus Fig. 12 ersichtlich ist, wird ein ringförmiges Katalysator«· element 41 von einem Metallschirm 42 getragen, der seinerseits auf einem Brennerboden 43 ruht. Der obere Teil des Brenners wird von einer verhältnismässig dünnen Metallflocke 44 gebildet, die auf ihrer Innenfläche von einer geeigneten gitterförmigen Anordnung 45 unter* stützt wird und die luftdicht mit dem Brennerboden 43 verbunden ist.

Die Luft-Gas-Mischung tritt, wie dargestellt, durch eine geeignete exzentrische Öffnung 46 ein, während die Reaktionsgase durch das in der Mitte befindliche Rohr 47 austreten. Wie dargestellt, ist in der Katalysatorscheibe 41 ein elektrisches Anheizelement in Form eines Widerstandsdrahtes 48 o. dgl. eingebettet, dessen Anschlüsse in geeigneter

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Weise herausgeführt sind.

Da solche Heizplatten vorzugsweise eine geringe Wärmeträgheit haben sollen, d, h. sie sollen keine grosse Wärmekapazität haben und Temperaturregelungen schnell folgen, wird der obere Teil vorzugsweise aus einem so dünnen Metallstück hergestellt, wie es die erforderliche Festigkeit erlaubt.

Es ist ferner festzustellen, dass diese Einrichtung gewünschtenfalls mit umgekkhrter Strömungsrichtung betrieben werden kann, d.h. dass die LuftHBrennstoff-Mischung durch die Mitte eintritt und die Verbrennungsgase seitlich austreten, in diesem Falle muss der gitterförmige Träger auf der anderen Seite oder auf beiden Seiten vorgesehen werden.

Die ersterwähnte Strömungsricjhtung ist jedoch wegen der besseren Wärmeübertragung vorzuziehen.

Es ist ferner möglich, in die obere Fläche des Brenners ein kleines Quarzfenster 49 einzusetzen, das es erlaubt, aus der Farbe der Glut die Temperatur zu schätzen.

Andere Elemente, die für den Betrieb dieser Anlage erforderlich sind, wie Pumpe, Thermostat und andere Einrichtungen sind nicht dargestellt, da ihr Zwe^-k und ihre Arbeitsweise einem Fachmann so bekannt sind, dass sie nicht näher beschrieben werden müssen.

Gemäss der Erfindung kann auf diese Weise ein Gasherd herge«

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stellt werden, der eine absolut ebene ununterbrochene Oberfläche besitzt, die besonders leicht gereinigt werden kann.

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Claims

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PATENTANSPROCHK

I) Thermokatalytteche Htisanl&ft, gekennseiclinet durch «in hoehwarcnfeatea Faeersiaterlal, das ein· sueammenhftngcnde, schichtartlge Jtnüctvr bildet; ternär durch «in· Impregnation au· einem theraohauljtisch aktiven Material «of der Fa»«rrtoffetruktur und durch Mittel mr Emwufung «bwr iftrümiiif «iat«

Sürmktur la mim* HtnhHing analhernd »eakrecht eur

t> Eiartchtwg —eh Am 1. dadurch f «kvnnscichnct. das« dl· aeMektartig· Aaordmiag au« «tn«m w» eitlem Kohr aufgerollten Blatt

3) ElMicMwc nach Anapruch 1, dadurch gekennxtichaet. da·· di« äCBlcktaaordnunf in Form einer am einen i:nd« geachiosseneii Röhre

41 Einiieattiiig nach Anapmeh i. dadurch gekennaeichnet, da·« die Anordming aua einem au einem Bohr gerollten Blatt besteht« dessen ein— Kode durch Zueammeodrtcken geschlossen ist.

ft) EtasicsJuag nach Anspruch I, dadurch gekenaseichnet, da··

in die Laft-Gaa-S^iachttngam eioea Ende/da· Kohr eintritt, wobei das

andere Fade geschlossen tat.

f) Einrichtung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch eine dtsen· artige Elnlaasrohre, deren Öffnung in der Nahe der Mitte des Rohres

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liegt· so dass eine gleichmassige Breanstoffstrdmung durch die Faserschicht erreicht wird.

7) Einrichtung nach Ansprach S* gekennseichnet durch eine perforierte Brennstofteultthrungsrönre, die so angeordnet und e ist, dsss sich eine gleichatasslge Bretmetoffetrtnwmg durch die Schicht·» ergibt.

·> Einrichtung nach Ansprach S, gekeanselchnet durch eine Brennkammer um das Faserrohr, die Brennkammer «ad das Faserrohr am einen Ende geschloaeea sind, so dass swlseaea der und dem Rohr taw· Im Inneren des Rohres exzentrische baw. Kanal· sich ergeben« wobei in den einen Kanal die eingeleitet und durch des anderen Kanal die V«

9) Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenaseiehaet« da·· die Fasern aus einem Silikat bestehen.

10) Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennselchnet, da« Fasermaterial «in Faserblatt aus AluminJumstUkat ist.

U> Uorichtung nach Aiiapcttch 1. dadurch gekeaaselcbnet,

das rasermaterial aus einem Stoff besteht, der unter dem Namen Fiberfras im Handel ist.

1»! Einrichtung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, das Fasermaterial au· einem Sioff besteht, der unter dem Hamen lUfrasil

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«AD

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tm Handel ist.

13) Einrichtung nach Aiispruch 1, dadurch gekennseicnnet, da·· di« Impregnation au« einem Material besteht, dae bei normalen Temperaturen thermokatalytisch v«rhaltfii«*nt«sig wtnig aktiv let.

14} F4nricfetuag nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, ti«·· die Iraprftf oatioa au· *io«ra Material lMiateht, 4aa bei normaler Temperatur thermokatalytiich verhütnUmäaalg wenig aktiv let and da·« ein Material xugeaetKt ist« da«» bei dieeer Temperatur tbermokatnlyUach verbaltnlautiealg hoch aktiv Ut.

i$l Einrichtung nafeh Anepruch 14, gekennzeichnet durch eine suaAtitliche Impriguation eine· thermokatalytUch verhftltnliim*t«i|f wealg aktiv·» Material«· aur ErMMxutg der Steife und dt» btröraungewldereUndee.

16) Einrichtung nach Anspruch I» gekennzeichnet durch eine in dl« Faseranordnung eingebettete elektrische Heisapiral«.

1?) !einrichtung nachÄnapruch I₉ dadurch gekeanxeichnet, da·· die Brenmtofi-Luit-Zuiulir und der A,u«la«· tür die Verbrennungsgas· am einen End« d«r Fa**rstoft*nordnung angeordnet ist.

18) Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenuieichnet, da·· die BrennstofisuiQhrung und der Auslas« ftr di« VtrbrennungegÄ»· an g#geaöberiiegendefi Enden der Fa»erttofiÄnordnung angeordnet sind und dass Mltttl vorgeithen sind» di« katalytisch« Ioaprlgnatlon bei einer Temperatur tu betreiben, dl· geringfttgig unterlAib des Erwlchuagfuakte«

BAD ORiGiNAL

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dta Katalysators liegt, so daas eine stabiliaierte Flamm· um wad dar Oberfläch« dar Struktur entsteht.

1») Einrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennseichnst, in dar 2ul9hruag«l«itung ein druckgesteuertes KacJtachlagventtl und zwischen dam KückschlagvenUl und dar Kataljaatoranordnung ein Metellnets angeordnet ist.

Einrichtung nach Anepruch 1» dadurch g«k«nns«ichn«t« da·· daa Faseretoffgtbild« sur Erlaichttrung das Durchtritt» dar Luft-Brennstoff cola ciiunf PTforationao aufwalst.

al) Elarlcitfung oaoh Ansprueh 20, dadurch f tk«an*#ichnet, daa· dia Perforationen dia Form you elaktrlacban beeil sea.

33) Einrichtung nach Anspruch 1, gakenaseiohnat 4urch Anordnung von MataUsehaiban, auf daswa Fasanrschtcht·« sind, dia eiae ^tUysatorinipriinatioB enthalten «ad dia la Form «toe* Stapeis aufeiaandergeachlchUrt atmi.

If> Einrichtung nach Anspruch 18, dadurch gakaaiaaeichnat, daa« dar Katalysator in Koraaliaaform aufgebraeht tat«

»4) Einrichtung nach Aaaprueh 23, dadurch gekennzeichnet, daaa dar Katalysator In Körnthenform aufgebracht ist, wobei dia Körnchen vorher mit einem suaataUchen hoohaktivan Thermokatalyaalor iajpragniert wuraan.

BAD OHiGINAL

t*) narftcMaag nach Anapruca 11, g«k«nna«lchnvt durch «la· Zvlaefc»^""· β'^ * ■' -·■* ««dachen d*r Schau» end rated·*!·*· dotr

Ml BaHaMMg —ch Amanich H, dadurch g«k*iiaa«lchnwt.

AMlIMMfMlMQ, di· Flagel oder Rippm

dwH

tfl ClavleMiM^i bmIiAMpndl I₀ gek«nns*iehn«t durch «Ια» tMriMMfljUaoh Imprigfltort· WΜΜΤΜΜβΜ In SehtlMnforaii durch

die «I« —t te daw AbrtMd trlgl; durch ·Ιμ D«d9lBn^ dfo M. thr«m UadMg nil d*r

verhund«» IeI «ad mmb fwt—en Ahataad star cht Mis IMl MtM Mitt·!· «μ θΜ-Lull-kllechttag Müll te dM Baum •wteflkaa 4mp Qraad&lette vad d^r Fftaerach&t^t αΙιμμΑ^μβ. wobei dl· PMhplatH ate· Kowhylam hlldwt.

11) EterfeMaag nach AMyrach IT, dadareh fwk*aaB*tcha«t.

daaa dia Faaerachlcht auf udadwataa· wteeni CHttw* Uaet da· an dar QnMdBMM MfMtlgt tat and daa* dlant, dt· Form dar FaMraeMeM

19) ElarlchtHog nach AMpruch 17, dadurch g«k«ans«ichn«t. daaa te dta FaMraeMeM ate· alaktrteeh· HatevarrlcMaag Mm Anhateaa «Infviicttwt iat.

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ORiGtNAi

50) Verfahren wr HereteUung voa thermohetaljtteehea Xlei

nach einem der Aneprtche 1 Ma 10. dadurch gekennaeiehnet, 4em mm hocbfeuerfeete· tefuntwlw Fi «in· gUl hraleaig fM* durchUeaige SeMeM gebildet wird und d*M flit SeMeM nil item thermokatalyUeehen aktiven Material imprägniert wird.

51) Verfahren nach Anepmeli M, dadurch gekennzeichnet, 4nM die 8eMeM su einem Rohr avigewiokelt wird.

33) V«rfnhres nach Aoflprucn SO, dadarch gekesnseichnet, duf die SoMeM an einem Bohr ewlgewiehelt wird und da«e ein Kaie dee Rohree durch T\w» nunaftrtrHifcen geeehloeetn wird.

SS) Verfahren nach Anapruch SO« dadurch f ek«anseiehnet« daaa da« FaeermaterUl in die Form einer eineeltif geechloeeenM Rflhre gegoeeen wird.

S4) Verfahren nach Anspruch S0_# dadurch gekennaeichnet, daM die Faeerichtcnt inapvigniert wird, indem man ale heleneMet and thermoteatalytiach aktive KOmehea aufbringt· so daM ate haften bleiben.

36) Verfahren nach Aaepruch SO, gekennselehnet dureh eine Imprägnierung indem eine feuchte LAeung von feinen thermokataUtJech aktiven Partikeln aufgepreeet wird.

Sf) Verfahren nach Anapruch SO« dadurch gekenneeiehaet, daae dae thermokatalytiech aktive Material in Form von Körnchen aufgebracht

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wird und dass die K&rneben vor dsm Aufbringen aktiviert werden.

37) Verfahren neeh Ansprach 30, dadurch gekennseichnet, dass da« tbermoketaljtlsch aktiv· Material In Form von Partikeln aufgebracht wird und dass die Partikel nach deui Aufbringen aktiviert werden.

St) Verfahren nach Anspruch 30, gekennseichnet durch eine susatsliche Imprägnierung mit verhaltnlamasslg wenig aktivem Material.

39) Verfahren nach Anspruch M. dadurch gekennseieknet, dass unter genau festgelegten Bedingungen getrocknet wird· um eine bestimmte Verteilung des weniger aktiven Material·· xu erreichen.

40) Verfahren nach einem der Ansprache 30 bi· 39, dadurch ge -kennseichnet, dass die Fasern au* »in«* -*«f·-.· ti?hi»n.

41) Verfahren nach Anspruch 40, dadurch gekennseichnet, dass die Fasern aus Aluaüniumsilikat bestehen.

43) Verfahren nach Anspruch 30, dadurch gekeanaelhhnet, dlaec die Fasern in Form eines flachenförmigen FUses verwendet werden.

4S) Verfahren nach Anspruch 30, dadurch gekennseichnet, iaee lie ι asern in £ or.η «ine» Blattes oder Papiere verwendet werden, da* unter de. ti Narben f iberfrax i-a Handel ist.

41) Verfahren nach Anspruch SO, dadurch gekennzeichnet, dass die Fasern in Furai eines Blattes verwendet werden, das unter rjto χ *<&nitn Uefrawii iui Handel i it.

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4·) Verfahren nach Anspruch SO« dadurch gekennaeichaet, 4aea vor der Impregnation tint elektrieche WideretaadaheUuag ia die iaeeretruktur eingebettet wird.

4·) Verfahren nach Anepruch 90« daduroh gekennseichnet,

der XtxijwrÄÄoatloe in di#

ί Ä**retrulttur «inf«b«U«t wird.

47) V«rfabr*a aum Betrieb einer th»rmotolalyti»ehaa Anordawg naeh •in«ta dtr vorta»rg«b»ad*n Anaiprfteb·· daduroh g«k«nnis«ieha«t· daas d«ta * »eergebüd·. das mit tiaeui UMrmokataljrti^ca »ktir»n Material iu^Mrigniert wird, «in« Luft-DrermetoW-Miechung mit einem g«eigaetea etachiometrisehea Verhaltitf· sugefthrt wird und dass da« Gebilde bei einer Temperatur betrieben wird, die ungefähr la der Mitte xwiacben der Temperatur liegt, bei der die fteaktioa infolge eine· Ubtrochuaae· an LuIt erliecht und der Temperatur, die eich bei optimalem etöchiouietri- «ehen Vtrhiltnl* eioetellt, eo dae« die Temperatur bei einer Zunahme de« Brennttoffanteiles »teigt und bai einer Abnahme dee Brenaetolfaoteile· ainkt.

909 8/.2/080» BADOR.G.NAL

Le e rs e i t e