DE1489870A1

DE1489870A1 - Method and device for compressing and heating arc plasma

Info

Publication number: DE1489870A1
Application number: DE19651489870
Authority: DE
Inventors: Amsler Dr Joachim
Original assignee: Sprecher und Schuh AG
Current assignee: Rockwell Automation Switzerland GmbH
Priority date: 1964-04-17
Filing date: 1965-04-13
Publication date: 1969-05-08
Also published as: AT255602B; CH439516A; GB1110061A; SE307622B

Description

Verfahren und Einrichtung zum Komprimieren und zum Aufheizen von Lichtbogen-Plasma.Method and device for compressing and heating arc plasma.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Komprimieren und zum Aufheizen von Lichtbogen-Plasma, sowie eine Einrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.The invention relates to a method for compressing and heating arc plasma, as well as a device to carry out this procedure.

Verfahren, welche die Kompression und das Aufheizen von elektrischem Plasma zum Gegenstand haben, begegnen heute grossem Interesse im Hinblick auf die Möglichkeit der Energiegewinnung durch Kernfusion leichter Atomkerne. Die bisherigen Versuche zur Realisierung der extremen Bedingungen hinsichtlich Druck, Dichte und Temperatur, bei denen Kernfusion in wirtschaftlich nutzbarer Weise auftreten könnte, haben bekanntlich bis jetzt noch nicht zum Ziele geführt und es ist fraglich, ob es mit den bisher bekannt-Processes that involve the compression and heating of electrical plasma are encountered Today there is great interest with regard to the possibility of generating energy through nuclear fusion of light atomic nuclei. The previous attempts to realize the extreme conditions in terms of pressure, density and temperature which nuclear fusion could occur in an economically viable manner, as is well known, have not yet been aimed at and it is questionable whether it is with the previously known

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gewordenen Verfahren je möglich sein wird, das Ziel zu erreichen, Verfahren zum Komprimieren und Aufheizen von Plasma sind jedoch nicht nur im Hinblick auf die Möglichkeit der Energiegewinnung durch Kernfusion interessant, sondern auch im Hinblick auf die Durchführung chemischer Reaktionen, die unter hohen Drucken und Temperaturen ablaufen· procedures will ever be possible to achieve the goal However, methods of compressing and heating plasma are not purely in terms of possibility the generation of energy by nuclear fusion interesting, but also with regard to the implementation of chemical Reactions that take place under high pressures and temperatures

Zweck der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren und die zur Durchführung des Verfahrens dienende Einrichtung zum Komprimieren und Aufheizen von Plasma aufzuzeigen, welches sich von den bekannten Verfahren und Einrichtungen grundsätzlich unterscheidet.The purpose of the present invention is a method and the device used to carry out the method to show the compression and heating of plasma, which differs from the known methods and devices fundamentally differs.

Das erfindungsgemässe Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass zwischen zwei Elektroden eine Plasmasäule durch Zünden und Aufrechterhalten eines elektrischen Lichtbogens erzeugt und dieser Plasmasäule auf einem Teil ihrer Länge rotationssymmetrisch und radialkonzentrisch ein Arbeitsmedium zugeführt wird.The method according to the invention is characterized in that that between two electrodes a plasma column is created by igniting and maintaining an electric arc generated and this plasma column over part of its length rotationally symmetrical and radially concentric a working medium is fed.

Vorzugsweise beträgt hierbei die Stromstärke des Lichtbogens mindestens 1000 Ampere und der hydrodynamische Druck des Arbeitsmediums mindestens 50 kg/cm2.The current strength of the arc is preferably here at least 1000 amperes and the hydrodynamic pressure of the working medium at least 50 kg / cm2.

Bekannt sind Einrichtungen zur Erzeugung von Plasma-Stichflammen. Im allgemeinen ist bei solchen EinrichtungenDevices for generating plasma jet flames are known. Generally it is with such facilities

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die eine Elektrode in Form einer Düse und die zweite Elektrode stiftförmig ausgebildet. Die stiftförmige Elektrode ist hierbei so angeordnet, dass sie mindestens zum Teil in die düsenförmige Elektrode hineinragt, wodurch von beiden Elektroden ein ringförmiger Kanal gebildet ist, über welchen dem zwischen beiden Elektroden gezündeten Lichtbogen ein Arbeitsmedium, z.B. Stickstoff, Argon usw. zugeführt wird. Das Arbeitsmedium strömt im wesentlichen in Richtung der Düsenachse, hat aber infolge der düsenförmigen Ausbildung der Elektrode auch eine Bewegungskomponente radial zur Achse. Diese radiale Komponente bewirkt eine Einschnürung des Plasma strahles und damit ein Aufheizen des Plasmas* Weiterhin sind üblicherweise Vorrichtungen zum Zuführen von Zusatzstoffen, z.B. von Gasen oder Flüssigkeiten, zur Plasmasäule vorhanden. Diese Vorrichtungen bestehen z.B. aus einem ringförmigen, die Plasmasäule umschliessenden Kanal, welcher mit dem Plasmaraum über diskrete Oeffnungen in der Kanalwandung in Verbindung steht. Die Zuführung des Arbeitsmedium zum Lichtbogen mit einer zur Achse parallelen Bewegungskomponente behindert nicht nur eine extreme Einschnürung der Plasmasäule sondern begünstigt darüber hinaus noch das Hineintragen der vom Lichtbogen an den Elektroden gebildeten Metalldämpfen in die Einschnürungsstelle, so dass weder die gewünschtenone electrode in the form of a nozzle and the second electrode in the form of a pin. The pen-shaped electrode is arranged so that it protrudes at least partially into the nozzle-shaped electrode, whereby of both Electrodes, an annular channel is formed, through which the arc ignited between the two electrodes enters Working medium, e.g. nitrogen, argon, etc. is supplied. The working medium flows essentially in the direction of the Nozzle axis, but has due to the nozzle-shaped design of the electrode also has a component of movement radial to the axis. This radial component causes the plasma to constrict radiation and thus a heating of the plasma * Furthermore, devices for the supply of additives are usually e.g. from gases or liquids to the plasma column. These devices consist, for example, of an annular, the channel surrounding the plasma column, which communicates with the plasma space via discrete openings in the channel wall Connection. The supply of the working medium to the arc with a movement component parallel to the axis not only prevents extreme constriction of the plasma column it also favors the introduction of the metal vapors formed by the arc on the electrodes into the constriction so that neither the desired

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hohen Temperaturen erreicht werden, noch die angestrebten Reaktionen störungsfrei ablaufen. Wird das Arbeitsmedium in Form von diskreten, radial gerichteten Mediumstrahlen dem Lichtbogen zugeführt, wie dies beispielsweise bei den bekannten Einrichtungen bei der Zuführung von Zusatzstoffen zum Plasma erfolgt, so brennt der Lichtbogen unstabil und wandert in die Zwischenräume zwischen den einzelnen Mediumstrahlen ab, da dort die Kühlung weniger stark ist. Diese Instabilität ist umso grosser, je höher der Druck gewählt wird, unter welchem das Arbeitsmedium dem Lichtbogen zugeführt wird.high temperatures can be reached, the desired reactions still run smoothly. Becomes the working medium in the form of discrete, radially directed medium jets fed to the arc, as is the case, for example, with the known devices when feeding additives to the Plasma occurs, the arc burns unstably and migrates into the spaces between the individual medium jets, because there the cooling is less strong. This instability is greater, the higher the pressure selected under which the working medium is fed to the arc.

Von solchen oder ähnlichen Vorrichtungen unterscheidet sich die erfindungsgemäsee Einrichtung dadurch, dass die Mediumzuführung aus einem Hohlring mit einer sich über den gesamten inneren Umfang erstreckenden und zur Ringebene parallel verlaufenden spaltförmigen Austritteöffnung besteht, welcher an einer druckerxeugenden Vorrichtung zur Zuführung eines Arbeitemediums angeschlossen ist« Dieser Hohlring ist zwischen den beiden Elektroden so angeordnet, dass die vom Spalt bestimmte Ebene senkrecht zu den koaxial angeordneten Elektroden steht« Bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemässen Einrichtung ist an den beiden Stirnflächen des Hohlringes je ein den Plasmaraum ummantelnder Rohrstutzen befestigt und in jedem Rohrstutzen ist koaxial eine der beidenThe device according to the invention differs from such or similar devices in that the Medium supply from a hollow ring with an extending over the entire inner circumference and to the ring plane there is a parallel gap-shaped outlet opening, which is attached to a pressure-sensitive device for feeding a working medium is connected «This hollow ring is arranged between the two electrodes so that the plane determined by the gap is perpendicular to the coaxially arranged In a preferred embodiment of the device according to the invention, there are electrodes on the two end faces of the hollow ring is attached a pipe socket encasing the plasma space and one of the two is coaxial in each pipe socket

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Elektroden angeordnet·Electrodes arranged

Das Verfahren und die zur Durchführung des Verfahrens dienende Einrichtung wird anhand der einzigen Figur näher beschrieben. Diese Figur stellt einen Längsschnitt durch eine Einrichtung dar, welche als Beispiel für die mögliche Realisierung des Erfindungsgedankens dient.The method and the device used to carry out the method are illustrated in more detail with the aid of the single figure described. This figure shows a longitudinal section through a device, which as an example of the possible Realization of the inventive concept is used.

In der Figur bezeichnet 6 einen Hohlring mit der Ringebene E-E und der Ringaxe R-R. Der Hohlring enthält' den ebenfalls ringförmigen Hohlraum 20, Der Hohlring 6 kann aus | einem nichtleitenden Material, wie z.B. gesintertem Aluminiumoxyd, Steatit oder dergleichen, oder aus einem leitenden Material, wie z.B. hochlegiertem Stahl, Hartmetall oder dergleichen bestehen. Für die Durchführung des Verfahrens ist die Natur des Materials nicht von Bedeutung. Der Hohlring kann ferner einteilig oder aus mehreren Teilen zusammengesetzt sein. In der äusseren Mantelwandung des Hohlringes 6 befindet sich mindestens eine Eintrittsöffnung 11. In der inneren Mantelwandung des Hohlringes befindet sich längs des ganzen Umfanges eine parallel zur Ringebene liegende f spaltförmige Austrittsöffnung 5, welche die Spaltbreite s aufweist.In the figure, 6 denotes a hollow ring with the ring plane E-E and the ring axis R-R. The hollow ring contains' that too annular cavity 20, the hollow ring 6 can be made of | a non-conductive material such as sintered aluminum oxide, Steatite or the like, or of a conductive material such as high-alloy steel, hard metal or the like exist. The nature of the material is not important for carrying out the process. The hollow ring can also be in one piece or composed of several parts. In the outer jacket wall of the hollow ring 6 there is at least one inlet opening 11. In the inner jacket wall of the hollow ring is located longitudinally the entire circumference is a parallel to the ring plane f gap-shaped outlet opening 5, which the gap width s has.

Auf jeder der beiden Stirnflächen des Hohlringes 6 ist je ein Rohrstutzen 2 mit seinem Flansch 2a koaxial zur Ring-On each of the two end faces of the hollow ring 6 is a pipe socket 2 with its flange 2a coaxial to the ring

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axe R-R angeflanscht· Symmetrisch zur Ringebene E-E und koaxial in Bezug auf die Axe R-R befinden sich zwei voneinander distanzierte Elektroden 3 und 4, welche durch die ebenfalls ringförmigen Isolationsstocke 23 a gegen die Rohrstutzen 2 und damit auch gegen den Hohlring 6 elektrisch isoliert sind« Die beiden Elektroden 3,4 sind über die Durchführungen 3b und 4b mit der Stromquelle G verbunden.ax R-R flanged · Symmetrical to the ring plane E-E and coaxially with respect to the axis R-R there are two electrodes 3 and 4, which are spaced apart from one another and which are likewise through the annular insulation rods 23 a electrically insulated from the pipe socket 2 and thus also from the hollow ring 6 are «The two electrodes 3, 4 are over the bushings 3b and 4b connected to the power source G.

Zur Durchführung des Verfahrens wird zwischen den beiden Elektroden 3,4 mittels der Stromquelle G ein Lichtbogen ge-To carry out the method, an arc is created between the two electrodes 3, 4 by means of the power source G

^ zündet und aufrecht erhalten. Der Lichtbogen bildet die Plasmasäule 7, die vom Hohlring 6 umfasst wird. Aus dem Vorratsgefäse 1 wird ein geeignetes Arbeitsmedium, welches im vorliegenden Beispiel als in flüssigem Zustande befindlich vorausgesetzt wird, mittels der Pumpe P als druckerzeugende Vorrichtung über eine Rohrleitung 12 durch die Eintrittsöffnung 11 in den Hohlraum 20 gepresst, so dass das Arbeitsmedium aus dem Hohlraum 20 durch die spaltförmige Austrittsöffnung 5 als rotationssynunetrischer, radialkonzentrischer Strahl 36 austritt. Der Ueberdruck des Arbeitsmediums im Hohlraum 20 sei^ ignites and sustained. The arc forms the plasma column 7, which is encompassed by the hollow ring 6. From the storage jar 1, a suitable working medium, which in the present example is in a liquid state, is assumed is, by means of the pump P as a pressure generating device via a pipe 12 through the inlet opening 11 pressed into the cavity 20, so that the working medium from the cavity 20 through the gap-shaped outlet opening 5 as rotationally synchronous, radially concentric beam 36 exits. The overpressure of the working medium in the cavity 20 is assumed

P mit P. bezeichnet. Die Austrittsgeschwindigkeit ν des Arbeitsmediums berechnet sich nach den Gesetzen der Hydrodynamik zuP denoted by P. The exit velocity ν of the working medium is calculated according to the laws of hydrodynamics

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^v = <²·Ρ_Α
In dieser Gleichung bedeutet^ die Dichte des Arbeitsmediums. ^v = < ² · Ρ _Α
In this equation, ^ means the density of the working medium.

Die von der Pumpe geleistete Kompressionsarbeit findet sichThe compression work done by the pump can be found

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INSPECTEDINSPECTED

demnach als kinetische Energie (hydrodynamisches Potential) des radialkonzentrischen Mediumstrahles wieder· Die Bewegung, die das Arbeitsmedium nach dem Verlassen der spaltförmigen Austrittsöffnung ausführt, ist durch die Pfeile 3S schematiech angedeutet. Zunächst bewegt es sich konzentrisch gegen die Plasmasäule, welche unter dem Einfluss des kühlen Arbeitsmediums die Einschnürung 3H bildet, deren engster Durchmesser mit d bezeichnet ist. Bei der Annäherung an die Oberfläche des Plasmakanals wird das Arbeitsmedium durch Wärmeleitung und Strahlung aufgeheizt und schliesslich f vergast, wodurch sich zwischen dem flüssigen Arbeitsmedium und dem ionisierten Plasma 7 eine Gaszone 37 bildet. Bei noch weiterer Annäherung an den Plasmakanal wird das Arbeitsmedium schliesslich ionisiert und tritt in den Plasmakanal ein· Hier wird es symmetrisch zur Ebene E-E im wesentlichen in Achsrichtung abgelenkt und strömt in Form von Plasma in Richtung der Pfeile 35 durch die Rohrelektroden 3 und H ab. Nach dem Verlassen der Rohrelektroden wird es nicht mehr vom Lichtbogenstrom durchflossen. Es entionisiert sich daher rasch und fliesst in Form eines heissen Gases durch die Rohrstutzen 2 weiter, um der technischen Verwendung zugeführt zu werden. Ein Teil des Arbeitsmediums verdampft bereits schon an den seitlichen Oberflächen des Mediumstrahles 36 undaccordingly again as kinetic energy (hydrodynamic potential) of the radial concentric medium jet. The movement that the working medium executes after leaving the gap-shaped outlet opening is indicated schematically by the arrows 3S. First, it moves concentrically against the plasma column, which, under the influence of the cool working medium, forms the constriction 3 H , the narrowest diameter of which is denoted by d. When approaching the surface of the plasma channel, the working medium is heated by heat conduction and radiation and finally gasified, as a result of which a gas zone 37 is formed between the liquid working medium and the ionized plasma 7. When approaching the plasma channel even further, the working medium is finally ionized and enters the plasma channel.Here, it is deflected symmetrically to the plane EE, essentially in the axial direction and flows out in the form of plasma in the direction of the arrows 35 through the tubular electrodes 3 and H. After leaving the tubular electrodes, the arc current no longer flows through it. It is therefore rapidly deionized and continues to flow through the pipe socket 2 in the form of a hot gas in order to be supplied for technical use. Part of the working medium is already evaporating on the lateral surfaces of the medium jet 36 and

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BAD ORKMNAtBAD ORKMNAt

strömt ebenfalls in axialer Richtung ab. Bei« Vorbeistreichen des Plasaas an der Innenwandung der Elektroden 9 und * »acht es «it diesen elektrischen Kontakt, so dass der Stromkreis über das Plasma geschlossen ist·also flows off in the axial direction. When «sweeping past of the plasma on the inner wall of the electrodes 9 and * »eight it «it this electrical contact, so that the circuit through the plasma is closed ·

Durch die Impulsänderung des Mediumstrahles beim liebergang von der radialen in die axiale Bewegungsrichtung entsteht gemiss den'Gesetzen der Hydrodynamik eine Drucksone, innerhalb welcher (unter Vernachlässigung der Reibungsverlust) der gleiche Druck p_A erreicht wird, unter welchem das Arbeitsmedium im Hohlraum 20 steht. Die durch den Mediums trahl verursachte Einschnürung 31 des Plasmakanals befindet sich innerhalb dieser Druckzone, so dass das Plasma hier ebenfalls unter dem Druck p_A steht· Dazu addiert sich innerhalb der Einschnürung der magnetische Druck ρ , der durch das magnetische Eigenfeld des Lichtbogenstromes hervorgerufen wird, und der sich gemäss den Geeetzen der Elektrizität·lehr· zuDue to the change in momentum of the medium jet when moving from the radial to the axial direction of movement, according to the laws of hydrodynamics, a pressure zone is created within which (neglecting the friction loss) the same pressure p _{A is} reached under which the working medium is in the cavity 20. The constriction 31 of the plasma channel caused by the medium jet is located within this pressure zone, so that the plasma is also under the pressure p _A here.In addition, the magnetic pressure ρ within the constriction is added, which is caused by the own magnetic field of the arc current, and who teaches himself according to the laws of electricity

berechnet* Darin bedeuten: M * Induktionskonstantecalculated * where: M * induction constant

' O ' O

(l,268.10⁶ Vs )(l, 268.10 ⁶ Vs)

I " Stromstärke des LichtbogensI " current of the arc

d * Durchmesser der Einschnürungd * diameter of the constriction

Der Gesamtdruck, unter dem das Plasma innerhalb der Ein-The total pressure under which the plasma within the inlet

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schnürung 31 steht, ist demnachlacing 31 is, therefore

ρ ■ P_A ♦ P 13)ρ ■ P _A ♦ P 13)

Die spezifische Heisleistung 1 (Joulesche Wärme pro Volumeneinheit) innerhalb der Einschnürung ist gegeben durch den AusdruckThe specific heat output 1 (Joule heat per unit volume) within the constriction is given by the expression

j . 16 _t j* ./j. 16 _t j * ./

f2 ι, •df2 ι, • d

in welchem/den spezifischen elektrischen Widerstand des Lichtbogenplasmas bedeutet·in which / the specific electrical resistance of the arc plasma means

Wie aus den Gleichungen (2), (3) und (H) hervorgeht, kann durch die Vergrösserung der Lichtbogenstromstärke I und durch die Verkleinerung des Durohmessers d der Einschnürung der Druck und die Heizleistung innerhalb der Einschnürung beliebig gesteigert werden* Die Steigerung der Lichtbogenstromstärke kann durch¹die entsprechende Dimensionierung der Stromquelle G erfolgen. Die Verkleinerung des Durchmessers d kann durch Vergrösserung der Radialgeschwindigkeit des Mediumstrahles, oder gemäss Gleichung (1) durch die Vergrösserung des Druckes ρ im Hohlraum bewirkt werden,As can be seen from equations (2), (3) and (H), the pressure and the heating power within the constriction can be increased at will by increasing the arc current intensity I and by reducing the diameter d of the constriction by ¹ the corresponding dimensioning of the current source G takes place. The diameter d can be reduced by increasing the radial velocity of the medium jet or, according to equation (1), by increasing the pressure ρ in the cavity,

was die entsprechende Dimensionierung der Pumpe P voraussetzt· Das geschilderte Verfahren stellt somit eine sehr wirksame Möglichkeit zur Kompression und Aufheizung von Plasma dar· Praktische Versuche haben gezeigt, dass das Verfahrenwhat the appropriate dimensioning of the pump P presupposes · The described method thus represents a very effective way of compressing and heating plasma. Practical tests have shown that the process

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durchführbar ist und die erwarteten Ergebnisse liefert. Beispiel? is feasible and provides the expected results. Example?

Die Versuchseinrichtung entsprach im wesentlichen der in der Figur gezeigten Anordnung· Der Innendurchmesser des Hohlringes S betrug 12 mm. Die Spaltbreite s der epalt- föraigen Auetrittsöffnung S betrug 0,12 mm. Die Distanz zwischen den beiden Elektroden 3 und 4 war etwa 20 sun, Die Stromst&rkfc betrug 22*000 A* Die Spannung zwischen den beiden Elektroden wurde zu 1600 Volt genessen. Das Arbeitsmedium bestand aus reinem Wasser· Der Druck p. des Arbeitsmediums im Hohlraum 20 betrug 350 kg/cm · Die sekundlich zugeführte The test device essentially corresponded to the arrangement shown in the figure. The inner diameter of the hollow ring S was 12 mm. The gap width s of the epalt-shaped exit opening S was 0.12 mm. The distance between the two electrodes 3 and 4 was about 20 sun. The current strength was 22 * 000 A * The voltage between the two electrodes was measured at 1600 volts. The working medium consisted of pure water · The pressure p. of the working medium in the cavity 20 was 350 kg / cm · the second fed

3 Vassermenge war 1000 m/s. Die Wassergeschwindigkeit beim Austritt aus der spaltförmigen AustrittsOffnung errechnet 3 The amount of water was 1000 m / s. The water velocity at the exit from the slit-shaped outlet opening is calculated

sich gemäss Gleichung (1) zu ^ 260 m/s. according to equation (1) to ^ 260 m / s.

Der Durchmesser d der Einschnürung ermittelte sich auf photographischem Wege zu 0,2 mm. Die Länge der Einschnürung betrug etwa 0,5 mm. The diameter d of the constriction was determined photographically to be 0.2 mm. The length of the constriction was about 0.5 mm.

Unter diesen Bedingungen ergibt sich der magnetische Under these conditions the magnetic one results

Druck innerhalb der Einschnürung 3H gemäss Gleichung (2) zu Pressure within the constriction 3H according to equation (2) increases

2
7600 kg/cm · Der 2
7600 kg / cm · The

Gleichung (3) zu
350 + 7600 :
Die Leistungsdichte innerhalb der Einschnürung lässt Equation (3) to
350 + 7600:
The power density within the constriction leaves

7600 kg/cm · Der Gesamtdruck ρ ergibt sich somit gemäss 7600 kg / cm · The total pressure ρ is thus obtained according to

350 + 7600 = 7950 kg/cm².350 + 7600 = 7950 kg / cm ² .

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sich genau bestimmen, da der Wert dee spezifischen Wider- j standee -» des Plaaaae in der Einschnürung unter den vorliegenden Bedingungen nicht bekannt ist. Unter der mit grosser Annäherung zutreffenden Ausnahme, dass praktisch ι die ganze Lichtbogenleistung auf die beobachtete Einschnürungdetermine themselves precisely, since the value of the specific reflection j standee - »des Plaaaae in the constriction under the present conditions is not known. Under the with the exception that practically ι the entire arc power is due to the observed constriction entfallt, lasst sieh die Leistungsdichte angenähert zu !omitted, allow the power density to be approximated!

li a ' !li a '!

5.10^lx Watt/cm³ bestimmen·Determine 5.10 ^lx watt / cm ³

Das Beispiel zeigt, dass das erfindungegemässe Verfahren ausserordentlich leistungsfähig ist· Die Versuche j _Λ The example shows that the method according to the invention is extremely efficient · The experiments j _Λ

i haben gezeigt, dass nennenswerte Plasmakoapressionen und i have shown that significant plasma coapressions and Heizleistungen erst auftreten, wenn die Lichtbogenetr&mstärke I mindestens 10000 A und der hydrodynamische Druck des Arbeitsmediums mindestens SO kg/cm beträgt· Nach oben sind Stromstärke und Druck nur durch den jeweiligen Stand der Technik begrenzt«Heating power only occurs when the arc strength I is at least 10,000 A and the hydrodynamic pressure of the working medium is at least 50 kg / cm · To the top current strength and pressure are only limited by the current state of the art «

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Claims

PatentansprücheClaims

1« Verfahren zum Komprimieren und zum Aufheizen von Lichtbogen-Plasma, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen zwei Elektroden eine Plasmasäule durch Zünden und Aufrechterhalten eines elektrischen Lichtbogens erzeugt und diese» Plasmasäule auf einem Teil ihrer Länge rotationssymmetrisch und radialkonzentrisch ein Arbeitsmedium zugeführt wird.1 «Method of compressing and heating Arc plasma, characterized in that a plasma column is generated between two electrodes by igniting and maintaining an electric arc and this » A working medium is supplied to the plasma column in a rotationally symmetrical and radial concentric manner over part of its length.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromstärke des Lichtbogens mindestens 10000 Ampdre und der hydrodynamische Druck des Arbeitsmediums mindestens SO kg/cm beträgt.2. The method according to claim 1, characterized in that that the current strength of the arc is at least 10000 Ampdre and the hydrodynamic pressure of the working medium at least SO kg / cm.

3. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, welche Einrichtung zwei im Abstand voneinander angeordneten Elektroden, einer Vorrichtung zum Zünden und Aufrechterhalten eines Lichtbogens zwischen beiden Elektroden und einer Mediumzuführung enthält, die einen die Plasmasäule umschliessenden ringförmigen zur Plasmasäule hin geöffneten Versorgungskanal aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Mediumzuführung aus einem Hohlring (6) mit einer sich über den gesamten inneren Umfang erstreckenden und zur Ringebene parallel verlaufenden spaltförmigen Austrittsöffnung (5) besteht, welcher an einer druckerzeugenden Vorrichtung(ρ)3. Facility for carrying out the procedure according to Claim 1, which means two spaced apart electrodes, a device for ignition and Maintaining an arc between the two electrodes and a medium supply which has an annular supply channel surrounding the plasma column, which is open towards the plasma column, characterized in that that the medium supply from a hollow ring (6) with a extending over the entire inner circumference and to Ring plane parallel gap-shaped outlet opening (5), which is attached to a pressure generating device (ρ)

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BATH

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zur Zuführung eines Arbeitsmedium angeschlossen ist.is connected to the supply of a working medium.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlring (S) zwischen den beiden Elektroden so angeordnet ist, dass die von Syalt (5) bestimmte Ebene senkrecht zu den koaxial angeordneten Elektroden (3,4) steht«4. Device according to claim 3, characterized in that that the hollow ring (S) is arranged between the two electrodes in such a way that the plane determined by Syalt (5) is perpendicular to the coaxially arranged electrodes (3, 4) «

5. Einrichtung nach Anspruch 3 und H₉ dadurch gekennzeichnet, dass an den beiden Stirnflächen des Hohlringes (S) je ein den Plasmarau» ummantelnder Rohrstutzen (2) befestigt und in jedem Rohrstutzen koaxial eine der beiden Elektroden (3,Ό angeordnet ist·5. Device according to claim 3 and H _9, characterized in that a pipe socket (2) encasing the plasma surface is fastened to the two end faces of the hollow ring (S) and one of the two electrodes (3, Ό is arranged coaxially in each pipe socket.

6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektroden (3,4) Ringelelektroden sind·6. Device according to claim 5, characterized in that that the electrodes (3, 4) are ring electrodes

7. Einrichtung nach den Ansprüchen 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlring (6) aus einem elektrisch nichtleitenden Material besteht.7. Device according to claims 3 to 5, characterized in that the hollow ring (6) consists of an electrically non-conductive material.

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