DE1557073A1

DE1557073A1 - Elektrogasdynamische Verfahren,Systeme und Geraete

Info

Publication number: DE1557073A1
Application number: DE1967G0050987
Authority: DE
Inventors: Gourdine Meredith C
Original assignee: Gourdine Systems Inc
Current assignee: Gourdine Systems Inc
Priority date: 1965-12-07
Filing date: 1967-08-29
Publication date: 1970-04-02
Also published as: GB1212784A; DE1557073B2; FR1511583A; GB1212539A; FR93966E; DE1557073C3; GB1215647A; GB1213547A

Description

DIPL·. ING. C. STOEPEIi ■ DIPL·. ING. W. GOLLWITZeNr 1 ζ R 7 Q 7 3

A t

LANBATT/PFALiS ■ AM SCUtTZBNEOP

Λ», ubö

Gourdine Systems, Inc., Livingston, N.J. (US.*",

Elektrogasdynamische Verfahren, Systeme· unä Geräte

Die Erfindung bezieht sich auf verbesserte eltktrogas-,dynamisehe Verfahren., Systeme und Geräte, eic. auf einem Strom oder Strömen von Xedium wirken, um eine Umwandlung zwischen elektrischer Energie und den Energien ties Stromes zu bewirken und in erster Linie das Niederschlagen von kleinem Teilohenniaterial zu bewirken, das in dem Mediumstrom mitgerissen wird.

Bei der Verwendung elektrogasdynamischer Prinzipien, um elektrische Energie von Bewegungs-, Spannung?;- und Wärmeenergien eines Stromes von Medium abzuleiten oder umgekehrt, die Gesamtenergie des Medi urns trcrnes. au erhöhen, inde.Ti elektrische Energie auf das System zur*: Einwirkung gebracht wird, ist es hochgradig wünschenswert, wenn nicht gar notwendig, Reibungsverluste auf ein Mindestmaß zu verringern.Es ist daher vorzuziehen, die iMediumionisierungs- und Ionensarnrnelelektroden an der Seite des Wandlerflui3kanals anzuordnen,um so die Reibung zu verringern, wie das in

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MD ORIQiWAI,

der US-Anmeldung Serien -Nr. 512, Go^, eir.geru :.■:;.^ um 7· Dezember I905 des gleichen Anmelders beach rieoer. ist.

Gewisse Aspekte uer Erfindung beziehen sic:. a«f die Lehren dieser Anmeldung und der US-nnmeldung ,'!o.-.er. i.'r. ^09, j5üO, eingereicht am IjJ. August 1^υ<·, wer, gleichen Anmelders. In diesem Zusammenhang schafft.die vorliegende Erfindung ein verbessertes eie.ctrogasdyr.^rr.i;-·. :;;e?·. Gerät. aas durch einen hohen Umwandlungswirkungsgrad, bessere Leistungsdichte (d.h. höhere Leistungsabgabe -;e Jinheitsvolumen des Umwanulungsgerätes) und eine ve re ir., α er. te Konstruktion gekennzeichnet; ist, die si :n gut :'":■ .-.irtschaftliche Fertigungsverfahren, eignet.

Im allgemeinen werden die obigen Verbesserunger, -jr.-ji^ht durch Verwendung eines Fl^.okanales vcn im α11.;ΐ;...ΰ1;.·;-Γι länglichem Querschnitt. Am besten kann der i.^er."■:·.·r.:J.tt der Kanäle rechteckig sein.

Bei einer bevorzugten V.'anJleraupf"hr^ng wird die- «;'.orabmessung des Kanäle? über seine gesamte Länge .·:οη -.^:.i gehalten und ist beträchtlich kleiner als bei v-r. :r"r,or vorgeschlagenen '/.'andlern, so dass die lonenkonz-ntration in dem ionisierten Strom so hoch wie möglich ist, ~:r. eine optimale elektrogasdynamische Körperkraft z^ erreiche (d.h. die Reaktionskraft zwischen dem ionisierten Γ-.'ediun und dem Längsfeld in dem Kanal) ohne dielektrisches Zu-

BApORlGiNAL

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fiarr.rnenbreehen den Mediums, z>. beschleunige;,. 'J·...- .^o,-:t aufbau in ae«V, and leitkanal 'Tiir.irnt di^je Toraei;.·;:¹ '--'*. P- von leitenden Streifen oder Platten an, die reitii .h -r.. an den Seiten des Flu^pFades ungeordnet sir.j. '".'"■'

Bei anderen Ausf''hrungsf orrr.en noh:r,errd.ie· Anz'i-.·.-., π·-l-jiitr öden einen Ionisierunnnelektrödenpaares die' Fore/von- f Ia :hür. Oberflächen an, die sich axial stromauf vor;. £n;c .e:· Kanales, erstrecken, urn einen Einla·; von crössero....' «^uersi-.-ni" tsboreich -.(senkrecht z>.m 3tro:;.) zu bilden, .hIf gü::,.entsprechenden Bereich des "K.ir.ales stro::.ab vor; £inXs.' In ^i:.e;: soi;.her, .Falle liegt die Korona- oaer-Erftiaa^n^s,-!<::*■; t^:rc .· . ..:wi j hen den Anziehun£selektroäehoberflachen. Ζ"«* eine:, ve.-oer-perten

Gerät eine- zweite Anaiehun^seiektrode verwenden, ule i;r. Verhältnis zur Koror.aeie'iitroue so. angeordnet ist, ...r?- die axiale Abnessur.;; je? lonisierun-si'e^^er., .:a:·; c:.\:.e... Icnisierungseiektrodenpaar aufgebaut wlru, wir/■:?-:■;. ^- ver·- grössern. .

In 'Vfaerülns-tirr.ir.^r.;- ;rit eine;:, anderer. Asi.e,-:t ue:- -..·: _r.,.,.;._t wird eine Vielzahl von feinen Kanälen -des ober.ce·-·:., ie bs:.·;:. Typs in aera Ion.is-ierun£;sab?-fhnit-t eines '..ar.dlt.-rs oo_r Ausfällapparaten verwendet, von denen Jeder eir.·;.. r. *ra linien Durchfiu.:pfad f?^!r das■ Mediur. schafft. In dieser .-...sfM:;i'-^n-._::.~- forrc haben .nebeneinanäerliegende Kanäle eine £;err.ein=arr.e oieiektrische Wand, aie auch die Form einer in", wesentlichen

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flachen Platte einnehmen kann. Durch ei no Kuhrfo .-i/.analbildung in diener _/vrt una V,eise wird aie Ge.s^..;.;.IiUi^e der Einheit wesentlich verringert und aie Ba₁-We: fo If t -.-lerklio einfacher una weniger kostspielig, air; fir irgend/eiche eiektrogasdynamischen Ausf'Mhrungsformon, die irr. :,tur.ae der Technik vorgeschlagen wurden. V;enn dieser «u."dl.*,, in A ur.;'äl !apparate sy steine eingebaut wird, können optimale Ladeuichten erreicht werden, indem cie i-.oaienr.tr-cme in eine Kammer herausgeführt werden, die von einer, grosse-ron Bureicli, senkrecht Zur Flu.;richtung des riediu/r.s ist, als aie kombinierten Bereiche oer Kanäle.

Weitere Aspekte der Erfindung beziehen sich a^:' r.e^e und verbepserte Verfahren und Geräte z^rr. Kieders/nlajen und "herziehen von kleine;.; Teilchenn.ateri.al, das ir. ..en Medien strömen rnitgeno.ri.T.en v/:rd, au:' die das Cerat ein.virkr,. Z/erartige Verfar.ren Könn·;:. sicn auf das reiniger, e-lr.of- gas- :'örrr.igen >.odiu;.s beziehn, oder auf aie Hör steril,.-, r /on ■r.orr.is-:hen Verbindungen, bei denen das ^Iektroga:-:-;yria;..ische nupfäilgerät eine bede .«tsame Rolle spielt. I:r. letz^oron U-J 1~ pi el ku.nn da? Tüil jhon;;.a te rial ein iiut,ul.v*.:'·: ,o;;; oic-r Λ«-.;... ^c ti ons mittel se_n, das chemisch :nit üc-:. ";^rr·· ro:;, re-

j. π einem verwandten Berei :r. beschäftigt ρ ich die Hr finding a-,'jh mit einem verbesserten Ausfällapparat, bei der;, die

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3M) ORlGlNM. ;

': ' 155707a

Samme!kammer stromab von den Ionisierung.?-.'..nd dielektrischen Generatorabschnitten mit einem elektri r-^]\ isolierten Leiter versehen ist, der im Innerer, ad von axial zum Strömungspfad angeordnet ist. Dieser Le It ^r urreioht eine Spannung, die sich aer Spannung nähert,, alo a-f das Raumladungsfeld in der Nähe des stromauf geL.egen.jr. indes des Leiters zurückzuführen ist, um dadurch den qjerliegenden elektrischen Gradienten über die gesamte Längi der Sammlerkarnmer zu ergänzen. .,'-.-

Weitere Aspekte der Erfindung beschäftigen sich mir. Methoden zum Inberührungbringen einer, ströme r-den gasförmigen Phase mit einer kondensierten Phase, z.3. Katalysatorteilchen und dem Trennen der kondensierten Phase von "der gasförmigen Phase nach Berührung aurr:h elektrogasdynamisches Ausfällen. "-..'.

vVeitere; Merkmale und Vorteile der Erfindung e.rgebeil sie:. '. aus der nachstehenden Beschreibung unter Hinweis auf die beigefügten Zeichnungen. . .-■ ■

Fig./l ist eine Seitenansicht im Querschnitt e.r.es eiekxro-. gasdynamischen Wanalers und Ausfällappara'ces" unter Verwendung einer verbesserten Ionisierungsbauweise in Übereinstimmung mit der Erfindung;

BADORIGINAt^:^ Λ. - 009 8 1 A/ 1 7.3 8

ViS» IA'"-Smt cli.'-· >.,v.«j:w:.hiij '.",„nannic;ir« cien Gorator „αώ r^« -1

entlang «er ^iniu .A-A, .

rig.-IB ist eir.e Dra;.:".·";! ht auf dan Oerät i;r. all >-,v.einen

entlang eier¹ L-LnIo jj—;j u-j-p j^<1-^. j., T^-1Ig- 'ei i-fit eine .^uerri.jr.r.itor.&n.ni-hr oli.o:· siiCWw j.aroyria.'r.i.soi 'wai.dlepkanalF. in fiberoinstii.'.;: ^-:~ i;.it c;·-·-· ^.•flnu-.ng unter Verv.ena-..η;; einer zwej ton Anzifc;.-;-.-:a:.'jktrode

zur I£rnün.-n
i-'ig. J5 ist eine 7o

stul'igon Au>u"äliapparate~ von der- ir. .-i;% - ._··-·;:',.-i£;te

Art,
-•i3.-^ji - ',B .=;r/i ?;;:e;..atir::;^ Darsteu.iunr;en >: .·-;·:■ v..r.itt, die verschiedene An^en^un^n von o.c/::roj·. ■^yi.^rr.ir; ::.

n in

iindung fiir das ί berziehen von Oberfl «.-j nor. vor. -Degenständen zeigen,
¹¹Ig. 5 ist eine vi^err,chnittsansic:.t einen ole/.trc.^ar-.yni;.r.ir:

Zv/eikanalionisierungsgoräte.- in "cc-reinst-.; -...; ..v.it

uer üriinoung., .vorin die Au5il.äs£;e d^r Xci;..;io ··:; -.".£■-·■ ordnet si na, dass sie die daraus aus trotc-n-..w-η i.eiicn

?ig, 6 ist ein scherr.atisches Bausteinscha^oi-d ei/.e? c-ltktrogasdynar.iisehen Systerr.s zur;. Srze^^en ocer z^r:; Trennen von Substanz, die an fang Ii oh in ei ;.er -rl"r;r.i -keitslosung suspendiert oder auf ge IpRt i r-t,

?ig. 7 ist ein Systerr.blockschaubiid eines eIeA.trc_d':asayna;..if-..-ne . Systems zum Entsalzen von Salzwasser Una Vervvcnd^n^

-; - 00 9 8 U/17.3 8 BAD ORIGINAL "

COPY

%mi\y .;-"*- ." '' ^: ■-■■. 155?O73

von elektrof3cvr)dyna:;.ir.",cn nu^i'al.!'.^:·.'^..-.:··,;:* >*:~a •.'geraten na:;h ο or 3r:'in.^.r:,:-,
Fie. ti 1st c3n L-rui:k- ■Volu.-.enr ::-.a;/o-: Lu, car :'«'r ::<.·.-!ür-

v;ichti3 ist,
Fig.« 9 i^R't eine s._-j:e:r.atis.:i.e Darrte *^.--.η^ i::. .'.^i *·_·;;.....er-·

car i.-lok*

Phasen eir.or. ;"iiesr.or,-".on S;;ri-2.r,r ::.L\^Li.i.;...e:· in L¹J-rMlirung zu bringen -r.w uar ben..i.zt, .-.Or¹Cc;. .\ur.:\, «:;. die konüor.Sjerte rr.ase vor! ce:· ,-ar:'Lr::.-_:;e: .· :.ane zu trenne:-, -,.nc

Fig. IC ist eine teilwoiro .^erschniltranpi ;;/. •„•ir.·.? elektrogasGyna:.-.is<:hen loniPier-.njr^ora^er -iu:¹ mz, wie in einer. Teil des Systems na::h Fi^. ^ bur."'l"i:t.

;*Γ5

In. Fi·^. 1 ist ein verbesserte" olv,aru^;'.,y:.i;..;.· :.v.-.-· v.urfä'Ilapparat in "bereinsti::.:: .n> r.ii cor Hr:.:.~~:.- .·;■ -<--i£i . I Ki Prinzip ai'iveitet dieser AwS^ällacparat ir. τ.;.-.- i. ..-j.:.\. : Art uiv. .-.eise wie die Av«p;'üLla;.::".ar-'~e, ei ·_· -:'. .. ..--_ ..- £eitif;dH laji'en^er. Anrelu-n.-¹" Cerien Xr. ·-"" ^l , ei:. '·:-

^₀ reicht a:r. -♦. Au^..rt l^^L- -'^f-r "Aus:'äll-i:;pur.it.^ey.~··_:..··" -·-."·

-» gleichen Anmelders ber-. hriecen. In '"'bereinstir... ■:.- .r.i ·;

^ der vorliegenden Er^ineun^ ur.:--as.st ,-"edoc:: üe7· Icr.i.-.er..r..;

üä ■ ·" '

^₄J abschnitt des Ausi'ällapparates die eleictris?.ne !-.·;ϋ ^:.-.-

führungseinri-chtungen mit in: allger.einen einer f;srie v:r.

.. im Abstand voneinander liegenden parallelen Gielekv.ris.jhe

^BAD ORIGINAL " - ^v

copy

Platten IjJO, die an den stromauf und stromab gelegenen Enden so ausgebildet sind, dass sie einen konvergierenden Einlaß IJl und einen divergierenden Auslad IjJ2 /,wischen jeder der Platten Γ50 bilden. Axial in einer Mcntung aufwärts erstreben sich von den Enden der Platten ijJO im wesentliche flache leitende Platten 1,52a, wobei oenachbarte Platten zwischen sich einen Einlaß fMr jeden der Durrhfiuiäkanäie IjJOa bilden, die zwischen benachbarten Platten 1,50 liegen. Wie gezeigt, ist der Querschnittsbereich dieser Einlasse senkrecht zu dem Strömungspfad grosser als eier entsprechende Querschni ttsbereich des Ströniungspiadcr stromab davon. Die Platten 132a bilden Anziehungselektrodon, um die Ionisierungsentladung anzuziehen.

Zwischen den Anziehungselektrodenplatten Ij55a liegen verschiedene in einem nahen Abstand aneinanderliegende Korona-■:ntladungsdrahte Ij53> die in einer flachen Gestalt U:, allgemeinen parallel zu den Platten Ij52a angeordnet -,ine ::_.e Koronaentladungsdrähte 1J5J5 und die Anziehungf.elektroaenplatten l>2a bilden ein Ionisierungfelektrodenpaar, ..ir, ein Ionisierung^- oder En'-lad^ngsfeld an den Einlassen z„ uer. entsprechenden D^rohf luiikanälen l^Oa zu bilden, /.-enr. υ ine elektrische lonisierungsspannungsquelle Ij^f zwischen den Anziehungr-- und Korona-Elektroden verbunden wird, wie in Fig. IA gezeigt.

Die gesamte Ionisierungs- und Durchflußkanal-Gruppe kann

ten Leitung. 136
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in einer geeigneten ^Leitun« 156_Agehalten sein, wie am besten

BAD ORIGINAL ·

1 '

aus Flg. IA hervorgeht, die ihrerseits in geeigneter Art und Weise an der Wand der Sammelkammer I38 befestigt ist. Die Korona-Entladungsdrähte 135 werden durch kleine Löcher geführt, die in den Seiten der Trägerleitung Γ36 eingebohrt sind und werden durch Halter 137 an jedem Ende der Korona-Drähte an ihrem Platz gehalten. Die Trägerleitung 136 kann aus Metall bestehen, wie dargestellt und eine Anschlußklemme der Ionisierungsquelle, hier durch die Batterie 13^ dargestellt, kann direkt mit der Leitung 36 verbunden sein, während die andere Anschlußklemme der Spannungsquelle 1^¹I- direkt mit, d*en verschiedenen Korona-Entladungselektroden 133 verbunden ist. Stromab von den dielektrischen Platten I30 liegt eine Sammelkamn.er oder Kollektorelektrode I38, Die Kollektorelektrode I38 ist vorzugsweise aus metallischem Material hergestellt und weiterhin vorzugsweise (aber nicht notwendigerweise) zylindrisch. Es ist zusätzlich wünschenswert, den Querschnitts' bereich (senkrecht zum Strömungspfad) der Samme 1kammer grosser zu machen, als die kombinierten entsprechenuen ' Querschnittsbereicihe-der einzelnen Stromungspfade, die zwischen den dielektrischen Platten ausgebildet sind. In .' einem solchen Falle wird die Geschwindigkeit des Gases, das die niederzuschlagenden Teilchen mitreisst, verringert, so dass den Teilchen eine längere Verweilzeit in dem Sammler gegeben und die Wahrscheinlichkeit erhöht wird, dass das Raum-Spanhungsfeld in dem Sammler sie an die Wand des Sammlers drückt, wo die Teilchen niedergeschlagen werden.

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-LO-

Wenn sie die Wand der Samrnelkanimer I38 erreichen, nind die Teilchen, wenn sie schwer genug sind, frei, um durch Schwerkraft entlang der inneren Oberfläche ljHia der San.uielkarnmer abwärts und aus dem Ausfällapparat durch den ringförmigen Ausgang abzusinken, der zwischen der Sammelkamrr.er l'3'ö unu der Leitung 136 ausgebildet ist.

Aus Vorstehendem 1st klar, dass, wenn das die unezwMnsc'riten Teilchen enthaltende Gas durch die Leitung 13t» ...nd in die Einlasse der Durchflußkanäle geleitet wird, die mitgerissenen Teilchen durch das IoYiisierungsfeld geladen werden, das zwischen den Koronaelektroden 133 >^jnd Anziehelektroden 132a aufgebaut ist und sie werden weiter stromab durch die dynamischen Kräfte des Gasstromes mitgerissen, geführt von den Strömungskanälen 130a. Die Sammiereiektrc.de 1.38 kann aussen mit Erde oder wahlweise durch eine äussere Belastung (Ladung) verbunden sein. Es ist weiter klar, aass die dielektrischen Platten 130 den Ladungsstrom von äusseren elektrischen Stromkreisen isolieren und einen eiektrogasdynamlschen Wandler oder Generator bilien, ein Querschnitt, in dem die potentielle Energie der· ,-re^aaenen · Teilchen zu Lasten der kinetischen Energie des .-.eo.L^rr,-stromes erhöht wird, da der Strom eine Kraft a^Mbt, um das Medium und die Teilchenmasse stromab gegen aas axiale Feld zu drticken, das zwischen den Ionislerungselekuroden 132a, 133 und der Kollektorelektrode I38 besteht. Diese

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DADORfGINAL '

Spannungsenergie erscheint selbstverständlich uin ein Raumladungsspannungsfeld innerhalb den Sammle raonehnittes

Eine zusätzliche Funktion des dielektrischen '.vanulorabschnittes des Ausfällapparates, d.h. der die le.tvri ruhen Platten I30 besteht darin, die elektrische Biliicrai't zwischen die abgegebenen Ladungen und die Durchi'lui.kanäle zu pressen. Ohne die dielektrischen Platten 1}U wUrue jede Ladung, die von der Koronaelektrode abgegeben wird, eine Bildladung erzeugen, die in den me ta 111 schon AnziehungE-elektroden verbleiben wUrde. Dann würde die von tier Korona-, elektrode abgegebene Ladung, wenn sie" abwärts ζ.. !'Jessen beginnt, ein intensiven elektrisches Feld dazwischen und zwischen der Bildladung an den Anziehungselektrcler, erzeugen, wodurch ein axiales elektrisches Feld erze ..,; 1. wird, das eine Kraftverzögerungsbewegung der Ιαα,.η,-ε:, ir. einer Richtung stromab erzeugt. Diese YerzÖger .ii.",s.<;rar*j "..ragt zu dein axialen Feld in dem Wandlerabsclinitt be^ ,.no. er/.oht dadurch die Energie, die von dem He dl um ausgeübt ,·;·;■ rae η nn.rs, um die Teilchen stromab zu dem SanimLerab?ο;".ηί t^t zu Dewegen. V;enn aunr-erdem die Raumladungsdi'jvte airek: stromab von den Ionisierungpelektroden liOt-'n ist;, y;:» das zum höchsten Wirkungsgrad wünschenswert is⁴ , wercon die Bild ladungen aus der Anziehungselektrode herausgezogetij um die Raumladung zu neutralisieren. Dieser Stroir. von Bildladungen erscheint als Bogen oder dielektrischer Zusammenbruch innerhalb des Strömungskanales. Andererseits

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BADORiGfNAL

liegen in dem in Fig. 1 gezeigten Aufbau die Bildladungen in den dielektrischen Platten 1^0 so, dass die elektrischen Feldlinien von den Ladungen in dem Mediumstrom auf den Bildladungen in den dielektrischen Platten enden. Diese Feldlinien liegen daher stets senkrecht zur .Si.rornungsrichtung und erzeugen keine zusätzliche Verzb'gerungskraft bei der Abwärtsbewegung der geladenen Teilchen.

In Fig. 1 kann die Ladungskonzentration in dein Samir.lerabsehnitt wirksam bis zu der höchstzulässigen Konzentration f<ir ein radialer; Raumladungsfeld erhöht v/erden, dar gerade geringer ist als das Feld,.das zum dielektrischen Zusammenbruch des Gases erforderlich ist, in dem in das mit Teilchen geladene Gas kleinere Teilchen injiziert werden, die durch dar; Ionisierungsfeld in den Durchflui-ikanälen geladen werden sollen.· Durch richtiges Wählen der Grosso der lnjizierv.on TeJ ijhen Kann die von den Teilchen aufgenommene Lad -r.g •ni daher ihre Beweglichkeit innerhalb zulä?njger Grenzen i''-:-.t,e iert werden. Diese injizierten Teilchen, die en^/.euur ;'l Mr-Fi₁^ oder fest und vorzugsweise kugelförmig zum ;r,axi malen '/, <r^;'oKhaiten der Ladung sein können, bilden ein geladener, r.eronol, das von dem Gas^tromab in den Sammler 13b. geführt ..ire, wodurch die Ladungskonzentration in dem f'ammler eri.üht- -nd das Raumladungsfeld verstärkt wird. Aus-serderr. werden diese Teilchen von dem Strom zusammen mi'; den unerwünschten Teilchen niedergeschlagen, so dass das Gas, das vom Auslaß des Kollektors austritt sauber ist. Kittel

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BAD ORfGlNAL ⁱ

zum Injizieren der Aerosolteilchen sind schematisch in Fig. 1 durch die Serien der Düsen 1^10 dargestellt, die die Aerosolteilchen In den-Einlaß eines jeden Durchf luiSkanales zwischen den Anziehelektroden 132a einsprühen.

Es kann gezeigt werden, dass die höchste Raumbelastungsspannung im Verhältnis zur Spannung an der Oberfläche des Sammlers an der Sammlerachse auftritt und durch das folgende Verhältnis wiedergegeben wird: (Formel sh. Original)

Formel 1

worin e die Coulomb-Ladung' eines Elektrons ist, η die Teilchenkonzentration (m ), N die Ladung je Teilchen und R der Sammlerradius. Dies ist daher die höchste Spannung, die in dem Generatorabschnitt des Gerätes fiber

die Länge L erzeugt wird und das axiale Feld, das über S

die Länge der dielektrischen Platten 13.0 existiert, ist folgendes :--...-■"

Formel 2 .

Das Raumladungsfeld E an der Oberfläche 138a des Sammlers wird durch die folgende Gleichung definiert:

Formel 3 (sh.Original)

FMr jede beliebige gegebene Konzentration von Teilchen bekannter Grosse ist der Radius R_n des Sammlers 138 ideal folgende:"

Formel 4

Der Räumladungsfeldrädient E^ sollte selbstverständlich so

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■ «f. ■-."■"■■■

hoch als möglich sein, ohne ein dielektrischen ',^sari.r.-.ijnbreohen des Mediums mit sich zu bringen, d.h. Ii^ --= E^. Wenn dieser Ausdruck ΓUr R, im Ausdruck 2 verwe/wet wix-a, kann eine Gleichung fUr die Mindestlänge der dielektrischen Platten 1,50 an der Achse des Kollektors abgeleitet werden, wenn angenommen wird, dass das Feld in dem Konverterabschnitt E. nicht Überschreiten soll. Dies 1st: b

Formel Nr. 5«

Der Wirkungsgrad der Sammlung von geladenen Teilchen wurde in der bereits erwähnten gleichzeitig laufenden Anmeldung Serien Nr. 477 51ύ abgeleitet und ist wie folgt:

Formel Nr. 6
worin A _c gegeben wird durch

Formel 7

worin u die Gasgeschwindigkeit und K die Teilcher.oewegiichkeit ist.

Wenn angenommen wird, dass ein 90^-iger Sarnr;,ei.virK: *ng?- grad von geladenen Teilchen erwünscht ist, kann αie tatsächliche Länge des Sammlers L bestimmt werden. So ar-

gibt sich

Formel 8.

'Wenn die Ausdruck (4) und (8) kombiniert werden, ergibt sich ein Ausdruck der. das Aspektverhaltnis L^/R des Sammlerabschnittes des Ausfällapparates regiert:

Formel 9. '

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BAD

Höhere ßarnme !Wirkungsgrade können selbstverstän .-.xirh erreicht werden/ indem der Kollektorabschnitt mit einem grösseren Aspekt verhältnis konstruiert wird, öder, wie vorher erläutert, indem der Gasstrom mit Submi kron-Grür-ror.l'· j_: ] .ehe η

'geimpft wird, was Leicht zu einer Laaun₍· bis -zur Sättigung fM.hrti,. Hin das Raumladungsfeld zu vergrößern-.

Da auch ein Querirauinladunf.sfeld in dem Generatorabr.ci.nitt vornanden ist (zwischen den dielektrischen Plat* ^r. IjK)) > besteht dielieigunp; zu einer ;-ewissen .Ablader..-ι.-.; v<:n ^elaoer.er Teilchen an den Oberfläciien der nielextrineuen . ^ati-en . Zu Zwecken der E.rläuterüni:- kann angenor, rr.en wercier,, anr-rdie Geschwindigkeit u des Gaser.' d-urch den Jeneratorabso'hnitt ho^h gei";»ß sein sollte , dami t nicht ι,ehr air 5"^: :ier. .^eladenen Tel leihen die Oberflächen der dielektivr,. ;,en ; ^aU-en erreichen . (ßs kann bemerkt werden, uasf mi t gen'¹ -Uj₁-J i.ohcn Gaspjeschvv'indipkeJ ten diese vienipen Teilchen scnr.eli .,^:ievier· in-den Strutnungspfau mit einem sehr oerin.jon, -i- π dara..« ergebenden Ladun^.sverlunt. r_tine Inge rissen weroe;_w . η .s· Ue::. rtusariäck 6 v.'erden weniger als 25¹^ aer gelaoer.er, Teil.her. auf den Oberflächen der dielektriSL-hen Platten ^C a'cgelagert, wenn :

Formel 10) _: ■

worin Formel 11).

Aus vorstehendem ergibt sich, dass das Verhältnis aev Gasgeschwindigkeit u in dem Generator auf die Ses-i-hwin-iig--

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keit U₁ des Gasen irn Sammler ftir 90$ Sarnmlungswirkungsgrad folgendes .sein sollte:

Formel 12).

Nachdem das Gasgeschwindigkeitsverhältnis besti lurnt wurde, kann der Gesamtquersehnittsbereich der Durchf iuiipfade zwi sehen den dielektrischen Platten 1.30 bestimmt werden, da die Gasstrb'rnuncsgeschwindigkeit durch den Sammler 1^8 und der Radius des Sammlers für jede beliebige gegebene maximale Teil henkonzentration ausgewählt wurde.

Als ein Konntruktionsbeispie 1 kann ein typischer Ausfallapparat in Betracht gezogen v/erden, um Staubteilchen zu entfernen, die eine Konzentration von ungefähr 10 Korn/

■j
ft haben und einen durchschnittlichen Durchmesser von ungefähr 10 Kiikron. Die durchschnittliche Teilchenkonzentration bei dieser Staubbelastung beträgt ungefähr '?. χ 10^ιυ Teilehen/m . Es ist bekannt, dass die Teilchen irgendeiner gegebenen Grosse nur eine maximale 'Sätti gungr Ladung enthalten konen. Im vorliegenden Beispiel und wenn eine realistische Annahme gemacht v/ird, dass die Tei ionen Dis auf 50λ Sättigungsgrad geladen sind, ist die Teilchenbewegiichkeit K^ =■ i0~°m /Volt-Sek. und die Anzahl der Ladungen je Teilchen N = JJ χ 10⁺.

Unter den vorstehenden Bedingungen wäre die ideale Radialabmessung Rc des Sammlers (aus der Gleichung (4)) ü,i>!> m fiir 90^ Sammelwirkungsgrad in dem Sammler. Der V.'ert von

• ' 009814/1738

BAD ORSGSNAL

L₁ kann aus dem Ausdruck (7) bestimmt werden t.nd wird als .0,83 u _t berechnet. Typiseherweise beläuft sich die, Ge- _;, schwindigkeit des Gases in dem Sammler auf ungefähr 5'm/Sek. (gleich einer Strömungsgeschwindigkeit von iü.üOO cfm) und so L = 4,15 m.

Aus dem Ausdruck (I)- ergibt sich, dass die höchste Spannung der Raumladung in dem Sammler ungefähr BOO kv ist und die erforderliche Generatorlänge L /d.h. die Länge der dielektrischen Platten IJO .ist daher L = 0,28 m. Aus dem Ausdruck (12) wird die Geschwindigkeit u des Gases in den ■ S

Generatorabschnittdurohflußkanälen als. u = 56 rn/Sek.

berechnet. Wenn die gewt5nschte Geschwindigkeit des Gases durch die Durchflußkanäle und die Ladungskonzentrationen ^: bekannt sind/ können die Anzahl und die Abmessungen der Durchflußkanäle gewählt werden. Im allgemeinen muss auch der Abstand zwischen den Korona- und Anziehungselektroden 133>j 132a in Betracht gezogen werden, damit die erforderliche Spannung zur Ionisierung des Gases von einem vernünftigen Wert 1st.

Wenn wiederum auf Fig. 1 Bezug genommen wird, kann das Raumladungsfeld E an Stellen stromab in dem Sammler wesentlich erhöht werden durch die Verwendung einer passiven mittleren leitenden Elektrode 142, die Vorzugs- ·■ weise koaxial mit dem Sammler I38 liegt. Dieser passive Leiter 14"2 wird in geeigneter Art und Weise unterstutzt,

0 0 9 81A/17 3 8

damit seine stromabwärts gelegene. Spitze Ihk ion La(Ln *en ausgesetzt ist, die aus den Durchfluükanälen in den Generatorabschnitt herauskommen. Der Leiter I*i2 wird vor. de η si oh radial erstreckenden Armen VO getragen, die ar. vier V.'ana des Kollektors Ij58 befestigt und von einem aielcs/CtriPchen Material 1'4^ in Sohichtform umgeben sind. Wenn der Strorr. der Ladungen sich aufzubauen beginnt, nimmt auch die Ra.^r,-ladungospannung an der Achse des Kollektors Ljo, uie induzierte elektrische Spannung ό (ο) auf aeir. Leiter 1^2 ebenfalls zu, da die Spitze 142a dem Gasstrom ausgesetzt ist.

Schliesslich erreicht die Spannung an dem Leiter 1Ί2 den Wert der Raumladungsspannung in der er liegt. Diese Spännung tritt selbstverständlich fiber die gesamte Länge des passiven Leiters auf, so dass das Raumlaüun₍-;sl'eld stromab von der Spitze IhZa. von dem elektrischer. 7<"öIcgradienten erhöht wird, der zwischen dem geladenen Leiter· 142 und der Oberfläche Ij5öa des Sammlers erzeug: Wira. Obwohl so der radiale Raumladungsfeidgradient ir. einer· Ri ;htung stromab abnimmt, wenn die Ladungen an ^r 3a:/,;r.verwand neutralisiert werden, ist ein minimaler eie.itris^ner reldgradient senkrecht zum Durchflußpfad immer no.-;r. vorhanden infolge der Ladungen auf dem Leiter 142.

Fig. 2 zeigt eine wahlweise Anordnung zum Ionisieren des gasförmigen Stromes in dem Durchflußkanal. Wie dort gezeigt,

0O98U/1738 , '

int der Hauptdurchflußkanal zwischen den d J e I ·.?.<*. r'i nc·} .en Platten l^;i6 in zwei sekundäre Kanäle - l'i Y durch o\ nc ■ tiazvvj sehen liegende Strornteilerplatte l'iB geteilt. Die _nnz: oh ,nrseiek-■troden 1''9 liegen an jeder freite des Hauptd ireh;"J■·-..-icn-aIu.s um dein' Medi urn flu ti ausgesetzt zu .sein und .die j\oroiv. ~>'ntladungsdrahtelektrode 150 ist quer zu deirOnr.-MVi' i ·..·■;::'ad zwisclien den Anziehelektroden 1'I9 in einei¹ L'Oke 1^1 i-ΐΊ der Stroinauftei lungsplatte l^;lö angeordnet. iHnror. <ib von den Anzieheleictroden 1^J»9 in der Fluiäteilorplatte j.-o befindet si oh-eine zweite Anzielieiektrode i:>/< mit 0-beri lachen 15^a₁ .-15^b, die dem Strom in den· sekundären Kanäle η l'i? ausgesetzt sind. Eine, hohe Glqichstroiiispann'i;r<_£;, .uie d-.iror,.."" die Batterie 13^1 dargestellt wird, wird zwischen tier ?;orona-Entiadungsdrahtelektrode I30 und der zweiten Ai.,.^ e:. .r./.-elektroc 155 zur Anwendung gebracht und auch auf einen S^anr.-.n,.','"-teiler-potentiomete-r 155· kDer einstellbare Kentakt l'j'z-'U. des Potentioraetei^s ist direkt mit den Anzieh.-ngnelek'roden gekuppelt.

In der Praxis wird der verstellbare Kontakt 15>" ■"■» i-'irifestellt, dass er eine Korona -Entlad;,ng zwi S₁. hen .ei Xrrcnu-Entladungsdral'.teiefctrode I50 und ,⁴eder der n::.::u.v.:."exe,·- troden 'IA9 ergibt. Da jedoch die zweite Anziehur..;selektrcJe 153 sich auf einer höheren Spannung befindet, als uie Elektroden 1^9.. werden die Ladungen, die von der Kcrona-Entladungsdrahteiektrode 150 von der Ionlsierunr.sspannung zwischen ihr und den Anziehungselektroden/abgezogen werden, in einer Richtung abwärts zu einer zweiten Anziehungs-

^h^ 00981 A/17.38, '

elektrode I53 gezogen. Es kann auch hier be wer kv, worden, dann die zweite Anziehungnelektrode durch eJneri dftinen Draht ersetzt werden kann, ähnlich der Korona-^ntladwngndrahtelektrode I50, wenn das erwünscht int unu Korona-Kntladungndrahtelektrode kann von einer abweichenden Form sein, wie etwa denjenigen, die in der UG-Anmeldung, Serien Nr. 512 Oijjj beschrieben sind.

hit der Elektrodenanordnung nach Fig. 2 wird die axiale Abmessung den wirksamen Ionisierungnfelden, d.h. der Dereich, in dem der Ionisierungs\strom vorhander, int, wirksam durch die axiale Entfernung zwischen den Anziehungs· elektroden V>9 und der zweiten Anziehungn&ektroue \.^zSl> verlängert. Gleichzeitig mit diener axialen Verlängerung den Ionisierungsfeiries ergibt sich eine erhöhte Wahrscheinlichkeit, dans die mitgerissenen Teilchen voll geiauen werden, und zwar infolge der erhöhten Verweilzeit der Teilchen in dem Ionisierungsfeld.

:lr kann bev.'ienen worden, dann die wirksame Länge Ό den lonisierungsfeldes zwischen den Enden der ernten und zweiten Anziehung.^elektroden in einem Durohflu^kanal von minimaler Q-ernnhnittsabrr.essung h rc sein rollte, dann b/h = 3 ist. Wo-die Dichte den Ga.-en in dem D-roaflUiSkanal grosn ist, wird auch der Gtrorn, der zurr, Laden der mitgerissenen Teilchen bis zur Sättigung erforderlich ist, ebenfalls erhöht. Dieser Strom kann erzielt werden

0098U/1738, BADORIQiNnL

durch proportionales Erhöhen der Stärke des IonisJerungsfeldes,-wobei das Verhältnis b/h unverändert bleibt. Idealerwei£5e ist natürlich- b/h =3, da durch Erhöhung des Verhältnisses b/h durch Bewegen der zwei ten Anziehungelektrode 15> abwärts eine höhere Spannung zwischen dieser Elektrode und der Korona-Elektrode zur Anwendung gebracht werden muss. .

Fig. j5 illustriert einen elektrogasdynaniisehen ·A,..sf ällapparat'von der in Flg. 1 gezeigten Art, konstruiert zum Scrtie Sortieren und Klassifizieren von Teilchen verschieüener Grosse> die von dem Mediumstrom mitgenommen werden. In der dargestellten AusfHrhungsform wird der Kediunistrom in den Mehrfachkanalionisierungs- und Wandlerabschnitt des Ausfällapparates .geleitet. Die axiale Länge des Ionisierungsabschnittes in diesem Ausfallapparat wird gross genug gemacht, so dass die Verweilzeit der TeilchenJndem lonislerungsfeld genügend gross ist, um alle Teilchen bi.s zur Sättigung zu laden. Von dem Abschnitt I50 verlaufen aie geladenen Teilchen in einen Sammler erster Stufe 16O, wo die grösseren Teilchen auf die innere Oberfläche des Sammlers niedergeschlagen.werden. Die verbleibenden Teilcnen verlaufen weiter stromab in einen Sammler 162 zweiter Stufe von grösserem Q.uer.schnittsbereich, der auch langer ist als der Sammler der ersten Stufe. Weil die Gasgeschwindigkeit im Inneren des längeren Sammlers 162 sinkt, werden die kleineren. Teilchen auf der inneren Oberfläche l62a infolge der erhöhten VerweL^zaJJ; der Teilchen in dieser

BADORiGIlSiAL

Sarnmie rs tu fe abgelagert. En können so viele a^fcl nanrierfolgende Sammler von geeigneter Länge und geeigr.etom Querschnittsbereich wie erwfinscht verwenaet «er-wn, je nach der Anzahl der gewünschten Teilchenklassi i'izier.-ngen.

Es kann gezeigt werden, dass der Massei'luß (kg/.v. ) der Teilchen zu den Wänden der Sammler l6O, 102

Formel (13)

ist, worin m die TeLlchenmasse < V a 4/3 ist, /lo'oei a der Teilchenradius ist. Die Beweglichkeit eines Supermikronteilchens bei Sättigungsladung wird, durch Ue folgende Formel gegeben:

Foi'mel lh)
worin u die Gasgeschwindigkeit ist. Aus vorstehendem ergibt sich, dass der Fluß f hauptsächlich vor. der 'Jailchengrösse und nicht so sehr von der Konzentration abhängt. Daraus ergibt sich, dass die grösseren Teilchen von grösserer Beweglichkeit stets zuerst niederges-ihi&gen werden, während die kleineren Teilchen in den darauf folgenden Sammierstufen niedergeschlagen weruen. So ergibt sich aus (13) und (lh)

Formel (15).

Wie bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausfäliapparat können die niedergeschlagenen Teilchen, die nach ihren Grossen getrennt sind, aus den oberen Enden der entsprechenuen Sammler entnommen werden.

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BAD OR!G^4AL

GCIiES OBEiiFL/V-I{EN^r

Die Prinzipien der elektrogasdynaminchen Ausfall Λι\~ Können bein, ^i!berziehen von Gegenstandsoberflächen ver.-;en>ic;·, v/erden und wegen der Vielseitigkeit und EinfaVhhei t von o^.-ktrogasdynamisehen Geräten können EGD-f'berzugssyste;ue ■ ir,;-t OaS₇ strömen be trie bon werden, die sowohl mit organischen als auch' anorgaiii piihen. Materi alien geiiupi't r-ina. /!.-.^"ortie,",, können sov/ohl-i polierende aln auch metallische O-oer Γ lachen ^!!herzogen werden.

Die sohe;nati.pche DarPtellunc nacli Fig. ·■ vm\^ _:;e Verwendung "ed-ne? elektrogapdynamiKohen Ionirier .;■■.· ;e^:irVer; Iö4, in einem System zum überziehen von i'er-ten '',< -^enr'r'tnd die in eine Kammer I65 eingebracht P-ind * Da? Io;,i"..^;\.t;^ gerät hat die Form einer Pistole und besteht u.*r eir,e::. Einzelf lu^kar.alj der zwis.'iien parallelen ciiolc-,·:*.:-! r- -..en Platten lv.6, Korona- und Ά nziehungr elektrode η 1.-Ϊ '-r.c; li. ό angeordnet ist, sowie eine Kraftquelle I09, " u;r. .:.-:Lr-. ;.e-n den Elektroden Ιο? undMüH eine Ionisier;.ngpr-par.r₁..n_t- ζ -r .Einwirkung zv. bringen. Die Pistole l6'< wird von eine:- --.·- eigneten Aufbau getragen, wie etwa der ^if..n_;: l"Z, ;-lt einem Einlad 171, der ein Trägergas erhält, inde:. elr.c !'be r zugs su bs tar. s in Tel lc hen for π· mitgerissen v;irü. Zu-s Gas und die Teilohenmiscnung treten in den eiekirogasdynamischen Durchf Iu Alcana Ie in lau- I72 ein, wo sie in aem elektrischen Entladungsfeld zwischen den Korona- und An-

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Ziehungselektroden I67, I68 geladen werden. Ionen und geladene Teilchen bewegen sich abwärts und werden in die Kammer I65 hinaus abgegeben und schaffen ein haumladungsfeld.

Zu Zwecken der Erläuterung ist die Kammer I65 mit drei festen Gegenständen von willkürlicher Form gezeigt, wobei

der erste Gegenstand 175 metallisch 1st una durch einen Leiter 175a mit einer Metallwand I65 der Kan.rner verbunden ist, die geerdet ist. Ein anderer Gegenstand 17^b besteht aus einem dielektrischen Material und ist durch den Leiter

. 175c geerdet, der im Inneren der Masse .17.3k ende υ. Schliesslich hat ein dritter Gegenstand 175b, der entweder aus Metall oder aus einem isolierenden Material hergestellt ist, keine Verbindung mit einer Bezugsspannung.

• Wenn die geladenen Teilchen aus der Pistole io^ in die Kammer 165 abgegeben werden, erhalten die Gegenstände 175 175b beide einen gleichmässigen Hberzug Über ihre gesamten Oberflächen, unabhängig von der Richtung, in der die Oberflächen dieser Gegenstände ausgerichtet sind, da das Raumladungsfeld in der Kammer I65 so wirkt, dass es die geladenen Teilchen veranlasst eine Spannung zu sucher,, die niedriger ist als die Raumladungsspannung. Der Gegenstand 175b erhält andererseits einen überzug nur auf denjenigen Oberflächen, die direkt den Fluss der Teilchen vom Auslaß des Durchfluikanals in der Pistole l6'i ausgesetzt sind.

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In Pig. 4A ist die elektrogasdynamische Gaspistole als von geeigneten elastischen Führungen 175 irn Inneren einer Leitung oder eines Rohres 176 gezeigt, dessen innere Oberfläche 176a überzogen werdensoll. Eine Mischung aus Luft und trockenem Pulver wird in eine Pumpe oder einen Kompressor 178 geleitet und änschiiessend in eine Heizeinheit 179λ wo die einzelnen Teilchen durch die Anwendung von Wärme■verflüssigt werden. Von dem Heizgerät laufen die Luft und die verflüssigten Teilchen weiter in den Durchflusskanal der Pistole l64'v wo die Teilchen geladen und in das Innere der Leitung 176 eingesprüht werden. Eine " Kraftquelle I69' erregt die Ionisierungselektroden der Pistole. Vorzugsweise ist die Leitung 176 in geeigneter Art und Weise mit Erde verbunden, wie gezeigt. Beim Erreichen des Inneren der Leitung 1?6 erzeugen die geladenen Teilchen ein Raumladungsfeld und werden gleichmässig fiber die gesamte innere Oberfläche 176a abgelagert. So wirkt die Leitung 176 selbst als die Sammlerelektrode eines elektrogasdynamischen Ausfällapparates. "· ,

Fig. h B zeigt eine Ausdehnung der vorstehenden Prinzipien' auf das Überziehen eines flachen Gegenstandes I0O. Hier umfasst das elektrogasdynamische Gerät ein Paar dielektrischer Platten 181, 182, wobei .die- Längere der Platten · 182 dazu dient, den Strom .Über die Oberfläche l8Oa zu

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ORIGINAL

leiten. Da weiterhin geladene Teilchen Ln den zwischen der Oberfläche IbOa und der Platte Iö2 geblasen werden, treibt das Raumladungsfeld einige der geladenen Teilchen zu der dielektrischen Platte 182. Diese Platte erreich't bald einen Zustand der Ladungssättigung und erzeugt einen elektrischen Peldgradienten senkrecht zu aer Platte 182 in einer Richtung, durch die das Raumladungsfelu unterstützt wird, die Teilchen auf der Oberfläc-he IbOa abzulagern.

Am Einlad zu der elektrogasdynamischen Pistole wird ein Aerosol, wie etwa eine Mischung aus Luft und trockenem Pulver von einem gewünschten Material mit den. einen freien radikalerzeugenden Gas, z.B. einem Monomer-Gas vermischt. In dem Ionisierungsgerät l8j5 werden die Pulverteilchen geladen und das Monomergap v/ird in freie Radikale, sowohl geladene als auch ungeladene aufgeteilt. Die gelaaenen Aerosole zusammen mit den ungeladenen freien Radikalen werden stromab in den "Sammler"geleitet, der in ",er Vorrichtung nach Fig. kB zwischen der aielektrinorier* Platte 182 und der Oberfläche l80a des zu überziehenden Gegenstandes ausgebildet ist. Durch eine Ausfällwirkung (genauso wie durch Diffusion) werden die ungeladenen freien Radikale und die geladenen Aerosoltelicheη auf aer Oberfläche 180a abgelagert, wo die freien Radikale polymerisieren, um einen dünnen Filmfiberzug zusschaffen und bei der Fusion der gepulverten Teilchen mitzuwirken. Als Beispiel kann das Monomergas Äthylen und das Pulver Polyäthylen sein.

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BAD CPJGiHAL

Ι 557073

Wenn die freien Äthylen-Radikale und das .-Polyäthylen- -pulver auf dar Oberfläche l8Oa abgelagert werden, ■ bilden sie einen dicken Film ohne die Anwendung von Wärme.

Als ein weiteres Beispiel kann ein Mon-oiT.ergan aIleine zum Oberf lächen'iberziehen verwendet werden. In einem -solchen Falle kann ein träges Gas, wie etwa- Ar-gor. oder Neon, air, Träger f(Ir die freien" Radikale -verwenuetwerden, die bei der Korona-Entladung -der ECD Pistole.

- gebildet werden. Molekulare Ionen und die geladenen freien Radikale, die in der Korona-Entladung _;;eb;ioet

'werden, werden nicht von dem Strom Mber irgojiieine merkliche Strecke bewegt, da sie verhältniri,,a.:jg hohe Beweglichkeit besitzen und schnell VOi₁ der . - . .Anziehungselektrode in dem Ionisiergerät 1ε>> angezogen werden. Daher treten zuerst nur die ungeladenen freien Radikale in den· Sainmlerbereich aus. Dior··,-E scheinung ist vorteilhaft, da nachdem ein anfan 3 Ii--her überzug auf der Oberfläche des Gegenstandes u_wi"..i"üu_wt ist> geladene Teilchen, die danach ab_:;elager': wor^e:., den ''bercug vei'brennen können, indem sie aurvr. v.en ■'!ber.zug zu der geladenen Oberfläche entladen. I£?-irt offensichtlich, dai ein beliebiges aus ei Der Anzahl von Monomergasen, wie etwa-Styrol und Propylen verwencet werden kann.

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Die Vorrichtung nach Fig. 5 arbeitet identisch zu den in Fig. 4 gezeigten, um die Teilchen zu ' laden, die in zwei getrennten dünnen Durchflußkanälchen 185* 185 i> dispergiert sind, die von dem parallelen dielektrischen Plattenaufbau.186, 187, 188 gebildet werden. Zu jeder Platte gehört eine Plattenanziehungselektrode I89i die alle elektrische verbunden werden können, um sich so auf der gleichen Spannung zu befinden, nämlich der Spannung auf dem Leiter 19O. Die Ionisierungserregungsquellen 191a, 191b von entgegengesetzter Polarität sind zwischen dem gemeinsamen Leiter I90 und entsprechenden Korona-Elektroden-Gruppen 192a, 192b in den Durchflußpfaden befestigt, um Ionisierungsfelder von entsprechenden entgegengesetzten elektrischen Ladungen zu erzeugen. Wie dargestellt, wird das Gas in den Kanal 185a positiv ionisiert und die davon mitgerissenen Teilchen werden positiv geladen, während das Gas und die Teilchen, die durch den Kanal 185b fließen, negative Ladungen erhalten. .

Am Ausgangsende' der Vorrichtung sind die Durchf Iui3-kanäle 185a, 185b aufeinander in solcher Art und Weise zu gerichtet, daß der Strom durch den einen Kanal sich 'mit dem Strom durch den anderen Kanal vermischt. So sind an den Ausgängen des DurchfIußkanales die positiv und negativ geladenen Teilchen nahe aneinander, wodurch sie sich gegenseitig

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BAD DRlGiNAL

.. - -29- ■■ ■ ·■

anziehen können. Wenn beispielsweise Teilchen,.die in dem Strom in den Kanal 185a flüssig und jene Teilchen in dem Kanal l8f>b fest sind, werden die • (negativen) festen T liehen mit den (positiven) flüssigen Teilchen überzogen und die Ladung auf mindestens ■ einem der anziehenden Teilchen wird bei physikalischer Kombination neutralisierte Es ist selbstverständlich offensichtlich, daß das Gerät nach Fig. 5 in jeder beliebigen Art und Weise gemäß der Erfindung verwendet werden kann, um ein Laden und Kombinieren von im Gas mitgerissenen Teilchen in jedem beliebigen physikalischen Zustand, flüssig oder fest, zu bewirken. Außerdem ist-" " die Vorrichtung weiterhin vorteilhaft zur Durchführung der Ionisierung des Gases, das in jedem der getrennten Durchflußkanäle fließt, wodurch Ionen des ionisierten Gases gegenseitig anziehen werden, bis sich eine chemische oder elektrische Kombination ergibt. Demgemäß wird der Ausdruck "Teilchen" in seinem weitesten Sinne verwendet.

Die vorstehenden Prinzipien können auf die Bildung eines dünnen- Bahnmaterials Anwendung finden, indem ·

der ffberzug von dem überzogenen Gegenstand in einer allgemein bekannten Art und Weise abgezogen wird.· ^: Beispielsweise könnte in Fig. 4B.der flache Gegenstand eine Strecke eines endlosen Gürtels tragen, so daß die Oberfläche l80a davon an der Teilchenabgabe vor bei läuft. Anschließend kann der Überzug von

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-JKJ-

der Oberfläche l8Oa durch eine Messerschneide (nicht . dargestellt) abgezogen werden, um eine kontinuierliche Bahn des Oberzugsmaterials zu bilden. _:

• TEILCHENHERSTELLUNG.

Es gibt eine gewisse Anzahl bekannter Verfahren zum Herstellen kleiner Teilchen von Mikrongröße. Bekannte Verfahren sind diejenigen, größere Teilchen gegen eine harte Oberfläche zu vermählen oder zu verquetschen. Fig. 6 zeigt schematisch ein System, -. * das die elektrogasdynamische Ausfällung benutzt, um Teilchen von einer Substanz zu erzeugen, die in einem flüssigen Träger entweder aufgelöst oder in fein verteilten Zustand suspendiert ist. Vor der Teilchenherstellung wird die in kleine Teilchen zu unterteilende Substanz mit einem geeigneten Lösungsmittel aufgelöst. Das Lösungsmittel wird dann durch einen Zerstäuber I96 geleitet, der die Flüssigkeit in fein verteilte Mediumtröpfchen zerteilt. Diese Tröpfchen werden dann in einem Überhitzer I97 erhitzt, der von jeder beliebigen bekannten Art sein kann. Die ** Anwendung von Hitze auf die zerstäubte Flüssigkeit · _m verdampft das Lösungsmittel, das als ein Dampf abfließt *V und läßt Teilchen konzentrierter'Lösung und winzige ^t Kristalle des aufgelösten Materials zurück. Der Lösungs-

ο» · mitteldampf und die Teilchen werden dann in den

Einlaß eines elektrogasdynamischen Ausfällapparates der beispielsweise in Fig. 1 gezeigten Art eingebracht.

BADORIGiNAL

-51 -

V- . In .dem Ausfällapparat 199 werden die Kristalle auf den ^v . Innenwandungen des Sammlers abgelagert, von wo sie entferntund gewonnen werden können. Der Lo Rurigs mit te !dampf fliesst in die Atmosphäre oder in einen (nicht gezeigten) Kondensator zur Verflüssigung und zum Wiedereinbringen ; in den Zyklus ab, falls das erwtlnscht ist. Die Grö.sse

der kristallinen Teilchen, die durch die elektrogasdynamische Ausfällung wiedergewonnen werden, kann durch eines von mehreren ,- Verfahren bestimmt werden. Eines dieser Verfahren ist, die Grosse der flüssigen Lösungsteilchen einzustellen, die In dem Zerstäuber erzeugt werden. Wenn da? LÖsungs- - mittel verdampft wird, hat die Grosse* des Kristalls ein ■ spezifisches Verhältnis zum anfänglichen Grad der Zerstäubung. Ein zweites Verfahren besteht darin, aie Xon-. ' * ■ zentration des aufgelösten Stoffes in der Lösung einzustellen. Ein"-weiteres Verfahren ist, die Menge des Lcsungs-. mittels einzustellen, das aus den Tröpfchen durch Hitze verdampft wird. Eines oder eine Kombination irgendwelcher dieser drei Verfahren kann ausgewählt werden, uir. den ge- :. wünschten Bereich von Teilchengrösse aus dem elektrogas- - /dynamisc,hen Äusfälläpparat zu bestimir.en.

ELEKTRQOASDYNÄMISCHE WASSER£NTSALZUIn^;G:

^ Eine Ausdehnung der Pf oduktion von· Tei-lchen durch -eias" EGD Niederschlagen wird in dem Diagramm nach Fig. 7 dargestellt, worin ein etwas komplizierteres Sys ten* ge- ■ zeigt ist, um Salz in kristalliner Form oder als kon-

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'""'-■■ ■ ■ ' · . ί

BADGRiGINAL

zentrierte Salzlb'sungstrÖpfchen aus Seewasser zu ent- ' fernen. Der Einfachheit halber kann das PV-Diagramm nach Fig. 8 in Verbindung mit der Beschreibung des Systems beigezpgen werden. In Fig. 7 wird frisches Seewasser in eine Pumpe 2 -geführt, die den Druck des Seewassers erhöht zur Zuführung zu einem Hochdruckwärmeaustauscher 202, in dem das Wasser durch Ausziehen von Wärmeenergie aus heissem Frischwasser ,vorerhitzt wird, aus dem das Salz bereits entfernt wurde, wie das kurz erläutert wird. Am Auslad der Pumpe 202 am Punkt B ist der Wasserdruck weit "ber dem kritischen Druck, bei dem die latente Verdampfungswärme gleich Null ist. Nach dem Vorerhitzen (Punkt C) wird das Seewasser in kleine Teilchen in dem Verdampfer 2OJ verteilt und wenn es aus dem flüssigen Zustand in einen Aerosolzustand Mbergeht, erleidet es einen Druckabfall (Punkt D) obwohl der Durchfluß Mber dem kritischen Druck bleibt, wie in Fig. 6 zu sehen.

Mus dem Zerstäuber wird das Seewasseraerosol in dem überhitzer 205 rcit im wesentlichen gleichem DrucK überhitzt απα es findet eine wesentliche Volurr.enveränderung statt (Punkt E). Zusätzlich und noch-wichtiger wird frischer Wasserdampf aus dem Salzwasseraerosoi ent-fernt, so aäss extrem konzentrierte Salz-laugentröpfchen und auch kristalline Salzteilchen zurückbleiben. Aus Fig. ö geht hervor, dass, wenn die Temperatur unu das Volumen

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BAD ORIGINAL

des Aerosols sich in dem Überhitzer 205 erhöhen, das .Volumen sich mit im wesentlichen konstantem Druck bis " -■ . zu einem Punkt E "expandiert, der oberhalb der kritischen · Temperatur und des Druckes liegt. Aber die verbleibenden • Aerosolteilchen verbleiben in ihrem fnissigen (oder festen Zustand).

An diesem Punkte werden der Frischwasserdampf und die konzentrierten Salzlösungsteilchen zusammen mit den Salzkristallen in den elektrogasdynamischen Äusfällapparat 206 injiziert, der in einem geschlossenen Kreislauf . zwischen dem überhitzer-205 und dem HochdruckWarmeaustauscher 202 eingeschaltet ist. Das heisst, der Auslaß aus dem Ausfällapparat, nämlich der Ausgang aus der Sammlerelektrode ist durch eine Leitung mit dem Hochtemperatur- . einlass 202a des Wärmeaustauschers 202 verbunden. Vorzugsweise umfasst der Einlaß des Ausfallapparates eine konvergierende DUse, um das Medium der fliessenden Masse auf eine Geschwindigkeit von ungefähr 75ro/Sek. zu beschleunigen. Der Halsteil· der DiMse sollte in einem solchen Falle einen Durchmesser von ungefähr 6,35 mm haben. Stromab von dem Ionisierungsgerät befindet sich ein divergierender dielektrischer Generator oder ein Wandlerabschnitt, der die strömende Masse ausdehnt und verlangsamt. Im Prinzip arbeitet das Ausfällgerät in einer Art und Weise, die gleich derjenigen ist, die in der bereits erwähnten gleichzeitigen Anmeldung Serien Nr. 477 516- des gleichen Verfassers be- .

schrieben ist und die Ionisierungselektroden köncnn von

der Art sein, wie dort oder in-der vorliegenden Anmeldung beschrieben.

In dem Ausfällapparat werden die konzentrierten Salzlaugentröpfchen und Salzkristalle in dem Ionisierungsfeld geladen und auf die Innenoberfläche des Ausfallapparatsammlers geschleudert und treten aus dem Ausfällapparat als eine hochkonzentrierte Salzlaugenlösung aus", wie in Fig. 7 dargestellt. Der Fr i schwas se rdampf ist ,iedoch in einem nberhitzten gasförmigen Zustand im wesentlichen unbeeinflusst durch das Raumladungsfeld in dem Sammler und verläuft zu dem Auslaß des Ausfällapparates. Aus Fig. 8 geht hervor, dass eine kleine Expansion in dem Volumen der Kasse die durch den Ausfällapparat strömt, zwischen dem Einlaß (Punkt E) und dem Auslaß (Punkt F) des Ausfallapparates 206 auftritt, wie das auch zu erwarten ist. Zusätzlich tritt ein geringer Verlust im Wärme!nhaIt des Stromes auf.

Frischwasserdampf unter hohem Druck, der am Auslaß des Ausfallapparates erscheint, wird durch den Wärmeaustauscher I92 geleitet, indem eine Wärmeübertragung zwischen eiern Frischwasserdampf und dem hereinkommenden Salzwasser stattfindet, um das dem Zerstäuber 2OJ zugeffihrte Salzwasser vorzuerhitzen. Im Wärmeaustauscher 202 wira der Frischwasserdampf durch die Kfihlwirkung des einströmen-

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den Salzwassers kondensiert und es tritt ein Druckabfall und eine wesentliche Verringerung der Temperatur ein» Dies ist in der grafischen Darstellung nach Fig. 8 zwischen den Punkten F und C dargestellt.. Der Frischwasserdruck am Auslaß des Wärmeaustauschers (Punkt G) kann verwendet "werden, um eine MbIiehe Turbine 208 zu treiben, die mit der potentiellen Energie des Frischwässers arbeitet, um die Pumpe 200, die mechanisch mit der Turbine 208 gekuppelt ist, anzutreiben. Am Auslaß der Turbine (Punkt H) ' wird -das Frischwasser in geeignete (nicht gezeigte) Sammler mit niedrigem Druck und geringer.Temperatür eingebracht«

Das System nach Fig. 7 kann selbstverständlich jede beliebige praktisch erreichbare Grb'sse haben und als eine Modulareinheit gebaut sein, um nur einer. Bruchteil der ■ Gesamtkapazi.tät einer grossen Entsalzungsanlage zu betreiben. Als praktisches Beispiel kann eine - Mbäu-lareinheit eine Ausgangsleistung von 100.000 Liter je Tag haben (25.000 Gallonen je Tag). Basierend auf wirksamem Aus* fällen und angemessenem Überhitzen des zerstäubten Seewassers, urr.das Frischwasser zu verdampfen, ist ein typischer Modul in der Lage, 9i£ des eingeführten Salzwassers in Frischwasser umzuwandeIn. Bei diesem Wirkungsgrad ist die Zufuhr von Salzwasser (bei ungefähr^x60° F und 14,7. psia) (15,0⁰C und 1,02 kg/orr, ) zur Pun:pe-unge-fähr 27.5OO Gallonen je Tag. (10J5.700 Liter).· Durchführbare Bedingungen des Seewassers am EinlaS zu dem Hoch;-

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Wärmeaustauscher-202 ist ein statischer Druck von bis zu' "3800 psia (£67*17 kg/cm ) bei einer Temperatur von ungefähr 15j6⁰C. Der überhitzer liefert w^nschenswerterweise dem Strom 100 BTU/lb um zusätzlichen Frlschwasserdampf aus der konzentrierten Lösung freizugeben» Wenn angenommen wird, .dass die Temperatur am Auslaß des "Überhitzers 205 sich auf ungefähr 274⁰C (705°F.) bei -einem Druck von

2 * 3470 psia beläuft (259,04 kg/cm ), dann beträgt die Enthalpie des Dampfes und der flüssigen Masse am Einlaß des Ausfällapparates ungefähr 750 BTU Je Pfund.

Ungefähr 9$ der gesamten Wärmeenergie der Masse, die in den Ausfällapparat eintritt, geht durch Niederschlag der konzentrierten Salzlösung aus der Masse verloren. Daher liegt der idealisierte Wärmewirkungsgrad des Ausfällapparates bei ungefähr 91$. Wenn weiterhin angenommen wird, dass der Wärmeaustauscher 202 einen Wirkungsgrad von 95?· erbringt, dann nähert sich der Wärmewirkungsgrad des Systemes 0,91 χ 95$ = 86,5$. Am Salzwasserauslaß (Punkt C) des Wärmeaustauschers 202 ist daher die Temperatur des Seewassers 640⁰F (538⁰C). {65OBTU je Pfund). Der Druck an diesem Punkt kann sich auf ungefähr j5,5oo psia belaufen (0,24f> kg/cm*).

Diese und die restlichen Bedingungen fMr den Gesamtzyklus nach dem System der Fig. 7 sind nachstehend als Tabelle angegeben:

0 0 9814/1738 _BÄD original

3)urchriuumenge . - Druck . Temperatur

■Υ."^; ;^; ·.'[:-". '■■-. (Angaben sh- -Original Seite ,28) .-" ^! .-

' (Salzlaugenabgabe aus dem Ausfällapparat '2500 Gallonen/Tag)

• . .. (Frischwasser läuft weiter durch das System mit 25*000 Gallon

'. ^: ■·--'-;'·■■ ' ' : Pro Tag)·

"/'" ■-. ' ("Zahlen sh.Original) · .

Das vorstehend beschriebene Entsalzungssystem hat mehrere \ klare Vorteile. Zunächst ist die von dem System verbrauchte elektrische Leistung sehr gering, da das Ausfallgerät ' · nur einen sehr kleinen Strom zum Ionisieren des Medium-.· ; · flusses benötigt.. Das e Ie ktrogas dynamische AuRfällgerät erfordert keinen prohibit!ν hohen und dadurch undurchführbaren -Spannungseingang, um das elektrische .Ausfällfeld herzustellen. Zweitens ist die extrahierte Salzlauge eine viskose Flüssigkeit, die einfach je nach Wunsch abgeleitet oder aber weiterbehandelt werden kann. Der ■ . Gesamtwirkungsgrad des Systems ist so, dass wesentlich weniger eingesaugtes Seewasser fUr jede beliebige gegebene Menge von Frischwasserleistung bearbeitet werden muss und die körperliche Grosse der Verarbeitungsanlage ist wesentlich kleiner als Systeme, wie sie heute verwendet werden. Ausserdem und weil die Gesamtanlage aus verschiedenen Modulareinheiten gebaut werden kann, kann ,jede Einheit unabhängig-von den anderen Betrieben und instand gehalten werden. Ausserdem ist die eIektrogas- :" dynamische Trennung der konzentrierten Salzlaugentröpf-

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BADORiGINAL -■-— ~i -

chen und der Salzkristalle wesentlich wirksamer als Übliche mechanische Trennverfahren, da die letzteren Verfahren nicht in der Lage sind, Teilchen im Un..ermikron· bereich zu separaieren. ·

'·'/'■ FLÜSSIG PHASEN-KONDENSIERTES PHASEN ELEKTROGASDYNAMISCHES KONTAKTSYSTEM

In der bereits erwähnten gleichzeitig laufenden Anmeldung für "Ausfällapparatsysteme" Serien Nr. 477 516 des gleichen Anmelders wurde bereits gezeigt," dass die elektrogasdynamische Ausfällung von unerwünschten Teilchen aus einem Mediumgas sehr wirksam ist und bedeutsame Vorteile gegenüber elektrostatischen Ausfällmethoden ergibt. Ein Problem, das aber ständig ernsthafter wird, ist das Vorhandensein von gasförmigen Verunreinigungen, wie etwa Schwefeldioxydin den Abgasen von Industrieanlagen. Kein übliches elektrostatisches Ausfällsystem kann natürlich die Abgabe derartiger Gase in die Atmosphäre verhüten. Wenn die Gedanken der vorliegenden Anmeldung verwenaet werden, kann jedoch ein integriertes elektrogasdynamisches Ausfällsystem äusserst wirkungsvoll sein, derartige schädliche Abgase durch ein Kontaktverfahren einzufangen. In dem nachstehend beschriebenen System werden Abgase mit einem Reagenz aus festen Teilchen oder in Gasform in Berührung gebracht oder mit einem Katalysator in Teilchenform,· um ein kondensiertes Phasennebenerzeugnis zu schaffen, das ohne weiteres durch elektrogasdynamischen

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_. BAD ORiCSfNAL

niederschlag abgetrennt werden kann. Beispielsweise kann Schwefeldioxyd in einem e lektrogasdynami sehen Ausfällsystem katalysiert werden, indem es mit Katalysatorteilchen in BerHhrung gebracht wird, z.B. Vanadium-Pentoxyd, das in ein fliessenden System injiziert wird, um Schwefeltrioxyd zu erzeugen» Wenn die Gase des fliessenden Systems eine " genügende Menge an Wasserdampf-enthalten, reagiert das Schwe.feltriöxyd mit dem Wassergehalt, um Schwefelsäure als kleine flMssige Teilchen zu ergeben, die aus dem . ' · gaaförnjigen Strom heraus ausgefällt werden. In ähnlicher Art und Weise können die Katalysatorteilchen auch niedergeschlagen und wieder in den Umlauf gebracht werden, um wieder in den fliessenden Strom eingebracht zu werden.

Unter Hinweis auf die schematisehe Darstellung eines EGD -Ausfalläpparatsystemes aus drei Einheiten wird dieses System verwendet, um °chwefeldioxyd und Staubteilchen aus den Abgasen einer Industrieanlage zu entfernen·. Das Abgas, beispielsweise ein Verbrennungsgas, mit einer Terr.peratur von 6OÖ°C und mit. einem Gehalt von ungefähr 3f SC₂ "kommt in den Einlaß 21Q einer Leitung 211 herein, die durch die Wände eines Schornsteines dargestellt wird. Vorn Einlaß 210 her trifft das mit Teilchen geladene Verbrennungsgas auf den lonisierungs- und Wandlerabschnitt 213 eines ersten elektrögasdynamischen Ausfallapparates. Der Abschnitt 213 ist im allgemeinen von der Art, wie in dem Ausfallapparat nach Fig. 1 aber es werden lonisierungs-

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elektroden von der Art verwendet, wie in der US-Anmeldung Serien Nr. 512 083 beschrieben.

In dem lonisierungs- und Wandlerabschnitt 213 wird das

Verbrennungsgas in verschiedene parallele Durchf luiSpfade unterteilt, von denen jeder vorzugsweise einen länglichen Querschnittsbereich hat, der senkrecht zu dem Strom liegt *

Der Abschnitt 2Γ5 wird in dem Durchflußkanal durch die sich nach einwärts erstreckende ringförmige Wand 215 gehalten, die in einer Richtung stromauf vertagt ist, um eine konvergierende D*5se durch ihre stromauf gelegene , Oberfläche und eine ringförmige Staubsammelkammer 216 durch ihre stromab gelegene Oberfläche zu bilden. Stromab von dem lonisierungs- und Wandlerabschnitt 213 bildet die Leitung 211 einen Samrnlerabschnitt 217 i"^f'r den ersten Ausfallapparat'. Falls erwünscht, kann die innere Wand der Leitung 211 eine leitende Metallhfllse 218 aufweisen, um eine Abgabe oberfläche ffir die Staubteilchen zu schaffen, die aus dem Verbrennungsgas durch die Wirkungen des Raumladungsfeldes" niedergeschlagen werden.Wenn das Verbrennungs· gas durch die Ionisierungsgerate des Ausfällapparatabschnittes213 geleitet wird, werden die Staubteilchen, z.B. Flugasche geladen und die kinetische Energie des 0a^gs pjr fingt diese geladenen Teilchen stromab in den Dur.ch£lM%aria.! zwischen die dielektrischen Wand Ie rp latte η 21Ja ujipl erhöbt ,dig Spannung der ge.lside.nen leilche.n und stellt ß.in ftaumladungsfe/ld im Inner.en des Sammlerab-

Nachdem der STaüb aus dem Gas durch Niederschlagen ent-. ferrit, wurde, fliesst es durch eine Düsenanordnung 220 zürn injizieren von Katalysatorteilchen. Diese Düsenanordnung 220 wird mit dem Katalysator (Vanadium-Pentoxyd) inTeilchenform von einer geeigneten Speisepumpe 222 her gespeist. Wenn das Verbrennungsgas nun weiter stromab fliesst, kommt es mit den dispergierten Katalysatorteilchen in Berührung und katalysiert die chemische Reaktion zwischen dem Sehwefeldioxyd und dem molekularen Sauerstoffgehalt des Gases, um Schwefeltrioxyd zu ergeben. Bei einer Verbrennungsgastemperatur von 600 C kann geschätzt werden, dass ungefähr 80$ (dem Gewicht nach) des Schwefeldioxyds mit Sauerstoff reagiert wurde, um Schwefieltrioxyd zu bilden.

Danach fliesst der Mediumstrom an einem Üblichen Wärmeaustausch 22^-1 vorbei, worin die. Tempera tür des gasförmigen Mediums verringert wird, vorzugsweise auf eine Temperatur • von ungefähr ^50⁰C. oder darunter. Bei dieser niedrigeren Temperatur können zusätzliche 15$ des ursprünglichen Schwefeldioxydgehaltes, mit dem Sauerstoff reagiert werden, so dass sich eine Endzahl von ungefähr 95^ Um-Wandlung von Schwefeldioxyd in Schwefeltrioxyd ergibt. Stromab vom Wärmeaustauscher 22^}\ wird'das jetzt hauptsächlich Schwefeltrioxyd enthaltende Gas den Ionisierungsfeldern in den entsprechenden Durchflußkanälen zwischen den-di-

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elektrischen Platten 125a eines zweiten Ausfallapparates 225 ausgesetzt, wobei diese Konstruktion ähnlich der des .ersten Ausfällapparatabschnittes 213 ist. Gleich dem Abschnitt 213 wird der zweite Ausfällapparatabschnitt 225 von einem einwärts verjMngten Wandlungsteil 226 gehalten, der eine konvergierende Medium beschleunigende Düse ffJr die Gase am Einlaß zu dem Ausfällapparat bildet, sowie

eine ringförmige Teilchenabfangkammer 227 an der stromabgelegenen Seite der Wand 226.

Wenn das die Katalysatorteilchen enthaltende Gas durch . den Ausfallapparatabschnitt 225 verläuft, werden die Katalysatorteilchen in der vorstehend beschriebenen Art und W ise aufgeladen und verlaufen weiter stromab zwischen den dielektrischen Platten 225a des Ausfällapparatwandlers in den zweiten Sammlerteil 228 der Leitung (stromab vom Abschnitt 225). An diesem Punkt zwingt das Raumladungsfeld, das von den Ionen aufgebaut wurde und die geladenen Teilchen, die in dem Ionisierungsfeld des zweiten Ausfällapparatabschnittes 225 erzeugt wurden, die Katalysatorteilchen höherer Beweglichkeit an die Wand der Leitung 211. An dieser STelle ist die Leitungswand wHnschenswerterweise mit einer Glasauskleidung 229 versehen, die eine MetaHauskleidung oder einen (nioht gezeigten) ffberzug abdecken kann, um eine Erosion der Leitung durch die.Wirkung irgendwelcher Schwefelsäure zu verhfiten, die sich aus„der.Verbindung mit Wasser mit dem. Schwefeltrioxyd-

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BADORSGiNAL

gas ergibt, und vorzeitig aus dem Strom niedergeschlagen wird» In dieser Beziehung kann die Leitung 227 in der Nähe der Auskleidung 229 aus Metall bestehen, anstatt aus einem Dielektrikum, um die Entladung von Teilchen zu verhüten^ sie aber an die Fließpfadgrenze zu zwingen, wo sie in einer- Richtung stromauf zur Schwerkraft verlaufen können. Die KataIysatorteilchen verlaufen durch Schwerkraft senkrecht (in Richtung stromauf) abwärts und sammeln sich in der ringförmigen Kammer 227, von wo sie abgezogen und mit einer Katalysatoranlage in der Aufbereitungseinheit 9.3O wieder aufbereitet werden.

v'hv Ein spezifisches Zahlenbeispiel· dieses Teiles des Ver-,;^f;^! ι fahrens kann in einer typischen Anlage gesehen werden, die

:?^I;K ■ 'ungefähr 1>7 Tonnen Kohle je Minute verbrennt. Unter die-

i£;^:P- f sen Bedingungen wird geschätzt, dass eine Katalysatorteil-

?^; 7 *chenzirkulationsmenge von ungefähr 25-100 Pfund/Min.

v^fi*v 7 !η dem Bereich von 1 Kikron Grosse erforderlich wäre.

der Katalysatprte.ilchen durch elektro-Nied^rsphlag; kann erwartet wepden, dass »l'.e.nnungsgas ungefjihr, 0,If^ Schwefeltrio^yd und -^flfirMiniiliurri'vcin uriggfähr % V^assfpdanipf, gßi|) Volumen

-■ΐ$|^:;7"7/^ν^7--iSUbe|· dig If iXm$ PI IH §M% $&&%$%&$&{

Verbrennungsgases so niedrig ist, dass er keine merkliche Mengenreaktion zwischen den Wasserteilchen und dem Schwefeltrioxydgas unterstützt, kann Wasseraerosol in den' Kanal stromab von dem zweiten elektrogasdynamischen

■ -

Ausfällapparat durch eine zweite (nicht gezeigte) Düsengruppe ähnlich der bei 220 dargestellten eingesprfiht werden. ■

Nachdem die Katalysato^teilchen entfernt wurden, verlaufen die Wasserteilci.en und das Schwefeltrioxyd zusammen mit Schwefelsäuredampf in einen dritten Ionisierungs- und . Wandlerabschnitt 2j$2, der in seiner Bauweise wieder dem bei 21J gezeigten ähnlich ist. Zur wirksamen chemischen Reaktion zwischen den Wasserteilchen und dem Schwefeltrioxydgas ist es wünschenswert, die Temperatur des Fliesssystems auf einen Punkt von yiO°C zu verringern, bei welcher Temperatur angenommen werden kann, dass die Reaktion vollständig ist. Da weiterhin der Siedepunkt von Schwefelsäure bei ungefähr 55O⁰C* liegt, bewirkt eine we:tere Verringerung der Temperatur unter diese Temperatur (z.B. auf ungefähr 146°C) eine Kondensation des Schwefelsäuredampfes, um konzentrierte Schwefelsäuref iHssigkeitsteilchen zu erzeugen. Das Kt5hlen des gasförmigen Stromes wird erreicht, inderr. ein Kühlmittel durch die dielektrischen Platten 2^2a des letzten Ausfällapparat-Ionisierungs-Wandlerabschnittes 2^2 geleitet wird, wie am besten aus Fig. 10 hervorgeht.

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ν* -' BAD OBlGlHAL

Wenn augenblicklich auf die teilweise Querschnittsansicht / . nach Fig. 10 Bezug genommen wird, umfasst die AuRfällapparatstufe 232 dielektrische Platten 232a, von denen jede mit " einer Korona-Elektrode 235 und einer Anziehungselektrode 236 versehen ist,. Seitlich von und im Inneren der dielektrischen Platten 232a befinden sich mehrere Kfjhldurchlässe 237 durch die ein geeignetes Kühlmittel, wie ' etwa Wasser kontinuierlich hindurchgeleitet wird, um die Platten 232a auf einer niederen Temperatur zu halten. Auf diese Art und Weise kann eine wesentliche Verringerung der Temperatur des Gases, das zwischen den Platten 232a . fliesst, erzielt werden, wobei .gleichzeitig die potentielle Energie der kondensierten Schwefelsäuredampftröpchen erhöht wird, die in dem ionisierenden Feld zwischen den . entgegengesetzten Korona- und Anziehungselektroden geladen werden.

Wenn no.cheihmal auf Fig. 9 Bezug genommen wird, werden die konzentrierten Schwefelsäuretröpfchen, nachdem sie aus dem DurchfIui3kanal zwischen den dielektrischen Platten 2^2a ausgetreten sind, als ein Medium aus dem gasförmigen Strom auf die Glasauskleidung 229 des Leitungssammlerteils 228 niedergeschlagen. Nach dem Niederschlagen sirid die Schwefelsäuretropfchen frei durch Schwerkraft an der Glasauskleidung 229 zu der ringförmigen Kammer 239 abwärts zu f lie ssen-, die durch die sich verjüngende Wand 239a am unteren Ende des Ausfällapparatabsehnittes 232 ausge-

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bildet ist, von wo die konzentrierte Schwefelsäure di-rch eine geeignete Pumpe 2^0 abgesaugt werden kann. Ss ist darauf hinzuweisen, dass in ,jeder der drei Ausfäl-lapparatstufen die Leitungswand selbst den Kollektorabscf.nitt ffr den entsprechenden Ausfallapparat bildet, und daher keine(n) • zusätzliche(n) Kollektorelektrode(n) vorgesehen werden muss (massen). Es ist darauf hinzuweisen, dass bei einer Temperatür von l^Jl6°C ( die Temperatur am Auslaß aus dem Abschnitt 232), der Dampfdruck der Schwefelsäure nur ein Millimeter Quecksilber beträgt. Eine typische Kohle mit yfo Schwefelgehalt gibt ungefähr 0,1 Tonnen von SQg/je

'-■. ■'· Minute ab und ungefähr 0,27 Tonnen je Minute konzentrierter Schwefelsäure können bei dieser Menge in dem vorstehend genannten System mit einem Wasserfluß von ungefähr 0,5 ■'■'■ ·.· Tonnen je Minute erzeugt werden. Diese Menge an V/asser

• · steht im allgemeinen von der Kohle selbst zur Verfugung.

Es ist darauf hinzuweisen, dass die vorstehenden Verfahren und Systeme, die die EGD Ausfällung benutzen, die Verteile der maximalen Aussetzung des Katalysators (in Teilchenform) zum Gasstrom bieten, während gleicnzeitig ^to ein wirksames Wiedergewinnen de'r Teilchen zur V/ieder-

J₀ dispersion in dem fliessenden System ermöglicht /;ii-d.

4> Es ist weiterhin offensichtlich, dass die gleichen Ver-

-* fahren und Systeme auf jedes belieibge Kontaktverfahren

,J₀ angewendet werden können, wie etwa Reduktion, worin

entweder eine Massenfibertragung oder eine direkte chemische Reaktion stattfindet, und worin Teilchenmaterial

ORIGINAL

'entweder ein Produkt von dem Kqntaktie rungs verfahren ist oder daran teilnimmt.

Obwohl'die verschiedenen Aspekte der Erfindung unter Hinweis auf besondere Ausführungsform davon beschrieben wurden, können die Fachleute zahlreiche Abwandlungen und Abänderungen, sowohl bezüglich der Form als auch der- Einzelheiten durchführen. Demgemäss sollen alle derartigen Abänderungen und Abwandlungen in den Rahmen und Geist der Erfindung fallen, wie 'er durch die nachstehenden Patentansprüche festgelegt ist.

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Claims

Dart nicftt ι

Patentansprüche

1. - Gerät zum Ionisieren eines Mediumstromes, dadurch gekennzeichnet, dass es eine dielektrische KediurnfMhrung mit einem Einlaß und einem Auslaß aufweist und dazwischen. eine Fließpfadgrenzgestalt ff5r den Strom gebildet wird, wobei diese Grenzgesteltung einen im wesentlichen länglichen Querschnitt aufweist, eine erste elektris he Entladungselektrode, die «an einer Seite des Fließpfades angeordnet ist, um im wesentlichen in einer Linie mit der Fließgrenzgestalt zu liegen und eine erste Anziehungselektrode, die an einer entgegengesetzten Seite des Fiießpfades angeordnet ist, um so im wesentlichen in einer Linie mit der Fließgrenzengestalt in entgegengesetzter. Verhältnis' zu der Korona-Entladungselektrode zu liegen, wobei die Korona- und die Anziehungselektrode mindestens Teile davon elektrisch den Flußpfad ausgesetzt haben, um ein das Medium ionisierendes Elektrodenpaar darzustellen.

2. - Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Entladungselektrode sich seitlich von dem Fließpfad in der Richtung der Grenzgestaltverlängerung erstreckt.

J5. - Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Änziehungselektrcde eine längliche irr, wesentlichen flache leitende Oberfläche schafft, die dem Fließpfad ausgesetzt ist.

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■Ά. - Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Querabmessung der Grenzgestalt Im wesentlichen konstant .- ist. . ■■ ■

5. - Gerät nach Anspruch 1, dadurch· gekennzeichnet, dass .die-Korona-Ent ladungse le k tr ode aus einem dMnnen Draht besteht, dessen Umfangsoberf lache mindestens teilweise dem Fließpfad ausgesetzt ist·.

6. - Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die MediumfUhrungseinrichtung ein Paar im Abstand vonein-

* ander liegender im wesentlichen flacher, dielektrischer Elemente aufweist, die dazwischen die Fließpfadgrenzgestalt bilden und wobei eines der dielektrischen Elemente des Paares wesentlich langer ist, als das andere der dielektrischen Elemente in Richtung des Mediumflusses.

7· - Gerät zjm Ionisieren eines Stromes von Medium, dadurch gekennzeichnet, dass es die folgende Kombination aufweist: eine dielektrische Mediumfführungseinrichtung mit einer Vielzahl paralleler .Flußpfade ffir das. Medium, von denen jeder einen Einlaß und einen Auslaß hat und wobei diese Flußpfade'eine längliche Gestalt haben, elektrische Entladungselektroden an.dem stromauf gelegenen Ende eines jeden Flußpfades mit einer eine Ladung abgebenden Oberfläche, die dem Flußpfad ausgesetzt ist, um eine elektrische Entladung in diesen hinein frei zu-

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geben und Anziehungselektroden am stromauf gelegenen Ende eines jeden Flußpfades, die so angeordnet sind, dass eine Oberfläche davon dem Flußpfad ausgesetzt ist, während jede Anziehungselektrode mit einer entsprechenden Entladungselektrode ein Ionisierungselektrodenpaar bildet, um dazwischen ein elektrisches Entladungsfeld zum Ionisieren des Mediums zu schaffen.

8. - Gerät nach Anspruch 7* dadurch gekennzeichnet, dass es eine Einrichtung aufweist, um Teilchen in den Mediumstrom stromauf von dem elektrischen Entladungsfeld einzu-

, bringen, das zwischen jedem Ionisierungselektrodenpaar geschaffen wird, um dadurch aufgeladen·zu werden, um das Raumladungsfeld stromab von dem Ionisierungselektroden-

• paar zu verstärken.

9 - Gerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilchen im wesentlichen sphärisch sind.

10. Gerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das MediumffJhrungsmittel eine Vielzahl von im Abstand voneinander liegenden im allgemeinen parallelen dielektrischen Platten aufweist, wobei die Zwischenräume zwischen benachbarten Platten einen Mediumflußkanal bilden.

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ν - ■ lit - Gerät nach Anspruch T* dadurch gekennzeichnet, "-. \ dass es eine Sammelkammer aufweist, die so angeordnet ist, -.'-- ' dass sie einen, ionisierten Mediumstrom von den Auslassen . der.Fließpfade empfängt und eine weitere Grenzgestaltung

fMr den Strom hat» wobei diese weitere Grenzgestaltung ■■'.''λ ' einen Querschnittsbereich senkrecht zu dem Strom hat, '■·."■- der grosser ist als die kombinierten entsprechenden Quer-' '-.".. schnittsbreiche. der Fließpfade.

12,- Gerät nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Sammelkammer eine leitende Oberfläche an der _t Grenze des Flusses hat und.dem Medium von den Fließ- - kanalauslässen ausgesetzt ist. "

'· 13· - Gerät nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Sammelkammer eine dielektrische Auskleidung zwischen dem empfangenen Strom und einer leitenden Oberfläche ■ ■ s"aufwei st. -

V\. - Gerät nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die axiale Abmessung der dielektrischen Mediair.s-

J₀ führungseinrichtung zwischen den Ionisierungselektroäen-

oo ■"-'"■""." - ■ " '.■■■■■'

-*' paaren und den Auslassen der FlieSkanäle mitndestens "> gross ist, wie ein halb die kürzeste Abmessung der San;rr.el_w ~ kammer senkrecht zur Achse des Mediumstrornes .

15. -Gerät nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Sammelkammer eine Leitung ist, in der der

ionisierte Strom ein Raumladungsfeld erzeugt, wobei das ' Gerät weiter eine passive Leitereinrichtung aufweist, die zu der Leitung gehört und elektrisch von ihr isoliert ist und in dem Raumladungsfeld wirken kann, um den Raumladungsfeldgradienten senkrecht zur Leitungsachse an stromabwärts gelegenen Stellen der Leitung zu verstärken.

l6» - Gerät nach Anspruch J, dadurch gekennzeichnet, dass die Anziehungselektrode ein Paar leitender Platten umfasst, die sich axial vom Fließpfad vom stromauf gelegenen

Ende der MediumfHhrung aus erstrecken, um den Einlaß zu der Mediunisfführungseinrichtung zu bilden und dass die elektrische Entladungselektrode ein dttnnes drahtartiges Element darstellt, das zwischen den Anziehungselektrodenplatten angeordnet ist.

17. Gerät nach Anspruch J, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der elektrischen Entladungs- und Anziehungselektroden eine axiale Verlängerung der MediumfiJhrung in einer Richtung stromauf vom Fließpfad bildet, und der Querschnlttsbereich senkrecht zum Fließpfad der Grenzgestalt, wie von der Verlängerung dargestellt, grosser ist, als der Querschnittsbereich der Grenzgestalt, wie von der MediumfHhrung stromab davon dargestellt.

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" l8. - Gei^ät nach Anspruch 7, dadureh gekennzeichnet,

dass der Querschnitt der Grenzgestalt im wesentlichen · .rechteckig ist.

..." 19. - Gerät nach Anspruch 7% dadureh gekennzeichnet, dass sowohl· die Anziehung als auch die Entladungselektrode eine Oberfläche haben, die im wesentlichen in einer Linie mit der Fließpfadgrenze liegt und sich in .der Richtung

-■'.-■ der Fließpfadgrenzverlängerung erstreckt, wobei die Entladungs- und Anziehungselektroden an entgegengesetzten Selten des Fließpfades angeordnet sind.

20. - Gerat nach Anspruch J, dadureh gekennzeichnet, dass es weiter eine zweite Anziehungselektrode aufweist* ^: die eine leitende Oberfläche hat, die dem Fließpfad ausgesetzt ist und auf die elektrische Entladung wirkt, um die Abmessung des Entladungsfeldes in der Richtung des Mediumströmes zu erweitern. : ·

21. - Gerät nach Anspruch T^ dadureh gekennzeichnet, dass die erste Anziehungselektrode leitende Oberflächen aufweist, die den Fließpfad' an entsprechenden entgegengesetzten Seiten davon ausgesetzt sind und die zweite· Anziehungselektrode auch mindestens eine leitende Oberfläche aufweist, die in dem Fließpfad zwischen den eht-

. sprechenden entgegengesetzten Seiten des Fließpfades^ ,. stromab von der ersten Anziehungselektrode liegt.

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■■««

22. - Gerät zum Ionisieren eines Stromes von Medium, ^ p dadurch gekennzeichnet, dass es eine dielektrische Mediumf führungseinrichtung aufweist, die einen Einlaß hat * *■" und einen Fließpfadbegrenzungsteil ffir den Mediumstrom, _i; eine elektrische Entladungselektrode stromab von der ' T:

Mediumfflhrungeinlaßeinrichtung und mit einer eine Ladung abgebenden Oberfläche, die dem Fließpfad ausgesetzt ist, um eine elektrische Entladung in ihn hinein abzugeben, \ eine erste Anziehungselektrode, die so angeordnet ist, dass sie mit mindestens einer ihrer Oberflächen dem

Fließpfad ausgesetzt ist, um mit der Entladungselek- ' trode ein erstes Ionisierungselektrodenpaar zu bilden, ;:,-um ein elektrisches Raumladungsfeld stromab davon zu schaffen, und eine zweite Anziehungselektrode, die zu der dazugehörigen Entladungselektrode gehört,'und mindestens mit einer leitenden Oberfläche dem Flieöpfad ausgesetzt ist, wobei die zweite Anziehungselektrode auf die elektrische Entladung einwirkt; um die Abmessung des ionisierten Feldes in der Richtung des Mediumstromes zu verlängern.

23. - Gerät nach Anspruch 22, dadurch ge kennzeichne t., ο

φ dass die leitende Oberfläche der zweiten Anziehung^- .

· · ■ ,

-»· elektrode stromab von der ersten Anziehungselektrode ^ liegt.

^ 24. - Gerät nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet,

dass die stromauf gelegene Anziehungselektrode ein Paar

' · . an

leitender Oberflächen aufweist, die/!entsprechenden

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. '■ ■ entgegengesetzteft Seiten des Fließpf ades liegen und die \ ', leitende Oberfläche der; zweiten Änziehungse lektrode zwischen

*■·-." - .." *'- ■ ■ ■-- ■ · ''-den entsprechenden entgegengesetzten Seiten des Fließpfades angeordnet ist.

.25* - Gerät nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass es eine dielektrische Teilereinrichtung aufweist, urn die zweite Anziehe lektrode zu halten .und dem Strom in der

' Führungseinrichtung in zwei getrennte parallele Mediumströme zu unterbeileni wobei die zweite ÄnziehungseIek- trode eine Oberfläche aufweist* die jedem der parallelen

'.Mediumströme ausgesetzt ist. * .

26» - Gerät nach Anspruch 23» dadurch gekennzeichnet, · dass es eine Einrichtung aufweist, um eine eläctrische Spannung im Veriiältnis zu der elektrischen Entladungseinrichtung auf die stromauf gelegene ÄnziehungseIek-

• trode zur Einwirkung zu bringen, die genMgt, um eine Ionisierung des Medi ums tr omes zu bewirken und eine

• Einrichtung, um eine elektrische Spannung von der glei-

• chen Polarität auf die zweite Anziehungselektrode zur Einwirkung zu bringen, die von einer grösseren Magnitude ist als die Spannung, die der stromauf gelegenen-Anzlehungs-

■ elektrode zugeleitet wird. ■ .

27. - Elektrogasdynamisches Gerät zum Ionisieren eines - Mediumstromes, dadurch gekennzeichnet, dass die Medium-

'-"-■ 009814/17.38

führungseinrichtung einen-Einlaß und einen Auslaß hat und ein Paar im Abstand voneinander gelegener dielektrischer Teile, die dazwischen einen länglichen GrenzfMhrur.gsteil bilden, eine Anziehungselektrode mit einer leitenden

Oberfläche, die sich in einer Richtung stromauf von den

distrorriauf gelegenen Enden der/elektrischen Teile erstrecken, um dazwischen den Einlaß fflr die Mediumfi'hrungseinrichtung zu bilden, wobei der Querschnittsbereich des Einlaß senkrecht zu dem Fließpfad grosser ist als der Querschnittsbereich senkrecht zu dem Fließpfad stromab davon, und eine elektrische Entladungselektrode/ die der Anzieh^ngf.eIektrode zugeordnet ist und damit ein Ionisierungselektrodenpaar bildet, um den Mediumstrom am Einlaß einem elektrischen Entladungsfeld auszusetzen.

2b. - Gerät nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass die Entladungselektrode eine Vielzahl von im Abstand voneinander liegender dtlnner drahtartiger Elemente umfasst, die in einer Ebene im wesentlichen parallel z^m Mediumstrom und zwischen den leitenden Oberflächen der Anziehungselektroden angeordnet sind.

29. - Elektrogasdynamisches Gerät zum Einwirken a^f einen Strom von Medium, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Einrichtung aufweist, die einen Fließpfad f(!r das Medium bildet und die einen Einlaß und einen Auslaß hat, eine Einrichtung zum Ionisieren des Mediums in einem stromauf gelegenen Teil des Fließpfades, um

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ein Raum ladung s i'e ld stromab davon zu schaffen, eine Leitung., die so angeordnet ist, dass sie das ionisierte Medium vom Auslaß der den Fließpfad bildenden Einrichtung aufnimmt und dadurch ein Raumladungsfeld im Inneren davon hat, um die elektrischen Ladungen zu sammeln, die von dem Medium gefHhrt werden, wobei die MediumfHhrung einen dielektrischen Teil zwischen der Ionisierungs- und Sammlungseinrichtung aufweist, und eine passive Leitereinrichtung, -. die zu der Leitung gehört und elektrisch von ihr isoliert ist und in dem Raumladungsfeld arbeiten kann, um den elektrischen Raumladungsfeldgradienten senkrecht zur Leitungsachse an Stallen stromab in der Leitung zu erhöhen.

J)O. — Gerät nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, dass der Leiter in der Richtung des Mediumstromes verlängert ist und einen wesentlichen stromab gelegenen Teil elektrisch von dem Strom isoliert hat, während ein stromauf gelegener Teil dem Strom ausgesetzt ist, um durch die von diesem Strom getragenen Ladungen mit Energie geladen zu werden.

51. - Gerät nach Anspruch 30» dadurch gekennzeichnet, ■"■.--.■■■ . " \

dass der Leiter koaxial mit der Leitung liegt.

J52. - Elektrogasdynamisches Gerät um Teilchenmaterial

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das in einem Strom von Medium mitgefMhrt wird, je nach der Grosse niederzuschlagen, dadurch gekennzeichnet, dass das Gerät mindestens einen ersten Durchflußkanal aufweist, der einen Auslaß und einen Einlass hat, um den

Mediumstrom zu empfangen, eine erste Einrichtung, aie mit dem stromauf gelegenen Teil des ersten Durchfluükanales zusammenwirkt um das Medium zu ionisieren und den in dem Mediumstrom mitgerissenen Teilchen eine elektrische Ladung zu vermitteln, um dadurch ein Raumladungsfeld stromab davon zuschaffen, eine Einrichtung zur Anwendung eines axialen Ionen zurHckv/eisenden Feldes zwischen dem AuslaiS und dem Ladungsvermittlungsmitte 1 des ersten Fließkanals, eine Sammeloberfläche stromab von dem ersten Fließkanal, die einen Zwischenfließpfad gegebener Länge und gegebenen Querschnittsbereiches für das Medium am Auslaß des ersten Durchflußkanales schafft, um die von dem Raumlad-ngsfeld an die Oberfläche getriebenen Teilchen zu sammeln, uno. mindestens eine zweite Sammeloberfläche, die einen weiteren Flußpfad bildet mit einem Auslaß und einem Einlaß, urn das Medium und die in dem Zwischenf luispi'ad nicht gesammelten Teilchen aufzunehmen, wobei der weitere Flußpfad einen Querschnittsbereich hat, der verschieden vom Querschnittsbereich des Zwischenflußpfades ist und so wirkt, um mindestens einige der nicht gesammelten Teilchen zu sammeln, die von dem Zwischenflußpfad her aufgenommen werden.

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y$. -Gerät nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, dass die axiale Länge der· zweiten Sammle robe rf lache '.grosser ist, als die axiale Länge der ersten Samineloberf lache. \

Jh. - Gerat nach Anspruch 3²» dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnittsbereich des. Zwischenflußpfades senkreckt zu dem FIuυ geringer ist als der Quer Schnitts bereich des zweiten FTußpfades.

3-5:·." - In einem Gerät zum Ionisieren von Mediumstörmen eine Kombination, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen ersten Durchflußkanal aufweist, mit einem Einlaß und einem Auslaß, wobei dazwischen ein Fließpfad fnr einen ersten Mediu'nistrom gebildet ist, eine Einrichtung, die zu dem ersten Fließkanal gehört, um das Medium des ersten Stromes, das durch ihn hindurchf liesst zu ionisieren, um Ionen von einer elektrischen Polarität zu erzeugen und einen zweiten Fließkanal mit einem Einlaß und eine:-:. Auslaß, wobei dazwischen ein Fließpfad f»!r- einen zvreiter. Mediums'tro.Ti vorhanden ist, wobei der zv/eite Fließkanal im-Verhältnis, zu tiem ersten Fließkänal so angeoi^dne.t ist,' dass er die Medien der Strörae mischt, die aus den entsprechenden Auslässen davon austreten» ^ J)6, - Gerat nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Einrichtung aufweist, die zu dem zweiten Fließkanal gehört, um das Medium des zweiten durch

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3AD QHIGiNAL- - .

ihn hindurchfliessenden Stromes zu ionisieren, um Ionen entgegengesetzter elektrischer Polarität zu erzeugen.

27» - Gerät nach Anspruch J>6, dadurch gekennzeichnet, dass es weiterhin eine Einrichtung aufweist, die zu jedem der Fließkanäle gehört, um ein axiales Ionen abstossendes Feld darin stromauf dvon der entsprechenden Ionisierungs· einrichtung zur Einwirkung zu bringen.

JiS - Gerät nach Anspruch J>7; dadurch gekennzeichnet, dass . in dem ersten und zweiten Mediumstrom Teilchen mitgerissen werden und die entsprechenden Ionisierungseinrichtungen so wirken, dass sie den Teilchen elektrische Ladungen vermittein, die der Polarität der Ionen entsprechen, die in den entsprechenden Fließkanälen erzeugt wurden, wodurch die Teilchen, die an den entsprechenden Auslassen Ladungen entgegengesetzter Polarität haben, von den gegenseitigen elektrischen Kräften dazwischen angezogen werden.

39,- Verfahren zum überziehen der Oberfläche eines Gegenstandes mit einer Substanz, dadurch gekennzeichnet, dass es die folgenden Schritte umfasst: Leiten elftes ionisierbaren Gases durch einen begrenzten Fließpfad mit einem Auslaß, wobei in dem Gas die überzugssubstanz in Teilchenform mitgerissen wird und wonach das Gas einem ionisierenden elektrischen Feld in einem stromauf ge-

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BAD ORIGINAL

'le gene n Teil des Fließpfades ausgesetzt wird, um dadurch ■;-. den Teilchen die zum Auslaß, des Fließpfades abwärts ge-'· .·. tragen werden sollen, elektrische Ladungen zu vermitteln und die Oberfläche des zu Überziehenden Gegenstandes so anzuordnen, .dass die aus dem Auslaß des Fließpfades austre-' tenden Teilchen damit in Berührung gebracht werden..

40. - Verfahren .nach Anspruch 59* dadurch gekennzeichnet, ... dass die zu überziehende Oberfläche die innere Oberfläche einer Leitung 1st und dass der Fließpfad innen von der · Leitung liegt. - ·

• 41. - Verfahren nach Anspruch 4o/ dadurch gekennzeichnet, dass die Achse des Fließpfades im wesentlichen parallel zur Achse der Leitung liegt. . , ·

42. - Verfahren nach Anspruch -. .39* dadurch gekennzeichnet, dass das Vorhandensein mindestens der geladenen Teilchen am Auslaß des Fließpfades wirksam ist, um eine Raumladungsspannung zu schaffen, wobei das Verfahren weiterhin den Schritt umfasst, den Gegenstand mit einer Bezugsspannung zu versehen, die verschieden von der-Raumladungsspannung ist, um dadurch eine gegenseitige elektrische Kr^ft zwischen dem Gegenstand und den geladenen Teilchen zu schaffen. . '

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BAD ORlGiNAl. " ''"'.■ :

hj>. - Verfahren nach Anspruch 42, dadurch gekennzeichnet, dass der zu fiberziehende Gegenstand aus einem dielektrischen Material besteht und die Bezugsspannung im Inneren des Gegenstandes im Verhältnis zu der zu fiberziehenden Oberfläche vorhanden ist. '

44..- Verfahren nach Anspruch kj>, dadurch gekennzeichnet, dass der zu fiberziehende Gegenstand in einer Kammer liegt, deren Grenze die den geladenen Teilchen ausgesetzt ist, sich auf Bezugsspannung befindet.

45. - Verfahren nach Anspruch J59* dadurch gekennzeichnet, dass es den weiteren Schritt aufweist, ein axiales Feld in dem Fließpfad zur Anwendung zu bringen, das eine elektrische Kraft erzeugt, die.sich der Bewegung der geladenen Teilchen in der Richtung abwärts widersetzt.

46. - Verfahren nach Anspruch 39t dadurch gekennzeichnet, dass ein Monomergas mit dem ionisierbaren Gas den Fließpfad nach unten geführt wird, und das Monomergas dem elektrischen Ionisierungsfeld ausgesetzt wird, um freies Radikalteilchenmaterial davon zu bilden.

cy . - 47. - Verfahren nach Anspruch 29» dadurch gekennzeichnet,

co dass den von dem Gas mitgeffttirten Teilchen Wärme hinzuge-

"*"" . fügt wird, bevor sie mit der zu überziehenden Oberfläche

^i in Berührung gebracht werden, um die Teilchen zum Schmelzen ω ·

co ei Berührung mit der Oberfläche vorzubereiten.

B/i OP.-iG!bi

48.· - Verfahren nach Anspruch 39» dadurch gekennzeichnet, ■. dass Wärme auf die Oberfläche des zu Hberziehenden Gegen- · Standes aufgebracht wird, um dadurch die mit der Oberfläche in Berührung kommenden Teilchen miteinander zu verschmelzen.

' hg, - Verfahren nach Anspruch 39» dadurch gekennzeichnet, dass die zu Überziehende Oberfläche länglich und im wesentlichen f lach jLst, wobei das Verfahren weiterhin die Schritte um-

■ · fasst, die -flache Oberfläche in der Richtung ihrer Länge zu bewegen, um dadurch die Oberfläche einem kontinuierlichen

• Überziehen durch die Teilchensubstanz auszusetzen und ' den Überzug von der Oberfläche abzustreifen, um dadurch eine kontinuierliche Bahn der Substanz zu bilden, die die Teilchen darstellt.

50« - Verfahren zum überziehen der Oberfläche eines Gegenstandes mit einer Substanz, die ursprünglich die

":...-, Form eines Monomergases hat, dadurch gekennzeichnet, dass das Monomergas durch einen begrenzten Flieiipfad mit einem Auslas geleitet wird, und das Monornergas einen, elektrischen Entladungsfeld in einem stromauf gelegener. Teil des FließpFades ausgesetzt wird, um dadurch; mindestens ungeladenes freies RadikaUmaterial des Monomers Da Teil-

. chenform zu schaffen, das stromab zum Auslaß des Fiieripfades geleitet wird und die Oberfläche des zu überziehenden Gegenstandes so anzuordnen, dass sie von den freien Radikalteilchen berührt wird, die aus dem Auslaß des

Fließpfades austreten. .

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51. - Verfahren nach Anspruch 5O> dadurch gekennzeichnet, dass geladene Teilchen auch in dem elektrischen Entladungsfeld gebildet werden, wobei das Verfahren weiterhin die Schritte aufweist: ein axiales Feld in dem Fließpfad zur Einwirkung zu bringen, das eine· elektrische Kraft erzeugt, die sich der Bewegung von mindestens einigen der geladenen Teilchen in Richtung stromab widersetzt und die Bewegung verzögert.

52. - Verfahren zum überziehen erster Teilchen mit einer Substanz, die anfänglich die Form von zweiten Teilchen hat, dadurch gekennzeichnet', dass die ersten Teilchen in einem ersten Mediurn-strom zum Fliessen gebracht werden, den ersten Teilchen elektrische Ladungen einer Folarität vermittelt werden und die zweiten Teilchen in einem zweiten Mediumstrom zum Fliessen gebracht werden, den zweiten Teilchen eine elektrische Ladung entgegengesetzter Polarität zu vermitteln und die ersten und zweiten Teilchen, die von den entsprechenden Strömen mitgenommen werden, zu vermischen, um dadurch die Kombination der Teilchen zu erreichen, die entgegengesetzte elektrische Ladungen tragen, und zwar infolge der gegenseitigen elektrischen Kräfte dazwischen.

5>. - Verfahren nach Anspruch 52, dadurch gekennzeichnet, dass die Ladungen den ersten und zweiten Teilchen vermittelt

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werden, indem sie einer entsprechenden elektrischen Entladung elektrischer Polarität unterzogen werden, die der . ■ Polarität der ihnen zu vermittelnden Ladung entspricht.

ι - - ■

54. - Verfahren zum Trennen einer von einem flüssigen Träger in Lösung oder Suspension mitgefEhrten Substanz, dadurch gekennzeichnet, dass der flüssige Träger in Teilchenform aufgeteilt wird und den Teilchen des flüssigen Trägers Wärme' vermittelt wird, um deren Verdampfung zu bewirken und um dadurch die Substanz durch die" Bildung von Substanzteilchen zu isolieren, die Substanz-, teilchen durch einen umgrenzten Fließpfad abwärts zu leiten, die Substanzteilchen einem elektrischen Entladungsfeld in einem stromauf gelegenen Teil des Fließpfades auszusetzen, um ihaen elektrische Ladungen zu vermitteln, und um dadurch ein elektrisches Raumladungsfeld stromab vom Entladungsfeld zu errichten, und die Substanzteilchen, die sich zur Grenze des Fließpfades unter dem Einfluß des Raumladungsfeldes bewegen, zursammeln.

55· -Verfahren nach Anspruch 5k, dadurch, gekennzeichnet, dass ein axiales Feld in dem Fließpfad zur Einwirkung gebracht wird und zwar stromab vom Entladungsfeld und vor dem Sammeln, das eine elektrische,Kraft erzeugt, die sich der stromab gerichteten Bewegung der Substanzteilchen widersetzt. · . '

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56. - Verfahren nach'Anspruch ^h, dadurch gekennzeichnet, dass es die Schritte aufweist, die TrägerflMRRigkeit auf einen Druck fiber dem kritischen Druck zu erhöhen, bei dem die latente Wärme der Verdampfung Null ist und zwar vor der Reduzierung des flüssigen Trägers in Teilchenform.

57· - Verfahren nach Anspruch 5h, dadurch gekennzeichnet, dass es weiter den Schritt umfasst, dem flMssigen Träger vor dessen Zerkleinerung in Teilchenform Wärme zu vermitteln.

• 58· - Verfahren nach Anspruch 5^* dadurch gekennzeichnet, dass es die weiteren Schritte umfasst, den verdampften flüssigen Träger wieder zu gewinnen und eine Übertragung von Wärmeenergie zwischen dem wiedergewonnenen flüssigen Träger und dem flüssigen Träger vor seiner Verteilung in Teiichenform zu bewirken«

59. - Verfahren nach Anspruch 58* dadurch gekennzeichnet, dass es weiter die Schritte umfasst, die kinetische Energie des wiedergewonnenen flässigen Trägers auszunutzen, um den flüssigen Träger auf einen Druck zu bringen, der

to fiber dem kritischen Druck liegt, bei dem die latente

-» Verdampfungswärme Null ist und zwar'vor der Zerkleinerung 1^ ..

^ in Teilchenform.

_ .... . 60. - Verfahren naoh Anspruch 54, zum Entsalzen von Salzwasser, dadurch gekennzeichnet dass der flflssige

Träger frischen Wasser ist, das nach der'■ Verdampf ungsstufe sieh in Dampfzustand befindet, und worin die Substanzteilchen nach dem Verdampfen aus Salzkristallen und konzentrierten Salzlösungströpfchen bestehen und wobei das- Verfahren weiterhin die Schritte umfasst, den frischen Wasserdampf unter Druck wiederzugewinnen und den frischen Wasserdampf zu kondensieren, um frisches flüssiges Wasser

zu erhalten. .

6l. - .-'Verfahren zum Trennen" von Teilchen," άία ii. -eli.enr Strom voii Medium mitgerissen werden und zwar getnass dci, , physikalischeii Abmessungen der Teilchen,, dadurch .ge-kciinsoic dass es die Schritte umfasst, das Medium durch eil.or. erste:,

-,-begrenzten-Fließpfad zu leiten, es einem elektrischem Zx.tladuhEsfeid auszusetzen, um den Teilchen elektrische Lu-

. dünger, zu vermitteln und um dadurch ein elektrisches Rauir,-ladurigsfeld stromab davon zu schaffen, wodurch die'geladenen Teilchen kleinerer Abmessung eine Beweglichkeit

- erhalten, die geringer ist als die der geladener. Teilchen grösserer Abrnessuiigen, die Tel leber, grösserer Abiriessur.gen, die sich unter.dem Einfluß des Raumladungsfeldes stromab vom elektrischen Sntladungsfeld, auf die Grenze des erste:. Fließpfades zu bewegen, zt/samm ein, das die Teilchen kleinerer Abmessungen mitreissende Medium durch eii.en zweiten Fließpfad mit einer Fließgeschwindigkeit zu leiten, die geringer ist als die Fließgeschwindigkeit im ersten Fließpfad und die Teilchen kleinerer Abmessungen zu sammeln, die sich unter dem Einfluß des Raumladungs-

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-. 68 -

feldes in dem zwei ten.Fileßpfäd bewegen, an dessen Grenze zu leiten,

62. - Verfahren nach Anspruch 61, dadurch gekennzeichnet, dass die axiale Länge des Entladungsfeldes so ist, dass die Verweilzeit der Teilchen darin genügt, um die Teilchen bis zum Sättigungsgrad zu laden. *.

6^. - Verfahren nach Anspruch 61, dadurch gekennzeichnet, dass die axiale Länge des zweiten Fließpfades grosser ist als die axiale Länge des ersten Fließpfades.

6^i. - In einem Verfahren zum InberHhrungsbringen einer gasförmigen Phase mit einer aus Teilchen bestehenden kondensierten Phase, die in einem Strom der gasförmigen Phase dispergiert ist die Verbesserung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass mindestens ein Teil der kondensierten Phase in Suspension in dem gasförmigen Phasenstrom während einem Zeitraum durch einen begrenzten Fließpfad geleitet wird, der genügt, um eine MassenMbertragung dazwischen zu gestatten, die fliessenden kondensierten und gasförmigen Phasen d^rch ein ionisiertes FyId zu leiten, um den'kondensierten Phasenteilchen eine elektrische Ladung zu vermitteln und dadurch ein Raumladungsfeld stromab davon senkrecht zur Fließrichtung zu erzeugen und die Teilchen der kondensierten Phase von der gasförmigen Phase zu trennen, in dem die geladenen Teilchen, die sich zu der Grenze des Fließpfades unter dem Einfluß des Raumladungsfeldes be- ;. wegen, zu sammeln.

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65. - Verfahren nach Anspruch 64, dadurch gekennzeichnet, dass die kondensierten Phasenteilchen fest sind, wobei das Verfahren weiterhin das Wiedergewinnen der kondensierten Phasenteilchen aus dem Fließpfadraum in Betracht zieht

'. und das Wiederdispergieren der Teilchen in der fliessenden Gasphase, um die wieder dispergieren Teilchen mit der gasförmigen Phase in BerHhru'ng zu bringen.

66. - Verfahren'nach Anspruch 64, dadurch gekennzeichnet, dass die kondensierten Phasenteilchen fltissig sind und die gasförmige Phase von der Flüssigkeit kondensierter

. Phase absorbiert wird, während die Teilchen sich in Suspension befinden. '

67* - Verfahren nach Anspruch 64, dadurch gekennzeichnet, dass ein axiales elektrisches Feld in dem Fließpfad stromab von den Ionisierungsfeld zur Einwirkung gebracht wird, um eine elektrische Kraft zu erzeugen, die sich der Bewegung der geladenen kondensierten Phasenteilchen vor deren Sammeln entgegensetzt. "■■■'■-■

68. - Verfahren nach Anspruch 64, dadurch gekennzeichnet, dass die gasförmige Phase mindestens zwei Komponenten aufweist* die miteinander reagieren und die aus Teilchen bestehende kondensierte Phase ein Katalysator ist, um die Reaktion dazwischen zu erzeugen.

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69· - Verfahren nach Anspruch 64, dadurch gekennzeichnet, ■ dass der Fließpfad in eine Vielzahl von paralelen Fließpfaden unterteilt wird, während den Teilchen der kondensierten Phase elektrische Ladungen vermittelt worden, wobei jeder Durchflußkanal einen Querschnittsbereich hat, der senkrecht zur Fließrichtung liegt und im wesentlichen geringer als der Querschnittsbereinh des Fließpfades ist, in dem das Sammeln stattfindet.

70 . - In einem reagierenden gasförmigen System mit mindestens einem reagierenden Gas und einer aus Teilrhen bestehenden kondensierten,·darin dispergierten Phase ein Verfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, die kondensierte Phase on dem reagierenden Gas zu trennen und wobei die folgenden Schritte durchgeführt werden: das reagierende Gas und die aus Teilchen bestehende kondensierte Phase werden zusammen einen begrenzten Flieupfad entlang geführt, die strömenden kondensierten und gasförmigen Phasen werden einem Ionisierungsfeld unterworfen, um den Teilchen der kondensierten Phase eine elektrische Ladung zu vermitteln und dadurch ein Raurr,-ladungsfeld stromab davon zu schaffen, dass senkrecht zur Fließrichtung liegt, und die Teilchen der kondensierter. Phase von der gasförmigen■Phase zu trennen, in dem die sich zur Grenzlinie des Fließpfades unter dem Einfluß des querliegenden Raumlad'ungsfeldes bewegenden Teilchen gesammelt werden* ' ■

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■ BAD OHiGlMAL

71. - Verfahren nach Anspruch 70, dadurch geke.nnzeich-

- net/ dass die kondensierte Phase in Reduzierungen! ttcl ist, das mit einem Bestandteil der gasförmigen .Phane ■ reagieren kann. '

72* - Verfahren nach Anspruch 7Gj dadurch gekennzeichnet, dass die gasförmige Phase mindestens zwei _m Bestandteile hat, die gegenseitig miteinander reagieren und dass die kondensierte Phase ein Reaktionsprodukt zwischen den beiden Bestandteilen ist.

7.3» - System zum Trennen einer Substanz, die von eine::; flMssigen Träger in Lösung oder in Suspension mitgurl-ppen wird, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Einrichtung aufweist, um den flüssigen Träger in Tellchenform zzerkleinern,' eine Einrichtung, um den flMssigen Träger-"■■■ teilchen Wärme zuzuführen, um deren Verdampfung zu be-

- wirken und um dadurch die Substanz durch die Bildung von Substanzteilehen zu isolieren, eine Einrichtung, um die Substanzteilchen einen begrenzten Fließpfad abwärts zu leiten, eine Einrichtung, um die Substanzteilchen einem elektrischen Entladungsfeld in einem stromauf gelegenen Teil des Fließpfades auszusetzen, um ihm elektrische Ladungen zu vermitteln und dadurch ein elektrisches Raumladungsfeld stromab vom Entladungsfeld zu schaffen und eine Einrichtung, um die Substanzteilchen zu sammeln,

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die sich unter dem Einfluß des Raumladungsfeldes zu der ■ Grenze des Fließpfades zu bewegen.

7^. - System nach Anspruch 7J>, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Einrichtung aufweist, um in dem Strompfad stromab von dem Entladungsfeld und vor dem Sammeln ein axiales Feld zur Einwirkung zu bringeη, das eine elektrische Kraft erzeugt, die sich der Stromab-bewegung der Substanzteilchen entgegensetzt.

75. - System nach Anspruch,73, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Einrichtung aufweist, um den verdampften flüssigen Träger wiederzugewinnen und eine Einrichtung, um eine übertragung von Wärmeenergie zwischen dem wiedergewonnen flMssigen Träger und dem finssigen Träger vor seiner Reduktion in Teilchenform zu bewirken.

76. - System nach Anspruch 75* dadurch gekennzeichnet, dass es eine Einrichtung aufweist, die mit der kinetischen Energie des wiedergewonnenen flfJssigen Trägers arbeitet, um den flüssigen Träger auf einen Druck zu bringen, der höher liegt als der kritische Druck,' bei dem die latente Verdampfungswärme Null ist, bevor die Zerkleinerung in Te'ilchenforni erfolgt. = '·,.*.■

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BADORiGiNAL