DE1949239U - PLASMA BURNER FOR CARRYING OUT CHEMICAL REACTIONS. - Google Patents
PLASMA BURNER FOR CARRYING OUT CHEMICAL REACTIONS.Info
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- DE1949239U DE1949239U DEW37753U DEW0037753U DE1949239U DE 1949239 U DE1949239 U DE 1949239U DE W37753 U DEW37753 U DE W37753U DE W0037753 U DEW0037753 U DE W0037753U DE 1949239 U DE1949239 U DE 1949239U
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Description
Plasmabrenner zur Durchführung chemischer ReaktionenPlasma torch for carrying out chemical reactions
(I1Ur diese Anmeldung wird die Priorität der entsprechenden US-Anmeldung Serial Io. 471 914 vom 14.7»1965 beansprucht.)(I 1 The priority of the corresponding US application Serial Io. 471 914 of July 14, 1965 is claimed for this application.)
Die Neuerung bezieht sich auf Plasmabrenner mit einem zwischen axial gegenüberstehenden Ringelektroden in einem Magnetfeld umlaufenden Lichtbogen und einer axial angeordneten Ausströmungsdüse der Lichtbogenkammer. "".-.'..-The innovation relates to plasma torches with an axially between opposing ring electrodes rotating in a magnetic field Arc and an axially arranged discharge nozzle of the arc chamber. "".-.'..-
Mr chemische Reaktionen, die unter Zuführung thermischer Energie ablaufen, sind bereits Plasmabrenner zum Aufheizen und Zersetzen der Reaktionsgase erfolgreich eingesetzt worden. Viele .chemische Reaktio-Mr chemical reactions that take place with the addition of thermal energy run, plasma torches have already been used successfully to heat up and decompose the reaction gases. Many chemical reactions
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nen erfordern ein rasches Abschrecken nach Erreichen der Reaktionstemperatur, um die Reaktionsprodukte zu stabilisieren. Dann können die Reaktionsstoffe gewonnen werden, bevor sie weitere Reaktionen eingehen oder sich zersetzen. Bei etlichen Reaktionen werden beste Ergebnisse erzielt, wenn innerhalb einiger Mikrosekunden bis Millisekunden nach Erreichen der Reaktionstemperatur abgeschreckt wird. Daraus folgt, daß die Abschreckzöne und die Zone, in der die Partner auf die Reaktionstemperatur gebracht werden, dicht beieinander liegen sollen. - / .Nines require rapid quenching after the reaction temperature is reached in order to stabilize the reaction products. Then can the reaction substances are obtained before they can carry out further reactions perish or decompose. With quite a few reactions will be the best Results achieved if within a few microseconds to milliseconds is quenched after reaching the reaction temperature. It follows that the deterrent zones and the zone in which the partner are brought to the reaction temperature, are close together should. - /.
Bisher ist mit den konventionellen Plasmabrennern ein schnelles Abschrecken nicht zufriedenstellend gelungen. So liegen gewöhnlich die Lichtbogenzone und die Abschreckzone verhältnismäßig weit auseinander. Viele Reaktionsprodukte haben sich deshalb bereits zersetzt, bevor sie gewonnen werden können. .Up to now, the conventional plasma torches have been used to quench quickly unsatisfactory. The arc zone and the quench zone are usually relatively far apart. Many reaction products have therefore already decomposed before they can be recovered. .
Durch den neuartigen Plasmabrenner werden diese Schwierigkeiten überwunden. Die Neuerung besteht darin, daß die Ringelektroden und zwischen den Ringelektroden und zwischen der Ausströmungsdüse und der strömungsabgelegenen Ringelektrode angeordnete Verteilerringplatten Kanalsysteme für Kühlmittel und zur Zuführung von Arbeitsmedium aufweisen, unter Arbeitsmedium werden dabei Reaktionspartner sowie Abschreckmittel verstanden.■ Es ist günstig, die Verteilerringplatten mit einem größeren Innendurchmesser als die Ringelektroden auszubilden. -Die Lichtbogenkammer kann durch ein der Ausströmungsdüse gegenüberliegend angeordnetes Ver,sc.hluß stück mit einer zentralen Zuführungsbohrung für Arbeitsmedium abgeschlossen sein. Das Verschlußstück sowie die Ausströmungsdüse: können weitere Zuführungen fürThe new plasma torch overcomes these difficulties. The innovation is that the ring electrodes and between the ring electrodes and between the outlet nozzle and the Distributor ring plates arranged remote from the flow ring electrode have channel systems for coolant and for the supply of working medium, under the working medium, reactants and detergents become understood. ■ It is beneficial to use the distributor ring plates to form with a larger inner diameter than the ring electrodes. -The arc chamber can be opened through an opposite the exhaust nozzle arranged connection piece with a central feed hole be completed for the working medium. The closure piece as well as the outflow nozzle: can be additional feeds for
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Arbeitsmittel aufweisen.Have work equipment.
Die vielen Zuführungsmöglichkeitenbeim neuartigen Plasmabrenner erlauben, die Verzugszeit bis zum Abschrecken günstig einzustellen. Außerdem kann man alle Reaktionspartner oder auch erforderlichenfalls nur einen Reaktionspartner im Lichtbogen aufheizen. Flüssiges Abschreckmittel kann den reagierenden Gasen innerhalb von Mikrosekunden, erforderlichenfalls innerhalb von Bruchteilen einer Mikrosekunde, zugeführt werden. Der Plasmabrenner eignet sich nicht nur um Syntheseprodukte zu gewinnen, sondern verständlicherweise auch zur Durchführung von! Krackprozessen.The many feed options in the novel plasma torch allow the delay time up to quenching to be set favorably. In addition, all reaction partners or, if necessary, only one reaction partner can be heated in an electric arc. Liquid quenchant can be added to the reacting gases within microseconds, if necessary within fractions of a microsecond. The plasma torch is not only suitable for producing synthesis products, but understandably also for carrying out ! Cracking processes.
Die Ausgestaltungen des Plasmabrenners erlauben viele Variationsmöglichkeiten. So kann Reaktionsgas über einen Ringspalt zwischen Verschlußstück und benachbarter Ringelektrode sowie über die Verteilerringplatte, die zwischen den Elektroden liegt, zugeführt werden. Ein erstes Abschreckmittel kann dann über eine zentrale Zuführungsbohrung im Verschlußstück eingeleitet werden. Absehreckmittel kann auch durch die Verteilerringplatte zwischen den Elektroden eingeleitet werden. Ein weiterer Reaktionspartner kann über die strömungsabgelegene Verteilerringplatte zugeführt werden. Erforderlichenfalls läßt sich in einer geeignet ausgebildeten Ausströmungsdüse ein weiteres flüssiges oder gasförmiges Abschreckmittel zugeben. Durch die in Strömungsrichtung liintefe'Snanderliegenden verschiedenen Zuführungssysteme lassen sich den jeweiligen Reaktionsbedingungen entsprechend günstigste Verfahren durchführen.The designs of the plasma torch allow many possible variations. So can reaction gas through an annular gap between Closure piece and adjacent ring electrode as well as over the distributor ring plate, which lies between the electrodes. A first quenchant can then be fed via a central feed bore are introduced in the closure piece. Deterrents can also be introduced through the distribution ring plate between the electrodes will. Another reactant can be added via the distributor ring plate remote from the flow. If necessary can be in a suitably designed discharge nozzle add another liquid or gaseous quenchant. Through the various supply systems lying in the direction of flow the most favorable processes can be carried out according to the respective reaction conditions.
Der Plasmabrenner und seine Anwendungsmöglichkeiten in der Chemie sollen anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels weiter erläutert werden,The plasma torch and its possible uses in chemistry should be based on an embodiment shown schematically in the drawing to be further explained,
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Der in der Zeichnung wiedergegebene Plasmabrenner s'tellt eine bevorzugte Ausführungsform dar. Das wesentliche Bauaggregat des Plasmabrenners ist mit 9 bezeichnet .· Die Außenseite kann im wesentlichen zylindrisch ausgebildet sein. Die Lichtbogenkammer 10 wird durch ein Düsenkopfstück 15, Ringelektroden 11 und 13.» Verteilerringplatten und H sowie durch ein Verschlu.ßstück 17 gebildet. Die eigentliche Ausströmungsdüse kann durch ein Ansatzstück. 16 verlängert werden, um eine längere Abschreckzone zu erzielen. Bei Betrieb des Plasmabrenners brennt in'der Lichtbogenkammer TO ein Lichtbogen zwischen den Ringelektroden 11 und 13. Zur Stromversorgung der Elektroden sind Anschlußleitungen 23 und 24- vorgesehen.The plasma torch shown in the drawing represents a preferred embodiment. The main structural unit of the plasma torch is denoted by 9. The outside can be essentially cylindrical. The arc chamber 10 is formed by a nozzle head piece 15 , ring electrodes 11 and 13. » Distribution ring plates and H and formed by a closure piece 17. The actual outflow nozzle can be through an extension piece. 16 can be lengthened to achieve a longer quenching zone. When the plasma torch is in operation, an arc burns in the arc chamber TO between the ring electrodes 11 and 13. Connection lines 23 and 24 are provided for supplying power to the electrodes.
Im Verschlußstück 17 sind Ringverteiler 171 und 176 für Kühlmittel und eine zentrale Bohrung 18 ausgebildet. ".In the closure piece 17 are ring distributors 171 and 176 for coolant and a central bore 18 is formed. ".
Zur Zuführung von Reaktionspartnern-, bzw. von Abschreckmitteln, kann von der Außenwand des Verschlußstücks 17 und der Innenwand der Ringelektrode 11 ein zylindrischer Zuführungskanal 25 eingeschlossen werden. In der Ringelektrode 11 ist ein Ringverteiler für flüssigeFor the supply of reactants or quenching agents, can from the outer wall of the closure piece 17 and the inner wall of the ring electrode 11 includes a cylindrical feed channel 25 will. In the ring electrode 11 is a ring distributor for liquids
oder gasförmige Stoffe mit,26 bezeichnet . Dieser Ringverteiler steht mit einem Einlaß 27 und mit einer Vielzahl radialer-Bohrungen in Verbindung, von denen zwei mit: 28 und 29 bezeichnet sind. Die radialen "Bohrungen münden in den zylindrischen Ringspalt 25· Die Ringelektrode 11 besteht im wesentlichen aus zwei Teilen; einem äußeren Teil 31, der beispielsweise aus^Stahl gefertigt und ferromagnetisch sein kann und einem inneren Teil 32, der beispielsweise aus Kupfer gefertigt sein kann. Das innere Teil 32 weist eine dünne Wand 33 auf, die teilweise eine Wand der Lichtbogenkammer TO bildet. Dieor gaseous substances with, 26. This ring distributor is ready with an inlet 27 and with a plurality of radial bores in communication, two of which are designated by: 28 and 29. The radial "Bores open into the cylindrical annular gap 25 · The annular electrode 11 consists essentially of two parts; an outer part 31, which is made for example of ^ steel and is ferromagnetic can be and an inner part 32, for example made of copper can be made. The inner part 32 has a thin wall 33 which partially forms a wall of the arc chamber TO. the
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Wand 33 schließt zusammen mit.-dem-Formkörper 32 einen im. we sent- : pichen zylindrischen Kühlkanal 35ein. Kühlmittel, wie Wasser, kann dem Kühlkanal durch einen Ringverteiler 37 sowie.einen Zuleitungskanal 38 zugeführt werden. Um das Kühlmittel abzuleiten, kann ein Ringsämmler 36 und ein Ab.leitüngskanal 39 vorgesehen sein. Um zwischen den beiden Elektrodenteilen abzudichten, sind Dichtungsringe 41, 42, 43 und 44 angeordnet.Wall 33 closes together with-the-shaped body 32 an im. we sent-: pichen cylindrical cooling channel 35 a. Coolant, such as water, can the cooling channel through a ring distributor 37 as well as a feed channel 38 are fed. To divert the coolant, a Ringsämler 36 and Ab.leitüngskanal 39 may be provided. To between to seal the two electrode parts, sealing rings 41, 42, 43 and 44 arranged.
In einer ringförmigen Aussparung 45 ist in dem inneren Elektrodenteil 32 der Ringelektrode 11 eine Erregerwicklung 46 angeordnet, die zusammen mit der Erregerwicklung 66 ein Magnetfeld erzeugt, das zum Lichtbogenpfad auf den Elektroden und zum Lichtbogen senkrecht steht. Dieses Magnetfeld bringt den Lichtbogen zwischen den Ringelektroden 11 und 13 zum Rotieren. Durch den raschen Lichtbogenumlauf wird die Iichtbogenfußzone vergrößert und ein Festbrennen des Lichtbogens vermieden. Die elektrische. Leistung und die Lebensdauer des Plasmabrenners können deshalb gesteigert werden.In an annular recess 45 is in the inner electrode part 32 of the ring electrode 11, an excitation winding 46 is arranged, which, together with the excitation winding 66, generates a magnetic field that perpendicular to the arc path on the electrodes and perpendicular to the arc stands. This magnetic field causes the arc to rotate between the ring electrodes 11 and 13. Due to the rapid arc circulation the arc root zone is enlarged and the arc does not stick. The electric. Performance and lifespan of the plasma torch can therefore be increased.
Die dünne Innenwand 33 der Ringelektrode 11 bildet einen Vorsprung 48, der den Ringspalt 120 zwischen der Ringelektrode 11 und der Verteilerringplatte 12 gegen die Lichtbogenkammer 10 verdeckt. Der Isolierring 113 und der Dichtungsring 30 werden dadurch vor.direkter Strahlung aus der heißen Zone der Lichtbogenkammer 10 geschützt. Nach dem Vorsprung 48 geht die Innenwand 33 durch eine Rundung 50 in einen zylindriechen Wandte.il über. Die Rundung 50 ist dem magnetischen Feldlinienverlauf in äiesem'Be^eich nachgebildet.The thin inner wall 33 of the ring electrode 11 forms a projection 48, the annular gap 120 between the ring electrode 11 and the distributor ring plate 12 covered against the arc chamber 10. The insulating ring 113 and the sealing ring 30 are thereby vor.direct Radiation from the hot zone of the arc chamber 10 is protected. To the projection 48, the inner wall 33 goes through a rounding 50 in a cylindrical wall part. The rounding 50 is the magnetic one The course of the field lines is simulated in this area.
Die Verteilerringplatten sind von den axial benachbarten BauelementenThe distributor ring plates are from the axially adjacent components
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.'.,-.. "..: ■ ELA 66/8253. '., - .. "..: ■ ELA 66/8253
durch Isolierringe distanziert, 3ie zur Lichtbogenkammer offene Ringspalte freilassen. Der scheibenförmige Ringspalt 120 zwischen der Verteilerringplatte 12 und der" Ringelektrode 11 steht .mit einer 'Vielzahl von Bohrungen in Verbindung, von denen zwei - mit 123- und 124 bezeichnet - zu sehen sind. -Diese Bohrungen sind in der Ringelektrode 11 ausgebildet und werden durch einen Ringverteiler 121 und eine Zuführung 122 mit einem Arbeitsmedium versorgt. Dieses Arbeitsmittel kann ein Reaktionspartner oder ein Gas zum Kühlen oder Abschrecken sein. .distanced by insulating rings, 3ie open to the arc chamber Leave the annular gap free. The disc-shaped annular gap 120 between the distribution ring plate 12 and the "ring electrode 11 is .mit a 'Variety of holes in connection, two of which - with 123- and 124 labeled - can be seen. -These holes are in the ring electrode 11 and are supplied with a working medium by a ring distributor 121 and a feed 122. This Working medium can be a reactant or a gas for cooling or Be a deterrent. .
Die Verteilerringplatte 12 ist gegen die Ringelektrode 11 außer durch einen Isolierring 113durch eine Isolierringscheibe 19 elektrisch isoliert. Der Dichtungsring 30 ist ebenfalls aus elektrisch isolierendem Material zu .fertigen.. Die Verteilerringplatte 12 wirkt gleichzeitig als Hitzeschild. Sie kann zweckmäßigerweise aus zwei Teilen zusammengesetzt sein. .Das innere ringförmige Teil 214 kann aus Kupfer gefertigt sein. Das äußere Teil 215 kann einen Zuführungskanal 221 und einen Ableitungskanal ,222 aufweisen. Einlaß und Auslaß können so einander gegenüberstehend ausgebildet werden, daß der Kühlmittelstrom zu zwei Halbkreisen aufgeteilt wird. Die Dichtungsringe 217 und 218 dichten den Kühlmittelringkanal zwischen dem äußeren und dem inneren Bauteil ab. Vom Kühlmittelringkänal 215 führen im Querschnittsprofil fingerartig ausgebildete Kanäle zur Oberfläche des inneren Ringteiles 214, die der Lichtbogenzone benachbart ist. Die Pingerkanäle 231, 232 und 233 können ringförmig umlaufend ausgebildet sein und versorgen eine Viehlzahl am Umfang verteilt angeordnete Bohrungen 234, 235 bzw. 236.The distribution ring plate 12 is against the ring electrode 11 except through an insulating ring 113 through an insulating washer 19 electrically isolated. The sealing ring 30 is also made of electrically insulating To .fertigen material .. The distributor ring plate 12 acts at the same time as a heat shield. It can expediently consist of two parts be composed. The inner annular part 214 can be made of copper be made. The outer part 215 can have a feed channel 221 and a drainage channel, 222. Inlet and outlet can be formed opposite one another that the coolant flow divided into two semicircles. The sealing rings 217 and 218 seal the coolant ring channel between the outer and the inner component. From the coolant ring channel 215 lead in cross-sectional profile finger-like channels to the surface of the inner ring member 214, which is adjacent to the arc zone. the Pinger channels 231, 232 and 233 can be designed to be circumferential in a ring shape and supply a large number of bores 234, 235 and 236 distributed around the circumference.
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Von der Verteilerringplatte 12 elektrisch isoliert istdie strömungsabgelegene Ringelektrode 13 angeordnet. Der elektrischen Isolation · dient eine Isolierringscheibe 20 und ein Dichtungsring 22 sowie ein Isolierring 114 schützt den Dichtungsring 22 gegen Hitzeeinwirkung aus der Lichtbogenkammer 10. Die Ringelektrode 13 entspricht in ihrem, wesentlichen Bauteilen der Ringelektrode 11. Sie kann wieder aus einem .äußeren Teil 51 aus Stahl oder ferromagnetischem Material und aus einem inneren Teil 52 mit einer dünnen Wand 53 bestehen. Zwischen der Wand 53 unc* einem" Profilkörper 52 wird wieder ein Kühlmittelspalt 55 eingeschlossen. Das Kühlmittel kann über einen Kanal 58 und einen Ringverteiler 56 zugeführt werden und über einen Ringsammler 57 mit dem Auslaß 59 abgeleitet werden. Zwischen dem inneren und dem äußeren Bauteil dichten Dichtungsringe. 61 und 62 den Kühlmittelkreislauf ab. In einer Aussparung 65 in der Ringelektrode 13 ist die'Erregerwicklung 66 angeordnet. Die innere Oberfläche der Ringelektrode 13 bildet wieder einen Vorsprung 68 als Strahlungsschutz für den Isolerring 114- und den dahinterliegenden Dichtungsring 22. Die Rundung 60 ist wieder dem magnetischen Feldlinienver-The outflow ring electrode 13 is arranged so as to be electrically insulated from the distributor ring plate 12. An insulating ring washer 20 and a sealing ring 22 as well as an insulating ring 114 protects the sealing ring 22 against the effects of heat from the arc chamber 10. The essential components of the ring electrode 13 correspond to the ring electrode 11 Steel or ferromagnetic material and an inner part 52 with a thin wall 53. A coolant gap 55 is again enclosed between the wall 53 and a profile body 52. The coolant can be supplied via a channel 58 and a ring distributor 56 and discharged via a ring collector 57 with the outlet 59. Seal between the inner and the outer component The excitation winding 66 is arranged in a recess 65 in the ring electrode 13. The inner surface of the ring electrode 13 again forms a projection 68 as radiation protection for the insulating ring 114 and the sealing ring 22 behind it 60 is back to the magnetic field lines
- ■ ι- ■ ι
lauf nachgebildet.run simulated.
In der Ringelektrode 13 Ist ein Ringverteiler 237 niit dem Einlaßkanal 238 und einer Vielzahl über den Unfang verteilt angeordneter Kanäle. 239 und 240 ausgebildet. Die am Umfang verteilt angeordneten Kanäle, von denen zwei - mit 239 und 240 bezeichnet - dargestellt sind, münden in den Ringspalt 1119 zwischen der Ringplatte 12 und der Ringelektrode I3. Auf der anderen Seite der Ringelektrode 13 ist ein weiterer Ringverteiler 241 mit dem Zuführungskanal 242 und am Umfang verteilt angeordneten Kanälen; ausgebildet. Von den über denIn the ring electrode 13 there is a ring distributor 237 with the inlet channel 238 and a plurality of channels distributed over the circumference. 239 and 240. The channels distributed around the circumference, two of which are shown - denoted by 239 and 240 - open into the annular gap 1119 between the annular plate 12 and the annular electrode I3. On the other side of the ring electrode 13 is a further ring distributor 241 with the supply channel 242 and channels distributed around the circumference ; educated. From the about the
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Umfang verteilt angeordneten Kanälen sind zwei mit 243 und 244 bezeichnet dargestellt. Diese Kanäle versorgen einen Ringspalt 246 zwischen der Ringelektrode 13 und einer weiteren strömungsabgelegenen Verteilerringplätte 14.Channels distributed around the circumference are identified by two numbers 243 and 244 shown. These channels supply an annular gap 246 between the annular electrode 13 and another one remote from the flow Distribution ring plate 14.
Die Verteilerringplatte 14 kann genauso wie die Verteilerringplatte 12 ausgebildet sein. Gegen die Ringelektrode 13 ist die Verteilerringplatte 14 durch eine Isolierringscheibe 192 sowie durch einen Dichtungsring 193 und einen Isolierring 194 elektrisch isoliert. Der Isolierring 194 kann wieder aus hochhitzebeständiger Keramik gefertigt sein. Die Ringplatte 14 wirkt wieder als Hitzeschild"und weist ein inneres Teil 196 und ein äußeres Teil. 195 auf ..Der Kühlmitte Iringkanal ist mit 197, der Zuführungskanal mit 198 und der Ableitungskanal mit 199 bezeichnet. Die mit 2*03, 204 und 205 bezeichneten Fingerkanäle speisen die Bohrungen 206, 207 und 208. Zwischen dem inneren und dem äußeren Bauteil der Ringplatte 14 liegen Dichtungsringe 201 und 202. . ■ -The distribution ring plate 14 can be just like the distribution ring plate 12 be formed. Against the ring electrode 13 is the distributor ring plate 14 by an insulating ring disk 192 and by a Sealing ring 193 and an insulating ring 194 electrically insulated. The insulating ring 194 can again be made of highly heat-resistant ceramic being. The ring plate 14 again acts as a heat shield "and has an inner part 196 and an outer part 195. The cooling center Iringkanal is with 197, the supply channel with 198 and the Drainage channel designated 199. Those marked with 2 * 03, 204 and 205 Finger channels feed the bores 206, 207 and 208. Between the inner and the outer component of the ring plate 14 are located Sealing rings 201 and 202.. ■ -
An der Verteilerringplatte 14 schließt dann ein Düsenkopfstück mit einem flanschartig ausgebildeten Teil an. Die zentrisch angeordnete Düsenöffnung ist-mit 140 bezeichnet. Das Düsenkopfstück ist durch eine Dichtungsringscheibe 141 sowie durch einen Dichtungsring 43 aus hochhitzebeständigem Material gegen die Ringplatte 14 elektrisch isoliert. Im Düsenkopfstück 15 ist ein Ringverteiler 146 mit dem Zuleitungskanal 147 ausgebildet. Vom Ringverteiler 146 führen am Umfang verteilt angeordnete Kanäle, von denen zwei mit 148 und bezeichnet dargestellt sind, zu einenfRingspalt 144 zwischen derA nozzle head piece then closes on the distributor ring plate 14 with a flange-like part. The centrally arranged nozzle opening is denoted by 140. The nozzle head piece is electrically insulated from the ring plate 14 by a sealing ring washer 141 and by a sealing ring 43 made of highly heat-resistant material. A ring distributor 146 is provided in the nozzle head piece 15 the supply channel 147 is formed. From the ring distributor 146 lead on Circumferentially distributed channels, two of which are shown as 148 and designated, to an annular gap 144 between the
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Verteilerringplatte Η und dem Düsenkopfstück I5. Im Düsenkopfstück 15 ist ein Ringverteiler 151 mit einem radialen Zuführungskanal 152 ausgebildet. Vom Ringverteiler I51 führt ein im Querschnitt U-förmig ausgebildeter ringförmiger Kühlkanal 153 ab, der zu einem nicht mehr dargestellten Ringsammler führt. Das Ansatzstück 16 am Düsenkopfstück 15 ist in der Zeichnung abgebrochen wiedergegeben. Vom Kühlkanal 153 führt eine Vielzahl am Umfang-verteilt angeordneter Bohrungen 155 - im Düsenkopfstück - und 155 - im Düsenansatzstück 16 zur Düsenöffnung HO.Distribution ring plate Η and the nozzle head piece I5. In the nozzle head piece 15, a ring distributor 151 with a radial supply channel 152 is formed. A U-shaped cross-section leads from the ring distributor I51 formed annular cooling channel 153, which no longer becomes a shown ring collector leads. The extension piece 16 on the nozzle head piece 15 is shown broken off in the drawing. A multiplicity of bores distributed around the circumference lead from the cooling channel 153 155 - in the nozzle head piece - and 155 - in the nozzle attachment piece 16 for Nozzle opening HO.
Das Kanalsystem im·Düsenkopfstück 15 und im Ansatzstück 16 sowie in den Verteilerringplatten 12 und 14 erfüllt eine Doppelfunktion. Diese Kanalsysteme dienen sowohl zur Kühlung dieser Bauteile als auch zur Zuführung eines Arbeitsmediums. Je nachdem*ob man durch einen dieser Bauteile des Plasmabrenners ein Abschreckmittel oder einen Reaktionspartner zuführen will, führt man dem betreffenden Kanalsystem ein geeignetes Arbeitsmedium zu. Dieses Arbeitsmedium kühlt dann gleichzeitig das betreffende Bauteil, in dessen Kanalsystem es zugeführt wird.The channel system in the nozzle head piece 15 and in the extension piece 16 as well as in the distributor ring plates 12 and 14 fulfill a double function. This Channel systems are used both for cooling these components and for Supply of a working medium. Depending on * whether you go through one of these If a detergent or a reactant is to be added to components of the plasma torch, the relevant channel system is introduced suitable working medium. This working medium then cools at the same time the component in question, in whose duct system it is fed.
Das Ansatzstück 16 verlängert die Düse 140 und besteht im wesentlichen aus einem zylindrischenbzw. konischen Teil 157* Es weist einen Plansch 158 auf, in dem in einer Ringnut 159 e^-n Dichtungsring 160 untergebracht ist. 'The extension piece 16 extends the nozzle 140 and consists essentially of a cylindrical or. conical part 157 * It has a plan 158 in which sealing ring 160 is accommodated in an annular groove 159 e ^ - n. '
Die elektrischen Anschlüsse für die Erregerwicklungen 46 und 66 können in Bohrungen untergebracht werden. In der Ringelektrode 11The electrical connections for the excitation windings 46 and 66 can be accommodated in bores. In the ring electrode 11
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dient dazu die Bohrung 162. In der Ringelektrode 13 liegt diese Bohrung nicht in der Schnittebene. Bei? der Ringele'ktrode 11 ist ein Ansohlußleiter mit 1 63- be-zeichnet.the bore 162 is used for this purpose. This is located in the ring electrode 13 Hole not in the cutting plane. At? the Ringele'ktrode 11 is a Ansohlußleiter marked with 1 63-.
Das. Verschlußstück 17 weist einen Flansch 166 auf, der gegen die Ringelektrode 11 durch eine isolierrihgscheibe 167 und einen Dichtungsring 1 68 aus elektrisch isolierendem Material elektrisch isoliert ist. Im Verschlußstück 17 ist eine zentrale- Gaszuführungsbohrung 18 ausgebildet. Die Bohrung 18 geht in ein. konisch erweiterndes Mundstück 169 über·. Zwischen den Ringverteilern 171 und 176 für Kühlmittel verläuft ein bei axialer Schnittansicht U-förmiger Ringkanal 173 für Kühlmittel·. .The. Closure piece 17 has a flange 166 which against the Ring electrode 11 through an insulating washer 167 and a sealing ring 1 68 is electrically insulated from electrically insulating material. In the closure piece 17 is a central gas supply hole 18 trained. The bore 18 goes into a. conically widening Mouthpiece 169 over. Between ring distributors 171 and 176 for Coolant runs in an annular channel that is U-shaped in an axial sectional view 173 for coolant ·. .
Der als Ausführungsbeispiel .wiedergegebene. Plasmabrenner kann durch Schraubenbolzen.oder Klammern an sich bekannter Art zusammengehalten werden. So können der Plansch 166 des.Versehlußstückes und der Plansch 158 des Ansatzes beim Düsenkopfstück zusammengeklammert werden. - · . - ' . ■ ■'The. Reproduced as an exemplary embodiment. Plasma torch can through Screw bolts. Or brackets of a known type held together will. So the splash 166 des.Versehlußstückes and the Splash 158 of the approach at the nozzle head piece are clamped together. - ·. - '. ■ ■ '
Der Plasmabrenner kann nun beispielsweise, so betrieben werden, daß ein zu verarbeitendes Gas, beispielsweise ein Kohlenwasserstoff! wie Methan,durch den Einlaß 27 zugeführt wird. Dieser Kohlenwasserstoff gelangt darin über den Ringverteiler 26 und radiale Bohrungen (29) und den Ringspalt 25 in unmittelbarer M he des lichtbogens 21 in die Lichtbogenkammer 10. Das zu verarbeitende Gas wird an der bei " Lichtbogenrotation zylindrischen Lieht%pgenwand aufgeheizt und dissoziiert, strömt dann an der strömungsabgelegenen RingelektrodeThe plasma torch can now, for example, be operated in such a way that a gas to be processed, for example a hydrocarbon! how Methane, is fed through inlet 27. This hydrocarbon reaches it via the ring distributor 26 and radial bores (29) and the annular gap 25 in the immediate vicinity of the arc 21 in the arc chamber 10. The gas to be processed is at the " Arc rotation cylindrical Lieht% pgenwand heated and dissociates, then flows to the ring electrode remote from the flow
-10·: : Ho/Or-10 ·:: Ho / Or
. . PLA1 66/8253. . PLA 1 66/8253
und der Ringplatte 14 vorbei und zur Düsenöffnung 140. Soll das zu verarbeitende Gas abgeschreckt oder gekühlt werden, kann dazu ein abschreckendes bzw. kühlendes Medium durch die zentrale Bohrung 18 zugeleitet werden. Es ist günstig, den Durchmesser des Ringspaltes 25 so zu wählen, daß die ,Strömung aus der zentralen Bohrung 18 und aus dem Ringspalt 25 im gewünschten Abstand hinter der Lichtbogenzone zusammenlaufen. Dadurch kann die Verzugszeit bis· zum Abschrecken eingestellt we'rden. Das Kühlgas kann auch durch die Zuführung 122 und/oder die Zuführung 238 zugeleitet werden. Es mischt sich dann sofort mit einem in der Lichtbogenzone aufgeheizten Reaktionspartner, G-asfÖ.rmiges oder flüssiges Abschreckmittel kann auch über die Zuführung 221 zugeleitet werden. Es wird dann eine geringere Turbulenz als bei einer Zuleitung über die Zuführungen 221 bzw. 2'38 erzielt. Das Abschreckmittel mischt sich mit dem aufgeheizten Arbeitsgas' dann aber besonders gleichmäßig über eine breite Fläche. Ein weiteres Abschreckmittel kann über die Zuführung 198 und/oder die Zuführung 152 zugeleitet werden. Dadurch ist es auch mögliGh, in verschiedenen Stufen bei wählbaren Verzugszeiten abzuschrecken. Ebenso kann man ein Abschreckmittel über die Zuführung 242 und/oder die Zuführung 147 ein-'leiten* ■-. , . : and the ring plate 14 and to the nozzle opening 140. If the gas to be processed is to be quenched or cooled, a quenching or cooling medium can be fed through the central bore 18 for this purpose. It is advantageous to choose the diameter of the annular gap 25 so that the flow from the central bore 18 and from the annular gap 25 converge at the desired distance behind the arc zone. The delay time up to quenching can thereby be set. The cooling gas can also be fed in through feed 122 and / or feed 238. It then mixes immediately with a reaction partner heated in the arc zone, and gas or liquid detergent can also be fed in via feed 221. A lower turbulence is then achieved than with a feed line via the feed lines 221 or 2'38. The quenching agent then mixes with the heated working gas particularly evenly over a wide area. A further quenchant can be fed in via feed 198 and / or feed 152. This also makes it possible to deter in various stages with selectable delay times. A quenching agent can also be introduced via feed 242 and / or feed 147. ,. :
Werden einige. Kanal-sy sterne nicht zum Zuführen eines Abschreckmittels oder eines Reaktionspartners benötigt, können die Austrittsöffnungen zu Lichtbogenkammer 10 verschlossen werden. Auch die zentrale Bohrung 18 kann gegebenenfalls durch einen Verschlußstopfen verschlossen werden. ' ----- ' "...-■ . ■ ■ -. v ■' ·Will some. Kanal-sy star is not required to supply a detergent or a reaction partner, the outlet openings to the arc chamber 10 can be closed. The central bore 18 can optionally also be closed by a sealing plug. '-----'"...- ■. ■ ■ -. V ■ '·
6 Schutzansprüehe
1 Figur6 protection claims
1 figure
- 11 - ' ': Uo/Or- 11 - '' : Uo / Or
Claims (6)
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- 1966-07-09 DE DEW37753U patent/DE1949239U/en not_active Expired
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| CN114184346A (en) * | 2021-12-01 | 2022-03-15 | 中国航天空气动力技术研究院 | Fan-shaped side water-cooling large-flow combined air inlet sheet |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CH455963A (en) | 1968-05-15 |
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| GB1116868A (en) | 1968-06-12 |
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