DE225239C

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Publication number: DE225239C
Application number: DENDAT225239D
Authority: DE

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

KLASSE .12*. GRUPPE

Die vorliegende Erfindung besteht darin, daß eine elektrische Hochspannungsflamme zum Zwecke der Oxydation des atmosphärischen Stickstoffs verwendet wird.

Es seien E¹ E² (Fig. i) Elektroden aus geeignetem Material (z. B. für stärkere Ströme wassergekühlte Kupferelektroden). Sobald diese auf eine von einer geeigneten Stromquelle (z. B. . einem Wechselstromerzeuger) herrührende, dem

ίο Elektrodenabstand entsprechende Spannung eingestellt sind, erfolgt zwischen den Elektroden auf bekannte Weise die Entladung in der Form einer zwischen den Elektrodenspitzen dauernd brennenden Flamme (Bogen). Wenn nun aber durch zwei einander gegenüberliegende, koaxial gelagerte Düsen D¹ D'² ein genügend starker Luftstrom gegen diesen Bogen geschleudert wird, verwandelt sich letzterer in zwei breite, flache Flammengarben, welche sich den Elektroden entlang ausbreitend in einer zur Achse der Düsen senkrecht liegenden Ebene entwickeln.

Diese Garben bestehen ihrem Aussehen und Verhalten nach aus einer großen Anzahl funkenartiger Entladungen, welche innerhalb des Elektrodenzwischenraums entstehen und dann durch die Geschwindigkeit des Luftstroms den Elektroden entlang ausgebreitet werden. Infolge der hohen Temperatur dieser Entladungen und der großen Geschwindigkeit, mit der die Luft durch dieselben hindurchstreicht, verbindet sich der im Luftstrom selbst enthaltene Stickstoff mit dem mit ihm vermengten Sauerstoff.

Zur praktischen Verwertung dieser Eigenschaft wird vorteilhaft der in Fig. 2 und 3 veranschaulichte Apparat verwendet, wovon Fig. 3 ein Schnitt nach der Linie A-B der Fig. 2 ist.

Die durch isolierende Hülsen hindurchgeführten, mit Wasserkühlung versehenen Elektroden E E ragen in einen eisernen Ofen 0 hinein, dessen Wände innen mit Schamottesteinen verkleidet sind; zwischen den Elektroden und der Schamottesteinverkleidung bleibt ein schmaler Raum R frei, bis zu welchem die an den Seiten wänden des Ofens befestigten Düsen D hereinragen; ihre Lage ist so bestimmt, daß deren Mündungen genau gegenüber dem zur Bildung des Bogens nötigen Elektrodenzwischenraum zu liegen kommen.

Die Luft wird den Düsen unter dem Drucke einiger Atmosphären zugeführt; denselben entströmend, verwandelt sie in vorerwähnter Weise den zwischen den Elektroden brennenden Bogen in zwei sich nach oben und nach unten entfaltende Flammengarben und entweicht dann, nunmehr mit Stickoxyden angereichert, aus den Öffnungen Z.

Bei Benutzung eines Emphasen-Wechselstromes benimmt sich die unter solchen Umständen brennende Flamme wie eine Reihe im Tempo der Phasenanzahl aufeinanderfolgender Explosionen. Die Explosionen erfolgen mit starkem Geknatter, ein Anzeichen der Plötzlichkeit, mit der die Temperatur der Luftmasse beim Erreichen der zum Überspringen der Entladung nötigen Spannung ansteigt. Diese rasche Temperaturschwankung bringt aber auch einen äußerst weitgehenden Wechsel im elektrischen Widerstand der Luftmasse und somit in der Stromstärke mit sich; es macht sich dies auch durch eine starke Verschiebung zwischen Strom-

und Spannungskurve bemerkbar, wodurch eine ungünstige Ausnutzung der elektrischen Anlagen herbeigeführt werden würde.

Dieser Übelstand kann dadurch beseitigt werden, daß die Flamme, anstatt durch Einphasenstrom zwischen zwei Elektroden, mittels - Dreiphasenstrom zwischen drei Elektroden erzeugt wird. Hierdurch erreicht man folgenden Vorteil:

ίο Das Energiequantum, welches in jedem Augenblick zur Wirkung kommt, bleibt nahezu konstant; jedoch wandert die Flamme fortwährend im Kreislauf von einem Spitzenpaar zum nächstfolgenden, wobei sie zwischen einem Paar bereits tätig ist, während die zum vorhergehenden Paar gehörige Flamme noch nicht gelöscht ist. Es tritt somit niemals ein »toter Punkt« ein, wie ein solcher unter Benutzung von Einphasenstrom jedesmal zu erwarten ist, wenn die Spannung gleich Null wird. Dadurch wird eine bedeutende Steigerung des Wirkungsgrades erzielt.

Das Anblasen der elektrischen Flamme durch die zu behandelnde Luft ist eine auch in anderen bereits bekannten Verfahren angewandte Maßregel; die hier beschriebene Verwendung von zwei gegeneinandergerichteten, koaxial gelagerten Düsen ist jedoch völlig neu und vorliegendem Verfahren eigentümlich. Die hierbei aufeinanderprallenden Luftstrahle führen zur Entstehung einer »Luftscheibe«, d. h. eines mit großer Geschwindigkeit von einem Mittelpunkt aus, wo die Strahlen zusammentreffen, kreisförmig erfolgenden Ausbreitens der Luftmasse; diese Bewegung erfolgt in einer zur Richtung der Elektrode senkrecht gelegenen Ebene. Jede im Mittelpunkt dieser Scheibe hervorgebrachte elektrische Entladung wird nun vom hinwegeilenden Gas auseinandergerissen· hierdurch entstehen die beschriebenen Flammengarben bzw. -scheiben.

Die auch bei anderen Verfahren genannte Benutzung von Dreiphasenstrom bewirkt einen eng mit dem Wesen der vorliegenden Erfindung verkuüpften Vorteil, wodurch deren neuer technischer Effekt bedeutend verbessert wird.

Claims

Patent-Ansprüche:

1. Verfahren zur Oxydation des atmosphärischen Stickstoffs auf elektrischem Wege unter Benutzung zweier durch gegenüberliegende Düsen gepreßter und im Lichtbogen aufeinanderprallender Luftströme, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsen koaxial und senkrecht zur Elektrodenrichtung gelagert sind, zum Zwecke der Erzielung zweier in einer zur Düsenrichtung rechtwinklig liegenden Ebene sich ausbreitenden Flammengarben.

2. Das Verfahren gemäß Anspruch 1 unter Verwendung von drei mit Dreiphasenstrom gespeisten und innerhalb einer zur Düsenachse rechtwinklig liegenden Ebene im Winkel von" 120° gegeneinandergestellten Elektroden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.