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KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMT.PATENT OFFICE.

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

;- Ja 236882 KLASSE 12 h. GRUPPE; - Yes 236882 CLASS 12 h. GROUP

IGNACY MOSCICKI in FREIBURG, Schweiz.IGNACY MOSCICKI in FREIBURG, Switzerland.

Einrichtung zur Behandlung von Gasen oder Gasgemischen mit dem elektrischen Lichtbogen.Device for the treatment of gases or gas mixtures with the electric arc.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 2. September 1905 ab.Patented in the German Empire on September 2, 1905.

Die bisher bekannt gewordenen Einrichtungen zur Behandlung von Gasen oder Gasgemischen in elektrischen Flammenbogen, z. B. zwecks Gewinnung von Stickstoffoxyden aus Luft, haben alle den großen Nachteil, daß die Ausbeute im Verhältnis zum Energieverbrauch gering ist und daß in dem die Einrichtung verlassenden Produkt nur wenige Prozente von Stickstoffoxyden enthalten sind. EineThe previously known devices for the treatment of gases or gas mixtures in electric flame arcs, e.g. B. for the purpose of obtaining nitrogen oxides from air, all have the major disadvantage that the Yield in relation to energy consumption is low and that in which the device leaving product contain only a few percent of oxides of nitrogen. One

ίο wiederholte Durchleitung der bereits Stickstoffoxyde enthaltenden Gasgemische durch die elektrische Flamme, wie sie bei manchen Einrichtungen stattfindet, ist wegen der mangelhaften Ausnutzung der Energie und der daraus sich ergebenden Verminderung der Ausbeute nicht vorteilhaft.ίο repeated passage of the already nitrogen oxides containing gas mixtures by the electric flame, as it takes place in some facilities, is due to the inadequate Utilization of the energy and the resulting reduction in yield are not advantageous.

Bei der den Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildenden Einrichtung, bei welcher in bekannter Weise der zwischen einer inneren und einer diese umgebenden äußeren Elektrode sich bildende Flammenbogen unter dem Einfluß eines magnetischen Kraftlinienfeldes kreist, sind diese Nachteile beseitigt. Eine Verschiebung der Flammenfläche, welche eine wiederholte Erhitzung des Gasgemisches zur Folge haben würde, tritt nicht ein, weil die innere Elektrode innerhalb der äußeren endigt und die Zuführung der Reaktionsgase längs der inneren Elektrode in Richtung nach deren freiem Ende zu erfolgt, was zur Folge hat, daß der Flammenbogen stets am Ende der inneren Elektrode als Erzeugende längs einer geschlossenen Kurve kreist.In the device forming the subject of the present invention, in which in a known manner that between an inner and an outer one surrounding it Electrode forming flame arcs under the influence of a magnetic field of lines of force circles, these disadvantages are eliminated. A shift in the area of the flame, which would result in repeated heating of the gas mixture does not occur because the inner electrode ends inside the outer one and the supply of the reaction gases takes place along the inner electrode in the direction of its free end, resulting in has that the flame arc is always at the end of the inner electrode as the generator longitudinally circles in a closed curve.

Mit der neuen Einrichtung läßt sich eine Ausbeute erzielen, die sowohl hinsichtlich hochprozentiger Konzentration der Stickstoffoxyde als auch hinsichtlich der Menge der Stickstoffoxyde im Verhältnis zum Energieverbrauch die bisherigen Ergebnisse übertrifft.With the new device, a yield can be achieved both in terms of high percentage concentration of nitrogen oxides as well as in terms of the amount of Oxides of nitrogen in relation to energy consumption exceeds previous results.

Beiliegende Zeichnung veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel der Einrichtung, und zwar istThe accompanying drawing illustrates an embodiment of the device, namely is

Fig. ι ein Längsschnitt durch dieselbe, während Fig. Ι a longitudinal section through the same, while

Fig. 2 einen Querschnitt durch die Elektroden darstellt.Figure 2 shows a cross section through the electrodes.

Zwischen den hohl ausgebildeten beiden Polschuhen α und a¹ eines Elektromagneten b, von welchen der untere einen zur Aufnahme von Kühlflüssigkeit dienenden Behälter c trägt, sind die beiden Elektroden f und g konzentrisch zueinander derart angeordnet, daß die innere g innerhalb der äußeren f, welche als flacher Ring ausgebildet ist, endigt und zwischen ihnen ein ringförmiger Raum vorhanden ist, der die Reaktionskammer bildet. Die Elektrode g bildet den Teil eines Hohlkörpers, welcher in den Träger der Elektrode f eingesetzt und von diesem durch eine Buche d aus nichtleitendem Material isoliert ist. Nach unten ist der Raum innerhalb der Elektrode f durch einen in das Ableitungsrohr β auslaufenden Deckel * abgeschlossen, h¹ und A² sind Leuchtgasleitungen, die nach den Bohrungen f¹ und g¹ der beiden Elektroden führen und gleichzeitig als Stromzuführung dienen.Between the hollow two pole pieces α and a ^{1 of} an electromagnet b, of which the lower one carries a container c serving to hold cooling liquid, the two electrodes f and g are arranged concentrically to one another in such a way that the inner g inside the outer f, which is designed as a flat ring, ends and there is an annular space between them, which forms the reaction chamber. The electrode g forms the part of a hollow body which is inserted into the carrier of the electrode f and insulated from it by a beech d made of non-conductive material. At the bottom, the space inside the electrode f is closed off by a cover * running out into the discharge pipe β , h ¹ and A ² are luminous gas lines that lead to the holes f ¹ and g ^{1 of} the two electrodes and also serve as a power supply.

Die Zuleitung k für das Gasgemisch mündet in einen ringförmigen Verteiler m, welcher durch eine größere Zahl in seinem Boden vorgesehener Öffnungen mit dem Raum zwisehen den beiden Elektroden in Verbindung steht. Wie aus der Zeichnung ohne weiteres ersichtlich, erfolgt die Zuführung des Gasgemisches längs der inneren Elektrode g in Richtung nach deren freiem Ende zu, und esThe feed line k for the gas mixture opens into an annular distributor m, which is connected to the space between the two electrodes through a larger number of openings provided in its bottom. As can be readily seen from the drawing, the gas mixture is supplied along the inner electrode g in the direction towards its free end, and it

ίο ist dieses Ende verbreitert, so daß es eine vorspringende Kante bildet, um eine gleichmäßige Verteilung des Gasgemisches nach der äußeren Elektrode f zu herbeizuführen. Eine durch einen Deckel verschließbare, auf dem Träger der Elektrode f angeordnete Zündröhre η dient dazu, bei der Inbetriebsetzung der Einrichtung die aus den Bohrungen Z"¹ und g¹ austretenden Gasströme zu entzünden. In den oberen Teil des Behälters c ist ein Gefäß 0 mit durchbrochenem Boden eingehängt, das einer Rohrschlange r als Stütze dient, durch welche Kühlwasser geleitet wird. Der Behälter c ist ziemlich bis zum Rande mit einer Kühlflüssigkeit, ζ. B. öl, gefüllt, welches durch in der Wandung der Polschuhe vorgesehene Öffnungen s in das Innere der Polschuhe gelangt und diese ausfüllt. Auf diese Weise wird eine genügende Abkühlung der Elektroden und der anschließenden Apparatteile erzielt.This end is widened so that it forms a protruding edge in order to bring about a uniform distribution of the gas mixture to the outer electrode f. An ignition tube η which can be closed by a cover and is arranged on the support of the electrode f ^{is used to ignite the gas flows emerging from the bores Z "1} and g ¹ when the device is started up. In the upper part of the container c there is a vessel 0 with perforated bottom, which serves as a support for a pipe coil r , through which cooling water is passed. The container c is filled almost to the brim with a cooling liquid, e.g. oil, which through openings s provided in the wall of the pole shoes into the The inside of the pole shoes reaches and fills them in. In this way, sufficient cooling of the electrodes and the subsequent parts of the apparatus is achieved.

Werden die beiden Zuleitungen h¹ und h² an eine Gleichstromquelle angeschlossen, so wird vom Augenblicke an, da mit Hilfe der Gaszündflamme die Bildung der elektrischen Flammenstrombahn erfolgt ist, diese in kreisende Bewegung versetzt und durchläuft ununterbrochen den zwischen den beiden Elektroden befindlichen Ringraum, für den Beschauer eine den Ringraum abschließende Fläche bildend. Die Reaktionsgase strömen, wie schon erwähnt, an der inneren Elektrode g entlang nach deren freiem Ende zu, infolgedessen wird der Flammenbogen nach diesem Ende zu geblasen und kann nur hier kreisen, nicht aber an den Elektroden auf- und absteigen. Dadurch wird eine wiederholte Berührung der Gase mit dem Flammenbogen vermieden. Die Geschwindigkeit der in der Kreisebene fortschreitenden Flammenstrombahn ist bei gleichbleibenden Abmessungen der beiden Elektrodenumfänge und im gleichen magnetischen Felde abhängig von der Stromstärke in der Flamme. Es ist also leicht zu erreichen, daß die Flammenstrombahn in beliebig kurzen Zeitabständen (z. B. ¹AoOo Sekunde) an ihre Anfangsstelle zurückkehrt. Dieselbe ist also nicht nur für das Auge des Beschauers, sondern auch praktisch zu betrachten, als ob sie den ringförmigen Raum zwischen den beiden Elektroden, durch welchen das zu behandelnde Gasgemisch hindurchgeht, beständig ausfülle.If the two supply lines h ¹ and h ^{2 are connected} to a direct current source, from the moment that the electrical flame flow path has been formed with the aid of the gas ignition flame, it is set in circular motion and continuously runs through the annular space between the two electrodes for forming a surface for the viewer that closes off the annular space. As already mentioned, the reaction gases flow along the inner electrode g to its free end, as a result of which the flame arc is blown towards this end and can only circle here, but not rise and fall on the electrodes. This avoids repeated contact between the gases and the flame arc. If the dimensions of the two electrode circumferences remain the same and in the same magnetic field, the speed of the flame current path progressing in the circular plane is dependent on the current strength in the flame. It is therefore easy to achieve that the flame flow path returns to its starting point ^{at arbitrarily short time intervals (e.g. 1 Aoooo second).} It is therefore not only to be seen by the beholder, but also practically, as if it constantly fills the annular space between the two electrodes through which the gas mixture to be treated passes.

Infolge der Rotation der Flammenstrombahn im Magnetfeld wird in derselben selbst eine elektromotrische Kraft induziert, die derjenigen der Gleichstromquelle entgegengerichtet ist und somit die Stromstärke in der Flamme beschränkt, ganz analog wie bei Gleichstrommotoren. Dort verhütet bekanntlich die in diesen Windungen infolge der Umdrehung des Ankers im Magnetfeld induzierte gegenelektromotorische Kraft das unbegrenzte Anwachsen der Stromstärke, verhütet also Kurzschluß. Da die Flamme nach Inbetriebsetzung fortwährend in gleichbleibenden Verhältnissen besteht, stellen sich Stromschwankungen, die Zuckungen im Generator zur Folge haben würden, nicht ein, und es ist infolgedessen bei Parallelschaltung mehrerer Apparate möglich, den Generator voll zu belasten. Das rasche Kreisen der Flamme hat zur Folge, daß alle Teile des den Apparat durchlaufenden Gasgemisches in Berührung mit derselben kommen und infolgedessen der Prozentsatz von Stickstoffoxyden in dem den Apparat verlassenden Produkt außerordentlich hoch ist.As a result of the rotation of the flame flow path in the magnetic field is in the same itself induces an electromotive force which opposes that of the direct current source and thus the current strength in the flame is limited, just like with DC motors. There, as is well known, prevents the in these turns as a result of the rotation of the Armature in the magnetic field induced back electromotive force the unlimited growth the current strength, so prevents short circuit. Since the flame is constantly in constant proportions after it has been put into operation there are current fluctuations, the jerks in the generator Would not result in one, and it is consequently when several are connected in parallel Apparatus possible to fully load the generator. That has rapid circling of the flame As a result, all parts of the gas mixture passing through the apparatus come into contact come with the same and, consequently, the percentage of oxides of nitrogen in the den Apparatus leaving product is extraordinarily high.

Bei Verwendung von Gleichstrom könnte an Stelle der Gasflamme zur Erleichterung der Bildung der Flamme ein die beiden Elektroden verbindender Kohlenfaden, der bei der Flammenbildung abbrennt und leicht vor einem wiederholten Inbetriebsetzen erneuert werden kann, Verwendung finden.When using direct current, a gas flame could be used for relief the formation of the flame a carbon thread connecting the two electrodes, which in the Flame formation burns down and easily renewed before repeated use can be used.

Bei Anwendung von Wechselstrom ändert sich die Richtung, in welcher der Flammenbogen kreist, bei jedem Durchgang der Stromkurve durch die Nullinie, sofern nicht das magnetische Feld auch durch den gleichen Wechselstrom erzeugt wird; die übrigen Verhältnisse sind analog wie bei Gleichstrom. Die Zündung kann sowohl beim Betriebe mit Gleichstrom als auch beim Betriebe mit Wechselstrom auch mittels einer elektrischen Energiequelle, die hochgespannte Wechselströme liefert, bewerkstelligt werden.When using alternating current, the direction in which the flame arc changes circles, with each passage of the current curve through the zero line, unless the magnetic field also passes through the same Alternating current is generated; the other conditions are the same as for direct current. The ignition can be used both when operating with direct current and when operating with Alternating current also by means of an electrical energy source, the high-voltage alternating currents supplies, can be accomplished.

Statt daß jeder der beiden Ausgangspunkte der Flammenstrombahn beim Durchlaufen des Ringraumes durch letztere je einen Kreis beschreibt, können diese Punkte, von welchen die Flammenstrombahn beim Durchlaufen der letzteren von den Elektroden ausgeht, auch auf zwei beliebigen Kurven liegen, von denen die eine innerhalb der anderen angeordnet ist, und die gleichbleibenden Abstand haben können oder nicht.Instead of each of the two starting points of the flame flow path when passing through the Annular space through the latter each describes a circle, these points can determine which the flame flow path emanates from the electrodes when passing through the latter, too lie on any two curves, one of which is located within the other is, and the spacing may or may not be constant.

Der Querschnitt des ringförmigen Raumes zwischen den beiden Elektroden kann für entsprechende Energie immer genügend klein gemacht werden, um eine passende Vorwärts-The cross-section of the annular space between the two electrodes can be used for corresponding energy must always be made small enough to achieve a suitable forward

Schiebung der Gase zu erzielen bzw. zu erreichen, daß die behandelten Gase direkt abziehen, ohne zum zweiten Male in die Flamme zu kommen.
5To achieve displacement of the gases or to achieve that the treated gases withdraw directly without coming into the flame a second time.
5

Claims

Patent Claims:

i. Device for the treatment of gases or gas mixtures with the electrical Arc, e.g. ß. for the purpose of generating nitrogen oxides from air, in which the between an inner and a flame arc surrounding this outer electrode is formed under the influence of a magnetic field of lines of force circles, characterized in that the inner electrode ends inside the outer one and the supply of the reaction gases takes place along the inner electrode in the direction of its free end, so that the flame arc at the end the inner electrode as the generator circles along a closed curve, for the purpose of repeated contact to avoid the gases with the flame arc.

2. Device according to claim 1, characterized in that the outer Electrode is designed as a flat ring and through the reaction chamber of the inner electrode is disconnected.

3. Device according to claim 1, characterized in that the inner electrode and distribution chamber of the reaction gases arranged in one of the hollow pole pieces are.

4. Device according to claim 1, characterized by the arrangement of the Electrodes and pole pieces in such a way that the entire flame arc or at least a part of it is always between the pole pieces when circling.

5. Device according to claim 1, characterized in that the end of the inner electrode is provided with a protruding edge.

1 sheet of drawings.