DE3341098C2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- DE3341098C2 DE3341098C2 DE3341098A DE3341098A DE3341098C2 DE 3341098 C2 DE3341098 C2 DE 3341098C2 DE 3341098 A DE3341098 A DE 3341098A DE 3341098 A DE3341098 A DE 3341098A DE 3341098 C2 DE3341098 C2 DE 3341098C2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- gas
- arc
- electrodes
- spacer
- electrode
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B7/00—Heating by electric discharge
- H05B7/18—Heating by arc discharge
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B7/00—Heating by electric discharge
- H05B7/18—Heating by arc discharge
- H05B7/185—Heating gases for arc discharge
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Plasma Technology (AREA)
- Discharge Heating (AREA)
- Resistance Heating (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum elektrischen Erhitzen von
Gasen in Form eines Plasmagenerators mit zylindrischen,
wassergekühlten Elektroden, deren eine am einen Ende
geschlossen und deren andere an beiden Enden offen ist,
einer Stromquelle zur Erzeugung
eines Lichtbogens zwischen den Elektroden, nahe den Elektroden angeordneten,
ein Magnetfeld erzeugenden Spulen, wodurch die Wurzeln
des Lichtbogens in Rotation versetzbar sind, wenigstens einem
wassergekühlten Distanzrohr zwischen den Elektroden und
Gaszufuhrschlitzen zwischen
jeder Elektrode und dem angrenzenden Distanzrohr sowie auch zwischen
den Distanzrohren, wobei die Gaszufuhrschlitze derart ausgebildet
sind, daß das Gas in Rotation versetzbar ist. - Mit "Wurzeln" des Lichtbogens
sind stets die Fußpunkte des Lichtbogens gemeint.
Eine Vorrichtung dieser Gattung ist bekannt (US-PS 35 90 219). Bei
einer gattungsgemäßen Vorrichtung wird der Lichtbogen dadurch stabilisiert,
daß ein Teil des zu erhitzenden Gases an mehreren Stellen
längs des Lichtbogenkanals tangential eingeführt wird. Dabei bildet
sich an der Wand eine kältere Gasschicht mit isolierender Wirkung.
Die Rotation der Gasströmung ergibt zusammen mit der kalten Wandung
einen auf der Mittelachse des Lichtbogenkanals zentrierten stabilen
Lichtbogen. Aufgrund der geringen Vermischung stellt sich jedoch
im Kern der Gasströmung eine hohe Temperatur ein. Das bringt
Nachteile in Form von geringem Spannungsabfall und hohen Strahlungsverlusten.
Die nahe den Elektroden angeordneten Spulen erzeugen ein
Magnetfeld, welches die Wurzeln des Lichtbogens in Rotation versetzt
und dadurch den Verschleiß an den Elektroden verringert. Gleichzeitig
wird insbes. die stromabwärtige Wurzel des Lichtbogens auch durch
die Gasströmung axial versetzt. Dieser Versatz hängt aber nur von
der durchgesetzten Gasmenge ab und beeinflußt die Länge des Lichtbogens
nur wenig. Andererseits ist die Länge des Lichtbogens maßgebend
für die vom Lichtbogen an das Gas abgegebene Leistung und damit
für die Aufheizung des Gases.
Bei einer anderen Vorrichtung (US-PS 34 74 279), bei der das aufzuheizende
Gas lediglich im Bereich der stromaufwärts liegenden Elektrode
zugeführt wird, ist der Durchmesser des Lichtbogenkanals nach Maßgabe
der Expansion des sich aufheizenden Gases vergrößert, wobei eine
Wirbelströmung mit einem schraubenlinienförmig verlaufenden Lichtbogen
entsteht. Damit verbunden ist aber auch eine kaum oder gar
nicht zu kontrollierende Ablenkung des Lichtbogens aus seiner Bahn,
die zu einer Destabilisierung führt, wenn der Lichtbogen auf die Wandung
eines Distanzrohres vor der stromabwärts gelegenen Elektrode
trifft.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine gattungsgemäße Vorrichtung so
weiter auszubilden, daß der Spannungsabfall im Plasma vergrößert
und dadurch die abgegebene Leistung variierbar wird, ohne den Gesamtgasdurchsatz
zu verändern.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Gaszufuhrschlitz zwischen
der an einem Ende geschlossenen, stromaufwärts liegenden Elektrode und dem anschließenden Distanzrohr
derart ausgebildet ist, daß das Gas beim Austritt aus dem Gaszufuhrschlitz zu einer zur Hauptströmungsrichtung
entgegengesetzten Richtung strömt, daß nahe dem
geschlossenen Ende der stromaufwärts liegenden Elektrode ein weiterer
Gaszufuhrschlitz ausgebildet ist, und daß mittels eines Durchflußstellgliedes
die Gaszufuhr durch die in Strömungsrichtung gesehen beiden
ersten Schlitze anteilsmäßig steuerbar und dadurch die Lage der stromaufwärts
liegenden Wurzel des Lichtbogens in Längsrichtung veränderbar ist.
Bei dieser Vorrichtung läßt sich durch Aufteilung des Hauptgasstromes
die Länge des Lichtbogens sehr feinfühlig einstellen. Der eine Teilstrom
wird zwischen der stromaufwärts gelegenen Elektrode und dem
anschließenden ersten Distanzrohr eingeleitet und erhält durch eine
geeignete Ausbildung des Gaszufuhrschlitzes eine anfängliche Geschwindigkeitskomponente
entgegen der Hauptströmung. Der andere
Teilstrom strömt unmittelbar vor der Rückwand der Elektrode ein und
hat durch entsprechend ausgebildete Gaszufuhrschlitze eine Geschwindigkeitskomponente
in Strömungsrichtung. Durch Regelung der Mengenverhältnisse
beider Teilströme ist die Lage der Wurzel des Lichtbogens
durch "Blasen" verschiebbar. Dies kann ausgenutzt werden, um die
Länge des Lichtbogens zu verändern und bei Variation der Betriebszustände
eine Anpassung des Spannungsabfalls zwischen den Elektroden
vorzunehmen.
Eine weitere Leistungserhöhung wird bei einer Ausführungsform mit
mindestens zwei Distanzrohren dadurch erreicht, daß das stromaufwärts
gelegene Distanzrohr eine seinen Durchmesser vergrößernde
Stufe aufweist. Anders als bei der Vorrichtung nach US-PS 34 74 279
ist bei dieser Ausführung der auf einem schraubenlinienförmigen Weg
geführte Lichtbogen stabil. Das beruht auf kombinatorischem Zusammenwirken
einerseits der Querschnittsänderung im Lichtbogenkanal
und andererseits der über die Länge des Lichtbogenkanals durch die
Gaszufuhrschlitze zugeführten Gasmengen, die nicht nur die Gasströmung,
sondern auch den Lichtbogen stabilisieren.
Alternativ zur vorgenannten Variante kann die Anordnung auch so
getroffen werden, daß ein zusätzlicher Elektromagnet
zur Erzeugung eines rechtwinklig zum Lichtbogen wirksamen
Magnetfeldes im Bereich eines der Distanzrohre
vorgesehen ist. Auch bei dieser Ausführung wird der
durch das zusätzliche Magnetfeld abgelenkte und auf einen mehr
oder weniger schraubenlinienförmigen Weg geführte Lichtbogen ebenso
wie die Gasströmung durch die zusätzlichen, über die Gaszufuhrschlitze
in den Lichtbogenkanal eintretenden Gase stabilisiert.
Weitere Merkmale und Besonderheiten der Erfindung ergeben sich aus
der nachfolgenden eingehenden Beschreibung anhand der beiliegenden
Zeichnung; es zeigt
Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung in
schematischer Darstellung;
Fig. 2 einen Querschnitt durch einen Gaszuführungsschlitz in schematischer
Darstellung;
Fig. 2 einen Querschnitt durch einen Gaszuführungsschlitz in schematischer
Darstellung als Schnitt durch Fig. 1 längs der Linie
II-II;
Fig. 3 ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einer den
Durchmesser vergrößernden Stufe in schematischer Darstellung;
und
Fig. 4 ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einer Magnetspule
zur Erzeugung eines Transversal-Magnetfeldes in schematischer
Darstellung.
Das in Fig. 1 dargestellte Ausführungsbeispiel der Erfindung zur elektrischen
Erhitzung von Gasen in schematischer Darstellung einer Vorrichtung
1 besitzt zwei zylindrische Elektroden 2 und 3, von denen
die erste ein geschlossenes Ende 4 und die zweite ein offenes
freies Ende 5 besitzt, sowie zwischen den Elektroden Distanzrohre 6
und 7. Dabei sind bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel zwei derartige
Distanzrohre 6, 7 vorgesehen. Wie noch zu erläutern sein wird,
können die Anzahl und die Länge dieser Distanzrohre allerdings verändert
werden.
Zwischen einer jeden Elektrode 2 bzw. 3 und dem anschließenden Distanzrohr
6 bzw. 7 sowie zwischen den beiden Distanzrohren 6, 7 sind
Gaszufuhrschlitze 8, 9 und 10 vorgesehen. Außerdem ist bei diesem
Ausführungsbeispiel ein Gaszufuhrschlitz 11 nahe dem geschlossenen
Ende der ersten Elektrode 2 ausgebildet.
Beide Elektroden 2, 3 sowie die Distanzrohre 6, 7 besitzen Wasserkühlungen,
wie dies durch die Einlaß- und Auslaßanschlüsse 12, 13; 14,
15; 16, 17 und 18, 19 für Wasser angegeben ist. Beide Elektroden 2,
3 sowie die Distanzrohre 6, 7 sind vorzugsweise aus Kupfer oder einer
Kupferlegierung hergestellt.
Die Elektroden 2, 3 sind an eine im einzelnen nicht dargestellte Stromquelle
angeschlossen, um zwischen beiden Elektroden 2, 3 einen Lichtbogen
20 zu erzeugen. Jede Elektrode 2 bzw. 3 ist von einer Magnetfeldspule
oder einen Dauermagneten 21 bzw. 22 umgeben, um ein Magnetfeld
zu erzeugen, durch welches die Wurzeln 23 bzw. 24 des Lichtbogens
20 in Drehung versetzbar sind.
Der Hauptteil des zu erhitzenden Gases wird zwischen der strömungsaufwärts
liegenden Elektrode 2 und dem anschließenden Distanzrohr
6 eingeleitet. Indem man diesen Gaseinlaß derart anordnet, daß der
Gasströmung eine anfängliche Geschwindigkeitskomponente entgegen der
Hauptströmungsrichtung erteilt wird, kann die Lage der Wurzel 23 des
Lichtbogens 20 in Längsrichtung durch "Blasen" verschoben werden.
Ein Teil dieses Hauptgasstromes kann abgetrennt werden und durch
den Gaszufuhrschlitz 11 nahe dem geschlossenen Ende dieser Elektrode
2 eingebracht werden. Vorzugsweise ist der Gaszufuhrschlitz 11 derart
ausgebildet, daß das Gas im wesentlichen in Hauptrichtung der Strömung
fließt. Indem im Zusammenhang mit den beiden Gaszufuhrschlitzen
8 und 11 außerdem ein
Durchflußstellglied 25
angeordnet ist, können größere oder kleinere Gasmengen durch den
Gaszufuhrschlitz 11 am geschlossenen Elektrodenende 4 eingebracht
werden. Dadurch wird weiterhin der Verschleiß an den Elektroden verringert,
da die Lichtbogenwurzeln 23, 24 hin und zurück bewegt werden
können. Dieser "Blaseffekt" kann auch ausgenutzt werden, um die
Länge des Lichtbogens 20 zu verändern und dadurch eine gewisse Leistungsveränderung
im Lichtbogen 20 zu erreichen.
Das durch die Gaszufuhrschlitze 8, 9, 10 zwischen den Distanzrohren
6, 7 sowie zwischen dem strömungsabwärts liegenden Distanzrohr 7 und
der offenen Elektrode 3 einströmende Gas soll den Lichtbogen 20 daran
hindern, zu früh abzufallen. Dieses einströmende Gas erlangt daher
eine tangentiale und vorzugsweise auch eine axiale Geschwindigkeitskomponente.
Die Breite der Gaszufuhrschlitze sollte vorzugsweise 0,5
bis 5 mm betragen. Auf diese Weise wird längs der Innenwandungen
der Elektroden 2, 3 und der Distanzrohre 6, 7 eine kühlere umlaufende
Gasschicht erzielt, welche den Lichtbogen 20 umgibt, welcher seinerseits
im wesentlichen zentral in dem zylindrischen Raum verläuft. Zur
Erzielung dieser kühleren Gasschicht wird daher längs der Bahn des
Lichtbogens 20 durch die Gaszufuhrschlitze Gas eingeblasen.
Wenn der Gasstrom sich dem Auslaß der stromabwärts liegenden Elektrode
3 nähert, kommt die andere Wurzel 24 des Lichtbogens 20 mit
der Elektrodenwandung in Kontakt. Die Durchschnittstemperatur des
ausströmenden Gases kann je nach der Leistung des Lichtbogens 20
und der Menge des pro Zeiteinheit ausströmenden Gases zwischen 2000
und 10 000°C schwanken.
Wie Fig. 2 zeigt, kann ein Gaszufuhrschlitz mittels einer Ringscheibe
31 hergestellt werden, welche rund um ihren Umfang gleichmäßig verteilte
Nuten 32 bis 38 besitzt, um eine Anzahl von Gaszufuhröffnungen
zu bilden. Diese Nuten 32 bis 38 sind dabei derart zu dimensionieren,
daß der Ausströmwinkel α in bezug auf den Radius größer als 0°
ist und vorzugsweise 35 bis 90° beträgt.
Die Querschnittsfläche der Nuten 32 bis 38 ist derart auszubilden, daß
sich eine Einströmgeschwindigkeit von wenigstens 50 m/s ergibt.
Es ist durchaus überraschend, daß die Anordnung einiger weniger Gaseinlässe,
die relativ weit voneinander längs der Bahn des Lichtbogens
20 angeordnet sind, den Lichtbogen 20 daran hindern kann, zu früh
abzufallen. Überraschend ist auch, daß dies in der Weise ausgenutzt
werden kann, daß der Lichtbogen 20 daran gehindert wird, eine andere
Bahn zu wählen, d. h. durch die Distanzrohre 6, 7 hindurch,
wobei er die Gaszufuhrschlitze direkt "überspringt".
Durch Versuche wurde festgestellt, daß der Wärmeverlust pro Längeneinheit
längs der Distanzrohre 6, 7 ansteigt, da der Schutzeffekt der
kühlen Gasschicht mit zunehmender Entfernung vom Gaseinlaß abnimmt,
da die Gasrotation schwächer wird und die Erhitzung infolgedessen
schneller erfolgt.
Fig. 3 zeigt ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel, wobei die Teile,
welche gegenüber der Ausführung gemäß Fig. 1 unverändert bleiben,
die gleichen Bezugszeichen tragen. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist
im ersten Distanzrohr 6 eine den Durchmesser vergrößernde Stufe 41
dargestellt. Im Anschluß daran können zusätzliche den Durchmesser
vergrößernde Stufen angeordnet werden. Die vorgesehene, den Durchmesser
vergrößernde Stufe 41 kann eine sich ändernde Steilheit aufweisen
und besitzt bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel die Form
eines Kegelstumpfes, wobei der Kegelwinkel derart gewählt wird, daß
sich eine im wesentlichen glatte Strömung ergibt. Das Durchmesserverhältnis
vor und hinter der Stufe beträgt 0,5 bis 1. Durch diese den
Durchmesser vergrößernde Stufe 41 wird das Zentrum der Rotation des
Gases dazu gebracht, eine im wesentlichen spiralförmige Bahn zu beschreiben,
so daß der Lichtbogen auch kühleres Gas passiert, wie dies
durch das Bezugszeichen 42 in der Fig. 3 angegeben ist.
Das in Fig. 4 dargestellte dritte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich
von dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 nur darin, daß ein Elektromagnet
51 oder eine gleichwertige Einrichtung derart angeordnet ist,
daß das entstehende Magnetfeld, welches durch die gestrichelten Linien
52 angedeutet ist, auf einen Teil des Lichtbogens einwirkt. Tatsächlich
beeinflußt das durch den gemäß Fig. 4 angeordneten Elektromagneten
51 erzeugte Magnetfeld 52 den Lichtbogen in der Weise, daß er
sich nach außen zu einem Beobachter hin dreht, während er gleichzeitig
durch ein rotierendes Gas eine schraubenlinienförmige Bewegung
erhält, wie sie durch das Bezugszeichen 53 angedeutet ist.
Zur weiteren Illustrierung der Erfindung werden nachstehend verschiedene
Versuchsreihen beschrieben.
An einem 200 mm langen Distanzrohr in einer erfindungsgemäßen Einrichtung
wurden Messungen durchgeführt. Die Wasserkühlung wurde
in vier getrennte Einheiten aufgeteilt, welche jeweils 50 mm des betreffenden
Elementes kühlten. Es wurde festgestellt, daß der Temperaturanstieg
in jedem der vier Segmente 3,8° bzw. 3,9° bzw. 4,2° bzw.
5,3°C betrug. Wie man sieht, ergibt sich ein beträchtlicher Temperaturanstieg,
wenn man bedenkt, daß das Wasser am Distanzrohr in einem
Spalt von etwa 0,1 mm Weite vorbeifließt. Das Wasser fließt infolgedessen
am Segment mit äußerst hoher Geschwindigkeit vorbei.
Unter den gleichen Bedingungen wie im Versuch I, jedoch mit einer
um 20% höheren Gasströmung ergaben sich nachstehende Temperaturanstiege:
3,8°; 3,9°; 4,1° und 4,8°C.
Aus diesen Versuchen ergibt sich eindeutig, daß die Gasströmung einen
großen Einfluß auf die Wärmeabgabe an die Distanzrohre hat und auch,
daß durch Erhöhung der Gasströmung um etwa 20% in den längs der
Vorrichtung angeordneten Gaszufuhrschlitzen eine 10%ige Leistungsverbesserung
erzielt wird.
Daher kann erfindungsgemäß eine Vorrichtung zum elektrischen Erhitzen
von Gasen mit feststehender Lichtbogenlänge und mit langen Distanzrohren
gebaut werden, da eine isolierende Gasschicht über die gesamte
Länge der Vorrichtung erzielbar ist, welche Wärmeverluste an die Wandungen
der Elektroden und der Distanzrohre weitgehend herabsetzt.
Indem man die Distanzrohre als Module mit Schnellkupplungen für Gas
und Wasser baut, kann die Vorrichtung ohne Schwierigkeiten verschiedenen
Leistungsbedürfnissen angepaßt werden. Zur weiteren Illustrierung
dieser Tatsache wird nachstehend eine Erläuterung gegeben, wie
der Spannungsabfall die Länge der Vorrichtung beeinträchtigt.
Der Spannungsabfall in der Vorrichtung hängt von einer Anzahl verschiedener
Faktoren wie beispielsweise der Gaszusammensetzung, der
Gasmenge, der Gasenthalpie ab. Für die meisten Anwendungszwecke
liegt er allerdings bei 15 bis 25 V/cm.
Um vor allem den Elektrodenverschleiß niedrig zu halten, sollte die
Stromstärke vorzugsweise nicht über 2000 A liegen.
Mit den vorgenannten Einschränkungen wurden Lichtbogenlängen von
1 bis 1,5 m bzw. 2,5 bis 3 m bei einer Gesamtleistung von 5 bzw.
10 MW erzielt.
Die Elektroden waren gewöhnlich 200 bis 400 mm lang, und durch Konstruktion
der Distanzrohre in geeigneter Länge und als Module läßt
sich die Gesamtleistung in geeigneten Stufen verändern.
Die Distanzrohre sollten 100 bis 500 mm, vorzugsweise 200 bis 400 mm
lang sein.
Bei diesem Versuch wurden zwei verschiedene Plasmageneratoren verwendet,
wobei allerdings gleiche Bedingungen vorherrschten und der
einzige Unterschied zwischen den Generationen darin bestand, daß der
eine eine den Durchmesser vergrößernde Stufe mit einem Verhältnis
D vor/Dhinter von 0,73 besaß, während der andere einen gleichmäßigen
Durchmesser über die gesamte Durchlauflänge aufwies.
In einer ersten Versuchsreihe mit einer Gasströmung von 500 m³/h und
einer Stromstärke von 1700 A erhielt man in dem Plasmagenerator ohne
Stufe eine Spannung von 1630 V und in dem Plasmagenerator mit einer
Stufe eine Spannung von 1820 V.
In einer zweiten Versuchsreihe mit einer Gasströmung von 485 m³/h
und einer Stromstärke von 1500 A erhielt man eine Spannung von 1680
bzw. 1850 V.
Eine Reihe von Versuchen wurde mit einem Plasmagenerator durchgeführt,
welcher außer dem zur Rotation der Lichtbogenwurzeln verwendeten
Magnetfeld ein Spulenpaar besaß, um ein Magnetfeld über die
Bahn des Lichtbogens zu erzeugen. Nachstehende Tabelle zeigt die für
verschiedene Stromstärken durch die Magnetspule erhaltenen Spannungen.
Die Gasströmung durch den Plasmagenerator betrug 905 m³/h und die
Stromstärke betrug 1800 A.
Aus den vorstehenden Beispielen III und IV ergibt sich eindeutig, daß
unter Beibehaltung der Leistung der Generatoren diese kompakter ausgeführt
werden könnenn. Dies ist für ihre industrielle Anwendung von
großer Bedeutung. Naturgemäß können die Ausführungen mit einem Magnetfeld
und mit den Durchmesser vergrößernden Stufen miteinander kombiniert
werden. Der Stromverbrauch in der zusätzlichen Magnetspule
bildet nur einen Bruchteil der Gesamtenergie und kann daher bei der
Berechnung des Energieverbrauches vernachlässigt werden.
Zu beachten ist, daß bei der Ausführung mit Transversal-Magnetfeld
die Anwendung eines Magnetfeldes sowohl die Leistung wie die Enthalpie
des die Vorrichtung verlassenden Gases erhöht. Dies ist äußerst
überraschend, da bei herkömmlichen Verfahren eine erhöhte Enthalpie
im Gas bedeutete, daß man eine geringere Leistung akzeptieren mußte.
Daher können erfindungsgemäße Vorrichtungen für äußerst hohe Leistungen
gebaut werden, welche dennoch beherrschbar bleiben. Es kann
auch eine gleichmäßige Temperaturverteilung erzielt werden, während
man trotzdem eine kalte Schicht längs der Wand behält. Bei herkömmlicher
Plasmageneratoren erhielt man anfänglich einen heißen Lichtbogen,
und die kalte Schicht längs der Wandung war extensiv, verschwand,
jedoch infolge der Strahlungsverluste und ungleichmäßiger
Strömung sehr schnell.
In konstruktiver Hinsicht ist die erfindungsgemäße Vorrichtung einfach
mit nur wenigen Bauteilen und relativ wenigen Verbindungen.
Sie ist daher im Betrieb äußerst zuverlässig. Selbst wenn man fünf
Distanzrohre verwendet, sind sie so lang, daß das Strömungsbild über
die Länge der Vorrichtung relativ ungestört bleibt.
Claims (4)
- Vorrichtung zum elektrischen Erhitzen von Gasen in Form eines Plasmagenerators mit
zylindrischen, wassergekühlten Elektroden, deren eine am einen Ende geschlossen und deren andere an beiden Enden offen ist,
einer Stromquelle zur Erzeugung eines Lichtbogens zwischen den Elektroden,
nahe den Elektroden angeordneten, ein Magnetfeld erzeugenden Spulen, wodurch die Wurzeln des Lichtbogens in Rotation versetzbar sind,
wenigstens einem wassergekühlten Distanzrohr zwischen den Elektroden und
Gaszufuhrschlitzen zwischen jeder Elektrode und dem angrenzenden Distanzrohr sowie auch zwischen den Distanzrohren, wobei die Gaszufuhrschlitze derart ausgebildet sind, daß das Gas in Rotation versetzbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Gaszufuhrschlitz (8) zwischen der an einem Ende (4) geschlossenen, strömungsaufwärts liegenden Elektrode (2) und dem anschließenden Distanzrohr (6) derart ausgebildet ist, daß das beim Austritt aus dem Gaszufuhrschlitz in einer der Hauptströmungsrichtung entgegengesetzten Richtung strömt, daß nahe dem geschlossenen Ende (4) der strömungsaufwärts liegenden Elektrode (2) ein weiterer Gaszufuhrschlitz (11) ausgebildet ist, und daß mittels eines Durchflußstellgliedes (25) die Gaszufuhr durch die in Strömungsrichtung gesehen beiden ersten Schlitze (8, 11) anteilsmäßig steuerbar und dadurch die Lage der stromaufwärts liegenden Wurzeln (23) des Lichtbogens (20) in Längsrichtung veränderbar ist. - 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, in der Ausführungsform mit mindestens zwei Distanzrohren, dadurch gekennzeichnet, daß das strömungsaufwärts gelegene Distanzrohr (6) eine seinen Durchmesser vergrößernde Stufe (41) aufweist.
- 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Durchmesser vor und hinter der Stufe (41) 0,7 bis 0,9 beträgt.
- 4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein zusätzlicher Elektromagnet (51) zur Erzeugung eines rechtwinklig zum Lichtbogen wirksamen Magnetfeldes im Bereich eines der Distanzrohre (6, 7) angeordnet ist.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SE8301394A SE8301394D0 (sv) | 1983-03-15 | 1983-03-15 | Sett och anordning for elektrisk uppvermning av gaser |
SE8303706A SE452942B (sv) | 1983-03-15 | 1983-06-29 | Anordning for elektrisk uppvermning av gaser |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3341098A1 DE3341098A1 (de) | 1984-09-20 |
DE3341098C2 true DE3341098C2 (de) | 1989-10-12 |
Family
ID=26658414
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19833341098 Granted DE3341098A1 (de) | 1983-03-15 | 1983-11-12 | Einrichtung zum elektrischen erhitzen von gasen |
Country Status (26)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4543470A (de) |
KR (1) | KR900008075B1 (de) |
AT (1) | AT389027B (de) |
AU (1) | AU557177B2 (de) |
BR (1) | BR8306097A (de) |
CA (1) | CA1211511A (de) |
CH (1) | CH665072A5 (de) |
CS (1) | CS272760B2 (de) |
DD (1) | DD212380A5 (de) |
DE (1) | DE3341098A1 (de) |
ES (1) | ES8500420A1 (de) |
FI (1) | FI78592C (de) |
FR (1) | FR2542963B1 (de) |
GB (1) | GB2136658B (de) |
IL (1) | IL70939A0 (de) |
IN (1) | IN161603B (de) |
IT (1) | IT1169641B (de) |
MX (1) | MX158273A (de) |
NL (1) | NL8303706A (de) |
NO (1) | NO162440C (de) |
NZ (1) | NZ207176A (de) |
PH (1) | PH20949A (de) |
PL (1) | PL139664B1 (de) |
PT (1) | PT78074B (de) |
YU (1) | YU44784A (de) |
ZW (1) | ZW2084A1 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19625539A1 (de) * | 1996-06-26 | 1998-01-02 | Entwicklungsgesellschaft Elekt | Verfahren zur thermischen Behandlung von Stoffen in einem Plasmaofen |
Families Citing this family (26)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
AT384007B (de) * | 1984-04-02 | 1987-09-25 | Voest Alpine Ag | Verfahren zur herstellung von synthesegasen sowie vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens |
SE462070B (sv) * | 1986-08-11 | 1990-04-30 | Skf Steel Eng Ab | Saett att kontinuerligt oeverhetta stora gasfloeden |
FR2609358B1 (fr) * | 1987-01-07 | 1991-11-29 | Electricite De France | Torche a plasma a pied d'arc amont mobile longitudinalement et procede pour maitriser son deplacement |
SE461761B (sv) * | 1988-05-03 | 1990-03-19 | Fiz Tekh Inst Ioffe | Elektrisk ljusbaaganordning |
CA1323670C (en) * | 1988-05-17 | 1993-10-26 | Subramania Ramakrishnan | Electric arc reactor |
AU618372B2 (en) * | 1989-05-17 | 1991-12-19 | Srl Plasma Pty Ltd | Electric arc reactor |
AT414215B (de) * | 2003-02-12 | 2006-10-15 | Peter Ziger | Anlage zur plasmaprozessierung |
US7135653B2 (en) * | 2003-12-09 | 2006-11-14 | Rutberg Alexander P | Multi-phase alternating current plasma generator |
US10370539B2 (en) | 2014-01-30 | 2019-08-06 | Monolith Materials, Inc. | System for high temperature chemical processing |
US11939477B2 (en) | 2014-01-30 | 2024-03-26 | Monolith Materials, Inc. | High temperature heat integration method of making carbon black |
US10138378B2 (en) | 2014-01-30 | 2018-11-27 | Monolith Materials, Inc. | Plasma gas throat assembly and method |
EP3100597B1 (de) | 2014-01-31 | 2023-06-07 | Monolith Materials, Inc. | Plasmabrenner mit graphitelektroden |
US10856373B2 (en) | 2014-10-01 | 2020-12-01 | Umicore | Power supply for electric arc gas heater |
CA2975723C (en) | 2015-02-03 | 2023-08-22 | Monolith Materials, Inc. | Regenerative cooling method and apparatus |
WO2016126599A1 (en) | 2015-02-03 | 2016-08-11 | Monolith Materials, Inc. | Carbon black generating system |
WO2017019683A1 (en) | 2015-07-29 | 2017-02-02 | Monolith Materials, Inc. | Dc plasma torch electrical power design method and apparatus |
JP6974307B2 (ja) | 2015-09-14 | 2021-12-01 | モノリス マテリアルズ インコーポレイテッド | 天然ガス由来のカーボンブラック |
EP3448553A4 (de) | 2016-04-29 | 2019-12-11 | Monolith Materials, Inc. | Sekundäre wärmezufuhr zu einem partikelherstellungsverfahren und vorrichtung |
MX2018013161A (es) | 2016-04-29 | 2019-06-24 | Monolith Mat Inc | Metodo y aparato para inyector de antorcha. |
CN110603297A (zh) | 2017-03-08 | 2019-12-20 | 巨石材料公司 | 用热传递气体制备碳颗粒的系统和方法 |
KR20190138862A (ko) | 2017-04-20 | 2019-12-16 | 모놀리스 머티어리얼스 인코포레이티드 | 입자 시스템 및 방법 |
WO2019046320A1 (en) | 2017-08-28 | 2019-03-07 | Monolith Materials, Inc. | SYSTEMS AND METHODS FOR GENERATING PARTICLES |
EP3700980A4 (de) | 2017-10-24 | 2021-04-21 | Monolith Materials, Inc. | Teilchensysteme und verfahren |
CN108072535A (zh) * | 2017-12-22 | 2018-05-25 | 中国航天空气动力技术研究院 | 一种加热器电极 |
CA3131849A1 (en) * | 2018-04-03 | 2019-10-10 | Christopher J.-P. Cardinal | Systems and methods for processing |
CN111578513B (zh) * | 2020-05-25 | 2021-02-05 | 中国空气动力研究与发展中心超高速空气动力研究所 | 一种低污染电弧加热器 |
Family Cites Families (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2770708A (en) * | 1954-09-21 | 1956-11-13 | Amalgamated Growth Ind Inc | Electric arc torch |
US3140421A (en) * | 1962-04-17 | 1964-07-07 | Richard M Spongberg | Multiphase thermal arc jet |
US3533756A (en) * | 1966-11-15 | 1970-10-13 | Hercules Inc | Solids arc reactor method |
US3360988A (en) * | 1966-11-22 | 1968-01-02 | Nasa Usa | Electric arc apparatus |
US3474279A (en) * | 1967-03-22 | 1969-10-21 | Westinghouse Electric Corp | Coaxial arc heater with variable arc length |
US3590219A (en) * | 1969-02-27 | 1971-06-29 | Mc Donnell Douglas Corp | Electric arc gas heater |
US3760151A (en) * | 1972-08-11 | 1973-09-18 | Westinghouse Electric Corp | Arc detecting material admission apparatus for use in combination with an electric arc heater |
US3832519A (en) * | 1972-08-11 | 1974-08-27 | Westinghouse Electric Corp | Arc heater with integral fluid and electrical ducting and quick disconnect facility |
DE2246300A1 (de) * | 1972-08-16 | 1974-02-28 | Lonza Ag | Plasmabrenner |
US3953705A (en) * | 1974-09-03 | 1976-04-27 | Mcdonnell Douglas Corporation | Controlled arc gas heater |
SU532973A1 (ru) * | 1975-08-14 | 1976-10-25 | Ленинградский Ордена Ленина Политехнический Институт Им.М.И.Калинина | Электродуговой нагреватель газа |
-
1983
- 1983-10-21 NO NO833849A patent/NO162440C/no unknown
- 1983-10-27 NL NL8303706A patent/NL8303706A/nl not_active Application Discontinuation
- 1983-10-28 IT IT23525/83A patent/IT1169641B/it active
- 1983-11-07 BR BR8306097A patent/BR8306097A/pt not_active IP Right Cessation
- 1983-11-07 GB GB08329660A patent/GB2136658B/en not_active Expired
- 1983-11-11 KR KR1019830005360A patent/KR900008075B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1983-11-12 DE DE19833341098 patent/DE3341098A1/de active Granted
- 1983-11-15 FR FR8318106A patent/FR2542963B1/fr not_active Expired
- 1983-11-17 AU AU21462/83A patent/AU557177B2/en not_active Ceased
- 1983-11-17 AT AT0404283A patent/AT389027B/de not_active IP Right Cessation
- 1983-11-18 ES ES527397A patent/ES8500420A1/es not_active Expired
- 1983-11-21 CA CA000441550A patent/CA1211511A/en not_active Expired
- 1983-11-22 IN IN1439/CAL/83A patent/IN161603B/en unknown
- 1983-11-26 DD DD83257177A patent/DD212380A5/de not_active IP Right Cessation
- 1983-12-08 US US06/559,353 patent/US4543470A/en not_active Expired - Fee Related
-
1984
- 1984-02-03 FI FI840440A patent/FI78592C/fi not_active IP Right Cessation
- 1984-02-07 PT PT78074A patent/PT78074B/pt not_active IP Right Cessation
- 1984-02-13 IL IL70939A patent/IL70939A0/xx unknown
- 1984-02-14 ZW ZW20/84A patent/ZW2084A1/xx unknown
- 1984-02-16 NZ NZ207176A patent/NZ207176A/en unknown
- 1984-02-17 MX MX200390A patent/MX158273A/es unknown
- 1984-02-29 CS CS140684A patent/CS272760B2/cs unknown
- 1984-03-01 CH CH992/84A patent/CH665072A5/de not_active IP Right Cessation
- 1984-03-05 PL PL1984246529A patent/PL139664B1/pl unknown
- 1984-03-07 PH PH30358A patent/PH20949A/en unknown
- 1984-03-13 YU YU00447/84A patent/YU44784A/xx unknown
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19625539A1 (de) * | 1996-06-26 | 1998-01-02 | Entwicklungsgesellschaft Elekt | Verfahren zur thermischen Behandlung von Stoffen in einem Plasmaofen |
Also Published As
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE3341098C2 (de) | ||
DE2252733C3 (de) | Geschlossene gasgekühlte elektrische Maschine | |
EP1223308B1 (de) | Komponente einer Strömungsmaschine | |
DE69502836T2 (de) | Elektrodenstruktur für einen plasmabrenner | |
DE3522888A1 (de) | Vorrichtung zum erzeugen eines plasmastrahls | |
DE69312036T2 (de) | Wirbel-Lichtbogengenerator und Verfahren zur Steuerung der Lichtbogenlänge | |
EP2973951B1 (de) | Elektrische maschine mit einer verbesserten kühlung des wickelkopfs | |
EP0017201B1 (de) | Gleichstrom-Plasmabrenner | |
EP0183023A2 (de) | Gas-Laser mit Quereinkopplung von Hochfrequenzenergie | |
DE1950132A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Erhitzen mindestens eines Reaktionsmittels auf hohe Temperatur | |
DE1564333C3 (de) | Vorrichtung zur Erzeugung eines Gasentladungsplasmas | |
DE68924353T2 (de) | Reaktor mit elektrischem bogen. | |
DE2634615A1 (de) | Lichtbogen-erhitzersystem zur erzeugung einer hohen waermeenergie | |
DE3022682A1 (de) | Verfahren zur herstellung eines die feste phase und die fluessige phase einer metallegierung enthaltenden gemisches, und vorrichtung zur durchfuehrung dieses verfahrens | |
DE1764978C3 (de) | Hochfrequenz-Plasmagenerator | |
DE2342753B2 (de) | Anschlußkasten fur eine mehrphasige dynamoelektrische Maschine hoher Leistung | |
CH341557A (de) | Hohlleiter | |
DE3782215T2 (de) | Elektrisches entladungssystem in einem gas mit grossem volumen. | |
DE102016110320A1 (de) | Wendelförmige Mischvorrichtung, insbesondere für ein Abgassystem eines Kraftfahrzeuges | |
DE3810604C2 (de) | ||
EP0682822B1 (de) | Gaslaser | |
EP0808004A1 (de) | Verfahren zur Löschung des Lichtbogens eines Netzfolgestromes in einer Funkenstrecke, sowie Funkenstreckenanordnung zur Durchführung des Verfahrens | |
DE2933504A1 (de) | Plasmazentrifuge | |
DE297773C (de) | ||
EP0855095B1 (de) | Laseranordnung, vorzugsweise hochleistungs-gaslaseranordnung |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |