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Vorrichtung zur Durchführung von Reaktionen und Zustandsänderungen
der Materie
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Beeinflussung von
Materie irgendwelcher Art zwecks Änderung ihres Zustandes, solcher Anderungen, die
während chemischer Reaktion, Vereinigungen und Zerlegungen stattfindet, sowie solcher
Änderungen, bei denen die chemische Zusammensetzung nicht verändert wird, wie Schmelz-,
Lösungs-, Verdampfungs-, Kristallisations-, Peptisations-, Koagulationsvorgängen
usw.
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Der Grundgedanke der Erfindung besteht darin, daß eine Behandlung
der angegebenen Art in einem elektrisch erzeugten Felld oder einem aktivierten Raum
von noch näher zu beschreibender Beschaffenheit vorgenommen wird, wodurch erreicht
wird, daß die normalerweise tzu erwartenden Ergebnisse in gewünschter Weise beeinflußt
werden. Gemäß der Erfindung wird das elektrisch erzeugte Feld oder der aktivierte
Raum mittels einer Vorrichtung erzielt, die von der den zu behandelnden Stoff enth-altenden
Vorrichtung getrennt ist und mindestens zwei Gruppen von gegenüberliegenden Elektroden
von entgegengesetzter Polarität aufweist, die so angeordnet sind, daß die Flüsse
der elektrischen Beeinflussung der beiden Gruppen sich in einem gemeinsamen Punkt
treffen, wie im folgenden im einzelnen dargelegt wird.
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Mittels einer solchen V'orrichtung und eines so ,erzeugten Feldes
sind neuartige und unerwartete Erfolge bei der Behandlung von Stoffen in wesentlicher
Entfernung von der erzeugenden Vorrichtung erzielt worden.
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Gemäß einer früheren Erfindung der Patentinhaber, die in ider französischen
Patentschrift 86649I beschrieben ist, werden chemische Reaktionen dadurch beeinflußt,
daß das reagierende Mittel lin einem geerdeten Behälter untergebracht ist, der in
ein elektrostatisches Feld gebracht wird, wobei eine elektrische Verbindung zwischen
dem Mittel und der Außenatmosphäre mittels einer isolierten Elektrode geschaffen
wird.
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Weitere Arbeiten und Versuche haben zu der Ceststellung geführt,
daß die mit der früheren Anordnung erzielbaren Ergebnisse- nicht die gleichen und.
nicht regelmäßig sind, infolge von Änderungen im ,inneren Gleichgewicht der in der
Vorrichtung in Reaktion befindlichen Stoffe, sonstern daß sie von mancherlei Einflüssen
außerhalb der Vorrichtungen abhängen, und daß diese auf eine große Zahl industrieller
Probleme nicht anwendbar sind.
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Dagegen werden mit der Vorrichtung nach der vorliSegenden Erfindung
verbesserte und neue Ergebnisse ermöglicht, Idie regelmäßig sind und industriell
leichter verwirklicht werden können.
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Die vorliegendie Erfindung besteht in erster Linie darin, Idaß das
iu Ibeeinflussende Mittel in der Nachbarschaft, aber getrennt von einer Vorrichtung
untergebracht wird, die zwei oder mehr Bündel von Teilchen, insbesondere Teilchen,
die Ladungen tragen, die Elektronen, mit Hilfe von wenigstens zwei Gruppen von gegenüberliegenden
ELlektroden von entgegengesetzter Polarität hergibt, die derart angeordnet sind,
daß die Bündel sich in einer egrenzten Zone des Raumes treffen. Diese räumlich begrenzte
Zone wird der Mittelpunkt von Erscheinungen, die im folgenden als Aktivierungserscheinungen
des Raumes bezeichnet werden und die eine Veränderung in erden Reaktionen und Zustandsänderungen
des Stoffes verursachen.
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Ein weiterer Gegenstand der Erfindung besteht darin, daß die durch
die Vorrichtung gebildete geometrische Figur in bezug auf die magnetische Nordrichtung
je nach der beabsichtigten Behandlung derart ausgerichtet wird, daß die günstigsten
Ergebnisse erzielt werden.
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Gemäß deçr.Erfindung wird, durch Änderung der Richtung oder der Bedingungen
der Aussendung der Teilchen, d. h. der Lage, Abmessungen oder Formen der Vorrichtung
und seiner, elektrischen Arbeitsbedingungen, ermöglicht, aden Charakter und di.e
- Richtung. der Arktivierung zu verändern und so verschiedgnarti;ge Wirkungen hervorzubringen,
wie Beschleunigung, Stabilisierung, erzögerung' oder Abweichung in-der Zustandsänderung
des Stoffes.
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Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung wird das reagierende Mittel
nicht unter den Einfluß eines eiektrostatischen FeLdes, ,d. h. zwischen die Platten
einer ein elektrostatisches Feld erzeugenden Vorrichtung, gebrachte sondern getrennt
oder sogar entfernt von der Zone, in der die obenerwähnten Teilchenbündel zusammentreffen,
wobei die geeigneten Abstände von dieser Zone je nach der vorzunehmenden Behandlung
bestimmt werden.
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Gemäß einem anderen Merkmal der Erfindung wird die durch die Aussendevorrichtung
gebildete gdometrische Figur in bezug auf die Richtung des magnetiischen Erdfeldes
in Abhängigkeit von der vorzunehmenden Behandlung ausgerichtet.
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Ferner hat sich herausgestellt, daß, wenn Reaktionen oder Zustand,säniderungen
von Stoffen beispielsweise der Einwirkung gewisser Ladungen tragender Teilchen unterworfen
werden, insbesondere durch im folgenden beschriebene Maßnahmen die bei Anwendung
dieser elektrischen Phänomene erzielte Wirkung verhältnismäßig gering und manchmal
ganz zu vernachlässigen sein kann, daß jedoch andererseits bei ununterbrochener
Anwendung über eine lange Zeitspanne, beispielsweise von 2 Wochen bis zu 2. Monaten,
eine fortschreitende Ausbildung von konzentrischen Bezirken rund um dile Vorrichtung
stattfindet, in denen der Raum Aktivierungseigenschaften annimmt, und, wenn der
Stoff oder die Reaktionsmischung in diese Bezirke unter den normalen Bedingungen
bezüglich Temperatur, Druck usw. gebracht wird, die Geschtwindigkeiten von Reaktion
oder Zustandsänderung in einem sehr hohen Maß allein durch den Umstand b,eeinflußt
werden, daß sie in dem aktivierten Raum stattfinden. Diese Beeinflussung hält sogar
noch nach der Unterbindung des Idie Aktivierung erzeugenden Phänomens an, da der
Bezirk aktiviert bleibt und die Aktivierung infolge einer echten - Erscheinung von
Zurückhaltung erst erhebliche Zeit nach dem Aufhören des sie hervorbringenden Phänomens
verschwindet.
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Infolgedessen besteht eine weitere Maßnahme nach der Erfindung darin,
daß die Aktivierung des Raumes,. in dem die Einrichtung für die Durchführung der
betreffenden Reaktionen oder Zustandsänderungen arbeiten soll, zeitlich im voraus
vor Beginn der tatsächlichen Einwirkung erzeugt wird; der Einfluß auf die' Zustandsänderung
des Stoffes findet nach Erreichen der erforderlichen Dauer und Stärke der Aktivierung
und während der ganzen Dauer der betreffenden Behandlung statt.
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Es wird bemerkt, daß ,die benötigte Stärke der Aktivierung je nach
dem Charakter der betreffenden Reaktionen und Zustandsänderungen wechselt und daß
die angestrebte Wirkung erst von dem,Augenblick an eintritt, in dem dieser Grad
der Aiktivieruing erreicht- ist. - Geniäß diesem erforderlichen Grad der Aktivierung
wird eine Entscheidung getroffen über dile Kennzeichen .der Einrichtung zur Erzeugung
des Aktivierungsphänomens und insbesondere über die Spannung an den Elektroden dieser~Einrichtung
und ihre Abstände von dem Punkt, in dem die Reaktion oder Zustandsänderung stattfindet.
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Als Beispiel und ohne Idaß dieser Hinweis irgendeine einschräntkende
Wirk'ung - für die Erfindung haben soll, diene die Angabe, daß bei der Her-
stellung
von Zement mit Klinkerbildung als einem Verfahrensschritt ein ausreichender Grad
der Aktivierung nach Ablauf von 5 Wochen in einem Abstand von 50 m von einer mit
50 ooo Volt Spannung arbeitenden Erzeugungseinrichtung erzielt worden ist.
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Es ist zu beachten, daß im vorstehenden die Bezeichnung Aktivierung
des Raumes nur im Sinne der Wiedergabe {der Wiwrlçung, .doch nicht der Ursache zu
verstehen ist, da die wissenschaftliche Eigenart des festgelegten Phänomens gegenwärtig
nicht mit einwandfreier Genauigkeit erklärt werden kann.
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Die Erfindung umfaßt weiterhin Hilfsmittel für die Verwirklichung
dieser Aktivierung des Raumes; diese Hilfsmittel sind nachstehend im einzelnen an
Hand ,der Zeichnungenfbeschrielben, die nur Ausführungsbeispi,ele.der Erfindung
schematisch wiedergeben, ohne daß die Erfindung darauf beschränkt ist.
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Abb. I ist ein Bild einer Ausführungsform der Vorrichtung und Abb.
2 eines Grundrisses, der die gegenseitige Anordnung dieser Vorrichtung in bezug
auf eine Gruppe von Brennöfen, wie senkrechten Brennöfen für die Kalkherstellung,
zeigt.
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Mit Bezug auf diese Zeichnungen werden nachstehend Einzelheiten für
die Ausfü'hrung des Verfahrens und der Vorrichtung nach der Erfindung erläutert.
a) Als erstes wird die erforderliche Aktivierung mit Hilfe von - geeigneten Sendevorrichtungen
erzeugt, wie Elektroden, zdie paarweise angeordnet und längs der Diagonalen von
geometrischen Figuren, wie Quadraten, Rechtgecken, Rhomben, Würfeln, Prismen usw.,
verteilt sind.
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Insbesondere kann bei der Ausbildung dieser Sendevorrichtungen von
einem Rahmen Gebrauch gemacht werden, der eine gewisse Anzahl feiner Metallspitzen
trägt, die in Gruppen zu - vier in; den lecken eines Quadrats angeordnet sind und
in Gruppen zu zwei mit den entgegengesetzten Polen einer Spannungsquelle verbunden
sind.
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So ist beispiels-weise bei der Ausführung nach Abb. I ein Gleichstromerzeuger
I mit dem negativen Pol bei 2 geerdet, und ein Rahmen 3 aus leitendem Stoff dient
als Träger für vier leitende Spitzen 4, die in aden Ecken eines Quadrats ABC D angeordnet
sind und paarweise durch Leiter 5 mit den beiden Polen des Erzeugers I verwunden
sind, derart, daß von den beiden an den Enden einer Diagonale A C oder BD liegenden
Spitzen die eine mit dem positiven Pol und die andere mit dem negativen Pol verbunden
ist. b) Die Erzeugungsvorrichtungen können in der Weise ausgeführt sein, daß die
einen Sendeelektroden od. dgl. an einen Gleichspannungspol, vorzugsweise den positiven
angeschlossen sind, während die anderen geerdet werden.
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Insbesondere ist es möglich, eine positive, wenn auch wellige Gleichspannung
durch Anschluß von Sendeelektroden über einen Gleichrichter an einen Wechselstromleiter
zu erhalten. c) Die Sndeelektroden der einen Polarität werden mit einer geeigneten
(beispielsweise positiven) Spannungsquelle verbunden und die Elektroden der entgegengesetzten
Polarität mit einer Schicht naturllchen oder künstlichen Wassers zwecks Herstellung
einer möglichst vollkommenen Erdung. d) Die Gruppen der Sendeelektroden des Erzeugers
sind in einer oder mehreren Ebenen angeordnet, die nach einer festen Richtung eingestellt
sind; die letztere hängt von der Lage und möglicherweise auch von der Art der betreffenden
Reaktion oder Zustandsänderung sowie der ,gewünschten Wirkung afb. Für die Beschleunigung
von Reaktionen, wie die Herstellung von Zement mit Klinker als Bestandteil, die
Herstellung von Kalk, die Verseifung, ist die beste Richtung im wesentlichen die
Richtung derjenigen Ebene, die rechtwinklig zur magnetischen Nordrichtung an dem
betreffenden geographischen Ort liegt.
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Gemäß der Erfindung kann die Elektrode bzw. können die Elektroden
auf einem Drehrahmen angeordnet sein, denn Richtungsänderung ermöglicht, die Art
der Aktivierung des Raumes zu verändern und damit den auf ,die Zustandsänderungen
oder Reaktionen ausgeübten Einfluß. e) Gewisse Stellen der Vorrichtungen können,
obgleich sie in dem aktivierten Bezirk liege, vor der Einwirkung der Aktivierung
mittel-s Schirme oder Hüllen aus isolierendem Stoff geschützt werden; diese isolierenden
Stoffe können vorzugsweise Gummi oder harzige Stoffe sein. Von den Erfindern wurde
festgestellt, daß Metalle, Holz, Ciefügestoffe (Ziegel, Stein, Zement) durchlässig
für das Phänomen der Aktivierung des Raumes sind, Gummi ein Hindernis für die Ausbreitung
bildet.
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Insbesondere ist es erfindungsgemäß möglich, Vorrichtungen für die
Aktivierung einge-schränkter Bezirke aus-zubilden durch Ausstatten dieser Erzeugungsvorrichtungen
mit undurchlässigen Außen-oder Scheidewänden von geeigneter Form aus Gummi oder
harzigen Stoft'en.
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Für die praktische Anwendmig des Verfahrens nach der Erfindung sind
folgende Maßnahmen zu treffen: Die Vorrichtung, etwa die in Atbb. I dargestellte
oder leine gleichwertige, wird an einem Punkt 6 (Abb. 2) aufgestellt abseits von
den Brennöfen oder sonstigen Geräten 7, 8, 9, I0, I I, in denen die Reaktionen vor
sich gehen, auf die eine Einwirkung ausgeübt werden soll. Der Abstand kann praktisch
zwischen 3 m für die nächstgelegene Brennkamjmer und 60 m und selbst mehr je nach
4er Stärke der Vorrichtung 6 schwanken. Diese ist so ausgerichtet, daß die durch
die Elektroden gebildete Ebene x-x im wesentl,ichen senkrecht zur magnetischen Nordrichtung
liegt.
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Wenn die Spannung für eine Anlaufzeit angelegt worden ist, beginnt
der Einfluß auf die nächstgelegenen Breurkammern führbar zu werden, beispielsweise
auf diejenigen, (die innerhalb des bei 12 (Abb. 2) gestrichelt angegebenen Durchmessers
liegen; dann dehnt sich die Wirkung fortschreitend auf die ferner liegenden Brennkammern
aus in zur Vorrichtung 6 konzentrischen Zonen, bis zu einer
Grenze,
die unter anderem von der Art derReazktion und der Stärke der Vorrichtung abhängt.
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Die Erfindung ist natürlich in keiner Weise auf die dargestellte
und beschriebene Art der Ausführung beschränkt, die vielmehr nur als Beispiel angegeben
ist.
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Beispielsweise können an Stelle von vier Spitzen acht an den Ecken
eines Würfels angeordnete Spitzen verwendet werden. Die Vorrichtung kann für die
Beschleunigung der verschiedensten Reaktönen angewendet werden, wie in den folgenden
Beispielen gezeigt wird.
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Beispiel 1 Zur Anwendung gelangten vier Spitzen 4, deren diagonaler
Abstand (=4C oder BD) 0,50 m betrug.
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Die vom Generator I gelieferte Spannung betrug sodo Volt. Die im
Innern eines Hauses untergebrachte Vorrichtung war in der Nachbarschaft einer Gruppe
von Autoklaven für die Verseifung von Fettstoffen angeordnet. Der Abstand zwischen
der Vorrichtung und jedem der Autoklaven betrug 3 bis 10 m, je nach. der Lage der
letzteren. I Monat nach dem Ingangsetzen der Vorrichtung war die Dauer der Reaktion,
die' gewöhnlich 24 Stunden beträgt, auf 3 Stunden gefallen, und die. Ersparnis an
der für die Reaktion zuzuführenden Wärmemenge betrug 50°/o.
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Beispiel II Bei einer gewerblichen Verwertung der Erfindung gelangten
vier Spitzenelektroden zur Anwendung, deren Diagonal abstand 1 In betrug; die angelegte
Gleichspannung betrug 40 000 Volt. Die Vorrichtung war in der Nähe einer Gruppe
von Kalköfen angeordnet. Während in den letzten 5 Jahren zuvor der mittlere Brennstoffverbrauch
je Kilogramm gebrannten Kalks 1230 Kalorien betrug, wurden mit der erfindungsgemäßen
Vorrichtung wähtrend einer Betriebsdauer von etwa 3 Monaten 950 Kalorien auf 1 kg
gebrannten Kalks aufgewendet.
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Beispiel III Ähnliche Ergebnisse wurden im Laboratorium bei Versuchen
über die Reduktion von Erzen, wie Eisenerz, Aluminiumerìz usw., durch Anwendung
von vier Spitzenelektroden erzielt, deren diagonaler Abstand 1 m betrug, während
die Entfernung der Vorrichtung von den Laboratoriumsöfen zwischen 3 und 50 m schwanlate
und an die Elektroden eine Spannung von I60 000 Volt angeschlossen war.