Verfahren und Vorrichtung zur Bestrahlung eines flüssigen oder gasförmigen Stoffes.
Gegenstand vorliegender Erfindung sind ein Verfahren zur Bestrahlung von flüssigen oder gasförmigen Stoffen und eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.
Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass man in einem elektrisch isolierenden Hohlkörper, der für Strahlen mit Wellenlängen von 1800 bis 7000 Angström gut durchlässig ist und der eine unter vermindertem Druck stehende Edelgasfullung aufweist, unter dem Einfluss elektrischer Spannungen im Wellenlängenbereich von 1800 bis 7000 Angström liegende Lichtschwingungen erzeugt, die man auf den genannten Stoff einwirken lässt.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung ist gekennzeichnet durch einen isolierenden Hohlkörper, der eine unter vermindertem Druck stehende Edelgasfullung aufweist, in welcher die zur Erzeugung der Lichtschwingungen von 1800 bis 7000 Angström dienenden Elektroden angeordnet sind.
In Fig. 1-7 der beiliegenden Zeichnung ist je ein Ausführungsbeispiel der Vorrich tung zur Durchführung des * Verfahrens schematisch veranschaulicht.
In Fig. 1 ist 1 ein aus einem für Strah- lungen mit Wellenlängen von 1800 bis 7000 Angström, also auch für uliraviolette Strah- lungen, das heisst unsichtbare Lichtschwin- zungen durchlässigen Ma. terial bestehender, an beiden Enden geschlossener und mit einer unter einem Druck von 4 bis 10--s mm Quecksilber stehenden, vorzugsweise aus einem Gemisch von Neon und Argon bestehenden Edelga. sfüllung beschiekter zylindrischer Isolierkörper. In diesem ist koaxial ein nicht bis zum Boden reichendes, am untern Ende offenes Isolierrohr 2 eingeschmolzen.
Am obern Ende, auf der Innenseite des Körpers 1 und ebenfalls auf der Innenseite des obern Endes von Rohr 2 ist je eine ringförmige Elektrode 3 bezw. 4 angebracht, das Ganze derart, dass bei geringem Abstand der Elektroden eine verhältnismässig lange Entladungsstrecke erhalten wird. 5 bezw. 6 sind Stromführungen zu den Elektroden 3 und 4.
Wird an die Elektroden eine Spannung angelegt, die entweder Gleichstrom- oder Wechselstromspannung sein kann, so eat- stehen im : Körperiiohlraum Lichtschwin- gungen die zum Teil im ultravioletten Gebiet liegen und die beim Austritt aus dem Körper auf einen mit diesem in Berührung gebrachten gasförmigen oder flüssigen Stoff einwirken, z. B. auf Leitungswasser, zwecks Enthärtung desselben.
Die im Körper 1 hervorzubringenden Spannungen können durch Hochfrequenzapparate erzeugt werden. Für die Behand lung von Wasser genügt das Anlegen einer Spannung mit einer Frequenz von 50 Hz, um dieses zu enthärten.
In Fig. 2 ist mit 1 wiederum der an beiden Enden geschlossene zylindrische Isolierkörper bezeichnet, der von einem für ultraviolettes Licht durchlässigen, z. B. aus Quarzglas bestehenden Mantel 7 umgeben ist. Der Raum 35 zwischen Isolierkörper 1 und dem Mantel 7 ist mit einem fluoreszierenden oder phosphoreszierenden Material, z. B. Erdalkalisulfid oder Zinksulfid, gefüllt.
Dieses wird nun durch die in der innern Röhre erzeugten Strahlungen erregt und sendet nun seinerseits Strahlen aus. Ausserdem tritt aber am obern und untern Ende des Isolierkörpers 1 Licht aus, das nicht durch den Mantel 7 und dessen Füllung gegangen ist. 8 und 9 sind im obern und untern Ende des Isolierkörpers 1 angebrachte Elektroden, von denen die eine (8) mittels des Leiters 10 an Phase eines Netzes, die andere (9) an den Nulleiter angeschlossen ist.
Infolge der beschriebenen Ausbildung der Vorrichtung nach Fig. 2 strahlt diese zwei Arten von Lichtschwingungen aus, nämlich am obern und untern Ende des Isolierkörpers durch die Entladungen an den Elektroden erzeugte und durch den Mantel 7 hindurch die in fluoreszierendem oder phosphoreszierendem Material erzeugten Schwingungen, so dass beide Schwingungsarten auf dem zu behandelnden Stoff gleichzeitig einwirken. Ausserdem sind noch drei Zwischenelektroden 11 vorgesehen, um die Entladungen auf eine grössere Fläehe zu verteilen und dadurch einen höheren Nutzeffekt zu erzielen. Ausserdem kann bei Verwendung von Zwischenelektroden der Isolierkörper eine grössere Länge aufweisen, ohne dass die Spannung im Vergleich zu einer Vorrichtung ohne Zwischenelektroden erhöht werden müsste.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 besitzt der Isolierkörper 1 im untern Teil eine Verengung 12, in der die Gegenelektrode 13 zu der im obern Teil des Isolierkörpers 1 angeordneten Elektrode 14 untergebracht ist.
Der an die Elektrode 13 angebaute und durch die Einschränkung 13 vom Elektrodenrauin abgesonderte Kondensator 15 dient als Limitator für allfällige Überspannungen. 16 ist ein aus Quarz bestehender Mantel, der den Raum 35 vakuumdicht abschliesst. In 35 ist ein fluoreszierendes oder phosphoreszierendes und radioaktives Material untergebracht. Bei dieser Ausführungsform können ebenfalls zwischen den Elektroden 13 und 14 die in Fig. 2 veranschaulichten Zwischeneiektroden (11) angebracht sein.
Die Ausführungsform nach Fig. 4 unterscheidet sich von der vorbeschriebenen nur dadurch, dass die Gegenelektrode 13 über der Einschrürung 12 des Isolierkörpers 1 angeordnet ist. Letzterer kann in seinem zwischen den beiden Elektroden liegenden Teil mit einem Quarzmantel, wie punktiert angedeutet, versehen sein.
In Fig. 5 ist der Kondensator 15 im obern Teil des Isolierkörpers 1 angeordnet.
Mit 16 ist wiederum der z. B. aus Quarz bestehende Mantel bezeichnet.
Gemäss Fig. 6 weist der zylindrische Kör- per 1 an seinem untern Teil eine Erweite- rung 26 auf, in der die beiden Elektroden 27 und 28 angeordnet sind. In den Körper 1 ist koaxial ein oben offenes Glasrohr 20 eingeschmolzen, dessen unteres, geschlossenes Ende bis in die Erweiterung 26 hineinragt.
Das Rohr 20 weist ungefähr in seiner Längs- mitte eine Erweiterung 21 auf, die sich an die Innenwand des Körpers 1 anlegt und dadurch seitliche Bewegungen des Rohres 20 im Körper 1 verhindert.
Durch das Rohr 20 sind die Zuleitungen 22 und 23 für die Elektroden 27 und 28 hindurchgeführt,
Wie punktiert angedeutet, kann die Erweiterung 26 mit einem Quarzmantel 29 versehen sein. Auch in diesem letzteren Fall können durch die Entladungen zwischen den Elektroden erzeugte Strahlungen aus dem obern Teil der Erweiterung 26 direkt zu dem zu behandelnden Stoff gelangen ohne vorher den Mantel 29 passieren zu müssen.
Diese e Ausführungsform erlaubt das Ein- setzen der Vorrichtung mittels des Körpers 1 in eine gutabdichtende Stopfbüchse im Gehäuse des Apparates, in dem die Behandlung der flüssigen oder gasförmigen Stoff stattfindet. Die Elektrode 27 ist wieder mit der Phase und die Elektrode 28 mit dem Nullleiter verbunden.
Fig. 7 zeigt rein schematisch und unter Weglassung verschiedener Teile eine Va riante der Ausführungsform nach Fig. 6, bei welcher eine Funkenstrecke 34 au die Elektrode 27 angeschlossen ist. Über diese Fun kenstrecke werden Entladungen auf die Röhre geführt und durch Veränderung der Länge der Funkenstrecke kann die Intensitätsverteilung der erzeugten Schwingungen innerhalb des eingangs erwähnten Bereiches (18007000 Angström) variiert werden, was für die Behandlung verschiedener Stoffe von Wichtigkeit ist.
Bei einer Ausführungsform des erfin dungsgemässen Verfahrens wird eine oder mehrere der beschriebenen Vorrichtungen in der Wandung eines Kanals oder eines Behälters angeordnet, der zum Durchleiten des zu behandelnden gasförmigen oder flüssigen Stoffes dient. Die Durchflussgeschwindigkeit dieses Stoffes wird dabei zweckmässigerweise so geregelt, dass schon nach einmaligem Durchgang die gewünschte Wirkung auf den Stoff erzielt wird.
Die beschriebenen Ausführungsformen der erfindimgsgemässen Vorrichtung haben zunächst den Vorteil, dass sie, wie alle mit unter vermindertem Druck stehenden Edelgasfüllungen versehenen Leuchtröhren, beim Betrieb kaum wahrnehmbare Temperaturer höhungen aufweisen, während bei den bisher für Bestrahlungen verwendeten Quarzlampen bekanntlich an den Wandungen Temperaturen bis zu mehreren 1000 auftreten, so dass gewisse Stoffe bei Bestrahlung mit Quarzlampen in kurzer Zeit besohädigt oder zerstört werden.
Wie bereits erwähnt, ist die Vorrichtung z. B. zur Enthärtung von Leitungs- und anderem Wasser sehr geeignet. Bei den Versuchen hat sich ergeben, dass in den mit so behandeltem Wasser beschickten Dampfkesseln eine Kesselsteinbildung nicht stattfindet.
PATENTAN8PR0HE:
I. Verfahren zur Bestrahlung eines flüssigen oder gasförmigen Stoffes, dadurch gekennzeichnet, dass man in einem elektrisch isolierenden IIohlkörper, der für Strahlungen mitANTellenlängen von 1800 bis 7000 Angström gut durchlässig ist und der eine unter ver mindeftem Druck stehende Edelgas füllung aufweist, unter dem Einfluss elektrischer Spannungen im Wellenlängenbereich von 1800 bis 7000 Angström liegende Licht; schwingungen erzeugt, die man auf den genannten Stoff einwirken lässt.
Method and device for irradiating a liquid or gaseous substance.
The present invention relates to a method for irradiating liquid or gaseous substances and a device for carrying out this method.
The method is characterized in that an electrically insulating hollow body, which is well permeable to rays with wavelengths from 1800 to 7000 Angstroms and which has a noble gas filling under reduced pressure, lies under the influence of electrical voltages in the wavelength range from 1800 to 7000 Angstroms Light vibrations generated, which are allowed to act on the substance mentioned.
The device according to the invention is characterized by an insulating hollow body which has a noble gas filling which is under reduced pressure and in which the electrodes used to generate the light oscillations of 1800 to 7000 Angstroms are arranged.
In Fig. 1-7 of the accompanying drawings, an embodiment of the Vorrich device for performing the * method is illustrated schematically.
In FIG. 1, 1 is a measure that is transparent to radiation with wavelengths of 1800 to 7000 Angstroms, that is to say also for ultraviolet radiation, that is to say invisible light oscillations. materially existing, closed at both ends and with a pressure of 4 to 10 - s mm mercury, preferably consisting of a mixture of neon and argon noble gas. s filling of coated cylindrical insulating body. An insulating tube 2 which is open at the lower end and does not reach to the bottom is melted coaxially in this.
At the upper end, on the inside of the body 1 and also on the inside of the upper end of the tube 2 is an annular electrode 3 respectively. 4 attached, the whole in such a way that a relatively long discharge path is obtained with a small distance between the electrodes. 5 resp. 6 are current leads to electrodes 3 and 4.
If a voltage is applied to the electrodes, which can be either direct current or alternating current voltage, then there are light oscillations in the body cavity, some of which are in the ultraviolet area and which, when exiting the body, are in contact with a gaseous or gaseous body act on liquid substance, e.g. B. on tap water, for the purpose of softening the same.
The stresses to be produced in the body 1 can be generated by high-frequency apparatus. For the treatment of water, it is sufficient to apply a voltage with a frequency of 50 Hz to soften it.
In Fig. 2, 1 in turn denotes the closed at both ends cylindrical insulating body, which is transparent to ultraviolet light, z. B. made of quartz glass jacket 7 is surrounded. The space 35 between the insulating body 1 and the jacket 7 is covered with a fluorescent or phosphorescent material, e.g. B. alkaline earth sulfide or zinc sulfide filled.
This is now excited by the radiation generated in the inner tube and sends out rays in turn. In addition, however, light emerges at the upper and lower end of the insulating body 1 that has not passed through the jacket 7 and its filling. 8 and 9 are electrodes attached to the upper and lower ends of the insulating body 1, of which one (8) is connected to the phase of a network by means of the conductor 10, the other (9) to the neutral conductor.
As a result of the described design of the device according to FIG. 2, it emits two types of light oscillations, namely at the upper and lower end of the insulating body generated by the discharges at the electrodes and through the jacket 7 the oscillations generated in fluorescent or phosphorescent material, so that Both types of vibration act simultaneously on the fabric to be treated. In addition, three intermediate electrodes 11 are provided in order to distribute the discharges over a larger area and thereby to achieve a higher efficiency. In addition, when using intermediate electrodes, the insulating body can have a greater length without the voltage having to be increased in comparison to a device without intermediate electrodes.
In the embodiment according to FIG. 3, the insulating body 1 has a constriction 12 in the lower part, in which the counter-electrode 13 to the electrode 14 arranged in the upper part of the insulating body 1 is accommodated.
The capacitor 15 attached to the electrode 13 and separated from the electrode roughness by the restriction 13 serves as a limiter for any overvoltages. 16 is a jacket made of quartz which seals off space 35 in a vacuum-tight manner. In 35 a fluorescent or phosphorescent and radioactive material is housed. In this embodiment, the intermediate electrodes (11) illustrated in FIG. 2 can also be attached between the electrodes 13 and 14.
The embodiment according to FIG. 4 differs from the one described above only in that the counter electrode 13 is arranged above the constriction 12 of the insulating body 1. The latter can be provided with a quartz jacket, as indicated by dotted lines, in its part lying between the two electrodes.
In FIG. 5, the capacitor 15 is arranged in the upper part of the insulating body 1.
At 16, the z. B. denotes existing quartz coat.
According to FIG. 6, the lower part of the cylindrical body 1 has an enlargement 26 in which the two electrodes 27 and 28 are arranged. A glass tube 20, open at the top, is fused coaxially into the body 1, the lower, closed end of which protrudes into the extension 26.
The tube 20 has an enlargement 21 approximately in its longitudinal center, which rests against the inner wall of the body 1 and thereby prevents lateral movements of the tube 20 in the body 1.
The supply lines 22 and 23 for the electrodes 27 and 28 are passed through the tube 20,
As indicated by dotted lines, the extension 26 can be provided with a quartz jacket 29. In this latter case, too, radiation generated by the discharges between the electrodes can reach the substance to be treated directly from the upper part of the enlargement 26 without having to pass through the jacket 29 beforehand.
This embodiment allows the device to be inserted by means of the body 1 into a well-sealed stuffing box in the housing of the apparatus in which the liquid or gaseous substance is treated. The electrode 27 is again connected to the phase and the electrode 28 to the neutral conductor.
FIG. 7 shows, purely schematically and omitting various parts, a variant of the embodiment according to FIG. 6, in which a spark gap 34 is connected to the electrode 27. This spark gap leads to discharges onto the tube and by changing the length of the spark gap, the intensity distribution of the generated vibrations can be varied within the range mentioned above (18007000 Angstroms), which is important for the treatment of various substances.
In one embodiment of the method according to the invention, one or more of the devices described is arranged in the wall of a channel or a container which is used to pass through the gaseous or liquid substance to be treated. The flow rate of this substance is expediently regulated in such a way that the desired effect on the substance is achieved after just one pass.
The described embodiments of the device according to the invention initially have the advantage that they, like all fluorescent tubes provided with inert gas fillings under reduced pressure, have barely perceptible temperature increases during operation, while the quartz lamps previously used for irradiation are known to have temperatures of up to several thousand on the walls occur, so that certain substances are damaged or destroyed in a short time when irradiated with quartz lamps.
As already mentioned, the device is e.g. B. very suitable for softening tap water and other water. The tests have shown that no scale formation occurs in the steam boilers charged with water treated in this way.
PATENTAN8PR0HE:
I. A method for irradiating a liquid or gaseous substance, characterized in that in an electrically insulating hollow body which is well permeable to radiations with A-wavelengths of 1800 to 7000 Angstroms and which has a noble gas filling under reduced pressure, under the influence of electrical energy Voltages in the wavelength range of 1800 to 7000 Angstroms of light; generated vibrations that are allowed to act on the said substance