本发明的第一实施例的冷等离子体产生器装置的纵截面的示意图；
[0108]■图2展示图1的装置的实施例变体的纵截面的示意图；
[0109]■图3展示并入图1的装置的反应器的纵截面的示意图；
[0110]■图4展示并入一对产生器装置的反应器的纵截面的示意图，每一产生器装置是根据图1的实施例而实施；
[0111]■图5展示根据本发明的第二实施例的并入冷等离子体产生器装置的反应器的纵截面的示意图，所述反应器在第一操作模式中表示；
[0112]■图6展示在第二操作模式中表示的图5的反应器的纵截面的示意图；
[0113]■图7展示并入图5的装置的第一实施例变体的反应器的纵截面的示意图；
[0114]■图8展示并入图5的装置的第二实施例变体的反应器的纵截面的示意图；
[0115]■图8A展示根据本发明的第三实施例的冷等离子体产生器装置或反应器的纵截面的示意图；
[0116]■图SB展示根据本发明的额外实施例的冷等离子体产生器装置或反应器的纵截面的不意图；
[0117]■图9展示图5的反应器的示意性正视图；
[0118]■图10展示并入一对产生器装置的反应器的示意性正视图，每一产生器装置是根据图5的实施例而实施；
[0119]■图11展示的是第一实施例的示意框图，该示意框图包含并入根据前面图中的任一者的冷等离子体产生器装置和/或相关反应器的化学设备或设备
[0120]■图12展示并入图4的反应器的变体中的图11的设备；
[0121]■图13展示的是第二实施例的示意框，该示意框包含并入根据图1到10中的任一者的冷等离子体产生器装置和/或相关反应器的化学设备或设备；
[0122]■图14展示的是第三实施例的示意框，该示意框包含并入根据图1到10中的任一者的冷等离子体产生器装置和/或相关反应器的化学设备或设备;及
[0123]■图15展示的是第五实施例的示意框，该示意框包含并入根据图1到10中的任一者的冷等离子体产生器装置和/或相关反应器的化学设备或设备。
【具体实施方式】
[0124]将在下文描述本发明的产生器装置、反应器、设备及方法或过程的各种实施例及变体，且此参考上文所提到的图。
[0125]使用相同参考数字在不同图中标示类似的组件。
[0126]在以下详细描述中，相对于已经在相同描述中论述的实施例及变体的额外实施例及变体将说明为限于相对于已经说明的内容的差异。
[0127]此外，在兼容的情况下，对下文描述的不同实施例及变体进行组合使用。
[0128]氺氺氺
[0129]首先通过参看图1，使用101整体地标示根据本发明的第一优选实施例的冷等离子体产生器装置。装置101适合于在化工方法中、尤其在用于产生硝酸或硫酸的化学设备中使用。
[0130]装置101包括内部电极I及外部电极2，这样的布置以使得第二者包围第一者。
[0131]在本实例中，内部电极I大体上轴杆形状，尤其具有纵向轴线L且优选为圆柱形几何形状。内部电极I例如可以实施为管状形状，或从车床加工获得的大体上圆柱形条。
[0132]内部电极I可围绕旋转轴A旋转，所述旋转轴在本实例中与纵向轴线L一致。
[0133]仍然在本实例中，外部电极2的布置与内部电极I，是同轴地，其中其纵向轴线与电极I自身的纵向轴线L重合。
[0134]外部电极2具有大体上管状结构，优选具有圆柱形几何形状。
[0135]电极I及2随后根据此共同纵向轴线L大体上居中。
[0136]整个布置使得在两个电极I及2之间界定区121，其出于将在下文解释将被界定为等离子体产生的原因。在本实例中，此区121具有大体上环面形状。
[0137]优选地，电极I及2是由金属制成。具体金属材料的选择取决于想要触发的反应。
[0138]在优选的配置中，外部电极2的有用(内部)横截面面积比内部电极I的横截面面积大大约25到100倍。具体来说，由于在本实例中，内部电极I及外部电极2两者具有圆形或大体上圆形横截面，所以内部电极I的(最大)直径及外部电极2的(最小)直径优选处于的比率大约1/10与大约1/5之间。
[0139]优选地，内部电极I的直径包括在大约20到200mm的范围内。
[0140]优选地，内部电极I和/或外部电极2具有从200mm开始且直到数米的长度。
[0141]—般来说，如将基于以下描述，优选包括电极I及2的特定大小及相关比例取决于产生器装置101的功率还取决于将在区121中处理的气流的特征。
[0142]基于实施例变体，外部电极2(也)可以是可旋转的。在旋转两个电极I及2的情况下，它们将优选围绕相同的轴在相反方向上移动。
[0143]优选地，外部电极2在顶部通过元件6闭合，所述的元件6允许电极I通过且是电绝缘的。
[0144]在具体实施例中，闭合元件6是气密盖，其使用垫圈、凸缘或其它机械系统固定在外部电极2上。
[0145]此外，在本实例中，装置1I提供在内部电极I与外部电极2之间插入的中间支撑件7。此支撑件7实际上保证内部电极I的居中及支撑以及电极I及2之间的电气绝缘。
[0146]在具体实施例实例中，中间支撑件7使用隐藏螺杆或其它机械系统固定在外部电极2上。
[0147]优选地，闭合元件6和/或中间支撑件7是由塑料材料制成。特定塑料材料的选择取决于想要触发的反应、过程温度及两个电极之间施加的电压的值，不久将对其进行叙述。
[0148]为了允许内部电极I的旋转，闭合元件6及中间支撑件7两者都设置有一个或多个轴承，所述轴承可在允许电极I自身通过的一个其自身的支座处，例如由塑料材料制成的轴承，或由具有非常低的摩擦系数的特殊聚合物制成的衬套。
[0149]电极I及2连接或可连接到高压或频率电源，其适合于使它们处于不同电压。在图1中，此源通常通过两个端子15及16表示，所述两个端子分别连接到内部电极I及外部电极2。
[0150]装置I进一步包括布置在等离子体产生区121处的在两个电极I及2之间的放电的触发构件。在本实例中，触发构件与内部旋转电极I成一体。仍然在本实例中，触发构件是基于尖端效应且其尤其包括大体上梳状的元件3。
[0151]优选地，梳状元件3是由金属材料制成。具体金属材料的选择取决于想要触发的反应。
[0152]在具体实施例中，梳状元件3是由单一金属块构成，所述金属块从预先构成的电线或梳状物获得的。在此实例中:
[0153]-梳状物齿的高度可从Imm直到大约IOOmm变化，
[0154]-单一齿的厚度可从Imm直到大约5mm变化，
[0155]-齿的轴间距可从Imm直到大约1mm变化，和/或
[0156]-梳状物的总高度可从1mm直到大约数米变化。
[0157]在图2的变体中，触发构件还包括使用3a标示且优选具有类似于已经描述的结构的梳状结构的额外触发元件。同样地元件3a布置在区121处。元件3a与外部电极2成一体以便(周期性地)面对上述第一元件3。
[0158]在此变体中，使用102整体地标示产生器装置。
[0159]归功于所描述的布置，在两个电极I及2之间产生电场，所述电场电离及激发在等离子体产生区121中存在或传递的气体颗粒，从而允许获得从区域121排出的等离子气体。
[0160]装置101进一步包括等离子体产生区121内的进气构件，进气尤其是空气。在本实例中，此进气构件包括转子或叶轮4，其与内部电极I一体地旋转且安装在相对于区121的气流的上游。在本实例中，叶轮4为轴向叶轮。叶轮4布置在气体入口 8附近，不久将对其进行论述。
[0161]优选地，叶轮4至少部分是由塑料材料制成。塑料材料的选择取决于想要触发的反应及过程温度。
[0162]优选地，叶轮4的直径在外部电极2的内径的大约7O%到95 %的范围、更优选大约60%到90%的范围。
[0163]外部电极2尤其在自身的基底处的布置一个前述提及的气体入口8，所述基底在相对于实际上由叶轮4加合为进气的气流的等离子体产生区121的上游。气体入口 8界定叶轮4的抽吸区段。
[0164]外部电极2还具有使用5标示的用于气体再循环的多个出口端口，且将在下文解释其功能。优选地，端口 5布置在电极2的侧壁、在本实例中的侧部裙座处。端口 5仍然布置在相对于进入气体流动等离子体产生区121的下游，使得已在此区121中形成的等离子气体的一部分穿过此区121而流出。参考数字9实际上标示从端口 5排出的等离子气体流动的方向。
[0165]仍然基于优选实施例，由再循环端口5界定的气体排出区域大体上等于或大于外部电极2的有用(内部)横截面区域。
[0166]优选地，再循环端口5中的每一个具有大体上圆形轮廓。
[0167]优选地，再循环端口5的中点与闭合元件6之间的距离或再循环端口 5与的中点一般外部电极2的上部边缘的距离大约在50mm与500mm之间变化，该变化独立于电极2自身的长度。
[0168]实施例变体可提供一个单一再循环端口5。
[0169]外部电极2于是具有布置在再循环端口5的下游的使用10标示的用于排出气体的额外端口。
[0170]正如将在下文更好地解释，等离子气体从排出端口10流出，在实施化学方法中有用。
[0171]从端口10排出的等离子气体的数量相对于通过端口 5再循环的数量与装置101内产生的过压有关、更一般来说且与并入装置101的反应器内产生的过压有关。
[0172]也可将产生器装置101作为组合件的一部分，该组合件包括连接或可连接到两个电极I及2的上述能量源或产生器15、16。
[0173]此外，此组合件同样地包括电动机或内部电极I和/或叶轮4的其它驱动构件，优选适合于使叶轮产生大约2800转/分钟的旋转。旋转速度的选择取决于产生器装置101的大小及所施加的电压及频率。
[0174]氺氺氺
[0175]现在参看图3，上文描述的产生器装置101展示为反应器201的一部分。
[0176]反应器201具有界定槽区180的外部壳体或箱体11，其在使用中容纳导电液体，优选为水。导电液体的自由表面使用18标示。优选地，壳体11的上部部分具有大体上圆柱形几何形状及对应于区180的下部部分，所述下部部分大体上是盆或灯泡形状。
[0177]在壳体11处，且尤其在其槽区180处，获得液体的入口13及液体的出口 14。优选地，所述入口及出口 13和14布置在壳体11的侧部裙座处。
[0178]此外，设置有下部液体出口17以在操作结束时排空反应器201或用于维护。
[0179]优选地，提供用于调整槽区180中的导电液体的水平的自动或手动构件。
[0180]壳体11此外具有气体、通常为空气的入口12。在本实例中所考虑的布置中，反应器201的气体入口 12在相对于液体入口 13的相对侧上，液体入口 13仍然在壳体11的侧部裙座处。
[0181 ]在本实例中，位于壳体11的上部闭合元件60，其大体上类似于上述描述产生器装置101中的描述的闭合元件6。
[0182]产生器装置101至少部分接纳在反应器201的壳体11内。在本实例中所考虑的布置中，装置101的等尚子气体出口 10的布置在壳体11外部，而再循环出口5布置在壳体内，实际上在壳体11内获得气体再循环。
[0183]仍然在本实例中，产生器装置101及壳体11大体上沿着装置101的轴L同轴布置，所述轴在本实例中是垂直或大体上垂直的。于是内部电极I大体上正交于导电液体的自由表面18。
[0184]整个布置使得在使用中内部电极I的下部部分浸没在导电液体中，优选电极的大约一半长度浸没在导电液体中。
[0185]在下文说明并入其中的反应器201及产生器装置101的典型操作模式。
[0186]在已经提到的外部电动机的情况下或在等效的驱动构件的情况下及在具有高电气绝缘的合适的传输的情况下，内部电极I以从每分钟数转到每分钟2800转的角速度旋转。
[0187]在此情况下，仅电极2供应有高压和/或高频，而反应器的壳体11接地。在此配置中，内部电极I通过导电液体及壳体11将放电接地。在梳状元件3的尖端与外部电极2之间包括的空间中，即在上文说明的等离子体产生区121中，触发放电，尤其由于两个导电部分之间的接近度及尖端效应而可见的放电。
[0188]中央电极I的旋转通过在电极I及2的整个圆柱形表面及区121的环面体积上均匀地分布触发区域而连续地移动触发区域。
[0189]在触发放电之后，在中央电极I与外部电极2之间产生同样地涉及外部电极2的所有长度的等离子体圆柱形区。
[0190]中央电极I的旋转携带着叶轮4旋转，从而从入口8抽吸气体、尤其是空气且使其气体越过已产生的等离子体圆柱形区。如所述，所获得的等离子气体的一部分从再循环端口5流出。
[0191]除代表最佳旋转或滑动电接触之外，将内部电极I浸没在导电液体中确定其冷却。出于此原因，导电液体的一部分气化且其连同在反应器201的环境中再循环的气体及从入口 12进入的气体一起由叶轮4抽吸。
[0192]抽吸的气体及蒸气随后经受宽冷等离子体区，特别为化工方法所关注。
[0193]从反应器通过端口10流出且随后变得可用于生产化学物质的目的的气体的速率与通过端口 5再循环的气体的速率之间的平衡取决于特定操作需要且影响过程的整体性能。优选地，此速率处于可在1:1且直到大约1:1O的范围内变化的比率。
[0194]图4展示使用202标示的反应器的第二实施例，其包括多个、尤其是一对产生器装置 101。
[0195]氺氺氺
[0196]现在参看图5及9，使用111整体地标示根据本发明的另一优选实施例的冷等离子体产生器装置。
[0197]同样地装置111适合于在化工方法中使用，尤其在用于产生硝酸或硫酸的化学设备中使用。
[0198]装置111包括电极51，其在本实例中与旋转轴杆501成一体，优选在旋转轴杆的中间区处。电极51及轴杆501具有纵向轴线L且优选为圆柱形几何形状。电极51例如可以实施为管状形状，如图5所示，或从车床加工的实心圆柱形条获得。在后一种情况下，其可以插入轴杆501的纵向邻近部分之间。
[0199]电极51可围绕旋转轴A与轴杆501—体地旋转，旋转轴A在本实例中与纵向轴线L一致。所述旋转可以无关紧要地右旋或左旋。
[0200]旋转轴杆501例如可以由电绝缘材料制成，例如塑胶或陶瓷。塑料材料的选择取决于想要触发的反应、过程温度、所施加的电压的值及所请求的机械电阻。
[0201]仍然在本实例中，提供主体52，其布置在电极51外部并且在代表的变体中与电极51自身同轴。优选地，主体52的纵向轴线与电极51自身的纵向轴线L重合。电极51及主体52大体上沿着此共同纵向轴线L居中。
[0202]主体52具有大体上管状结构，优选具有圆柱形几何形状。
[0203]优选地，组件51及52是由金属制成。具体金属材料的选择取决于想要触发的反应。
[0204]在本实例中，纵向轴线L大体上水平地布置。
[0205]优选地，电极51的长度比主体52的长度短并且最多是其一半。
[0206]在优选的配置中，主体52的有用(内部)横截面面积比电极51的横截面面积大大约25到100倍。具体来说，由于在本实例中，电极51及主体52两者具有圆形或大体上圆形横截面，所以电极51的(最大)直径及主体52的(最小)直径的比例优选处于大约1/10与大约1/5之间。
[0207]优选地，电极51的直径包括在大约20到200mm的范围内。
[0208]优选地，电极51和/或主体52具有从200mm开始且直到数米的长度。
[0209]—般来说，如基于以下描述，组件51及52的具体大小及相关比例取决于产生器装置111的功率及待处理的气流的特征。
[0210]优选地，主体52的顶部通过凸缘状元件56闭合，从而使得轴杆501通过且是电绝缘的。在图5中展示的实施例变体中，凸缘状元件56是主体52的组成部分。
[0211]为了使得轴杆501旋转，闭合元件56可在其自身的支座处具有一或多个轴承，该轴承允许通过轴杆501或轴承由具有非常低的摩擦系数的特殊聚合物制成的衬套。
[0212]装置111进一步包括用于电极51与第二电极之间的放电的触发构件的构件，稍后将对其进行叙述。此触发构件布置在等离子体产生区521处，也在稍后描述。
[0213]在本实例中，触发构件与旋转电极51成一体。仍然在本实例中，触发构件是基于尖端效应且尤其包括大体上梳状元件53。
[0214]优选地，梳状元件53是由金属材料制成。具体金属材料的选择取决于想要触发的反应。梳状元件53可以完全类似于上述图1描述的梳状元件，并且将不进一步说明。
[0215]装置111进一步包括在等离子体产生区521内的进气构件，尤其是空气。在本实例中，此进气构件包括转子或叶轮54，所述转子或叶轮54与电极51—体地旋转且安装在轴杆501上，或安装在相对于区521的气流的上游。叶轮54在本实例中