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(11) | EP 1 667 798 B1 |
| (12) | EUROPÄISCHE PATENTSCHRIFT |
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| (54) |
AUFBAU EINER ELEKTRODYNAMISCHEN FRAKTIONIERANLAGE ASSEMBLY OF AN ELECTRODYNAMIC FRACTIONATING UNIT STRUCTURE D' INSTALLATION DE FRACTIONNEMENT ELECTRODYNAMIQUE |
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| Anmerkung: Innerhalb von neun Monaten nach der Bekanntmachung des Hinweises auf die Erteilung des europäischen Patents kann jedermann beim Europäischen Patentamt gegen das erteilte europäischen Patent Einspruch einlegen. Der Einspruch ist schriftlich einzureichen und zu begründen. Er gilt erst als eingelegt, wenn die Einspruchsgebühr entrichtet worden ist. (Art. 99(1) Europäisches Patentübereinkommen). |
[0001] Die Erfindung betrifft den Aufbau einer elektrodynamischen Fraktionieranlage (FRANKA = Fraktionieranlage Karlsruhe) zum Fragmentieren, Mahlen oder Suspendieren eines spröden, mineralischen Prozessguts.
[0002] Alle bisher bekannten gewordenen Anlagen, die mittels leistungsstarker Hochspannungsentladungen, insbesondere dem elektrodynamischen Verfahren, zur Fragmentierung, zum Abtragen, zum Bohren oder zu ähnlichen Zwecken für die Bearbeitung von mineralischen Materialien entwickelt wurden, bestehen aus den folgenden beiden Hauptkomponenten:
Dem Energiespeicher, also der Einheit zur Erzeugung eines HV-Impulses, häufig oder meist der aus der Hochspannungsimpulstechnik bekannte Marx-Generator, und dem anwendungsspezifischen, mit einer Prozessflüssigkeit angefüllten Reaktions-/Prozessgefäß, in das der blank liegende Endbereich einer mit dem Energiespeicher verbundenen Hochspannungselektrode völlig eingetaucht ist. Ihr gegenüber befindet sich die Elektrode auf Bezugspotential, meist der als Erdelektrode fungierende Boden des Reaktionsgefäßes in zweckmäßiger Ausgestaltung. Erreicht die Amplitude des Hochspannungspulses an der Hochspannungselektrode einen ausreichend hohen Wert, so erfolgt ein elektrischer Überschlag von der Hochspannungs- zur Erdelektrode. Abhängig von den geometrischen Gegebenheiten und der Form, insbesondere der Anstiegszeit des Hochspannungsimpulses, erfolgt der Überschlag durch das zwischen den Elektroden positionierte, zu fragmentierende Material und ist damit hoch wirksam. Überschläge nur durch die Prozessflüssigkeit erzeugen allenfalls Schockwellen darin, die wenig wirksam sind.
[0003] Der elektrische Stromkreis besteht während des Hochspannungsimpulses aus dem Energiespeicher C der daran angeschlossenen Hochspannungselektrode, dem Zwischenraum zwischen Hochspannungselektrode und Boden des Reaktionsgefäßes und der Rückleitung vom Gefäßboden zum Energiespeicher. Dieser Stromkreis beinhaltet die kapazitive, ohmsche und induktive Komponenten C, R und L, welche die Form des Hochspannungsimpulses beeinflussen (siehe Figur 6), d.h. sowohl die Anstiegsgeschwindigkeit als auch den weiteren zeitlichen Verlauf des Entladungsstroms und damit die in die Last eingekoppelte Pulsleistung und daraus in Folge die Effizienz der Entladung hinsichtlich der Materialfragmentierung. In dem ohmschen Widerstand R dieses vorübergehend existierenden Stromkreises wird während der Zeit des Entladestromimpulses die elektrische Energiemenge Ri2 in Wärme umgesetzt. Diese Energiemenge steht damit für die eigentliche Fraktionierung nicht mehr zur Verfügung.
[0004] Dieser Stromkreis repräsentiert eine Leiterschleife, die über einen sehr kurzen Zeitraum von sehr großen Strömen, etwa 2 - 5 kA, durchflossen wird. Ein solches Gebilde erzeugt intensive elektromagnetische Strahlung, stellt also einen Radiosender hoher Abstrahlungsleistung dar, und muss zur Vermeidung von Störungen in der technischen Umgebung mit technischem Aufwand abgeschirmt werden. Überhaupt muss eine solche Anlage durch Schutzvorrichtungen derart abgeschirmt werden, dass ein Berühren der stromführenden Komponenten während des Betriebs nicht möglich ist. Das führt schnell zu einem umfangreichen Schutzaufbau über den eigentlichen Nutzaufbau hinaus.
[0005] Alle bis heute bekannten Anlagen, bei denen das elektrodynamische Verfahren eingesetzt wird, haben einen offenen Aufbau, d.h. die Baugruppen einer solchen Anlage sind durch elektrische Leitungen miteinander verbunden (siehe Figur 6).
[0006] Bei der Fragmentierung von steinigem Gut, wie beispielsweise in der WO 96/26 010 beschrieben, sind Verbindungsleitungen zwischen dem elektrischen Energiespeicher und der Funkenstrecke zu sehen, die während des HV-Pulses stromdurchflossene Schleifen bilden.
Anlagen zum Abtragen von Material (DE 197 36 027 C2), zum Bohren in felsigem Gestein (US 6,164,388)oder zum Inertisieren (DE 199 02 010 C2) zeigen jeweils einfache elektrische Leitungen zur Hochspannungselektrode.
[0007] Die US 3,604,641 A offenbart eine elektrodynamische Fraktionieranlage mit einem aufladbaren elektrischen Energiespeicher, an dessen Ausgang zwei Elektroden angeschlossen sind, wovon eine auf einem Bezugspotential liegt und die andere über einen Ausgangsschalter am Energiespeicher pulsartig mit Hochspannung beaufschlagbar ist, einem Reaktionsgefäß, das mit einer Prozessflüssigkeit gefüllt ist, in welche das Prozessgut eingetaucht ist und in welcher sich die beiden blank liegenden Elektrodenenden gegenüberstehen, und die Hochspannungselektrode mit einem isolierenden Mantel umgeben ist, wobei sich der Energiespeicher samt Ausgangsschalter, die Elektroden samt Zuleitungen und das Reaktionsgefäß vollständig in einer Kapselung befinden, die Elektrode auf Bezugspotential über die Kapselwand mit der Masseseite des Energiespeichers verbunden ist und die Hochspannungselektrode auf dem kürzesten Wege mit dem Ausgangsschalter am Energiespeicher verbunden ist.
[0008] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine FRANKA-Anlage in ihrem Stromkreis während des Hochspannungsimpulses so aufzubauen, dass sowohl die Induktivität als auch der ohmsche Widerstand des Entladungsstromkreises auf ein Minimalmaß beschränkt bleibt und gleichzeitig der technische Aufwand zur Abschirmung gegen elektromagnetische Abstrahlung und zur Sicherstellung der Berührungssicherheit auf einen minimalen Aufwand beschränkt bleibt.
[0009] Die Aufgabe wird durch einen Aufbau der Fraktionieranlage gemäß den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
[0010] Der Energiespeicher samt seinem Ausgangsschalter, letzterer üblicherweise meist eine im Selbstdurchbruch betriebene oder getriggerte Funkenstrecke, die Elektroden samt Zuleitung und das Reaktionsgefäß befinden sich unter Einhaltung des elektrischen Isolationsabstandes zu Bereichen unterschiedlichen elektrischen Potentials vollständig in einem Volumen mit elektrisch leitender Wand, der Kapselung. Das zwischen der Kapselung und den darin eingebauten Baugruppen bestehende Volumen ist minimal gehalten und damit die Induktivität der Anlage auf das unvermeidliche Minimum beschränkt. Diese Beachtung der Elektrophysik ermöglicht die anlagentypisch kürzeste Anstiegszeit für den Entladepuls.
[0011] Die Wandstärke ist einerseits mindestens gleich der Eindringtiefe der niedrigsten Komponente des Fourier-Spektrums des gepulsten elektromagnetischen Feldes, wird also davon maßgeblich mitbestimmt. Andrerseits erfordert die mechanische Festigkeit eine Mindestwandstärke. Die notwendig größere Wandstärke aus der einen oder andern der beiden Bedingungen wird beim Bau beachtet.
[0012] Bei dieser vollständigen Kapselung ist die Elektrode auf Bezugspotential über die Kapselwand mit der Masseseite des Energiespeichers verbunden. Die übrige Stromführung über den Energiespeicher und die vorübergehend auf Hochspannungspotential zu liegen kommenden Bauteile ist zur Kapselung zentral.
[0013] Dieser gekapselte Aufbau lässt einen elektrophysikalisch und bedienungstechnisch vorteilhaften Aufbau zu, dessen Merkmale in den Unteransprüchen 2 bis 9 weiter spezifiziert werden.
[0014] Je nach Betriebsart hat nach Anspruch 2 die Kapselwand einen abnehmbaren Bereich für den Stapel-(Batch-)Betrieb oder einen Zugang für das kontinuierliche Einbringen (Anspruch 3). Für Reparaturarbeiten ist die Kapsel ohnehin abschnittsweise zu öffnen.
[0015] Nach Anspruch 3 sind für die kontinuierliche Verarbeitung von Fragmentiergut an der Kapselwand mindestens ein nach außen gerichteter rohrartiger Stutzen aus leitendem Material für die Beschickung und mindestens ein weiterer für die Entnahme angebracht. Wegen der elektrischen Abschirmung nach außen sind diese in der Länge und lichten Weite derart dimensioniert, dass zumindest die leistungsstarken hochfrequenten Anteile im Spektrum des durch den Hochspannungsimpuls erzeugten elektromagnetischen Feldes durch diese Stutzen nicht austreten oder in diesen Stutzen bis zur Öffnung in die Umgebung mindestens auf das gesetzlich vorgeschrieben Maß abgeschwächt werden.
[0016] Der Energiespeicher und das Reaktionsgefäß sind in der Kapselung räumlich voneinander getrennt. Nach Anspruch 4 sitzt in dessen einem inneren Stirnwandbereich der Energiespeicher und in dessen anderen Stirnwandbereich das Reaktionsgefäßes oder wird davon gebildet.
[0017] Die Kapselung ist ein abgeschlossenes rohrförmiges Gebilde und hat nach Anspruch 5 einen polygonalen oder runden Querschnitt hat. Dabei kann die Kapselung sowohl gestreckt sein aber auch mindestens einmal abgewinkelt. Die Form wird konstruktiv vom Einbauvorhaben bestimmt. Die einfachste Form ist die gestreckte.
[0018] Konsequenterweise sitzt die auf Bezugspotential liegende Elektrode zentriert in der Stirnwand des Reaktionsgefäßes und die Hochspannungselektrode auf Abstand zentriert gegenüber (Anspruch 6). Die Hochspannungselektrode ist unmittelbar an den Ausgangsschalter des Energiespeichers angeschlossen. Dieser Ausgangsschalter ist im Falle eines Marx-Generators als Energiespeicher die Ausgangsfunkenstrecke. Damit ergibt sich in jeder Form der Kapselung der elektrisch günstige und isolationstechnisch zweckmäßige koaxiale Aufbau, mit dem die Forderung der Kapselung und damit der anlagentypisch kleinsten Induktivität erfüllt wird.
[0019] In der Aufstellung der Anlage ist man nach Anspruch 7 nicht beschränkt. Der elektrische Energiespeicher samt Ausgangsschalter sitzt in Bezug auf das Reaktionsgefäß in der Kapselung räumlich oberhalb oder auf gleicher Höhe oder räumlich unterhalb.
[0020] Je nach Art des zu fragmentierenden Guts ist nach Anspruch 8 die Elektrode auf Bezugspotential, meist Erdelektrode, zentrischer Teil der Stirn oder Siebboden oder Ring- oder Stabelektrode.
[0021] Nach Anspruch 9 ist der Energiespeicher vom Reaktionsgefäß durch eine Schutzwand getrennt ist, so dass der Reaktionsraum vom Bereich des Energiespeichers flüssigkeitsdicht getrennt ist.
[0022] Der Hochspannungsimpuls zwischen der Hochspannungselektrode und dem Boden des Reaktionsgefäßes, bzw. der Strom von der einen zur andern Elektrode wandelt die eingebrachte elektrische Energie in unterschiedliche Energieanteile anderer Art um, u.a. einfach auch in mechanische Energie, letzten Endes mechanische Wellen/Schockwellen. Die Hochspannungs-elektrode ist in ihrem Mantelbereich bis vor zum Endbereich elektrisch isoliert ummantelt, ragt mit diesem Endbereich in die Prozessflüssigkeit völlig hinein.
[0023] Der nach außen vollständig abgeschirmte Aufbau von Energiespeicher bzw. Impulsgenerator und Prozessreaktor in einem gemeinsamen elektrisch leitenden Gehäuse hat mehrere Vorteile gegenüber der herkömmlichen, offenen Weise des Aufbaus:
[0024] die Induktivität des Entladekreises wird bzw. kann auf das unvermeidbare Minimum reduziert;
die ohmschen Verluste im Hochspannungsimpulsstromkreis bleiben ebenfalls auf ein unvermeidbares Minimum beschränkt;
minimale Induktivität und minimaler ohmscher Widerstand des Impulsstromkreises führen zu einer effizienteren Entladung in der Last, d.h. zu einem größeren Energieeintrag in diese. Hinsichtlich der elektromagnetischen Abstrahlung sowie der Berührungssicherheit hat der gewissermaßen geschlossenen Aufbau der Anlage entscheidende Vorteile. Während der gesamten Zeit des HV-Impulses fließt der Entladestrom ausschließlich im Innenbereich der Anlage. Dies ist für den vom Energiespeicher, umfassender Impulsgenerator, über die Hochspannungselektrode und die Last, Reaktionsflüssigkeit mit Fraktioniergut, zum Boden des Reaktionsgefäßes fließenden Hinstrom aufgrund der abschirmenden Funktion der elektrisch leitenden Kapselung ohnehin evident.
[0025] Der Rückstrom vom Boden des Reaktionsgefäßes zum Energiespeicher fließt auf der Innenwand der hohlzylindrischen Kapselung, da das durch den kurzzeitig in der Anlage fließenden Entladungsstrom aufgebaute Magnetfeld die Eigenschaft besitzt, die von der Leiterschleife eingeschlossene Fläche zu minimieren. Dieser kurzzeitig auf der Innenseite der Anlagenwand fließende Rückstrom dringt aufgrund des Skineffektes nur bis zu geringer Tiefe, der frequenzabhängigen Eindringtiefe, in das Wandmaterial ein. Die Eindringtiefe ist bekanntermaßen abhängig von der elektrischen Leitfähigkeit des Wandmaterials und von dem im Entladungsstrom auftretenden Frequenzspektrum. Bei den üblichen Anstiegszeiten der Hochspannungspulse von ca. 500 ns, einer charakteristischen Eigenschwingungsdauer des Entladungskreises von ca. 0,5 µs und bei Verwendung von einfachen Stählen wie Baustahl für die Anlagenwand beträgt die Eindringtiefe in die Innenwandung weniger als 1 mm. Die Wandstärke der Kapselung berücksichtigt einerseits zwingend die niedrigste Frequenz des Fourierspektrums aus der elektrischen Entladung wegen der Eindringtiefe (Skineffekt) und die notwendige mechanische Festigkeit wegen der Formerhaltung der Anlage. Die höhere Minimalforderung der Wandstärke aus einem der beiden Gründe dominiert. So können auf der äußeren Oberfläche der Kapselung keine elektrischen Spannungen auftreten, dadurch erübrigt sich der Berührungsschutz, bzw. kann dieser in seinem Aufbau auf ein Minimum beschränkt bleiben. Eine elektromagnetische Abstrahlung nach außen kann ebenfalls nicht auftreten.
[0026] Die koaxial aufgebaute Anlage ist kompakt, handhabbar und mess- und steuerungstechnisch zugänglich. Das elektrische Ladegerät für den Energiespeicher muss nicht extra abgeschirmt werden. Seine Zuleitung kann durch Durchführungen unproblematisch an den Energiespeicher im oberen Innern des Gehäuse geführt werden, eventuell durch ein Koaxialkabel, dessen Außenleiter das Gehäuse kontaktiert.
[0027] Die vollständig, metallisch gekapselte Fragmentieranlage wird im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 die koaxial aufgebaute FRANKA-Anlage,
Figur 2 Skizze der FRANKA-Anlage mit Trennwand,
Figur 3 Skizze der FRANKA-Anlage für kontinuierlichen Betrieb,
Figur 4 Skizze der FRANKA-Anlage mit u-förmiger Kapselung,.
Figur 5 Skizze der FRANKA-Anlage mit Reaktionsgefäß oben, Figur 6 die herkömmliche FRANKA-Anlage.
[0028] In Figur 1 ist die koaxial aufgebaute FRANKA-Anlage im axialen Schnitt schematisch dargestellt. Die kontinuierliche oder diskontinuierliche Betriebsweise ist hier nicht respektiert, hier steht der elektrische Aufbau im Vordergrund. Auch ist das elektrische Ladegerät zum Aufladen des elektrischen Energiespeichers 3 nicht angedeutet. Der koaxiale Aufbau ist, elektrisch gesehen, der vorteilhafteste. Eine Abweichung davon würde nur aus konstruktiven Zwängen vorgenommen werden.
[0029] Der Hochspannungsimpulsgenerator besteht aus dem elektrischen Speicher C, als Kondensator schematisiert, und der Induktivität L und dem ohmschen Widerstand R in Reihe.
Die Hochspannungselektrode 5 schließt sich an. Sie ist von ihrem elektrischen Anschluss am Widerstand R her bis in den Endbereich elektrisch durch einen dielektrischen Mantel zur Umgebung hin isoliert. Sie mündet mit ihren blanken Endbereich 4 in dem mit einem Blitzsymbol angedeuteten Prozess-/Reaktionsvolumen und hat dort einen vorgegebenen, einstellbaren Abstand zum Boden des Prozess-/Reaktionsgefäß 3, das den unteren Teil des koaxialen, hohlzylindrischen Gehäuses 6 bildet.
[0030] Der Stromfluss während der Hochspannungsentladung erfolgt in den Baukomponenten entlang der Achse des hohlzylindrischen Gehäuses 6, fließt in mindestens einem Entladungskanal im Prozessvolumen zum Boden des Reaktionsgefäßes 3 und dann über die Gehäusewand 6 zurück in den Energiespeicher/Kondensator 1. Das Gehäuse 6 ist an das Bezugspotential "Erde" angeschlossen.
[0031] Die Induktivität L und der Widerstand R stehen repräsentativ für die Anlageninduktivität und den Anlagenwiderstand, C deutet die elektrische Kapazität und damit über die Ladespannung die zur Verfügung stehende Speicherenergie,
1/2 C (nU)2, an, die zu einem möglichst großen Teil im Prozessvolumen umgesetzt werden soll. Im Falle eines Marx-Generators als HV-Impulsgenerator ist dessen mindestens Zweistufigkeit (n = 2), die Einzelkapazität C und die Stufenladespannung U als auch die Stufenanzahl n für die Speicherenergie maßgebend.
[0032] Figur 6 zeigt eine FRANKA-Anlage schematisiert in herkömmlicher Bauweise, wie sie für viele Laborarbeiten einfach aufgebaut ist und wird.
[0033] In den Figuren 2 bis 5 sind koaxiale Varianten einer FRANKA-Anlage skizziert:
Figur 2 zeigt, wie der Energiespeicher 1 durch eine Trennwand im Bereich der Hochspannungselektrode 5 vom Reaktorbereich 3 getrennt ist. Das ist insbesondere bei Auftreten von Spritzflüssigkeit durch den Entladungsvorgang einzubauen.
Figur 3 zeigt zwei Öffnungen in der Kapselung 6, eine im Mantelbereich zum Einfüllen in das Reaktionsgefäß 3, die zweite aus dem Reaktionsgefäß 3 heraus beispielsweise durch den Boden. Durch diese bauliche Maßnahme kann ein kontinuierlicher Betrieb mit Beladung und Entnahme gefahren werden.
Figur 4 zeigt die u-förmige Kapselung 3. Diese Bauform dürfte bei großen Anlage aufgrund der Gewichte und Handhabbarkeit Vorzug haben.
Figur 5 skizziert eine auf den Kopf gestellte Bauform, das Reaktionsgefäß 3 sitzt über dem Energiespeicher 1. Bei gasförmigen oder sehr leichten, aufgewirbelten Prozesssubstanzen könnte sich eine solche Bauform anbieten.
Figur 6 zeigt den Aufbau herkömmlicher FRANKA-Anlagen, die als voll funktionierende Anlage noch extra durch eine Wand zur Abschirmung und als Schutz gegen Berührung gekapselt ist. Die große elektrische Schleife ist nicht minimiert. Im Falle eines Pulses wirkt sie als starke Sendeantenne. Im industriellen Einsatz ist die Abschirmung aus diesem Grunde gesetzlich geregelt.
Bezugszeichenliste
einem aufladbaren elektrischen Energiespeicher (1), an dessen Ausgang zwei Elektroden angeschlossen sind,
wovon eine auf einem Bezugspotential liegt und die andere über einen Ausgangsschalter (2)am Energiespeicher pulsartig mit Hochspannung beaufschlagbar ist,
einem Reaktionsgefäß (3), das mit einer Prozessflüssigkeit gefüllt ist, in welche das Prozessgut eingetaucht ist und in welcher sich die beiden blank liegenden Elektrodenenden mit einem einstellbaren Abstand, die Reaktionszone, gegenüberstehen,
wobei die mit Hochspannung beaufschlagbare Elektrode (4) mit einem isolierenden Mantel (5) bis zum freien Endbereich umgeben ist und dieser isolierende Mantel im Endbereich in die Prozessflüssigkeit mit eingetaucht ist,
sich der Energiespeicher samt seines Ausgangsschalters, die Elektroden samt Zuleitung und das Reaktionsgefäß vollständig in einem Volumen, der Kapselung (6), befinden,
die Elektrode auf Bezugspotential (4) über die Kapselung (6) mit der Masseseite (8) des Energiespeichers verbunden ist,
die mit Hochspannung beaufschlagte Elektrode auf dem kürzesten Wege mit dem Ausgangsschalter am Energiespeicher verbunden ist,
dadurch gekennzeichnet, dass:
die Kapselung (6) im Betrieb stromführend und das von der Kapselung umschlossene Volumen minimal ist, dass damit die Induktivität sowie der ohmsche Widerstand der Anlage auf das unvermeidliche Minimum beschränkt ist,
die Wandstärke der Kapselung (6) mindestens gleich der von der niedrigsten Komponente des Fourier-Spektrums des gepulsten elektromagnetischen Feldes entsprechenden Eindringtiefe ist und mindestens die für die mechanische Festigkeit notwendige Stärke hat.
dadurch gekennzeichnet, dass
für die schubweise Verarbeitung von Fragmentiergut die Kapselwand teilweise abnehmbar oder in der Kapselwand mindestens ein Zugang ist.
dadurch gekennzeichnet, dass
für die kontinuierliche Verarbeitung von Fragmentiergut an der Kapselwand mindestens ein nach außen gerichteter rohrartiger Stutzen (9) aus leitendem Material für die Beschickung und mindestens ein weiterer (10) für die Entnahme ansetzen, die in der Länge und lichten Weite derart dimensioniert sind, dass zumindest die leistungsstarken hochfrequenten Anteile im Spektrum des durch den Hochspannungspuls erzeugten elektromagnetischen Feldes durch diese Stutzen nicht austreten oder in diesen Stutzen bis zur Öffnung in die Umgebung mindestens auf das gesetzlich vorgeschriebene Maß abgeschwächt werden.
dadurch gekennzeichnet, dass, die Kapselwand ein Hohlkörper ist, in dessen einem inneren Stirnwandbereich der Energiespeicher sitzt und dessen anderer Stirnwandbereich das Reaktionsgefäßes bildet.
a chargeable electrical energy store (1), two electrodes being connected to the output of said energy store, one of which being at reference potential and the other being impingable upon with high-voltage in a pulse-like manner via an output switch (2) at the energy store,
a reaction vessel (3) which is filled with a process fluid, into which the material to be processed is immersed and in which the two exposed electrode ends are situated opposite each other at an adjustable distance,
the reaction zone, wherein the electrode (4) that is impingable with high-voltage is surrounded by an insulating casing (5) as far as the free end region and said insulating casing in the end region is also immersed into the process fluid,
the energy store together with its output switch, the electrodes together with supply line and the reaction vessel are situated totally in one volume, the enclosure (6),
the electrode at reference potential (4) is connected to the earth side (8) of the energy store via the enclosure (6),
the electrode impinged upon with high-voltage is connected over the shortest path to the output switch at the energy store,
characterized in that:
in operation the enclosure (6) is electrically conducting and the volume surrounded by the enclosure is minimal, in that consequently the inductance and the ohmic resistance of the unit is restricted to the unavoidable minimum,
the wall thickness of the enclosure (6) is at least equal to the depth of penetration that corresponds to the lowest component of the Fourier spectrum of the pulsed electromagnetic field and has at least the thickness required for the mechanical strength.
- un accumulateur d'énergie électrique (1) rechargeable avec deux électrodes reliées à sa sortie,
* l'une des électrodes étant mise à un potentiel de référence et l'autre recevant par l'intermédiaire d'un commutateur de sortie (2), la haute tension impulsionnelle de l'accumulateur d'énergie,
- un réacteur (3) rempli de liquide de procédé dans lequel est immergé le produit à traiter et dans lequel les deux extrémités d'électrode, mises à nu, se font face à une distance réglable à savoir la zone de réaction,
* l'électrode (4) mise à la haute tension étant entourée d'une enveloppe isolante (5) jusqu'à la zone libre de l'électrode et plongeant avec cette enveloppe isolante de la zone d'extrémité, dans le liquide de procédé,
* l'accumulateur d'énergie et son commutateur de sortie, les électrodes y compris la ligne d'alimentation et le réacteur étant complètement à l'intérieur d'un volume encapsulé (6),
* l'électrode au potentiel de référence (4) étant reliée par l'intermédiaire de l'encapsulage (6) à la masse (8) de l'accumulateur d'énergie,
* l'électrode mise à la haute tension étant reliée suivant le chemin le plus court à l'accumulateur d'énergie par l'intermédiaire du commutateur de sortie,
structure caractérisée en ce que- l'encapsulage (6) est mis en tension pendant le fonctionnement et le volume entouré par l'encapsulage est minimum de façon à limiter au minimum inévitable, l'inductance ainsi que la résistance ohmique de l'installation,
- l'épaisseur de la paroi de l'encapsulage (6) étant au moins égale à la profondeur de pénétration du champ électromagnétique pulsé par la composante la plus basse du spectre de Fourier, et cette épaisseur de paroi a au moins l'épaisseur nécessaire pour assurer la résistance mécanique.
caractérisée en ce que
la paroi d'encapsulage peut être partiellement enlevée ou permettre au moins un accès dans la paroi d'encapsulage pour le traitement par lots du produit à fragmenter.
caractérisée en ce que
pour le traitement en continu du produit à fragmenter, la paroi d'encapsulage comporte au moins un ajutage (9) tubulaire dirigé vers l'extérieur, réalisé en une matière conductrice pour la fourniture ainsi qu'au moins un autre ajutage pour le prélèvement, ces ajutages ayant une longueur et une section libre dimensionnées de façon qu'au moins les composantes de haute fréquence de plus forte puissance dans le spectre du champ électromagnétique généré par l'impulsion de haute tension, ne puissent sortir des ajutages ou soient affaiblies dans ces ajutages pour déboucher dans l'environnement, pour respecter au moins la réglementation.
caractérisée en ce que
la paroi d'encapsulage est un corps creux recevant une zone de paroi intérieure de l'accumulateur d'énergie et dont l'autre zone de paroi frontale constitue le réacteur.
caractérisée en ce que
l'encapsulage a une section polygonale ou ronde et une forme allongée ou au moins une forme coudée une fois.
caractérisée en ce que
l'électrode mise au potentiel de référence, est installée de manière centrée dans la paroi frontale du réacteur, l'électrode de haute tension est en regard en position centrée de l'électrode précédente et l'électrode de haute tension est reliée pour l'encapsulage, de manière coaxiale avec le commutateur de sortie de l'accumulateur d'énergie.
caractérisée en ce que
par rapport au réacteur, l'accumulateur d'énergie électrique y compris le commutateur de sortie, se trouvent dans l'encapsulage, au-dessus ou à la même hauteur ou en dessous dans l'espace.
caractérisée en ce que
l'électrode au potentiel de référence est une partie centrée de la face ou le fond en tamis ou encore elle est réalisée comme électrode annulaire ou comme électrode en forme de tige.
caractérisée en ce que
l'accumulateur d'énergie est séparé du réacteur par une cloison protectrice.
IN DER BESCHREIBUNG AUFGEFÜHRTE DOKUMENTE
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde ausschließlich zur Information des Lesers aufgenommen und ist nicht Bestandteil des europäischen Patentdokumentes. Sie wurde mit größter Sorgfalt zusammengestellt; das EPA übernimmt jedoch keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
In der Beschreibung aufgeführte Patentdokumente