[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft eine Düse zur Verdünnung von Phosphorwasserstoff
(chem. Formel PH
3), die aus einer rohrförmigen Lufteinleitung und einem ringförmig angeordneten Spalt
(Ringspalt) und/oder mindestens einem lateral angeordneten Rohren als PH
3-Einleitung besteht, wobei die Stärke der Spaltöffnung und/oder der Röhrchenöffnung
maximal

des Durchmessers der rohrförmigen Lufteinleitung und/oder des Abstandes der Oberfläche
eines Luftlenkungselements von der Innenseite der rohrförmigen Lufteinleitung im Bereich
des PH
3-Eintritts beträgt.
[0002] Bekanntlich wird PH
3 seit Jahrezehnten zur Schädlingsbekämpfung und zur Prophylaxe beim Vorratsschutz,
insbesondere bei Lebensmitteln und Futtermitteln eingesetzt.
[0003] PH
3 bildet jedoch bekanntlich mit Luft ein leicht entzündbares Gasgemisch, wobei die
Zündgrenze bei 1,8 % PH
3 -Konzentration liegt. Wird dieser Wert überschritten, so neigt PH
3 zur Selbstentzündung.
[0004] Es wurden daher bereits zahlreiche Verfahren und Vorrichtungen vorgeschlagen, um
eine gefahrlose Verdünnung des PH
3 mit Luft durchzuführen.
[0005] Zum nächstkommenden Stand der Technik ist hierbei auf die Deutsche Offenlegungsschrift
198 39 385 hinzuweisen, die ein wirkungsvolles Verfahren zur direkten Verdünnung von
PH
3 mit Luft beschreibt, bei dem die Mischung Luft/PH
3 unter oder in Gegenwart von Wasser durchgeführt wird.
[0006] Zum ferner liegenden Stand der Technik ist weiterhin auf die Deutsche Patentschrift
DE 691 29 456 T2, die Internationale Patentanmeldung WO93/25075 A1 hinzuweisen.
[0007] Demgegenüber offenbart vorliegende Erfindung ein einfach zu bedienendes Handgerät
in Gestalt einer Düse, das leicht transportabel und rasch an jedem beliebigen Einsatzort
verwendbar ist.
[0008] Es handelt sich also um ein universell und rasch einsetzbares Gerät. Die erfindungsgemäße
Düse konnte beispielsweise problemlos innerhalb einer Stunde 90.000 Liter Luft mit
PH
3 vermischen unter Erreichung eines Gehalts der Luft von 10.000 ppm an PH
3 .
[0009] Zum technologischen Hintergrund ist festzustellen, dass beim Entzünden eines zündbaren
Gemisches von Luft und PH
3 sich die Reaktionszone mit Überschallgeschwindigkeit verbreiten kann.
[0010] Wird ein PH
3 -Strom in einen Luftstrom geleitet, so kommt es am Mischpunkt oder der Mischzone
sofort zur Selbstzündung, wobei es am Austrittspunkt des PH
3 zu kleinen Explosionen kommt, die sofort durch die von der Explosion bewirkten Ausdehnung
und nachfolgende Kontraktion einen Resonanzvorgang auslösen.
[0011] Dieses Phänomen macht sich durch ein pfeifendes Geräusch bemerkbar. Bei diesen Explosionen
entsteht eine gelb-rote flüssige Mischung von Phosphorsäure und Poly-Phosphinen.
[0012] Die gleichen Phänomene wurden auch beim Zudosieren von PH
3 in einen Luftstrom durch kleine Bohrungen hindurch beobachtet, wobei sich die Bohrlöcher
stets mit verunreinigender gelber Säure verschmutzten und zusetzten und deren Durchmesser
1-2 mm beträgt.
[0013] Die vorgenannten nachteiligen Phänomene werden durch das vorgenannte Verfahren gemäß
deutscher Offenlegungsschrift 198 39 385 vermieden, da das Wasser eine Resonanz der
Explosionen verhindert.
[0014] Der vorliegenden Erfindung liegt nun die überraschende Erkenntnis zugrunde, dass
die Schaffung einer laminaren Strömung an PH
3 entlang der Innenwandung einer rohrförmigen Lufteinleitung eine optimale Vermischung
von Luft und PH
3 ohne Entzündungsgefahr bis unter die Zündgrenze bewirkt.
[0015] Bei der erfindungsgemäßen Düse wird das Auftreten einer Zündung dadurch verhindert,
dass die kritischen Bedingungen nur in einer sehr dünnen Schicht auftreten. Die PH
3 -Schicht wird sofort von einem starken Luftstrom mitgerissen und in die Luft eingemischt.
[0016] Hierdurch gelingt es, Mischungen herzustellen, die bis zu 10.000 ppm PH
3 enthalten, ohne dass es dabei zu einer Zündung in der Mischzone kommt. Dies ist auch
dadurch feststellbar, dass sich in der Mischzone keine gelbe Phosphorsäure bildet.
[0017] Wird ein glühender Eisenstab genau vor den Mischpunkt in der Düse gehalten, so kommt
es bis zu einer Konzentration von 5000 ppm PH
3 nicht zu einer anhaltenden Zündung. Nur solange die Zündung vorhanden ist, ist das
pfeifende Geräusch zu hören.
[0018] In der Praxis werden für Begasungszwecke keine Mischungen mit einem höheren PH
3 -Anteil als 2000 ppm angewendet.
[0019] Das Wesen vorliegender Erfindung wird nun anhand der beiliegenden Figuren 1 - 3,
die beispielhaft eine bevorzugte Ausführungsform zeigen, weiterhin erläutert. Die
Figuren zeigen einen Schnitt durch die erfindungsgemäße Vorrichtung.
[0020] Die Ausführungsform der Figur 1 besteht aus einer beidseitig offenen Röhre, die mit
der Bezugsziffer 1 gekennzeichnet ist. Diese Röhre weist einen Ringspalt 2 auf, der
einen ringförmigen Vorsatz 3 aufweist, in den in Richtung des Pfeils 4 PH
3 strömt, das sodann an der Eintrittsstelle 5 entlang der Wandung des Rohrs 1 strömt.
Gleichzeitig strömt Luft mit sehr hoher Geschwindigkeit in die Öffnung 6 des Rohrs
1 in Richtung des Pfeils 6a, wobei die an sich schon laminare Strömung des PH
3 noch eine wesentlich dünnere Schicht bildet. Die Austrittsöffnung des Luft-PH
3 -Gemischs ist mit der Bezugsziffer 7, dessen Strömungsrichtung mit 7a gekennzeichnet.
[0021] Um nun den Druck der sehr schnell strömenden Luft auf das laminar strömende PH
3 noch zu verstärken, ist gemäss einer bevorzugten Ausführungsform im Rohr 1 ein geschossähnlicher
Körper 8 angeordnet, dessen Spitze in Richtung der Lufteintrittsöffnung 6 zeigt, wobei
die dickste Stelle des geschossähnlichen Körpers 8 im Bereich des Ringspalts 2 angeordnet
ist. 8 = Luftlenkungselement. Die durch das Rohr geleitete Luft hat beispielsweise
einen Überdruck von 350 bis 440 mm Wassersäule und eine Geschwindigkeit von 250 bis
370 km/h.
[0022] Die Austrittspalte 2 für das PH
3 soll einen Durchmesser von 0.2 mm in der Regel nicht überschreiten. Es wurden Düsen
mit Ringspaltdurchmessern von 0,6 mm; 0,3 mm und 0,1 mm getestet, wobei sich der letztere
Wert als optimal herausstellte.
[0023] Beim Vorhandensein des geschossähnlichen Körpers 8 wird erreicht, dass die Stärke
der Luftschicht 9 über der PH
3 -Schicht bevorzugtermassen den Wert von 5 mm nicht überschreitet.
[0024] Bei der Ausführungsform gemäss Figur 2 ist gegenüber Figur 1 der geschossähnliche
Körper nicht vorhanden.
[0025] Die erfindungsgemäße Düse lässt sich leicht aus einer Reihe von rasch zusammen zu
bauenden Elementen herstellen, welche durch O-Ringe abgedichtet sind. Genauso leicht
lässt sich die Düse, die bevorzugtermassen aus Edelstahl besteht, wieder zerlegen,
besichtigen und gegebenenfalls reinigen.
[0026] Nach einer weiteren Ausführungsform, die in Figur 3 dargestellt ist, wird die Funktion
der PH
3 -Einleitung von Einzelröhrchen, welche die Bezugsziffer 9 tragen, übernommen, d.h.
der Ringspalt kann teilweise oder ganz von den Röhrchen ersetzt werden, deren Austrittsöffnungen
parallel zur Innenwand des Rohrs 1 liegen.
[0027] Figur 3 zeigt einen Schnitt durch die erfindungsgemäße Düse mit diesem Röhrchenelement.
[0028] Mit der Bezugsziffer 1 ist das beidseitig offene Rohr, mit 9 die Röhrchen, mit 8
das geschossähnliche Luftlenkungselement und mit 10 ein ringförmiges Vorsatzelement
bezeichnet.
1. Düse zur Verdünnung von Phosphorwasserstoff (chemische Formel PH
3) mit Gasen, insbesondere mit Luft,
dadurch gekennzeichnet,
dass sie aus einer rohrförmigen Lufteinleitung (6) mit einem ringförmigen Spalt (2) und/oder
mit mindestens einem lateral angeordneten Röhrchen (9) als PH
3-Einleitung besteht, wobei die Stärke der Spaltöffnung und/oder der Röhrchenöffnung
maximal

des Durchmesser der rohrförmigen Lufteinleitung und/oder des Abstands der Oberfläche
eines Luftlenkungselements von der Innenseite der rohrförmigen Lufteinleitung im Bereich
des PH
3 -Eintritts beträgt.
2. Düse nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass in der rohrförmigen Lufteinleitung (6) als Luftlenkungselement ein geschossähnlicher
Körper (8) angeordnet ist, dessen Spitze in Richtung der Lufteintrittsöffnung (6)
zeigt, wobei der Bereich des größten Durchmessers des Elements (8) im Bereich des
PH3 -Eintritts in die rohrförmige Lufteinleitung (6) liegt.
3. Düse nach Anspruch 1-2,
dadurch gekennzeichnet,
dass sie aus Edelstahl besteht.
4. Düse nach Anspruch 1-3,
dadurch gekennzeichnet,
dass sie aus verbindbaren Einzelteilen besteht.
1. Nozzle for the dilution of phosphine (chemical formula PH3) with gases, in particular with air,
characterised in that it consists of a tubular air pipe (6) with an annular aperture (2) and/or with at
least one small lateral pipe (9), which is used to add the phosphine. The width of
the annular aperture and/or of the small pipe must not exceed 1/25 of the diameter of the tubular air pipe and/or of the distance between the surface
of an air direction element and the inside of the tubular air pipe at the point where
PH3 is fed into the system.
2. Nozzle according to claim 1,
characterised in that
in the tubular air pipe (6) there is a projectile shaped body (8), which serves as
an air direction element. The tip of this body points towards the aperture used for
air access. The diameter of this body (8) is at its largest at the point where PH3 is fed into the tubular air pipe (6).
3. Nozzle according to claim 1-2,
characterised in that
it consists of stainless steal.
4. Nozzle according to claim 1-3,
characterised in that
it consists of parts that can be interconnected.
1. Tuyère utilisée pour la dilution de phosphine (formule chimique : PH3) par des gaz, particulièrement par de l'air,
caractérisée en ce qu'elle est constituée d'une conduite d'air tubulaire (6) avec une ouverture annulaire
(2) et/ou au moins un petit tube latéral (9) destinés à l'alimentation de la phosphine,
l'épaisseur de l'ouverture annulaire ou du petit tube ne pouvant pas dépasser 1/25 du diamètre de la conduite d'air tubulaire et/ou de la distance entre la surface
de l'élément de direction d'air et l'intérieur de la conduite d'air tubulaire dans
le secteur où l'air est alimenté en PH3.
2. Tuyère selon la revendication 1,
caractérisée en ce que
dans la conduite d'air tubulaire (6), il se trouve un corps ressemblant à une ogive
(8), qui sert comme élément de guidage d'air et dont la pointe est dirigée vers l'ouverture
par laquelle l'air est introduit. L'élément (8) a son diamètre maximum dans le secteur
où l'air est alimenté en PH3.
3. Tuyère selon la revendication 1- 2,
caractérisée en ce que
la tuyère est en acier inoxydable.
4. Tuyère selon la revendication 1- 3,
caractérisé en ce que
la tuyère est constituée de pièces pouvant être interconnectées.