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Es ist bekannt, dass Wasser, welches mit der atmosphärischen Luft in Verbindung steht. solche gebunden enthält, auch dass das Wasser den Sauerstoff begieriger absorbiert als den Stickstoff der Luft, und zwar, dass das Wasser 35 Prozent Sauerstoff und 65 Prozent Stickstoff enthalt. obwohl in der Atmosphäre nur etwa 21 Prozent Sauerstoff und 79 Prozent Stickstoff enthalten sind. Weiterhin ist nachgewiesen, dass das Wasser dem Sauerstoff in noch höherem Masse den Vorzug gegenüber dem Stickstoff bei der Absorption gibt, je sauerstoffreicher das Luftgemisch ist, das zum Wasser geleitet wird.
Auf diese Tatsachen stützt sich die vorliegende Erfindung, welche Einrichtungen zum Gegenstande hat, mittels deren der in fliessenden, also mit der Luft in stetiger Verbindung stehenden Gewässern0 aber auch in Brunnen. Seen u. dgl. enthaltene Sauerstoff gewonnen werden kann.
Die Einrichtungen bestehen aus weiten Rohrsystemen und Behältern, durch welche das zu entgasende Wasser entweder unter dem Einfluss der Heberwirkung fortbewegt oder auch durch eine Pumpe im Kreislaufe getrieben wird. Das sauerstoffreiche Luftgemiscb wird hierbei entweder einfach abgesaugt oder noch mehrere Male durch hintereinanderstehende Wassersäulen gedrückt, wobei man durch öftere Wiederholung dieses Verfahrens ein Luftgemisch eerhalten kann, das 65 bis 75 Prozent Sauerstoff enthält. 65 bis 75 Prozent Sauerstoff kann man schon bei zwei- maìiger Absorption erhalten. Lässt man aber die Absorption noch öfter erfolgen, so kann man den Sauerstoffgehalt auf 99 Prozent steigern.
Auf den beiliegenden Zeichnungen ist der Erfindungsgegenstand in verschiedenen Aus- fiÛ1rungs {ormen dargestellt, und zwar zeigt
Fig. 1 die einfachste, heberartig wirkende Einrichtung im Höhenschnitt.
Fig. 2 zeigt zwei solcher Hebersysteme hinterrinander gebaut mit in den einen Heber ein-
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f ist das Saugrohr einer Vakuumpumpe.
Es leuchtet sofort ein, dass es sich um ein Hebelsystem handelt.
Evakuiert die Luftpumpe den Behälter c. so steigt das Wasser aus n durch b nach c, es
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Da aber, wie bereits erwähnt, bei einem an Sauerstoff reicheren Luftgemisch das Wasser den Sauerstoff'noch mehr bevorzugt, so wird sich in e ein Wasser sammeln, welches Luft enthält, die mehr als 35 Prozent Sauerstoff besitzt. Ein Teil des Stickstoffes (der nicht absorbierte) entweicht aus e an der Wasseroberfläche. Eine zweite Vakuumpumpe saugt durch Rohr n aus k, dadurch tritt der Hebel i, k, I in Wirksamkeit, und das entgaste Wasser fliesst in den tiefer als e gelegenen Ablauf m. Man erhält auf diese Weise bei n ein Luftgemisch, das etwa 40 bis 45 Prozent Sauerstoff besitzt.
Die in Fig. 3 dargestellte Einrichtung ist dieselbe wie in Fig. 2, nur mit dem Unterschiede, dass auch ein Rohr von c nach k führt. Das aus c sinkende Wasser verteilt sich jetzt auf die zwei Rohre e und i. In das Rohr i wird aber keine Luft eingeführt, diese wird allein in e eingeleitet.
Der Zweck ist folgender. :
War das in b aufsteigende Wasser mit Luft gesättigt, so kann das Wasser nicht noch mehr Luft absorbieren ; infolgedessen ist das durch e sinkende Wasser, weil seine Menge um so viel verringert worden ist, als durch i niederfliesst, auch nicht imstande, die gesamte Luftmenge, die es ursprünglich enthielt, wieder von neuem zu absorbieren. Infolgedessen wird wemger auf- genommen und der Überschuss nur mechanisch mitgerissen. Dieser Überschuss wird aus A einfach an der Wasseroberfläche entweichen. Da aber das Wasser bei der Absorption dem Sauerstoff den Vorzug gibt, so wird es in erster Linie diesen wieder absorbiert haben und einen Teil des Stickstoffs entweichen lassen. Wieviel man davon entweichen lassen will hängt davon ab, in welchem Verhältnisse zueinander die Querschnitte der Rohre e und i stehen.
Auf diese Weise wird sich in k ein Wasser ansammeln, welches 65 bis 75 Prozent sauerstoffreiche Luft enthalten kann. Ein solches Luftgemisch wird man jetzt durch die Vakuumpumpe aus m entziehen. Für die meisten industriellen Zwecke ist ein solches Gemisch an Sauerstoff genügend reich. Will man aber noch reineren oder sogar ganz reinen Sauerstoff haben, so kann man das ohne Schwierigkeit, indem man das beschriebene Verfahren beliebig weiter ausdehnt, nämlich das gewonnene Produkt in beschriebener Weise mehrere Male von Wasser absorbieren lässt.
In Fig. 4 ist eine weitere Abänderungsform der Einrichtung dargestellt. Die bisher beschriebenen Einrichtungen sind an bestimmte Örtlichkeiten gebunden, wo hinreichende Zufuhren Immer neuen Wassers zur Verfügung stehen.
Jetzt soll gezeigt werden, dass das Verfahren auch gestattet, stets das nämliche Wasserquantum oder auch andere für diesen Zweck besser geeignete Flüssigkeiten zu benutzen.
Die Einrichtung unterscheidet sich von der in Fig. 3 dargestellten nicht wesentlich.
Anstatt der oben offenen Behälter a und k, die nach Fig. 3 in verschiedenen Höhenlagen angeordnet sein müssen, sind nach Fig. 4 die vollständig geschlossenen Räume} und 9 getreten. Diese sind mit regulierbaren Lufthähnen h'und i versehen. Der Heberarm n und der Ablauf p in Fig. 3 sind nicht mehr vorhanden, anstatt dessen ist das Rohr a mit dem Röhrensystem o (welches ebenso beschaffen ist wie das System gin Fig : 3) und das Überlauf- bzw. Verbindungsrohr s hinzugekommen. r, q und v sind Rückschlagventile.
Genügten bisher die Vakuumpumpen allein, um den Apparat in Gang zu erhalten, so ist jetzt noch die Aufwendung von Energie erforderlich, um das Wasser oder eine sonstige Flüssigkeit. deren man sich bedienen will, in Bewegung zu bringen.
Die Arbeitsweise ist jetzt folgender Art :
Die Luftpumpen unterhalten, indem sie durch k und n saugend wirken, in u und t ein Vakuum gleicher Stärke. Das Rohr a ist oben offen ; auf der Wasseroberfläche in a ruht also der Druck der Atmosphäre. Infolgedessen wird das Wasser in u und t, der Druckdifferenz entsprechend hoher stehen. In allen Teilen des ganzen Systems herrscht Gleichgewicht. Soll nun das Wasser in Umlauf gebracht werden, so kann das mit verhältnismässig geringem Kraftaufwand ausgeführt werden. Einmal in Bewegung gesetzt, hat man nur den Reibungswiderstand zu überwinden.
Denkt man nun das Wasser auf irgendeine beliebige Weise in Umlauf versetzt, so treten folgende Wirkungen hinzu : Erstens wird das in a fallende Wasser durch das Röhrensystem 0 Luft aus der Atmosphäre mitreissen. Die Querschnitte der Röhren o sind so bemessen, dass etwas mehr Luft mitgerissen wird, als das Wasser zu absorbieren vermag. Was mehr mitgerissen wird
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Will man zur Hervorbringung des Umlaufes sich einer Wasserpumpe nicht bedienen, so kann man den Umlauf auch in der Weise bewirken, dass man die aus u abgesaugte Luft komprimiert und unter Druck durch die Röhren p auf das in c sinkende Wasser, die Bewegung derselben veranlassend, einwirken lässt.
PATENT. ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Gewinnung sauerstoffreicher Gasgemische aus Luft, dadurch gekenn- zeichnet, dass in stetiger Verbindung mit der Atmosphäre stehendes Wasser durch ein ausreichend hohes umgekehrtes U-Rohr oder mehrere solcher Rohre unter Mithilfe einer an ! Mpheitpistuck der Rohre das sauerstoffreiche Gasgemisch absaugenden Pumpe in Ablauf oder Umlauf erhalten wird.