DE10052722A1 - Gasgenerator für reiches Sauerstoffgas - Google Patents

Gasgenerator für reiches Sauerstoffgas

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Gasgenerator für reichen Sauerstoff mit einem elektrolytischen Trog 70 zur elektrolytischen Zersetzung von Wasser in Wasserstoffgas und Sauerstoffgas, einem Mischbehälter 72, der ein Lösungsmittel 722 einer Kohlenstoff-Wasserstoff-Verbindung und Sauerstoffgas von dem elektrolytischen Trog 70 enthält, einer Pumpe 74 zum Pumpen von Luft in den Mischbehälter 72, um die Verdampfung des Lösungsmittels der Kohlenstoff-Wasserstoff-Verbindung zu beschleunigen, und einem Brenner 76 zur Aufnahme des Gasgemisches aus Wasserstoff und Sauerstoff von dem elektrolytischen Trog 70 und des Lösungsmittelgases 724 von dem Mischbehälter 72 zur Erzeugung einer Flamme. Die Flammentemperatur und die Wärme können durch Steuern der Strömungsrate und des Volumens der gepumpten Luft geändert und eingestellt werden.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Gasgenerator für rei­ ches Sauerstoffgas nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung einen Gas­ generator für reiches Sauerstoffgas, der einen gasförmigen Kraftstoff unterschiedlicher Zusammensetzungen von Wasser­ stoffgas und Kohlenwasserstoffgas und Luft zur Erzeugung von Flammen unterschiedlicher Temperaturen und von Hitze in einem Brenner erzeugen kann.
Bekannte industriell eingesetzte Schweißbrenner oder Lötrohre verwenden üblicherweise einen elektrolytischen Trog um Wasser zur Erzeugung eines Gasgemisches aus Wasserstoff und Sauer­ stoff elektrolytisch zu zersetzen, wobei das Gasgemisch zur Entflammung zu einem Schweißbrenner geführt wird, damit es verbrannt werden kann oder zum Schweißen eingesetzt werden kann. Der Schweißbrenner besitzt eine theoretische Temperatur der Flamme von 3640°. Die durch ein Gasgemisch aus Wasserstoff und Sauerstoff erzeugte Flamme besitzt eine hohe Temperatur, erzeugt jedoch wenig Hitze. Die Steuerung der Temperatur ist schwierig und ihr sind Grenzen gesetzt.
Die Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild einer bekannten Schweißeinrichtung, die mit Wasserstoff und Stauerstoff arbei­ tet. Ein Transformator 11 empfängt einen von einer Spannungs­ quelle 10 erzeugten Wechselstrom AC und verringert die Span­ nung zur Zuführung an einen Gleichrichter 21, der sie in einen Gleichstrom umwandelt. Der Gleichstrom DC stellt die elektro­ lytische Energie für einen elektrolytischen Trog 30 dar, in dem Elektrodenplatten 31 zur elektrolytischen Zersetzung von Wasser in Wasserstoff- und Sauerstoffgas angeordnet sind. Die Mischung des Wasserstoff- und Sauerstoffgases wird dann in ei­ nem Behälter 40 gespeichert. Beim Gebrauch steuert ein Ventil 61 den Fluss des Gasgemisches zu einem Schweißbrenner 60 zur Erzeugung einer Flamme.
Das Gasgemisch aus Sauerstoff und Wasserstoff besitzt eine fe­ ste Zusammensetzung. Die Flamme weist eine hohe Temperatur von bis zu 3640°C auf. Wenn eine Flamme unterschiedlicher Tempe­ raturen benötigt wird, muss die Zusammensetzung des Gasgemi­ sches in dem Behälter 40 geändert werden. Das Wasserstoff- Sauerstoff-Gemisch in dem Behälter 40 muss daher jedes Mal ge­ ändert werden, wenn eine andere Flammentemperatur für eine an­ dere Anwendung gefordert wird. Beim Gebrauch ist dies sehr mühsam und aufwendig.
Aus den US-Patenten 4,014,777, 4,424,105, 4,457,816, 3,957,618 und 5,292,405 gehen verschieden Arten der Gasherstellung her­ vor. Alle diese bekannte Verfahren weisen jedoch den Nachteil auf, dass es schwierig ist, die Flammentemperatur zu ändern oder zu steuern, wie dies oben beschrieben wurde.
Aus dem US-Patent 5,628,885, das auf den selben Erfinder wie die vorliegende Patentanmeldung zurückgeht, geht eine Extrak­ tionsanlage für Wasserstoff und Sauerstoff hervor. Diese Anla­ ge besitzt einen Mischbehälter, der ein Kohlehydrat- Lösungsmittel enthält. Ein Teil des Kraft- bzw. Brennstoffga­ ses, das durch die elektrolytische Zelle erzeugt wird, wird in den Mischbehälter geleitet, um sich mit dem Kohlehydrat- Lösungsmittel zu verbinden. Durch die Steuerung der Menge des Brennstoffgases, das in den Mischbehälter geleitet wird, kann die Temperatur der Flamme geändert und gesteuert werden. Aus diesem Grunde weist das zuletzt genannte US-Patent die weiter oben angegebenen Nachteile nicht auf.
Es besteht jedoch bei dem US-Patent 5,628,885 ein Problem. Da nur das Brennstoffgas verwendet wird, das zur Mischung mit dem Kohlehydrat-Lösungsmittel vom elektrolytischen Trog erzeugt wird, reicht die Menge des in dem Gemisch des Brennstoffgases und der elektrolytischen Zelle enthaltenen Sauerstoffes nicht für eine vollständige Verbrennung aus. Zusätzlicher Sauerstoff wird beim Verbrennen des Gemisches des Brennstoffgases aus der äußeren Atmosphäre benötigt, insbesondere um das Kohlehydrat- Lösungsmittel zu verbrennen. Dies ist nicht sicher und zudem unbequem.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, einen Gasgenerator für reiches Sauerstoffgas zu schaffen, bei dem die Flammentemperatur des Brenners für einen weiten Anwen­ dungsbereich einstellbar ist.
Diese Aufgabe wird durch einen Gasgenerator mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.
Vorteilhafterweise ist die Temperatur der Flamme des Brenners des erfindungsgemäßen Gasgenerators einstellbar, so dass die­ ser in einem großen Bereich einsetzbar ist. Zur Erhöhung der Sicherheit weist der erfindungsgemäße Gasgenerator für reiches Sauerstoffgas eine Überwachungseinrichtung auf, die überwacht, ob die Flamme in Gegenrichtung fließt bzw. wandert.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass bei dem erfindungsge­ mäßen Gasgenerator der Luftfluss durch ein hohes magnetisches Feld geführt wird, so dass der Sauerstoff zur Verbesserung des Wirkungsgrades der Verbrennung kondensiert werden kann.
Der erfindungsgemäße Gasgenerator für reiches Sauerstoffgas umfasst einen elektrolytischen Trog, eine Mischkammer, eine Pumpe und einen Brenner. Der elektrolytische Trog zersetzt Wasser elektrolytisch in Wasserstoff- und Sauerstoffgas bis zu einem gewünschten Volumen, das durch einen elektrischen Schaltkreis gesteuert wird. Die Mischkammer enthält eine vor­ gewählte Menge eines Lösungsmittels einer Kohlenstoff- Wasserstoff-Verbindung und besitzt noch einen Raum zur Aufnah­ me und zur Speicherung des Gasgemisches aus Wasserstoff und Sauerstoff, das über eine Leitung aus dem elektrolytischen Trog zugeführt wird. Die Leitung besitzt ein Rückschlagventil, durch das verhindert wird, dass das Gasgemisch in der entge­ gengesetzten Richtung fließt, wobei ein Ende der Leitung in das Lösungsmittel der Kohlenstoff-Wasserstoff-Verbindung ein­ taucht. Eine Pumpe kann Druckluft in die Mischkammer beför­ dern, um die Verdampfungsgeschwindigkeit des Lösungsmittels der Kohlenstoff-Wasserstoff-Verbindung zu ändern. Der Brenner weist eine erste Leitung auf, die fluidmäßig mit dem elektro­ lytischen Trog zur Aufnahme des Gasgemisches aus Wasserstoff und Sauerstoff in Verbindung steht, und besitzt eine zweite Leitung, die fluidmäßig mit dem Mischbehälter zur Aufnahme des Gasgemisches aus Wasserstoff, Sauerstoff und verdampftem Lö­ sungsmittel der Kohlenstoff-Wasserstoff-Verbindung in Verbin­ dung steht.
Durch Verbinden des aufgenommenen Gasgemisches bis zu einem vorgewählten Verhältnis kann der Brenner eine Flamme einer ge­ wünschten Temperatur erzeugen. Ein breiter Bereich von Flam­ mentemperaturen ist daher für verschiedene Anwendungsfälle verfügbar. Die Pumpe kann auch verhindern, dass im Brenner ein Fluss in Gegenrichtung erfolgt.
Im folgenden werden die Erfindungen und deren Ausgestaltungen im Zusammenhang mit den Figuren näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer bekannten Wasserstoff-Sauerstoff-Schweißeinrichtung;
Fig. 2 eine schematische Darstellung des erfindungsge­ mäßen Gasgenerators;
Fig. 3A-3C Darstellungen von erfindungsgemäßen Brennern;
Fig. 4A-4C Darstellungen von bekannten Brennern;
Fig. 5 eine weitere bevorzugte Ausführungsform des er­ findungsgemäßen Gasgenerators, wobei ein magne­ tischer Extraktor für reiches Sauerstoffgas an­ gewendet wird, um zur Verbesserung des Wirkungs­ grades der Verbrennung eine reiche Sauer­ stoff/Luftströmung zu erzeugen;
Fig. 6 eine schematische Darstellung des magnetischen Extraktors der Fig. 5 und
Fig. 7, 8 weitere bevorzugte Ausführungsformen der vorlie­ genden Erfindung.
Gemäß Fig. 2 umfasst der erfindungsgemäße Gasgenerator für reiches Sauerstoffgas einen elektrolytischen Behälter bzw. Trog 70, eine Mischkammer 72, eine Pumpe 74 und einen Brenner 76, bei dem es sich um einen Schweißbrenner, einen Ofen, einen Wassererhitzer, einen Gaserhitzer, einen Generator für eine Motorkraft und dergleichen handeln kann.
Der elektrolytische Trog 70 nimmt einen Gleichstrom DC von ei­ nem Gleichrichter 84 auf, der wiederum über einen Transforma­ tor 82 eine Spannung von einer Wechselspannungsquelle 80 emp­ fängt. In dem elektrolytischen Trog 70 sind Elektroden 702 an­ geordnet, um Wasser elektrolytisch zu Sauerstoff- und Wasser­ stoffgas zu zersetzen. Ein Teil des gemischten Wasserstoff- und Sauerstoffgases wird dann zur Mischkammer 72 über eine Leitung 704 geführt. Die Leitung 704 weist ein erstes Rück­ schlagventil 7040 auf, das eine Strömung des Gases in Gegen­ richtung verhindert. Der Rest des gemischten Sauerstoff- und Wasserstoffgases, das in dem elektrolytischen Trog 70 erzeugt wurde, wird zum Brenner 76 über eine Leitung 762 geführt, die ein Steuerventil 766 zur Regulierung des Gasflusses und ein zweites Rückschlagventil 7620 aufweist, das eine Strömung des Gases oder der Flamme in Gegenrichtung verhindert.
Die Mischkammer 72 umfasst eine gewünschte Menge einer Lösung 722 einer Kohlenstoff-Wasserstoff-Verbindung (z. B. Kohlehy­ dratlösung), die verdampfen kann, so dass ein Gasgemisch 724 in den oberen Bereich des Mischbehälters 72 gefüllt werden bzw. enthalten sein kann. Ein Ende der Leitung 704 erstreckt sich vertikal nach unten und taucht in die Lösung 722 der Koh­ lenstoff-Wasserstoff-Verbindung ein. Das gemischte Wasser­ stoff- und Sauerstoffgas aus dem elektrolytischen Trog 70 kann in die Lösung 722 der Kohlhydratverbindung fließen, um die Verdampfung des Lösungsmittels der Kohlenstoff-Wasserstoff- Verbindung zu beschleunigen.
Die Pumpe 74 kann Luft, die etwa 20% Sauerstoff enthält, in die Mischkammer 72 über eine Leitung, die auch ein drittes Rückschlagventil 740 aufweist, um ein Strömen der Luft in ent­ gegengesetzter Richtung zu verhindern, pumpen, um die Verdamp­ fung des Lösungsmittels 722 der Kohlenstoff-Wasserstoff- Verbindung in das Gasgemisch 724 weiter zu beschleunigen. Die Pumpgeschwindigkeit bestimmt die Verdampfungsrate.
Neben der Verbindung mit der Leitung 762 ist der Brenner 76 auch mit einer Leitung 764 verbunden um das Gasgemisch aufzu­ nehmen, das in der Mischkammer 74 erzeugt wurde. Die Leitung 764 weist ebenfalls ein Steuerventil 768 zum Regeln der Strö­ mungsrate des Verbundgases zum Brenner 76 auf. Durch Steuern der Steuerventile 764 und 766 können unterschiedliche Strö­ mungsraten und Zusammensetzungen des Mischgases zum Brenner 76 geleitet werden, um Flammen verschiedener Temperaturen und Wärme zu erhalten.
Bei der vorliegenden Erfindung handelt es sich bei dem von der Leitung 762 kommenden Mischgas um ein aus Wasserstoff und Sau­ erstoff gemischtes Gas, das im elektrolytischen Trog 70 er­ zeugt wird. Die Zusammensetzung dieses Gases ist fest und kann in der Flamme einen festen Temperatur- und Wärmewert erzeugen. Das zum Brenner 76 gelieferte Volumen des Gasgemisches 724 kann jedoch durch die Pumpgeschwindigkeit der Pumpe 74 gesteu­ ert werden. Die Flammentemperatur und die Wärme im Brenner 76 können daher leicht und wirksam eingestellt und gesteuert wer­ den. Die Pumpe 74 kann auch einen hohen Gasdruck erzeugen, um zu verhindert, dass die Flamme im Brenner in der Gegenrichtung wandert.
Da die vorliegende Erfindung die Mischkammer 72 zum Mischen des Mischgases aus Wasserstoff und Sauerstoff mit einem Lö­ sungsmittel 722 einer Kohlenstoff-Wasserstoff-Verbindung ver­ wendet, kann die Flammentemperatur am Brenner 76 leicht ge­ steuert werden. Das Problem, dass bei den US-Patenten 4,014,777, 4,424,105, 4,457,816, 3,957,618 und 5,292,504 die Flammentemperatur schwierig zu steuern ist, wird durch die vorliegende Erfindung befriedigend gelöst. Außerdem wird, weil bei der vorliegenden Erfindung eine zusätzliche Luftpumpe 74 zum Pumpen von Luft, die etwa 20% Sauerstoff enthält, in die Mischkammer 72 zur Verdampfung der Lösung 722 der Kohlenstoff- Wasserstoff-Verbindung verwendet wird, kein extra Sauerstoff von der äußeren Atmosphäre für eine vollständige Verbrennung am Brenner 76 benötigt. Im Vergleich zum Stand der Technik ge­ mäß dem US-Patent 5,628,885 ist die Anwendung der vorliegenden Erfindung nicht nur sehr viel sicherer und bequemer, sondern es ist auch sehr viel einfacher die Flammentemperatur zu steu­ ern, weil lediglich die Pumpgeschwindigkeit der Luftpumpe 74 der vorliegenden Erfindung eingestellt werden muss.
Da das zum Brenner 76 gelieferte Gasgemisch bei der vorliegen­ den Erfindung ausreichend Sauerstoffgas enthält und ohne Sau­ erstoff aus der Umgebung vollständig verbrannt werden kann, kann der Aufbau des Brennerkopfes sehr viel einfacher und we­ niger kostspielig sein. Die Fig. 3A zeigt einen Brennerkopf 90a mit einem Blasrohr gemäß der vorliegenden Erfindung. Die Fig. 3B zeigt einen Brennerkopf 90b eines Gasofens und die Fig. 3C zeigt den Brennerkopf 90c eines Gasbrenners zur Was­ sererhitzung.
Im Vergleich hierzu benötigen bekannte Brennerköpfe, die in den Fig. 4A, 4B und 4C mit dem Bezugszeichen 90d, 90e und 90f bezeichnet sind, jeweils Lufteinlassöffnungen 91 zur Auf­ nahme von Sauerstoff aus der Umgebung zur vollständigen Ver­ brennung. Die Herstellungskosten liegen höher.
Im folgenden wird auf die Fig. 5 und 6 Bezug genommen. Die Fig. 5 zeigt eine weitere bevorzugte Ausführungsform der vor­ liegenden Erfindung, bei der ein magnetischer Extraktor 78 für Luft mit reichem Sauerstoff angewendet wird, um einen Luft­ fluss mit reichem Sauerstoff zur Vergrößerung der Verbren­ nungswirkung bereit zu stellen. Die Fig. 6 zeigt in schemati­ scher Darstellung den in der Fig. 5 gezeigten magnetischen Extraktor 78.
Wie dies in der Fig. 6 dargestellt ist, basiert die Funktion des magnetischen Extraktors 78 auf dem Prinzip der verschiede­ nen Magnetisierungsverhältnisse von unterschiedlichen Gasen. Beispielsweise beträgt das Magnetisierungsverhältnis von Sau­ erstoff etwa 104 × 10-6 Magneteinheiten, das Magnetisierungs­ verhältnis von Stickstoff beträgt etwa -0,4 × 10-6, das Ma­ gnetisierungsverhältnis von Wasserstoff beträgt etwa -0,16 × 10-6 und das Magnetisierungsverhältnis von Helium beträgt etwa -0,078 × 10-6. Es ist erkennbar, dass das Magnetisierungsver­ hältnis von Sauerstoff sehr viel größer ist als das jenige der anderen Gasarten. Wenn ein starkes Magnetfeld auf eine Luft­ strömung einwirkt, dann ist das in der Luftströmung enthaltene Sauerstoffgas in Bezug auf das magnetische Feld am empfind­ lichsten und es wird daher aus der Luftströmung extrahiert. Es kann daher eine Luftströmung mit reichem Sauerstoff erhalten werden.
Wenn man den oben beschriebenen Prinzip folgt, enthält der ma­ gnetische Extraktor 78 für reichen Sauerstoff gemäß der vor­ liegenden Erfindung ein Gehäuse 780 in der Form eines hohlen Rohres, das aus einem magnetisch unempfindlichen Material be­ steht. Eine Mehrzahl von Permanentmagneten 781 und Elektroma­ gneten 782 sind innerhalb des Gehäuses 780 montiert. Ein Ende des Gehäuses 780 ist mit einer Luftpumpe 79 zum Pumpen von Luft, die durch das Gehäuse 780 strömt, verbunden. Die Perma­ nentmagneten 781 sind in der Nähe desjenigen Endes montiert, an dem die Luftpumpe 79 angeordnet ist und so angeordnet, dass mehrere Reihen und Spalten entstehen. Außerdem sind die einan­ der zugewandten magnetischen Pole aller benachbarten Perma­ nentmagnete 781 dieselben. Dies bedeutet, dass der Südpol je­ des Permanentmagneten 781 immer dem Südpol des jeweils anderen benachbarten Permanentmagneten 781 zugewandt ist und umge­ kehrt. Aus diesem Grunde wird ein durch die Permanentmagneten 781 hindurch verlaufender Luftstrom magnetisiert. Die Elektro­ magneten 782 sind an der Innenfläche des Gehäuses 780 an der der Pumpe 79 abgewandten Seite angeordnet. Alle Elektromagne­ ten 782 legen dasselbe magnetische Feld an. Da Sauerstoff, nachdem er durch die Permanentmagneten 781 hindurch getreten ist, in Bezug auf das magnetische Feld am meisten empfindlich ist, ist es wahrscheinlicher, dass er in der Nähe der Elektro­ magneten 782, d. h. in der Nähe der Innenfläche des Gehäuses verdichtet wird. Als Ergebnis enthält die Luftströmung in der Mitte weniger Sauerstoff. Sie wird durch eine Luftpumpe 783 für armen Sauerstoff abgepumpt. Die Luftströmung mit dem ver­ dichteten Sauerstoff wird dann in eine Luftpumpe 784 für rei­ chen Sauerstoff zur weiteren Verwendung geleitet. Wie dies die Fig. 5 zeigt, wird die Luftströmung mit dem reichen Sauer­ stoff, die durch den Magnetextraktor 78 erzeugt wird, mit ei­ ner dritten Leitung 771 verbunden und in die Mischkammer 72 gepumpt. Alternativ kann der durch den Magnetextraktor 78 er­ zeugte Luftstrom mit reichem Sauerstoff auch zu einer vierten Leitung 772, damit er in die erste Leitung 762 gepumpt werden kann, oder zu einer fünften Leitung 773 geführt werden, damit er in die zweite Leitung 764 zur Mischung mit dem darin be­ findlichen Gas gepumpt werden kann.
Es wird darauf hingewiesen, dass die Luftströmung mit reichem Sauerstoff, die durch den Magnetextraktor 78 erzeugt wird, nicht nur durch den erfindungsgemäßen Gasgenerator mit reichem Sauerstoff verwendet werden kann. Sie ist auch für andere Zwecke, beispielsweise für Schweißbrenner, Öfen, Wassererhit­ zer, Gaserhitzer, Maschinen, Leistungsgeneratoren, Verbren­ nungseinrichtungen und dergleichen zur Verbesserung des Wir­ kungsgrades der Verbrennung anwendbar.
Die Fig. 7 zeigt eine weitere bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Diese Ausführungsform ähnelt am mei­ sten derjenigen, die in der Fig. 5 dargestellt ist. Der ein­ zige Unterschied besteht darin, das nur eine Pumpe 79 vorgese­ hen ist. Luft kann entweder in den Magnetextraktor 78 durch die Pumpe 79 oder direkt in das Lösungsmittel 722 der Kohlen­ stoff-Wasserstoff-Verbindung über die Leitung 771a gepumpt werden.
Die Fig. 8 zeigt eine noch weitere bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Ausführungsform der Fig. 8 ist ein Luftfilter 5 für reichen Sauerstoff, das verwendet werden kann, um genau dieselbe Funktion auszuüben, wie sie durch den Magnetextraktor 78 ausgeführt wird, der in den Fig. 5 und 6 dargestellt ist. Das Luftfilter 5 für reichen Sau­ erstoff kann an dem erfindungsgemäßen Gasgenerator für reichen Sauerstoff angeordnet werden, um den Magnetextraktor 78 zu er­ setzten, der in der Fig. 5 oder der Fig. 7 dargestellt ist. Das Luftfilter 5 für reichen Sauerstoff enthält einen Satz von Molekül- bzw. Teilchenfiltern 51 (wenigstens zwei Filter) die mit Leitungen 511 und 512 verbunden sind, zwei Steuerventile 52 und 53, bei denen es sich vorzugsweise um elektromagneti­ sche Ventile handelt, die an beiden Enden der Leitungen 511 und 512 vorgesehen sind, um den Luftdurchgang durch diese Lei­ tungen zu steuern, eine Luftpumpe 79a zum Pumpen von Luft in die Teilchenfilter 51, einen Stickstoffausgang 55, der mit dem Steuerventil 53 verbunden ist und durch dieses gesteuert wird, und einen Sauerstoffausgang 54, der mit den Leitungen 511 und 512 verbunden ist. Die Teilchenfilter 51 können verwendet wer­ den, um die Luft zu filtern, um Sauerstoff von Stickstoff zu trennen, da diese beiden Gase am meisten in der Luft anzutref­ fen und daher hier am meisten betroffen sind. Diese Vorrich­ tung (d. h. das Luftfilter 5 für reichen Sauerstoff) kann ver­ wendet werden, um den Magnetextraktor 78 zu ersetzen, um ein Gas aus reichem Sauerstoff zur Verwendung durch die in der Fig. 7 dargestellte Vorrichtung zu erzeugen. Der Grund für die Verwendung von zwei Sätzen von Luftfiltern 5 für reichen Sau­ erstoff besteht nicht nur darin, die Wirksamkeit zu verbes­ sern, sondern auch eine periodische Wartung zu ermöglichen, während die Vorrichtung in Betrieb ist. Da die im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung angewendeten Teilchenfilter 51 bekannt und auf dem Markt verfügbar sind, werden sie hier nicht näher erläutert.
Es ist erkennbar, dass die Aufgaben und Vorteile der vorlie­ genden Erfindung, die oben erläutert wurden, wie auch diejeni­ gen, die aus der voranstehende Beschreibung hervorgehen, wirk­ sam erzielbar sind. Während die bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung lediglich zum Zwecke der Offenba­ rung erläutert wurden, sind Modifikationen dieser Ausführungs­ formen, wie auch andere Ausführungsformen im Rahmen des Fach­ wissens möglich. Die Patentansprüche decken daher alle Ausfüh­ rungsformen ab, die nicht vom Geist der vorliegenden Erfindung und vom Schutzbereich derselben abweichen.
Die Erfindung betrifft einen Gasgenerator für reichen Sauer­ stoff mit einem elektrolytischen Trog 70 zur elektrolytischen Zersetzung von Wasser in Wasserstoffgas und Sauerstoffgas, ei­ nem Mischbehälter 72, der ein Lösungsmittel 722 einer Kohlen­ stoff-Wasserstoff-Verbindung und Sauerstoffgas von dem elek­ trolytischen Trog 70 enthält, einer Pumpe 74 zum Pumpen von Luft in den Mischbehälter 72, um die Verdampfung des Lösungs­ mittels der Kohlenstoff-Wasserstoff-Verbindung zu beschleuni­ gen, und einem Brenner 76 zur Aufnahme des Gasgemisches aus Wasserstoff und Sauerstoff von dem elektrolytischen Trog 70 und des Lösungsmittelgases 724 von dem Mischbehälter 72 zur Erzeugung einer Flamme. Die Flammentemperatur und die Wärme können durch Steuern der Strömungsrate und des Volumens der gepumpten Luft geändert und eingestellt werden.

Claims (12)

1. Gasgenerator für reiches Sauerstoffgas, gekennzeichnet durch:
einen elektrolytischen Trog (70) zum elektrolytischen Zerset­ zen von Wasser in Wasserstoffgas und Sauerstoffgas,
eine Mischkammer (72), in der eine gewünschte Menge eines Lö­ sungsmittels einer Kohlenstoff-Wasserstoff-Verbindung enthal­ ten ist und die fluidmäßig mit dem elektrolytischen Trog (70) über eine Leitung (704) in Verbindung steht, deren eines Ende in das Lösungsmittel (722) eintaucht,
eine Pumpe (74) zum Pumpen von Luft in das Lösungsmittel (722), um die Verdampfung des Mittels in ein Gas zu beschleu­ nigen, und
einen Brenner (76), der über eine erste Leitung (762) mit dem elektrolytischen Trog (70) verbunden ist, um ein Gasgemisch aus Sauerstoff und Wasserstoff an ein Blasrohr in dem Brenner (76) zu liefern, und über eine zweite Leitung (764) mit der Mischkammer (72) verbunden ist, um Gasgemisch aus Sauerstoff und Wasserstoff, Lösungsmittelgas und Luft von der Pumpe (74) zum Brenner (76) zu liefern, wobei ein Brennerkopf zum Ent­ flammen des an den Brenner (76) gelieferten Gases vorgesehen ist, und
wobei die Flammentemperatur und die Hitze in dem Brenner (76) durch Steuern der Luftzufuhrrate und des Volumens der Pumpe steuerbar sind.
2. Gasgenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrolytische Trog (70) eine Gleichspannung von einem Transformator (82) empfängt, der die Spannung eines Wechsel­ stromes einer Wechselstromquelle (80) herunter transformiert.
3. Gasgenerator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, dass der elektrolytische Trog (70) eine Mehrzahl von Elektroden (702) zur elektrolytischen Zersetzung von Wasser in Wasserstoffgas und Sauerstoffgas aufweist.
4. Gasgenerator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, dass die erste Leitung (762) und die zweite Lei­ tung (764) jeweils ein Steuerventil (766 bzw. 768) zur Regu­ lierung der Gasströmungsrate und ein Rückschlagventil (7620 bzw. 7040) aufweisen, um zu verhindern, dass das Gas oder die Flamme in Gegenrichtung strömt bzw. wandert.
5. Gasgenerator nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, dass die Pumpe (74) Luft zum Brenner (76) mit einem Druck liefert, der höher ist als der Atmosphärendruck, um zu verhindern, dass die Flamme in Gegenrichtung wandert.
6. Gasgenerator nach einem der Ansprüche 1 bis S. dadurch ge­ kennzeichnet, dass ein Magnetextraktor (78) zur Erzeugung ei­ ner Luftströmung mit reichem Sauerstoff vorgesehen ist.
7. Gasgenerator nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass
der Magnetextraktor (78) ein Gehäuse (780) in der Form eines hohlen Rohres, in dem eine Luftströmung von einer Seite zur anderen Seite strömen kann,
eine Mehrzahl von Permanentmagneten (781), die in dem Gehäuse (780) an einem Ort in der Nähe der einen Seite so angeordnet sind, dass dieselben magnetischen Pole aller jeweils benach­ barten Permanentmagnete (781) einander zugewandt sind,
eine Mehrzahl von Elektromagneten (782), die um eine Innensei­ te des Gehäuses (780) von der einen Seite entfernt angeordnet sind, wobei alle Elektromagneten (782) dasselbe magnetische Feld erzeugen,
eine Luftpumpe für armen Sauerstoff, die in einem mittleren Bereich des Gehäuses (780) angeordnet ist, um eine Luftströ­ mung aus dem mittleren Bereich des Gehäuses (780) abzusaugen, und
eine Luftpumpe (784) für reichen Sauerstoff zum Absaugen einer Luftströmung in der Nähe der Innenfläche des Gehäuses (780) aufweist.
8. Gasgenerator nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge­ kennzeichnet, dass er ein Luftfilter (5) zur Erzeugung einer Luftströmung mit reichem Sauerstoff aufweist.
9. Gasgenerator nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Luftfilter (5) wenigstens zwei Teilchenfilter (51) zum Filtern der Luft, um Sauerstoff von Stickstoff zu trennen, ei­ ne Leitungsanordnung an jeder Seite der Teilchenfilter (51), zwei Steuerventile (52, 53), von denen jeweils eines an einer der Leitungsanordnungen angeordnet ist, um den Luftdurchgang durch diese zu steuern, eine Luftpumpe (79a) zum Pumpen von Luft in die Teilchenfilter (51, 52), einen Stickstoffausgang (55), der mit einem (53) der Steuerventile an einer Seite ver­ bunden ist, und durch diesen gesteuert wird, und einen Sauer­ stoffausgang (54) aufweist, der mit dem Steuerventil (52) der Leitungsanordnung der anderen Seite verbunden ist und durch dieses gesteuert wird.
10. Gasgenerator, insbesondere nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen elektrolytischen Trog (70) zur elektrolytischen Zersetzung von Wasser in Wasser­ stoffgas und Sauerstoffgas,
eine Mischkammer (72), die eine gewünschte Menge eines Lö­ sungsmittels (722) einer Kohlenstoff-Wasserstoff-Verbindung enthält und fluidmäßig mit den elektrolytischen Trog (70) über eine Leitung (704) verbunden ist, deren eines Ende in das Lö­ sungsmittel (722) eintaucht,
eine Pumpe (79) zum Pumpen von Luft in das Lösungsmittel (722), um die Verdampfung des Lösungsmittels (722) in die Gas­ form zu beschleunigen,
einen Brenner (76) mit einer ersten Leitung (762), die mit dem elektrolytischen Trog (70) verbunden ist, und mit einer zwei­ ten Leitung (764), die mit der Mischkammer (72) verbunden ist, und mit einem Brennerkopf, und
einen Magnetextraktor (78) zum Erzeugen einer Luftströmung mit reichem Sauerstoff, wobei der Magnetextraktor (78) ein Gehäuse (780) in der Form eines hohlen Rohres aufweist, durch das Luft von einer Seite aus strömt, wobei eine Mehrzahl von Permanent­ magneten (781) in der Nähe der einen Seite des Gehäuses (780) angeordnet sind, wobei eine Mehrzahl von Elektromagneten (782) um eine Innenfläche des Gehäuses (780) an einem von der einen Seite beabstandeten Ort angeordnet sind, wobei eine Luftpumpe für Luft mit armen Sauerstoff an einem mittleren Bereich des Gehäuses (780), um eine Luftströmung aus dem mittleren Bereich des Gehäuses (780) abzusaugen, und eine Luftpumpe für Luft mit reichem Sauerstoff vorgesehen sind, um eine Luftströmung in der Nähe der Innenfläche des Gehäuses (780) abzusaugen.
11. Gasgenerator, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch,
einen elektrolytischen Trog (70) zur elektrolytischen Zerset­ zung von Wasser in Wasserstoffgas und Sauerstoffgas,
eine Mischkammer (72), in der eine gewünschte Menge eines Lö­ sungsmittels (722) einer Kohlenstoff-Wasserstoff-Verbindung angeordnet ist und die fluidmäßig mit dem elektrolytischen Tank (70) über eine Leitung (762) in Verbindung steht, deren eines Ende in das Lösungsmittel (722) eintaucht,
eine Pumpe (79) zum Pumpen von Luft in das Lösungsmittel (722), um die Verdampfung des Lösungsmittels in die Gasform zu beschleunigen,
einen Brenner (76), der über eine erste Leitung (762) mit dem elektrolytischen Trog (70) und über eine zweite Leitung (724) mit der Mischkammer (72) in Verbindung steht und einen Bren­ nerkopf besitzt, und
ein Luftfilter (5) für reichen Sauerstoff, das mit der Misch­ kammer (72) verbunden ist, um eine Luftströmung mit reichem Sauerstoff zu erzeugen, wobei das Luftfilter (5) wenigstens zwei Teilchenfilter (51, 51) aufweist, um Luft zu filtern, um Sauerstoff von Stickstoff zu trennen, wobei an jeder Seite der Teilchenfilter eine Leitungsanordnung mit den Teilchenfiltern verbunden ist, wobei jeweils ein Steuerventil (52, 53) an ei­ ner Leitungsanordnung vorgesehen ist, um den Luftdurchgang durch diese zu steuern, wobei eine Luftpumpe (79a) zum Pumpen von Luft in die Teilchenfilter (51, 51) vorgesehen ist und wo­ bei ein Stickstoffausgang (55) mit einem (53) der Steuerventi­ le an der einen Seite verbunden ist und durch dieses gesteuert wird und ein Sauerstoffausgang (54) mit der Leitungensanord­ nung der anderen Seite verbunden ist und durch das andere (52) Steuerventil gesteuert wird.
12. Gasgenerator nach Anspruch 7 oder 10, gekennzeichnet durch, dass dieselben magnetischen Pole aller jeweils quer zur Luft-Strömungsrichtung benachbarten Permanentmagnete (781) einander zugewandt sind.
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