DE102021004298B4 - Hochdruckreiniger - Google Patents

Abstract

Hochdruckreiniger, dadurch gekennzeichnet, dass er eine Hochdruckpumpe aufweist, die aus mindestens- einem Hohl-Körper, der rohrförmig gebaut und eine Fluid-Kammer (11) bildet, die mit einer Wasser-Zufluss- (10) und einer Wasser-Abfluss-Öffnung (31) ausgestattet ist, in der das Wasser (8) aus einer in die Wasser-Zufluss-Öffnung (10) angeschlossene Wasserleitung (18, 47) einfließen kann,- einer Brennkammer (9), die Bestandteil der Fluid-Kammer (11) in Form einer kuppen-artigen Ausweitung nach oben ist oder eine separate Kammer bildet, die direkt über die Fluid-Kammer (11) eingebaut ist, die durch eine Öffnung oder einer Rohr-Leitung mit der Fluid-Kammer (11) gekoppelt ist,- einem Wasserfluss-Regler-System oder Wasserströmung-Richtungs-Regler-System, das im Wasser-Eingang des Hohl-Körpers eingebaut ist, das ein Sperr-Ventil oder Flatter-Ventil-System oder ein Elektroventil ist, das das Zufließen des Wassers aus der Wasserleitung (18) in die Hochdruck-Kammer ermöglicht, aber das Fließen in umgekehrte Richtung verhindert,- einem Vorratsbehälter (27), der feste Wände hat oder dehnbar oder luftballonähnlich gebaut ist und mit Wasserstoff (7) gefüllt ist oder einem Elektrolyse-Gerät (36), das das Wasser in chemischen Bestandteile spaltet und die dabei gewonnene Gase über getrennte Leitungen oder zusammen in Form eines Knallgases in die Brennkammer (9) leitet,- einer Injektions- oder Pump-Vorrichtung, die das Knallgas oder den Wasserstoff aus dem Vorratsbehälter (27) und Frischluft oder Sauerstoff in portionierten Mengen in die Brennkammer (9) leitet,- einem Zünd-System, bestehend aus einer Hochspannungsquelle (14) und Hochspanungs-Elektroden (13), die in die Innenwand der Brennkammer (9) eingebaut sind, die das Knallgas in die Brennkammer zünden kann und dadurch eine Druckkraft auf das Wasser in die Fluid-Kammer ausübt und es explosionsartig oder in Form von Hochdruck-Impulsen aus der Fluid-Kammer (11) durch die Wasser-Abfluss-Öffnung (31) verdrängt,- einer Steuerung, die das Zünd-System und ein Wasserstoff-Injizieren in die Brennkammer (9) steuert,- einer Düse (19), die in die Wasser-Abfluss-Öffnung (31) direkt eingebaut ist oder mit Hilfe eines Rohrs damit verbunden ist, durch die das Wasser aus der Fluid-Kammer (11) nach außen strömen kann,- eine Energie-Quelle oder Stromanschluss, wodurch die elektrischen Elemente mit Strom versorgt werden, besteht.

Description

• Die Erfindung betrifft eine Hochdruck-Reinigungs-Vorrichtung, der mit Wasserstoff- oder Butangas-Verbrennung einen Hochdruck auf das Wasser erzeugt und somit einen Hochdruck-Wasserstrahl erzeugt.
• Herkömmliche Hochdruck-Reinigungs-Geräte sind recht komplizierte Vorrichtungen, die aus zahlreiche Komponenten bestehen. Hauptbestandteil einer solchen Vorrichtung ist die Hochdruckpumpe, die in einem Gehäuse zusammen mit der Steuerung und andere Begleitkomponenten eingebaut ist. Die Hochdruckpumpe ist durch einen etwas längeren Hochdruck-Schlauch mit einer Düse verbunden, in der meistens auch ein Ventil oder manchmal auch ein Schalter eingebaut ist, der die Hochdruckpumpe aktiviert.
• Es gibt sehr viele Anmeldungen, die Hochdruckreiniger beschreiben.
• Die EP2879780B1 beschreibt einen Hochdruckreiniger wobei, in Betrieb, eine erste effektive Strömungsfläche des Sprühpistolenauslasses einen ersten Gegendruck bei der Strahlpumpe erzeugt, wodurch ein Hochdruckbetriebsmodus umgesetzt wird, in dem das unter Druck gesetzte primäre Fluid durch die Strahlpumpe strömt und durch den Fluidauslass der Strahlpumpe austritt.
• DE19548497C1 zeigt ein Hochdruckreinigungsgerät mit einer Druckleitung und eine Saugleitung umfassenden Hochdruckpumpe für eine Reinigungsflüssigkeit, wobei die Hochdruckpumpe eine von der Druckleitung zur Saugleitung führende Bypass-Leitung aufweist, in die ein entgegen der Strömungsrichtung der Bypass-Leitung schließendes Entlastung- Ventil geschaltet ist, wobei die Bypass-Leitung stromabwärts eines in der Druckleitung angeordneten Drosselelements von der Druckleitung abzweigt.
• Die Anmeldung DE202014100581U1 beschreibt einen mobilen Hochdruckreiniger, mit einer durch einen Motor antreibbaren Hochdruckpumpe sowie einem Brenner zur Erwärmung eines Fluids, insbesondere Wasser, wobei der Motor und der Brenner mit Primärenergie betreibbar sind, wobei der Motor als Gasmotor und der Brenner als Gasbrenner ausgebildet sind.
• Fast all diese Gerät funktionieren nach dem gleichen Prinzip: eine Hochdruckpumpe sorgt für den notwendigen Druck, der das Wasser über einen Hochdruckschlauch dann bis zu der Düse leitet. Die Druckwerte sind in der Regel ab ca. 50 Bar bis einige hunderte oder sogar tausende Bar. Die Hochdruckreiniger funktionieren mit Strom aus einem Stromanschluss, Akkus oder mit Verbrennungsmotoren und Kraftstoff dafür. Es gibt zwar auch Hochdruckreiniger, die mit Akkus funktionieren, die aber leider nur wenige Minuten arbeiten können, weil der Energieverbrauch dabei sehr groß ist.
• Nachteil diese Geräte ist die komplizierte Aufbau, das recht hohe Gewicht, und weil viele Komponenten eingebaut sind, manchmal auch die Anfälligkeit.
• Der in den Patentansprüchen 1 bis 59 angegebenen Erfindung liegt das Problem zugrunde, einen kompakten Hochdruckreiniger zu schaffen, der einfach gebaut, leicht und tragbar ist, der dennoch eine beachtliche Leistung liefert.
• Dieses Problem wird durch ein Hochdruckreiniger mit den Merkmalen der Patentansprüche 1 bis 59 gelöst.
• Vorteilhafte Weiterbildungen des Hochdruckreinigers sind in den Unteransprüchen angegeben.
• Vorteile der Erfindung sind:
• - einfache Konstruktion
• - sehr kompakt gebaut
• - sehr kleine Differenzen zwischen Arbeitsdruck und Betriebsdruck-Werte
• - sie ist robust
• - bringt deutlich weniger Gewicht mit und daher komplett tragbar
• - Zuverlässigkeit
• - funktioniert mit einer beliebigen Wasserquelle (auch drucklose Wasserbehälter).
• Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der 1 bis 23 erläutert.
• Es zeigen:
• 1 eine Ausführung der Vorrichtung, wobei diese in Form einer Pistole gebaut ist,
• 2 das Strömungsregler-System mit einem Sperrventil oder Flatterventil-System,
• 3 ein Zylinder-Ventil-System,
• 4 ein Tesla-Ventil-System,
• 5 ein Strömungsregler mit eine drehbare Hohlzylinder-Konstruktion,
• 6 einen Strömungsrichtung-Regler mit einem Hohlzylinder, der in einer waagerechten Achse rotiert,
• 7 eine Variante mit getrennte Brennkammer und Fluid-Kammer, die durch eine Membrane getrennt sind,
• 8 eine Ausführung mit einem Kolben-System, dass die Fluid- und die Brennkammer voneinander trennt,
• 9 ein mehrfach eingebautes System,
• 10 ein Druck-Zwischenspeicher-System, das aus einer Membrane besteht, die in die Brennkammer oder Fluid-Kammer eingebaut ist,
• 11 ein Druck-Zwischenspeicher-System, das aus einem Kolben mit einem Feder-System besteht, der in die Brennkammer oder Fluid-Kammer eingebaut ist,
• 12 eine Variante mit Lichtmarkierer aus Laserdioden / UV-Laserdioden,
• 13 eine Ausführung mit einer Brennflüssigkeit oder Propangas / Butangas
• 14 ein Laserzünd-System,
• 15 die Staubpartikel- oder Pulver-Teilchen, die durch Laserstrahlen im Fokuspunkt brennbar sind,
• 16 eine Ausführung mit einem Luftballon-ähnlichem Behälter für den Wasserstoff,
• 17 die Arbeitsbereich-Laser- oder LED-Leuchte,
• 18 eine Darstellung der Hohlzylinder-Strömungs-Regler-Systems,
• 19 eine Ausführung mit einer halben Hohlkugel,
• 20 eine Ausführung mit einer auf gleicher Höhe angeordneten Brenn- und Fluid-Kammer Richtung,
• 21 eine Ausführung mit Druck-Übersetzungs-System,
• 22 ein Druckregel-System,
• 23 eine Variante, die mit eine Kammer durch einen Kolben in zwei Räumen getrennt, die wechselweise mit Wasser und Brenngas füllbar sind, ausgestattet ist.
• Die 1 zeigt eine Ausführung der Vorrichtung, wobei diese in Form einer Pistole gebaut ist, in der alle Hochdruck-Erzeugungs-Elemente integriert sind. Die Vorrichtung ist sehr leicht und kompakt gebaut. Dieser Hochdruckreiniger 1 bringt nur wenig Gewicht mit, sodass ein Benutzer damit auch lange arbeiten kann, ohne sich dabei anzustrengen. Weil das Gerät statt eines Dauer-Hochdruckstrahls, Impuls-Wasserstrahlen 2 mit hoher Repetitionsrate erzeugt, kann man es mit einem Rückstoß-Ausgleich-System oder Vibrations-Dämpfer ausstatten, der eine Belastung in die Hand des Benutzers minimiert. Man kann einfach den Griff 3 des pistolenförmigen Gehäuse 4 durch einen Gel-Zwischenkörper 5 entkoppeln oder in dem Griff Federelemente einbauen, die die Vibrationen absorbieren oder glätten. Obwohl der Hochdruck-Wasserstrahl 2 hier impulsweise herauskommt, bedeutet das nicht, dass diese einen niedrigeren Reinigungseffekt erzeugt. Im Gegenteil, oft kann damit sogar ein besserer Effekt erreicht werden (Meisel-Effekt). Nebenbei wird das Wasser mehr oder weniger gespart, was eine positive Tatsache ist, dass etwas für die Schonung der Wasser-Ressourcen beiträgt.
• Das Gehäuse 4 in dem das Hochdruckelement eingebaut ist, sollte eine Schallisolierende Wand 6 aufweisen (Doppel-Wandkonstruktion mit Schalldämmer drin oder Vakuum dazwischen). Die Erfindung ist in mehreren Varianten ausführbar. Anstatt von herkömmlichen Hochdruckpumpen wird hier Wasserstoff 7 benutzt, um das Wasser 8 unter Hochdruck zu setzen. Dabei wird Wasserstoff aus einem Wasserstoff-Behälter 27 durch eine dünne Leitung oder Schlauch 85 in kleinen Portionen in eine Brennkammer 9 injiziert. Gleichzeitig wird auch Frischluft in die Brennkammer injiziert oder eingesaugt. Der Wasserstoff wird mit Sauerstoff bzw. Luft gemischt und gezündet. Die Vorrichtung hier besteht aus einigen Komponenten, die miteinander abgestimmt sind. Die Wasserstoff-Menge, die pro Impuls gezündet wird kann dabei stark variieren und ist von der zielgesetzten Förderleistung / Druckwerte-Leitung, Größe der Vorrichtung, Anwendungszweck, etc. abhängig.
• Das Prinzip ist relativ einfach. Das Wasser fließt durch eine Wasserleitung 18 zuerst durch einen Wasser-Zufluss-Öffnung 10 in eine Fluid-Kammer 11 ein, die aus einem stabilen Material hergestellt ist, in der gleichzeitig oder unmittelbar danach eine kleine Menge an Wasserstoff (ein paar cm³) eingespritzt wird. Oben in die Kammer ist eine kleine Kuppe oder konusartige Raum vorhanden (die Brennkammer), in der das Gasgemisch aus Wasserstoff und Luft sich ansammelt und die einen Knallgas 12 bilden. Dort sind eine oder zwei Elektroden 13 eingebaut, die mit einem Hochspanungs-Erzeuger oder HS-Generator 14 verbunden sind. Als Hochspannungsgeneratoren sind beliebige elektronische Schaltkreise geeignet, die einen Hochspannung erzeugen, z.B. kleine Transformatoren, elektronische, mehrstufige Kaskaden Dioden-Schaltungen, die mit Kondensatoren kombiniert, nach jede Stufe, die Spannung duplizieren, Kondensatoren in Verbindung mit Induktionsspulen, etc.. Damit sind beliebige Spannungen erreichbar (hängt lediglich von der Menge der Stufen, bzw. der Bauteile, ab). Auch kleine Elektromagnetspulen oder Piezoelemente können ähnliches erreichen. Letzte werden oft bei Feuerzeugen als Funken-Erzeuger benutzt. Der elektrische Funke soll mit so wenig Strom wie möglich erzeugt werden, weil diese Entladung lediglich das Knallgas entzünden soll, was keine großartige elektrische Leistung erfordert. Eine Steuerung 15 ist mit der Hochspannungsquelle und den Elektroden gekoppelt.
• Sobald man die Steuerung aktiviert (z.B. durch einem Abzug-Schalter 16 im Griff 3), werden die Elektroden unter Hochspannung gesetzt und ein Funke zwischen den Elektroden entsteht. Dadurch wird das Gasgemisch (Knallgas) aus Sauerstoff und Wasserstoff gezündet, das sich mit sehr hoher Geschwindigkeit expandiert und das Wasser aus der Fluid-Kammer 11 verdrängt. Ein Sperrventil oder ein Flatterventil 17 (oder ein anderes Strömungs-Regler-System) verhindert einen Wasserrückfluss in die Wasserleitung 18. Dadurch wird das Wasser zwangsweise durch die vordere Öffnung, bzw. durch die Düse 19 oder ein Strahlrohr 20 herausgepresst. Sobald das Wasser aus der Fluid-Kammer 11 durch die Düse 19 oder das Strahlrohr 20 herausgepresst wird, wird in die Fluid-Kammer ein Unterdruck erzeugt, das Ventil (Flatterventil oder Sperrventil) in die Wasser-Zufluss-Öffnung 10 wird automatisch geöffnet und das Wasser aus der Wasserleitung strömt dort rein. Das Sperrventil oder Flatterventil regelt automatisch den Wasserfluss in eine Richtung. Das Wasser aus der Wasserleitung fließt nur in eine Richtung, also von der Wasserleitung in Richtung Fluid-Kammer. In die Brennkammer ganz oben befindet sich ein Luftauslass-Ventil / Entleer-Ventil 87, dass eine komplette Flutung der Brennkammer mit Wasser ermöglicht. Sobald die Fluid-Kammer wieder voll mit Wasser gefüllt wird (auch die Brennkammer - komplett oder teilweise) wird eine kleine Menge an Wasserstoff und Frischluft oder Knallgas in die Brennkammer 9 durch einem Pump-System oder einem Injektoren 22 injiziert, die als separates Gebilde konstruiert ist und direkt über die Fluid-Kammer platziert ist, oder einfach als Teil der Fluid-Kammer in Form einer kleinen kuppen-förmigen Erweiterung nach oben gebaut ist. Das Wasser, das eventuell in die Brennkammer gelangt, wird durch die Knallgas-Injektion teilweise verdrängt. Die Elektroden in die Brennkammer sind mit einer isolierenden, wasserabweisenden Beschichtung beschichtet, wobei nur die Spitze frei davon ist. Das erleichtert die Funkenbildung, wenn die Elektroden unter Hochspannung stehen. Weil die Kuppe bzw. die Brennkammer über die Fluid-Kammer sich befindet, ist sichergestellt, dass das Knallgas auch bis zu Zündung dort bleibt. Bei diese Ausführung dürfte die pistolenförmige Gehäuse bei der Benutzung, nicht um 180° umgedreht werden, weil dann das Knallgas aus der Brennkammer komplett in die Fluid-Kammer landet und dort kann er nicht mehr gezündet werden. Die Elektroden wären dann mit Wasser geflutet.
• Bei den Varianten, bei denen die Brennkammer von der Fluid-Kammer durch eine elastischen, bewegbaren Membrane 23 (7) oder Kolben 24 (8) getrennt sind, besteht das Problem nicht. Diese Varianten funktionieren einwandfrei, unabhängig von der Lage. Die Brennkammer muss dabei nicht über die Fluid-Kammer platziert sein. Die können nebenbei oder hintereinander angeordnet sein. Sobald das Knallgas in die Brennkammer 9 injiziert wird, wird erneut ein Funke erzeugt und es folgt wieder eine Explosion. Somit wiederholt sich der Vorgang immer wieder. Die Steuerung 15 synchronisiert die Zünd- und Injektions-Vorgänge, sodass ein Hochspannungs-Blitz erst dann zwischen den Elektroden erzeugt wird, wenn der Injektionsvorgang abgeschlossen ist und die bestimmte Knallgas Menge in die Brennkammer sich befindet. Das ist mit heutigen elektronischen Steuermöglichkeiten ohne großen Aufwand realisierbar. Die Injektions-Pumpe (Injektor) 22 kann z.B. mit einem Endschalter oder Sensor 25 ausgestattet werden, der sobald ein Piston drin die Endposition erreicht hat, bzw. die portionierte Knallgas-Menge (z.B. 2 - 3cm³) vollständig in die Brennkammer injiziert wird, ein Schaltsignal über die Steuerung an dem Hochspannungserzeuger geleitet wird und eine Zündung erfolgt. Die Steuerung, wenn Sie aktiviert wird, schließt auch ein elektrisches Schliessventil 26, das die Wasserleitung schließt und die Wasserzufuhr unterbricht, wenn der Hochdruckreiniger nicht mehr benutzt wird. Der Vorgang läuft ab dem Einschalten der Steuerung automatisch ab. Der Wasserstoff sollte in reiner Form in einen separaten Behälter 27 angebracht sein und durch einen Ventil (Elektroventil) 28 gesichert sein. Der Wasserstoff wird in kleinen Mengen in die Brennkammer durch einen Injektoren injiziert oder durch ein Elektroventil geleitet. Der Injektor 22 kann eine sehr einfache Konstruktion aufweisen oder recht kompliziert gebaut sein. Am einfachsten ist es, ihn in Form einer Einspritzpumpe, die einen kleinen Hohl-Zylinder und einen Kolben drin hat, wobei mit jeder Bewegung, wie bei einer Spritze, ein paar cm³ Wasserstoff und zusätzlich noch Frischluft in die Brennkammer eingespritzt wird. Es reichen einige cm³ Wasserstoff pro Injizieren aus, um durch Explosionskraft einige hunderte ml Wasser aus der Fluid-Kammer mit Hochdruck zu verdrängen. Je mehr Wasserstoff pro Zyklus benutzt wird, desto höher wird der Wasserdruck, der dabei über die Düse abgegeben wird. Selbstverständlich wird dabei jedesmal auch die dementsprechende Menge an Luft (wegen Sauerstoff) dem Wasserstoff beigemischt, sonst gibt es keine Zündung. Durch eine genaue Dosierung des Wasserstoffs kann man den Wasser-Druck relativ einfach stufenweise oder stufenlos beliebig regeln. Der Benutzer kann das durch einen Regler 29 oder einem Touch-Display 30 steuern. Bei den Varianten mit Membrane oder Kolben kann die Brennkammer auch auf der gleichen Höhe, wie die Fluid-Kammer angeordnet werden, also auf horizontaler Achse. Weil das Wasser aus der Fluid-Kammer durch die Membrane oder den Kolben getrennt ist, besteht nicht die Gefahr einer Überflutung der Brennkammer durch Wasser. Somit kann die Brennkammer hinter der Fluid-Kammer, direkt nahe dem Wasserleitung-Anschluss. Der Kolben kann mit einer rohrförmigen Kolbenstange 104 ausgestattet werden, die durch die Brennkammer verläuft und teilweise in die Wasserleitung, bzw. in einem Arretier-Rohr / kurzen Rohr 105, das mit der Wasserleitung 18 verbunden ist, eingeführt wird. Von der Wasserleitung fließt dann das Wasser durch die rohrförmige Kolben-Stange 104 durch die Brennkammer in die Fluid-Kammer. Das Wasser kommet aus einem Loch / Kanal-Einmündung 106 in die Arbeitsfläche des Kolbens und gelangt so in die Fluid-Kammer 11, solange ein Flatterventil oder Rückstellventil / Sperrventil offen ist. Wenn die Brennkammer mit Knallgas gefüllt wird und eine Zündung erfolgt, dann wird den Kolben vorwärts Richtung Düse 19 geschoben und dort wird das Wasser aus der Fluid-Kammer durch die Düse herausgepresst (19). Das System funktioniert fast wie ein Arbeitszylinder. Sobald der Druck erzeugt wird und der Kolben nach vorne geschoben wird, sperrt automatisch das Ventil den Wasserrückfluss in Richtung der Wasserleitung, somit wird das Wasser aus der Fluid-Kammer zwangsläufig durch die Düse herausgepresst.
• Eine Eigenschaft, die bei diese Erfindung zu treffen ist, ist die Tatsache, dass das Wasser hier nicht in Form eines kontinuierlichen Wasserstrahls sondern pulsartig abgegeben wird, was mehr oder weniger auch die Strahldüse bzw. das Gehäuse, in dem die Teile eingebaut sind, in Pulsbewegungen wegen Rückstoßkraft versetzt wird. Somit kann die Hand des Benutzers mehr oder weniger belastet werden. Ein Schock-Absorber oder kleiner Stoss-Dämpfer ist daher möglicherweise in dem Gehäuse, bzw. Halterung eine gute Lösung einzubauen. Um diese pulsartigen Bewegungen entgegenzusetzen, kann man allerdings die Vorrichtung doppelt oder dreifach einbauen, wobei die Knallgas-Mengen in den Fluid-Kammern 11 wechselweise, bzw. reihenweise eine nach der anderen gezündet werden. Die Wasseraustritts-Öffnungen 31 der Fluid-Kammern 11 werden dabei mit Hochdruckleitungen 32 versehen, die sehr kurz sind und z.B. durch eine Y-Förmige-Leitung 33 die in eine Innen-Wasserleitung 34 zusammengeführt werden, die dann in eine HochdruckDüse 19 endet. Eine selbstregelnde kleine Regelklappe, Schwingklappe 35 oder Sperrventil wird an der Stelle eingebaut, die die beiden Leitungen miteinander verbindet, wobei diese jeweils die Leitung, die unter Hochdruck steht, mit der Düse eine offene Verbindung gewährleistet, wobei gleichzeitig die Verbindung von der Niederdruck-Leitung zu der Düse gesperrt wird. Dadurch wird verhindert, dass die Druckenergie in die Leitung der Fluid-Kammer kommt, die zu dem Zeitpunkt nicht unter Hochdruck steht. Durch die doppelte Bauweise und eine schnelle Impulsabgabe bzw. eine hohe Anzahl an Zündungen pro Zeiteinheit ist ein fast kontinuierlicher Wasserstrahl erreichbar. Die Vorrichtung funktioniert unabhängig von dem Druck in die Wasserzufuhr-Leitung. Jede Wasserquelle, egal ob das Wasser aus der Leitung oder aus einem drucklosen Behälter kommt, kann dafür verwendet werden. Weil keine herkömmliche Pumpe eingebaut ist, ist die Vorrichtung recht klein, sehr leicht, komplett tragbar, und kann problemlos transportiert werden. Die ganze Vorrichtung kann in dem Griff 3 bzw. pistolenförmigen Gehäuse 4 eingebaut werden. Auf diese Weise kann man auch die Hochdruckleitungen komplett sparen.
• Auf der 4 ist ein einfaches Strömungsregler-System dargestellt, dass als Ventil eingebaut ist. Es handelt sich um ein Tesla-Ventil 88, das ohne bewegliche Teile funktioniert und es in der Lage ist, das Wasser nur in eine Richtung strömen zu lassen. Das Ventil wird direkt dort in die Fluid-Kammer 11 eingebaut, wo das Wasser aus der Wasserleitung einfließt. Damit wird ein Rückfluss in die Wasserleitung verhindert, wenn die Brennkammer den Hochdruck erzeugt.
• Der Wasserstoff kann in einem leicht anbringbaren Vorratsbehälter 27 (mit einem Anschluss-Gewinde) angebracht werden, der direkt mit der Pistole oder über eine dünne Leitung damit verbunden ist. Der Wasserstoff kann auch direkt in die Vorrichtung durch Elektrolyse erzeugt werden. Aus einem Elektrolyse-Gerät 36 kann dann der gewonnene Wasserstoff direkt in die Brennkammer 9 geleitet werden, wo er dort gezündet wird. Die Methode mit der direkten Wasserstoff-Erzeugung hat allerdings einen Nachteil. Sie erzeugt einen geringeren Druck, weil die Frequenz der Impulse dabei ziemlich niedrig ist. In einem solchen kleinen Gerät, kann mit handelsüblichen Strom, der im Haushalt zu Verfügung steht, nicht so schnell Wasserstoff erzeugt, um eine hohe Zünd-Impuls-Frequenz zu generieren. Auch ein Stromanschluss wäre hier notwendig. Daher ist die Variante mit dem Wasserstoff-Vorrats-Behälter etwas vorteilhafter gestaltet. Dort kann z.B. mit Hilfe eines stationär gestellten Elektrolyse-Geräts über Nacht eine brauchbare Menge an Wasserstoff erzeugt werden, die in einem Behälter gelagert wird und dann tagsüber für den Hochdruckreiniger benutzt werden kann. Verglichen mit einem Akku-Hochdruckreiniger, der mit einer Akkuladung nur ein paar Minuten funktionieren kann, läuft der hier solange die Wasserstoffvorräte reichen und die können einen stundelangen Betrieb aufrechterhalten. Den Wasserstoff kann man mit einer größeren Solarzelle / Solarmodul 37 bei Sonnenstrahlen tagsüber selber innerhalb von ein paar Stunden umweltfreundlich erzeugen und in einem Behälter lagern. Man kann Wasserstoff-Vorräte anlegen, allerdings nicht Monate oder Jahre im Voraus, weil der Wasserstoff durch die Wände des Behälters diffundieren kann.
• Die Methode mit Knallgas einen Wasserhochdruck zu erzeugen umgeht eine mechanische oder elektrische Hochdruckpumpe und dadurch ist die Vorrichtung deutlich leichter und robuster gebaut. Die Energie-Bilanz ist zwar bei Elektrolyse nicht die beste, es macht aber Sinn hier dies anzuwenden, weil einige Vorteile dadurch entstehen. Auf diese Weise gebaut, kann ein Hochdruckreiniger extrem klein und kompakt gebaut werden, bei sehr guten Wasserhochdruck-Werten, die sonst mit großen Hochdruckreinigern zu erreichen sind. Es wird angestrebt, dass praktisch alle Komponenten in ein kleines pistolenförmiges Gehäuse 4, das mit der Düse 19 gekoppelt ist, zu integrieren. In einer kleinen Ausführung wiegt die Vorrichtung unter 400g und kann eine solche Leistung erzeugen, die in der Regel mit herkömmlichen Hochdruckreinigern, die dutzende Kilos wiegen, zu erzeugen wäre. Der Wasserstrahl wird zwar im Impuls-Betrieb in Form eines Impuls-Wasserstrahls 2 erzeugt, aber er kann recht stark sein und der Druck einige hunderte Bar betragen. Vor allem durch die sehr kurzen Wege zwischen Hochdruck-Erzeugungs-Stelle (Brennkammer) und der Düse, sind die Druck-Verluste sehr gering. Durch die hohe Frequenz, mit der die Impulse erzeugt werden, und durch eine mehrfache Hochdruck-Kammer-System (9), sowie die Druck- oder Rückstoß-Ausgleich-Elemente wird der Eindruck erweckt, es wird fast ein kontinuierlicher Wasserstrahl erzeugt. Durch die Steuerung 15 kann eine beliebige Impulsfrequenz, innerhalb eines machbaren Bereichs, eingestellt werden. Der Frequenz, mit der die Hochspannungs-Impulse erzeugt werden sind fast keine Grenzen gesetzt, weil die elektronischen Bauteile in Schaltkreise oder Chips sehr schnell arbeiten können. Den Flaschenhals für diese Vorgänge bilden die mechanischen Abläufe, wie die Wasser-Flutung der Fluid-Kammer und die Injektions-Vorgänge des Knallgases. Das bedeutet, die Impuls-Frequenz hängt davon ab, wie schnell die Injektoren das Knallgas in die Brennkammer injizieren können und wie schnell die Fluid-Kammer mit Wasser gefüllt werden kann. Eine Impulsfrequenz von 3 bis 20Hz ist für Privatanwender und kleine Hochdruckreiniger optimal. Dennoch sollte die Impulsfrequenz nicht fix durch die Steuerung vorgegeben werden sondern vielmehr beliebig von dem Benutzer durch einen Regler 29 oder einem Touch-Display 30 einstellbar sein. Damit steuert man die Druckwerte und die Wasserdurchflussmenge durch die Düse.
• Zu erwähnen ist, dass anstatt von Knallgas auch ein anderes explosives Gas oder Treibstoff-Dampf verwendet werden kann. Wasserstoff bleibt allerdings die beste Wahl, weil als Energieträger auch mit den Umweltschutz-Maßnahmen gut vereinbar ist.
• Die Methode mit Wasserstoff-Zündung einen Wasserdruck zu erzeugen zwar nicht die optimalste, aber recht praktisch. Hier kann das ganze Wasser, das in die Fluid-Kammer 11 fließt, durch die Knallgas-Zündung in die Brennkammer unter Hochdruck gesetzt werden. Das Gerät ist leicht, klein und daher ohne Anstrengung tragbar. Es ist deutlich kleiner, kompakter und einfacher gestaltet als die herkömmlichen Hochdruckreiniger. Es weist kaum Verschleißteile auf, was die Wartungskosten erheblich senkt und die Handhabung deutlich erleichtert. Diese Vorrichtung, die so gebaut ist, kann komplett in dem Pistolen-Griff mit der dort eingebauten Düse integriert werden, was den Hochdruckerzeuger-Kasten, der in der Regel bei herkömmlichen Hochdruckreinigern mehrere dutzende Kg wiegt, komplett überflüssig macht. Nachteil ist, dass diese Methode elektrische Energie benötigt, aber so gesehen, brauchen die herkömmlichen Hochdruckreiniger auch Strom oder Kraftstoff (bei Verbrennungsmotor-Varianten). Bei der Vorrichtung hier wird elektrische Energie für die Erzeugung von Wasserstoff, für die Arbeit der Injektoren (Wasserstoff- und Frischluft-Injektoren), Steuerung, Elektroventile, etc. benötigt.
• Für eine Erleichterung der Arbeit kann mit dem Gerät bzw. mit der Düse oder dem Strahlrohr eine kleine LED oder Laserdiode 38 verbunden werden, die den Strahlbereich vorab per Licht- oder Laserstrahl mit Hilfe eines Lichtablenk-Elements 39 markiert (12). Sobald man einen Schalter 40 betätigt, dann erscheint z.B. ein Kreis 41 (oder Balken, je nachdem wie der Wasserstrahl abgegeben wird) aus Laserstrahl 42, der nach vorne auf der zu reinigenden Fläche oder Gegenstand projiziert wird, auf der dann der Wasserstrahl treffen wird. Man kann eine kleine Linse 21 oder Lichtablenk-Element 39 vor der Laserdiode (38, 44) oder LED anbringen, die genauso den Lichtstrahl zerstreut oder fokussiert, wie ein Wasserstrahl-Regler 43 in die Düse über einem Ring 102 eingestellt bzw. gedreht wird. Wird z.B. über dem Regler ein breiter Wasserstrahl eingestellt, wird das gleiche auch mit dem Laserstrahl simultan eingestellt, sodass auch der Laserstrahl breiter wird, bzw. der Lichtkegel breiter. Das kann durch eine direkte mechanische Kopplung erreicht werden, indem man über einem Ring 102 einen Schiebe-Hebel 101 mit einer dort befestigten Linse 78 vor- vor und zurück schiebt, wie der Düsen-Strahlregler 43 sich auch bewegt. In dem Fall weiß man ziemlich genau und vorab, wohin man mit dem Strahl treffen wird, bzw. wohin man damit zielt, oder wie breit der Strahl ist. Der Lichtstrahl oder noch besser der Laserstrahl aus einer Laserdiode kann jede geometrische Form des Wasserstrahls folgen, bzw. annehmen. Es ist nur eine Frage der verwendete Linsen und Licht-Filtern. Wenn der Wasserstrahl durch eine Düsen-Einstellung breit, aber dünn sein sollte (z.B. gefächert oder besenförmig), dann kann man den Laserstrahl (oder Lichtstrahl) durch eine kleine Maske oder Zylinderlinse ebenso in der Form projizieren. Die Laserdiode für die Lichtmarkierung des Wasserstrahl-Treffbereichs kann eine grüne oder rote oder blaue Laserdiode sein, die intensiv auch tagsüber wahrnehmbar ist. In dem Gerät kann auch eine separat einschaltbare UV-Laserdiode 44 eingebaut werden, die den Schmutz auf einer Oberfläche besser sichtbar macht. Die UV-Laserdiode oder eine relativ starke, durch ein Lins-System oder Spiegel fokussierte UV-Leuchtdiode kann dabei gute Arbeit leisten, wenn man etwas gründlich säubern möchte. Allerdings in dem Fall sollte der Benutzer auch eine UV-Schutzbrille tragen (wegen eventuelle Reflektionen) und den UV-Lichtstrahl / UV-Laserstrahl nicht auf die Augen der Lebewesen richten. Die UV-Laserdiode kann z.B. kurz aufleuchten und die Bereiche mit verstecktem Schmutz sichtbar machen. Sie kann auch in Kombination mit anderen Laserdioden, die sichtbares Licht emittieren, eingesetzt werden, wobei nachdem die UV-Laserdiode kurz den Schmutzbereich markiert hat, weiterhin die sichtbare Laserdiode das Licht emittiert (parallel mit der UV-Laserdiode oder nachdem die UV-Laserdiode ausgeschaltet wird).
• Wenn man die Vorrichtung komplett tragbar gestalten soll, dann kann man auch einen direkten Anschluss für einen Wasserstoff-Vorrats-Behälter oder einen Akku dort einbauen, der die Elektrolyse vorantreibt. In dem Fall wäre die Elektrolyse nicht so intensiv und man sollte schon einige Stunden bevor das Gerät für Reinigungsarbeiten verwendet wird, das Elektrolyse-Gerät vorab einschalten, damit Wasserstoff vorrätig erzeugt wird. Die Injektoren können in Form von kleinen elektrisch (oder elektromagnetisch) angetriebenen Piston-Pumpen konzipiert werden. Vereinfacht genommen, kann man zwei kleine spritzen-ähnliche Komponenten benutzen, die durch Elektromagnetspulen an deren Wänden, einen Piston aus einem magnetischen Material in Bewegung setzen und dabei ein paar cm³ Wasserstoff in die Hochdruckkammer einspritzen. Das gleiche wird auch für das Einspritzen von Luft verwendet. Dieses Hochdruck-Erzeuger-System, das hier beschrieben wurde ist zwar deutlich keiner als herkömmliche Hochdruckreiniger, trotzdem liefert er eine gute Leistung. Die Vorrichtung kann zwar kompakt gebaut, aber auch aus mehrere Komponenten bestehen, die miteinander verbunden sind. Ein Elektrolyse-Gerät 36 kann in Form eines stationären Kastens gebaut werden, das mit einem Stromanschluss 45 für das Stromnetz und oben mit Solarzellen 37 ausgestattet ist. Somit, solange dieser Kasten mit der Solarzelle drüber auf die Sonne liegt, entweder ein Akku mit Strom aufgeladen wird, oder durch die dabei erzeugte elektrische Energie eine Elektrolyse des Wassers in Gang gesetzt wird. Auf diese Weise wäre die erzeugte Wasserstoffmenge nach ca. einer Stunde unter Sonnenstrahlen, für die nächsten 10 - 15 Minuten Hochdruckreiniger-Betrieb ausreichend. In dem Elektrolyse-Gerät wird Wasserstoff und Sauerstoff aus Wasser gespaltet und die beiden Gase zusammen oder besser getrennt mit Hilfe von dünnen Leitungen 46 in die Brennkammer bzw. Fluid-Kammer geleitet, die direkt mit der Düse gekoppelt ist. Mit dem Hochdruckerzeuger ist natürlich auch eine Wasserleitung (18, 47) gekoppelt.
• Der Hochdruck wird hier nicht kontinuierlich sondern in Form von starken Impulsen abgegeben. Um die drucklosen Zeitabschnitte („toten“ Phasen) bei der Druckerzeugung zu überbrücken, sollen parallel zwei solche Vorrichtungen eingesetzt werden, die wechselweise den Druck erzeugen (9). Die Fluid-Kammer, in der das Wasser gesammelt wird, bzw. unter Hochdruck gesetzt wird, kann zusätzlich mit einer Dehn-Membrane 48 ausgestattet werden, die erst bei Hochdruck z.B. ab 60 Bar, sich elastisch ausdehnt, was wie ein Druck-Energie-Speicher (oder ähnlich wie ein Stoßdämpfer) wirkt. Sie gibt die Druckkraft „zurück“, wenn der Druck in die Fluid-Kammer abfällt. Damit wäre eine Glättung der Wasserdruck-Impulse möglich. Ein Gitter 93 verhindert, das die Membrane sich zu stark ausdehnt. Mit der Membrane kann auch eine kleine Druckplatte 94 verbunden werden, die den Druck besser verteilt. Wenn eine solche Platte eingebaut wird, dann kann zusätzlich eine Druckfeder 96 eingebaut werden, der auf diese Druckplatte zusätzlich eine Druckkraft erzeugt, die dann in die Fluid-Kammer auf das Wasser wiedergegeben wird.
• Das Wasserstoff-Luft-Gemisch bzw. das Knallgas in die Brennkammer 9 muss nicht direkt mit dem Wasser aus der Fluid-Kammer 11 in Kontakt stehen. Dazwischen kann auch eine elastische Membrane 49 (7) oder sogar ein Piston 24 (8) eingebaut werden. In dem Fall wäre der Druck des gezündeten Wasserstoff-Luft-Gemisches (Knallgas) 12 über die Membrane 49 oder dem Piston 24 auf das Wasser 8 in die Fluid-Kammer 11 übertragbar. Sobald eine Knallgas-Zündung erfolgt, wird die Gasexpansion in die Brennkammer 9 die Membrane 49 oder den Piston 24 nach unten schieben und dabei das Wasser aus der Fluid-Kammer verdrängen. Die Membrane kann elastisch gebaut sein oder mit einem Falt-Ring 111 am Rand ausgestattet sein, oder ähnlich wie die Lautsprecher-Membranen befestigt sein. Weil das Wasser nicht nach hinten in die Wasserleitung 18 strömen kann, was durch einem Sperrventil oder Flatterventil oder einem anderem Regel-System daran gehindert wird, muss es über die Düse austreten. Auf diese Weise wird ein Hochdruck-Wasserstrahl erzeugt, der impulsweise abgegeben wird. Die Membrane oder der Piston brauchen keine Rückführungs-Elemente. Beide kehren in die Ausgangsposition zurück entweder durch das in die Brennkammer 9 entstehende Vakuum (oder Teil-Vakuum) oder durch den Druck aus der Wasserleitung, die die Fluid-Kammer jedesmal nach einer Knallgas-Explosion erneut mit Wasser flutet. Auf diese Weise kann diese Hochdruckreiniger auch Wasser aus einem drucklosen Behälter ansaugen. Natürlich geht das nur in geringe Höhe, bzw. kleine Wassersäulen (ca. 1 - 2m), aber immerhin. Durch die Steuerung wird ein Zyklus-Ablauf so gestaltet, dass jedesmal wenn die Fluid-Kammer mit Wasser gefüllt ist, eine Knallgas-Zündung erfolgt. Ein Wasser- oder Druck-Sensor 51 in die Fluid-Kammer kann ein Initial-Signal an die Steuerung leiten. Auf diese Weise wird gewährleistet, dass kein Wasser mit Niederdruck aus der Düse herausströmt. Bei einer Variante mit einer drehbaren Hohlzylinder-Konstruktion ist das einfacher, weil dort ein Hohlzylinder 52 in die Fluid-Kammer durch seine Drehung, wechselweise den Wasserzufluss 10 und Wasserabfluss 53 öffnet und schließt. Sobald der Wasserzufluss geschlossen wird, wird gleichzeitig der Wasserabfluss geöffnet und eine Knallgas-Zündung wird eingeleitet. Das Wasser wird mit Hochdruck aus der Düse verdrängt. Der Hohlzylinder 52 wird elektrisch durch einen Elektromotor 54 oder durch Direktantrieb mit Hilfe von Magneten 55, die im Hohlzylinder 52 eingebaut sind und Elektromagnetspulen 56, die außen statisch eingebaut sind, gedreht. Weil der Hohlzylinder weiter rotiert, wird demnächst der Wasserabfluss geschlossen und die Wasserzufluss wieder geöffnet. Das Wasser aus der Leistung strömt in die Fluid-Kammer hinein. Weil die Brennkammer oben sich befindet, wird diese nicht geflutet, obwohl mehr oder weniger auch diese zumindest teilweise mit Wasser gefüllt werden kann. Sobald eine Knallgas-Injektion erfolgt, wird das Wasser nach unten verdrängt. Weil der Hohlzylinder weiter rotiert, werden seine Öffnungen 57 sich so positionieren, dass einer davon mit der Wasserabfluss-Öffnung 53 übereinstimmt und somit an diese Stelle offen ist. Die Wasserzufluss-Leitung 10 wird dabei geschlossen und eine Zündung kann erfolgen. Der Hohlzylinder kann waagerecht oder senkrecht angeordnet werden. Dementsprechend kann er in eine waagerechte Achse 58 (5a) oder in einer senkrechten Achse 59 (5b) rotieren. Beide Varianten sind gleich gut und funktionieren einwandfrei. Bei der Variante mit der vertikalen Achse kann die Zylinderwand mit mehrere Löchern versehen werden und durch einen Elektromotor kontinuierlich gedreht werden, sodass die Löcher die Wasser-Verbindungen wechselweise schließen und wieder öffnen. Simultan damit müsste über die Steuerung die Zündung in die Brennkammer gesteuert werden, damit der Hochdruck nur dann aufgebaut wird, wenn die Waser-Auslas-Öffnung durch eine Übereinstimmung eines der Löcher der Hohlzylinderwand diese freigibt. Die Variante mit der horizontalen Rotations-Achse kann zusätzlich die Brennkammer öffnen und schließen, was allerdings bei Kleingeräten nicht unbedingt erforderlich ist. Erst wenn es um einen Industrie-Hochdruckreiniger handelt, dann kann das sinnvoll sein. Der Hohlzylinder kann mit Unterbrechungen oder auch permanent drehen, wobei die elektronische Steuerung die Drehgeschwindigkeit und den Ablauf der Arbeits-Phasen (Zünd-Phasen, Wassereinlass, Schließung der Öffnungen, etc.) steuert. Je schneller der Hohlzylinder sich dreht, desto höher ist die Frequenz der Hochdruck-Impulse. Der Hohlzylinder kann kontinuierlich oder schrittweise oder nur um 90° (oder 120°, je nach Bauart) vor- und zurück gedreht werden.
• Die Vorrichtung aus der 6 ist ähnlich konstruiert. Hier rotiert der Hohl-Zylinder 52 auf einer horizontalen Achse 58 und dadurch werden seine Öffnungen 57 so angeordnet, dass sie wechselweise, mal eine Verbindung zwischen der Wasserleitung 18 und Brennkammer 9 und mal eine Verbindung zwischen Brennkammer 9 und Düse 19 bilden. Wenn eine Verbindung zwischen der Wasserleitung und der Brennkammer erstellt wird, wird gleichzeitig die Verbindung zu Düse gesperrt. Sobald der Hohlzylinder 52 weiter gedreht wird, dann sperrt er den Wasserzufluss und stellt eine Verbindung zwischen der Brennkammer 9 und der Düse 19 her. Erst dann kann die Zündung des Knallgases in die Brennkammer erfolgen. Die Drehung kann z.B. um 90° (6a und b) oder grösser, z.B. 120° (6c) notwendig sein, um diese Verbindungen zu erstellen, bzw. zu sperren, abhängig von der Bauart der Kammer. Der Hohlzylinder 52 hier ist praktisch gleichzeitig die Fluid-Kammer.
• Die Variante aus der 18 ist ähnlich gebaut, allerdings hier sind keine Hohlzylinder mit Löchern an deren Wand, sondern hier bildet ein halber Hohl-Zylinder 103 einen Teil der Fluid-Kammer, bzw. der Hohlzylinder ist in die Fluid-Kammer 11 platziert. Dieser Halbzylinder 103 rotiert in seine Zylinder-Achse 89, die waagerecht und quer zu Wasser-StrömungsRichtung angeordnet ist. Der hohle Halbzylinder ist nach oben geöffnet und stellt eine direkte Verbindung mit der Brennkammer 9. Allerdings, je nachdem wie seine Drehposition ist, kann er in eine erste Position die Wasser-Zufluss-Öffnung bzw. die Wasserleitung 18 aufmachen und das Wasser strömt in die Fluid-Kammer ein, wobei der Wasserpegel in die Brennkammer 9 hoch klettert. Gleichzeitig wird in die Brennkammer 9 das Knallgas injiziert, somit kann das Wasser nicht komplett die Brennkammer fluten. Die Verbindung zu der Wasser-Auslass-Öffnung in Richtung Düse 19 wird geschlossen, somit kann kein Wasser durch die Düse austreten. Danach rotiert der halbe Hohlzylinder um ca. 90° elektrisch durch die Steuerung geregelt und durch einen berührungslosen Elektromagnet-Antrieb, wobei ein Elektromagnet 56 und ein Magnet 55 in dem Hohlzylinder 103 durch Magnetfeldwechselwirkung den Hohlzylinder 103 in Rotation bringen. Der Zylinderwand schließt den Wasser-Zufluss und gleichzeitig öffnet sie den Wasser-Abfluss (die Düse). Die Verbindung zu der Brennkammer bleibt konstruktionsbedingt stets offen. Auf gleicher Weise kann auch ein halbierter Vollzylinder verwendet werden. Er müsste genauso mit der flachen Seite nach oben gerichtet sein und würde an zwei Drehpositionen einmal eine Verbindung zwischen Brennkammer und Wasser-Zufluss (über die Fluid-Kammer) erstellen, wobei die Düsen-Flussrichtung gesperrt wäre und bei der nächsten Drehposition, eine Verbindung zwischen Brennkammer über die Fluid-Kammer und der Wasserabfluss-Öffnung bzw. Wasser-Austritts-Düse erstellen, wobei der Wasser-Zufluss gesperrt wäre. Unmittelbar nachdem die Verbindung zwischen Brennkammer über die Fluid-Kammer und der Düse geöffnet wird, erfolgt eine Knallgas-Zündung. Es wird eine schnelle Gasexpansion erzeugt, die das Wasser durch die Düse schnell verdrängt. Somit wird der Hochdruckwasserstrahl erzeugt, mit der man eine Fläche oder Objekt reinigen kann.
• Das gleiche Prinzip kann mit einer Hohl-Sphäre realisiert werden, die ebenso nur eine halbe Hohl-Sphäre 90 ist (19). Um besser in eine Kugelpfanne 91 drehen zu können, soll die Halbsphäre etwas grösser als eine Halb-Sphäre sein. Die Drehung erfolgt durch Magnetfeldwechselwirkung zwischen einem Elektromagneten 56, der statisch in die Kugelpfanne eingebaut ist und einem Magneten 55, der in die Halben Hohl-Sphäre 90 drin steckt. Die Brennkammer bleibt dabei stets offen und eine direkte Verbindung zu der Fluid-Kammer permanent bestehend. Lediglich die Wasser-Zufluss- und Abfluss-Öffnungen werden dabei wechselweise auf- und zu gemacht. Das ermöglicht eine Füllung der Fluid-Kammer mit Wasser aus der Wasserleitung, das Schließen der Wasser-Zufuhr, eine Erstellung der Verbindung der Fluid-Kammer mit der Düse, eine Zündung und eine Hochdruckstrahl-Erzeugung.
• Viele Hochdruckreiniger erhitzen das Wasser, um einen besseren Reinigungseffekt zu erreichen. Die Wassererhitzung kann auch hier durch elektrische Heizelemente 60 erfolgen. Geringfügig trägt auch die Knallgas-Verbrennung der Wassererhitzung bei. Immerhin die Brennkammer wird jedesmal wenn eine Zündung stattfindet, erhitzt. Diese Hitze wird entweder direkt durch Wassermassen jedesmal wenn die Fluid-Kammer und teilweise auch die Brennkammer mit Wasser gefüllt wird, abgeführt oder bei Varianten mit den getrennten Kammern (mit eingebaute Membrane oder Kolben) durch die wärmeleitende Metallwände 61 der Brennkammer, die mit den Wänden der Fluid-Kammer in Kontakt stehen. Die Fluid-Kammer bleibt stets gut gekühlt, weil dort nach jedem Zyklus Wasser rein kommt.
• Die herkömmlichen Hochdruckreiniger, die für Privatanwender konzipiert sind, sind auf 100 - 200 Bar ausgelegt. Der Wasserverbrauch wird dabei mit ca. 6 - 10 Liter / Minute angegeben. Die empirischen Werte zeigen, dass eine Düse mit einem Öffnungs-Durchmesser von 1 mm bei 150 Bar ca. 5,4 Liter Wasser / Minute abgibt. Der Wasserstrahlgeschwindigkeit beträgt ca. 114m/s. Bei 500 Bar sind es ca. 10 Liter / Minute und eine Wasserstrahlgeschwindigkeit von 212m/s erreichbar. Während bei herkömmlichen Hochdruckreinigern der Arbeitsdruck immer deutlich geringere Werte als der Betriebsdruck hat, sind hier bei der Erfindung die beiden Werte ziemlich ähnlich. Bei einer doppelt so große Düsen-Öffnung, vervierfacht die Wassermenge, die durch die Düse strömt. Die Wasserstrahl-Geschwindigkeit bleibt unabhängig von der Düsengröße ziemlich konstant, wenn der Druck unverändert ist.
• Die Vorrichtung kann mit einem Druckenergie-System ausgestattet werden, das aus einer einfachen dehnbaren Membrane 48 (10) oder einem Kolben 50 (11) unter starken Federkraft (mechanisch oder Luftdruck-Feder), der in die Fluid-Kammer unten eingebaut ist und bei Knallgas-Explosion etwas nachgibt, wobei der Volumen bei konstante Druckwerte in die Fluid-Kammer vorübergehend vergrößert wird. Die 11 zeigt einen Druckspeicher-System mit eine zusätzlichen Luft-Kammer 99, die mit Luft 97 gefüllt ist. Sobald der Kolben 24 darüber durch Explosionskraft nach unten geschoben wird, presst die die Luft in die Luftkammer 99 und übt dadurch eine Druckkraft auf dem darunter liegenden Kolben (Piston) 50. Die Luftkammer speichert und federt kurzzeitig die Druckkraft, die durch Explosionskraft entsteht. Diese Kraft wird dann für etwas längere Zeit (ca. 1 Sekunde) auf das Wasser in die Fluid-Kammer übertragen. Das System speichert die Explosionsenergie des Knallgases kurzzeitig und gibt diese Energie wieder, während das Wasser aus der Fluid-Kammer verdrängt wird. Das System ist sinnvoll, weil eine Knallgas-Explosion extrem schnell geschieht, aber das Wasser etwas träge reagiert und nicht blitzschnell aus der Fluid-Kammer durch die Düse fließen kann. Um 90ml Wasser, durch eine Düse mit einem Querschnitt von 1mm mit 150 Bar zu verdrängen braucht man erfahrungsgemäß ca. 1 Sekunde Zeit. Der Wasserstrahl erreicht dabei eine Geschwindigkeit von ca. 114m/s. Bei 500 Bar, wäre das Wasser innerhalb ca. 0,5 Sekunden durch die Düse mit ca. 212m/s herausgepresst. Hier ist vorteilhaft eine Düse mit 1,6 - 2,05 mm Öffnungsdurchmesser einzubauen. Bei einer Düsenöffnung von 1,60mm, würden mit 100 Bar Druck, ca. 12,4 Liter Wasser / Minute durch die Düse fließen, was eine gute Schwemmleistung bringt. Der Druck ist allerdings hier nicht konstant, sondern es wird in Form von Pulsen generiert. Eine Knallgas-Zündung entwickelt einen beachtlichen Druck in die Brennkammer und unmittelbar danach auch in die Fluid-Kammer, aber das Wasser wird dennoch nicht augenblicklich aus der Düse herausströmen. Deswegen ist dabei eine eingebaute Zwischenspeicher-Methode optimal geeignet (10 und 11). Das Zwischenspeicher-System ist relativ einfach gebaut und braucht keine elektrische Steuerung oder Regel-System. Die einfachste Variante (10) beinhaltet eine elastische Membrane, die erst ab ca. 60 Bar sich nach außen ausdehnen lässt und somit lässt sie zu, dass eine Volumen-Vergrößerung der Fluid-Kammer oder Brennkammer stattfindet. Je höher die Druckwerte durch die Knallgas-Explosion, desto weiter vergrößert sich die Membrane. Sie ist elastisch gebaut und auf der anderen Seite kann eine kleine Scheibe 62 oder Platte mit einer Feder 63 platziert werden, die eine Druckraft auf die Membrane ausübt. Der Druck durch die Knallgas-Explosion flaut ab, wenn die Membrane nachgibt und den Volumen in die Fluid-Kammer oder Brennkammer vergrößern lässt. Die Druckfeder 63 aber auf der anderen Seite der Membrane speichert diese Druckenergie und gibt sie wieder ab, wenn der Druck in die Brennkammer zu sinken beginnt. Das Wasser strömt aber aus der Düse weiterhin mit nahezu konstanter Kraft, weil die Membrane den Volumen in die Kammern zu verringern beginnt. Sobald der Druck weiter abfällt bzw. das Wasser aus der Fluid-Kammer Großteils verdrängt wurde, wird die Zufluss-Leitung wieder geöffnet und das Wasser strömt in die Fluid-Kammer ein. Der Wasserdruck aus der Leitung bewirkt allerdings keine Verschiebung oder Ausdehnung der Dehn-Membrane 48, weil sie erst ab ca. 60 Bar Druck nachgibt.
• Das gleiche kann auch mit einem Kolben-System erreicht werden. Hier wird ein Kolben 50 in die Fluid-Kammer 11 oder in die Brennkammer 9 eingebaut, der durch Knallgas-Explosionsdruck druckkraftspeichernd verschiebbar ist. Dabei bewirkt die Kolben-Bewegung eine Vergrößerung des Volumens in die Brennkammer oder Fluid-Kammer, was zu einem „gefederten“ bzw. flacheren Anstieg der Druckwerte innerhalb der Kammer bewirkt. Die Druckkraft wird in eine Stahl-Feder 63 oder Gas-Feder zwischengespeichert. Sobald die Druckwerte nach der Knallgas-Explosion zu sinken beginnen, bewegt sich der Kolben wieder zurück und übt weiterhin eine Druckkraft auf das Wasser in die Fluid-Kammer und bewirkt somit eine Verdrängung durch die Düse zumindest anfangs mit nahezu konstantem Druck. Die Variante, die einen um eine horizontalen Achse 58 drehenden Hohlzylinder 52 hat, zeigt hier Vorteile, weil sie die Brennkammer, nachdem die Explosion stattgefunden hat und die Druckwerte signifikant sinken, schließen kann und diese von der Fluid-Kammer trennt. Der dort erzeugte Unterdruck wird für das Ansaugen des Knallgases benutzt.
• Das Druck-Zwischenspeicher-System ist zwar selbstregelnd und funktioniert selbständig, man kann es allerdings so gestalten, dass von außen die Federkraft geregelt werden kann. Bei einer Luftfeder wäre der Luftdruck drin durch einen Ventil regelbar. Bei Stahlfeder-Variante wäre z.B. eine Gewinde 64 und eine Schraube oder Mutter 65 dort, hilfreich, um genaue Druckwerte einzustellen. Ähnliches wird auch bei Federkraft bei Fahrrädern z.B. praktiziert. Dort kann man eine Mutter in einem Gewinde so drehen, dass die Federkraft geringer oder höher wird.
• Das Druck-Zwischenspeicher-System bewirkt eine Glättung der Druckwerte in dem Hochdruck-Wasserstrahl, der aus der Düse des Hochdruckreinigers kommt, wobei die Druckwerte-Schwankungen durch Impuls-Druckkraft-Erzeugung bei der Knallgas-Explosion damit ziemlich gut ausgeglichen werden. Das Wasser wird durch Knallgas-Explosion unter Druck gesetzt, wobei der Druck durch den Piston oder die dehnbaren Membrane aufgenommen wird, und dann innerhalb kurzer Zeitspanne wieder zurück in die Fluid-Kammer abgegeben, was die Wassermenge von z.B. 90ml aus der Fluid-Kammer innerhalb von einer Sekunde dann durch die Düse mit etwas konstanterem Druck abgegeben wird. Dieses Druckregel-System glättet die drucklosen Phasen sehr gut. Nach einer Sekunde kann eine weitere Knallgas-Zündung gestartet werden und somit wird das Wasser mit einer sehr kurzen Unterbrechung (bei Doppel-Brennkammer-System nahezu ohne Unterbrechung) durch die Düse abgegeben werden.
• Bei den Hochdruckreinigern sind für eine erfolgreiche Flächenreinigung, nicht nur die Druckwerte des Wasserstrahls wichtig, sondern auch dessen Geometrie, die bei jedem Einsatz an die gegebenen Umstände bzw. Oberflächen-Struktur der zu reinigenden Fläche angepasst werden muss und die Schwemmleistung. Beim Reinigen geht es nicht nur darum den Schmutz aus einer Fläche zu lösen, sondern ihn auch aus dem Bereich zu entfernen, und das kann nur bei einer guten Durchflutung mit Wasser erfolgen. Der optimale Wert, der einer guten Balance zwischen Wasserverbrauch und Reinigungsleistung darstellt, liegt bei ca. 10-12 Liter / Minute.
• Die Düse in diesem Hochdruckreiniger kann ähnlich wie bei herkömmlichen Hochdruckreinigern mit zahlreichen Funktionen gestaltet werden. Der Geometrie des Wasserstrahls soll dabei beliebig änderbar sein und auch die Druckwerte stufenlos (oder stufenweise) einstellbar sein.
• Die Erfindung offenbart auch einige weitere Vorteile gegenüber der herkömmlichen Hochdruckreiniger-Technologie. Weil die Hochdruckschläuche komplett fehlen und der Weg, den das Wasser unter Hochdruck bis zu der Düse zurücklegen muss, recht kurz ist, sind keine signifikanten Unterschiede zwischen Arbeitsdruck und Betriebsdruck zu verzeichnen. Während diese beiden Werte in herkömmlichen Hochdruckreinigern um ca. 20 - 40% sich von einander unterscheiden, liegen sie bei dieser Vorrichtung sehr nahe bei einander. Das kann den ineffizienten Einsatz des Wasserstoffs als Energieträger gerechtfertigten. Die Fluid-Kammer, in der durch die Wasserstoff-Zündung in die Brennkammer das Wasser unter Hochdruck steht, ist direkt oder über ein vergleichsweise sehr kurzes Rohr mit der Düse gekoppelt. Die Innenwand-Reibung, die das Fließen des Wassers durch lange Schläuche erschwert und dabei den Wasserdruck erheblich senkt, fehlt hier nahezu komplett.
• Das Pistolenförmiges-Gehäuse in dem die Elemente für die WasserHochdruck-Erzeugung integriert sind, soll so leicht und stabil wie möglich gebaut werden. Das Hauptgewicht bringen hauptsächlich die Wände der Kammer mit. Für eine bessere Schalldämpfung, die den Lärmpegel, der durch Explosionen des Knallgases entsteht, so niedrig wie möglich halten sollte, sollte die Kammer-Wand eine Doppel-Wand-Konstruktion aufweisen. Dazwischen kann schalldämmendes Material oder Vakuum sein.
• Anstatt von Knallgas, kann für die Erzeugung der Hochdruck-Impulse auch ein anderes Gas oder sogar der Dampf einer brennbaren Flüssigkeit benutzt werden. Als brennbare Flüssigkeit sind z.B. Methanol oder Ethanol gut geeignet. Sie brennen rückstandlos und sind chemisch ohne großen Aufwand herstellbar. Im Fall der Benutzung der brennbaren Flüssigkeiten sind ein paar Änderungen in die Konstruktion des Hochdruckreinigers notwendig. Anstatt eines Wasserstoffbehälters braucht man einen kleinen Tank 66, in dem die brennbare Flüssigkeit 67 sich befindet. Auch die Injektoren, die die brennbare Flüssigkeit in die Brennkammer leiten müssen die Flüssigkeit in Dampf-Form oder stark zerstäubt dort injizieren und Frischluft vermischen. Das Zerstäuben kann mit Hilfe eines Piezo-Element-Zerstäubers, der direkt in den Injektoren eingebaut werden kann, erledigt werden (13).
• Die Variante mit Knallgas, kann ohne großartige Modifikationen auch mit Butangas betrieben werden. Wesentlich einfacher ist die Verwendung von Propangas oder Butangas 68, die in einem kleinen nachfüllbaren Tank, ähnlich wie bei Feuerzeuge, gebracht ist. Die Butangasmenge in flüssiger Form, die in dem Pistolengriff eingebauten kleinen Tank vorrätig gefüllt ist, sollte ca. 100 - 300ml sein, um den Pistolengriff nicht unnötig schwer zu gestalten. Bei der Verwendung von Butangas ist der Tank ein Hochdrucktank (wie bei Butan-Flaschen) und sollte stabil gebaut sein. Ein Zerstäuber ist in dem Fall nicht notwendig und der Injektor besteht lediglich aus einer Injektion-Nadel, wobei die Gas-Strömung in die Nadel durch einen Elektroventil (z.B. Kugelventil) steuerbar ist. Ähnlich wie bei Knallgas-Reaktion wird auch hier eine kleine Menge des Butangases und Frischlufts in die Brennkammer injiziert und dort gezündet. Es folgt eine blitzartige Expansion, die das Wasser aus der Fluid-Kammer unter Druck setzt und es durch die Düse nach außen verdrängt.
• Der Pistolen-Griff kann mit einem OLED oder LCD Touch-Display 30 ausgestattet werden, wodurch die Funktionen und der Betrieb des Hochdruckreinigers gesteuert werden kann. Man kann durch das Display die Laserbeleuchtung oder die UV-Laserdiode aktivieren, die Wasserstrahlen-Geometrie bestimmen / einstellen, die Druckwerte und Wasserdurchflussmenge bestimmen. Durch eine elektrische Vorrichtung in Form eines elektromotorangetriebene Gewindes oder eines Schneckengetriebes kann die Düse vor- und rückwärts entlang eines Rohrs bewegt werden und damit die Wasserstrahlbreite geändert werden. Von innen kann in die Düse auch ein dünner Stift 69 mit unterschiedliche Konturen oder unterschiedliche Außendurchmesser-Formen eingeführt werden, der die Wasserstrahl-Geometrie abhängig von dem Einführ-Weg ändert. Über dem Touch-Display können auch die Impuls-Repetitionsrate sowie die Wasserstoff-Menge pro Injektions-Vorgang eingestellt werden oder dementsprechende Reinigungs-Programme aktiviert werden.
• Es ist zwar nicht unbedingt optimal, aber in dem Griff / pistolenförmigen Gehäuse kann auch eine Smartphone-Halterung 70 eingebaut werden, in der man eventuell einen Smartphone 82 anbringen kann und dem man über drahtlose Module oder Funkschnittstellen mit der Hochdruckreiniger-Steuerung verbinden kann. In dem Fall wäre das Touch-Display des Smartphones für diese Zwecke optimal geeignet. Man müsste lediglich eine dementsprechende APP / Software dort installieren und dann damit arbeiten. Selbstverständlich sollte dort kein hochwertiger Smartphone platziert werden, sondern eher eins, der robust ist und der auch im Falle einer Beschädigung / Herunterfallen keine großartige Ersatz-Kosten verursacht.
• Dieser Hochdruckreiniger erzeugt durch die Hochdruck-Wasserabgabe in Form von Impulsen mit hoher Repetitionsrate einen Nebeneffekt, den sog. Meisel-Effekt, mit dem gute Reinigungs-Ergebnisse erzielt werden können. Weil das Wasser aus der Wasserleitung nach jeder Zündung die Fluid-Kammer überflutet, wird eine Überhitzungsmöglichkeit des Gehäuses ausgeschlossen. Das Wasser dringt bei einigen Varianten teilweise auch in die Brennkammer ein, was den Kühlungseffekt verstärkt. Aber auch bei den Varianten, bei denen kein Wasser in die Brennkammer eindringt, wird die Hitze gut durch die Wände der Brennkammer in die Wände der Fluid-Kammer übertragen, wobei die letzten schnell durch Wasser abgekühlt werden. Somit ist das Überhitzungsproblem in diese Vorrichtung sehr gut gelöst und somit fast nicht vorhanden. Das Wasser, das durch die Düse gepresst wird, nimmt diese thermische Energie mit, was die Reinigungs-Effekte etwas verstärken kann. Dennoch es reicht nicht aus, um das Wasser gut erhitzen zu können. Falls das gewünscht ist, müssen in die Fluid-Kammer-Wand zusätzliche Heizelemente eingebaut werden.
• Zu erwähnen ist, dass dieser Hochdruckreiniger zusätzlich noch einen Stromanschluss oder einen Akku 83 für die Steuerung und Hochspannungs-Erzeugung braucht. Falls ein Stromanschluss verwendet werden sollte, wäre optimal ein Niedervolt-Strom zu benutzen, weil das die Sicherheit deutlich verbessert. Über ein Netz-Trafo / Strom-Adapter kann man z.B. eine 5V-Spannung als Versorgung für den Hochdruckreiniger benutzen. In dem Fall, wenn mal was in die Stromleitung durch eine Beschädigung die Leitung frei werden sollte, kann man keineswegs einen Stromschlag bekommen. Alternativ ist auch ein Akku eine gute Lösung. Der Stromverbrauch ist sehr gering und ein Li-Akku mit 4500mAh kann den Hochdruckreiniger einige Tage mit Strom versorgen. Solche Akkus wiegen auch nicht viel (ca. 75-100g) und können problemlos in den Griff integriert werden.
• Der Behälter, in dem der Wasserstoff während der Elektrolyse erzeugt wird, kann in Form eines Luftballons 80 gebaut sein 16). Er soll ein verstellbares Sperr-Ventil 81 haben, das das Austreten des Gases aus dem Luftballon verhindert, der aber den Zufluss in dem Luftballon nicht hindert. Genauso soll das Ventil komplett zu öffnen sein, wenn der Luftballon mit einer Leitung gekoppelt wird, die zu der Brennkammer des Hochdruckreinigers führt. Vorteilhaft ist dabei, dass der Luftballon eine Spannung erzeugt, durch die der Wasserstoff in die Brennkammer ohne Hilfsmittel fließen kann, sobald ein Ventil dort geöffnet wird.
• Für die Zündung des Knallgases in die Brennkammer kann anstatt von Hochspannungs-Zündsysteme auch eine Laserdiode 71 verwendet werden, die außen eingebaut ist und durch ein durchsichtiges Fenster 72 ihre Laserstrahlen 73 in einem Fokuspunkt 74 drin in die Brennkammer fokussiert. Um die Laserleistung so gering wie möglich zu halten, aber dennoch eine zuverlässige Zündung zu erreichen, kann man an dem Laserstrahlen-Brennpunkt 74 in die Brennkammer drin eine sehr kleine schwarze Metall-Kügelchen 75 oder kleine Plättchen mit einer Halterung 76 einbauen, die durch Laserstrahlen blitzschnell erhitzt werden kann. Dieses Kügelchen soll ca. 80-200 Mikrometer in Durchmesser gebaut sein. Grösser soll sie nicht sein, weil dann die Laserstrahlen länger brauchen, um sie erhitzen zu können (14). Die Laserstrahlen müssen exakt fokussiert genau diese Kügelchen treffen, die blitzschnell erhitzt wird und eine Knallgas-Zündung bewirkt. Die Laserdiode soll außerhalb der Brennkammer in eine Halterung eingebaut werden. Sie kann so eingebaut, dass sie auf das Lichtfenster 72 in die Brennkammer drin zielt oder mit Hilfe eines Lichtleiters 77 und einer Linse 78 am Ende des Lichtleiters die Laserstrahlen im Brennpunkt fokussieren. Für die Wasserstoff-Zündung reicht eine Temperatur von 600-800°C und diese kann blitzschnell durch eine blaue Laserdiode mit 0,5W Laser-Leistung im Fokuspunkt (0,1mm²) erreicht werden. Je höher die Laserdioden-Leistung und besser bzw. kleiner der Laser-Fokuspunkt ist, desto schneller kann die Zünd-Temperatur erreicht werden. Die Laser-Zünd-Methode funktioniert genauso gut auch bei Verwendung von anderen Brenngasen oder Flüssigkeiten. Der schwarze Körper in Form einer sehr kleinen Kugel dient dazu, die Laserstrahlen maximal zu absorbieren und den blitzschnellen Temperaturanstieg zu erreichen. Die fokussierten Laserstrahlen ohne diesen Körper würden auf das Gas treffen, allerdings wäre die Energie-Absorption so gering, dass keine signifikante Temperatur-Erhöhung im Brennpunkt zu erwarten wäre. Man kann zwar der dort injizierten Luft ein feines Pulver oder Staubpartikeln 79 beimischen, dessen Teilchen dann durch Laserstrahlen im Fokuspunkt 74 (15) stark erhitzt werden, der würde aber im Wasser landen, was nicht unbedingt optimal ist, was die Umweltfreundlichkeit betrifft. Zudem ist die Lösung mit dem schwarzen Körper deutlich einfacher gestaltet. Die Laserdiode arbeitet dabei nicht kontinuierlich, sondern nur ca. 0,1 - 0,5 Sekunden pro Gas-Injektion, was damit auch sehr sparsam bei Energieverbrauch ist. Die Dauer der Laserstrahlen-Emission wird durch die elektronische Steuerung geregelt, die die Zündvorgänge koordiniert und steuert.
• Für eine bessere Beleuchtung des Arbeitsbereichs kann man direkt in die Hochdruck-Pistole bzw. in dem Gehäuse dieses Hochdruckreinigers eine Beleuchtung anbringen, die den Arbeitsbereich gut beleuchtet. Dafür wäre z.B. eine leistungsfähige Leuchtdiode oder eine Laserdiode oder eine Gruppe von Laserdioden in alle drei Grundfarben, die dann gemeinsam einen Weiß-Licht-Ähnliches Strahl emittieren. Eine weiße Leuchtdiode 84 wäre die günstigste Option und damit kann man sehr gut den Arbeitsbereich ausleuchten. Das Markierungssystem mit Laserdiode wäre davon unabhängig und würde jedesmal unmittelbar vor dem Einschalten des Hochdruck-Erzeugers aktiv. Damit wäre auch tagsüber gut sichtbar der Wasserstrahl-Treff-Bereich markiert, während das BeleuchtungsSystem hauptsächlich bei schlechten Lichtverhältnissen eingeschaltet werden sollte.
• Auf der 20 ist eine Ausführung mit einer linearen Anordnung der Brennkammer und der Fluid-Kammer. Die beiden Kammern befinden sich auf gleicher Höhe. Ein Kolben 24 bewegt sich horizontal durch den Druck in der Brennkammer 9. Hier ist aber der Kolben mit einer Kolbenstange 104, die rohrförmig gebaut ist, ausgestattet. Die Kolbenstange 104 mündet in einem kurzen Arretier-Rohr 105 ein, die direkt mit der Wasserleitung 18 gekoppelt ist. Das Wasser fließt somit von der Wasserleitung durch die Brennkammer 9 und kommt aus einem Loch 106 am Kolben auf der Fluid-Kammer-Seite raus und flutet die Fluid-Kammer. Das Wasser gelangt keinesfalls in die Brennkammer, sondern lediglich in das Rohr durchquert diese. Sobald eine Knallgas-Injektion stattfindet und die Brennkammer mit Knallgas gefüllt ist, wird eine Zündung eingeleitet und die Explosion schiebt den Kolben nach Vorne in Düsen-Richtung. Es wird ein Hochdruck in die Fluid-Kammer erzeugt, aufgrund der Druckerhöhung schließt sich das Sperrventil 17 und das Wasser wird aus der Fluid-Kammer herausgepresst. Eine Rückstellfeder 98 zieht den Kolben in Ausgangsposition wieder zurück.
• Auf der 21 ist eine Ausführung mit Druck-Übersetzung dargestellt worden. Hier sind anstatt eines Kolbens, ein Doppel-Kolben oder zwei Kolben eingebaut, die mit einer rohrförmigen Kolbenstange gekoppelt sind. Der Kolben 24 mit der größeren Arbeitsfläche ist in die Brennkammer 9 eingebaut und überträgt den Druck bei Gasexplosion auf der kleineren Kolben 108, die den Druck in die Fluid-Kammer erzeugt. Durch die etwas kleinere Arbeitsfläche des kleinen Kolbens 108, wird der Druck proportional grösser. Damit sind höhere Wasserdruckwerte erreichbar, allerdings sinkt der Wasser-Volumen, der herausgepresst wird. Ein LuftAuslass- und Einlass-Ventil 107 sorgt für einen Druckausgleich in die Zwischen-Kammer 109, in der die Kolben sich bewegen. Durch die rohrförmige Konstruktion der Kolbenstange 104 kommt das Wasser aus der Wasserleitung direkt in die Fluid-Kammer. Ein Rückfluss wird hier auch durch ein Sperrventil 81 verhindert. Sobald der Brennvorgang beendet ist und das Wasser aus der Fluid-Kammer herausgepresst wurde, bewegt sich der Kolben durch eine Rückstell-Druck-Feder 110 wieder in die Ausgangsposition zurück.
• Auf der 22 ist ein sehr einfaches Strömungsregler-System dargestellt worden, wobei eine gekrümmte Schließklappe, die um eine Ache rotiert, die Wasserzufluss-Leitung synchron mit dem Zündvorgang auf- und zu machen kann, sodass bei jede Knallgas-Explosion das Wasser durch die Düse vorne abgegeben wird.
• Auf der 23 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel dargestellt. Hier wird eine Kammer in zwei Räumen geteilt (Raum-A und Raum-B). Die Räume werden wechselweise mit Wasser aus einer Y-Wasser-Zuflussleitung 112 gefüllt. Die Wasser-Zuflussleitungen können mit Rückschlagventilen (C1 und C2) oder noch besser mit Elektroventile versehen. Die beiden Räume sind ebenso mit je einen Wasser-Austrittsöffnung ausgestattet, die mit Elektroventilen versehen sind. Durch die Einspritz-Vorrichtung 22 wird wechselweise in den Räumen Brenngas oder Wasserstoff und FrischluftGemisch (Knallgas 12) in portionierten Mengen eingespritzt. Z.B. wenn der Raum A mit Knallgas gefüllt wird, wird das Elektroventil C1 oder ein Rückschlagventil dort geschlossen, sodass kein Wasser aus der Zufluss-Leitung rein fliessen kann. Das Elektroventil C2 oder Rückschlagventil in den Raum B wird geöffnet und das Wasser strömt mit Leitungsdruck (ca. 2-20 Bar) dort ein. Der Kolben 113 wird aufgrund dessen nach oben bewegt. Das Knallgas in die Kammer A wird dadurch etwas komprimiert. Das Elektroventil C2 schließt sich und gleichzeitig öffnet sich das Elektroventil B1. Zu dem Zeitpunkt wird durch die Steuerung 15 einen elektrischen Funken in die Elektroden E1 und E2 senden. Es folgt eine Zündung und das Gas expandiert, wodurch der Kolben 113 nach unten gedrückt wird. Das Wasser 8 aus dem Raum B wird durch eine weitere Y-Leitung 114 nach außen über die Düse 19 mit Hochdruck verdrängt. Sobald der Kolben 113 komplett unten geschoben wird, das Elektroventil C1 öffnet sich und das Wasser aus der Leitung 112 strömt dort ein. Gleichzeitig wird das Knallgas in den Raum B eingespritzt und weil der Raum A mit Wasser gefüllt wird, bewegt sich der Kolben nach unten und komprimiert dort etwas das Knallgas in den Raum B. Die Elektroventile C2 und B1 in den Raum B bleiben geschlossen, allerdings das Ventil A1 öffnet sich. Unmittelbar danach wird ein Funken in die Elektroden E3 und E4 geleitet, was eine Zündung des Knallgases in den Raum B versursacht. Der Kolben wird nach oben geschoben und verdrängt das Wasser aus dem Raum A durch die Y-Leitung 114 und der gemeinsamen Düse 19 nach aussen. Danach wiederholt sich wieder der Zyklus. Die Elektroventile D1 und D2 steuern den Knallgas-Zufluss in den jeweiligen Räumen der Kammer. Die Elektroden werden auch hier mit einer wasserabweisenden Schicht überzogen, sodass sie nicht nass bleiben. Die Elektroden in der unteren Raum B können auch direkt in dem Kolben eingebaut werden.
• Zu erwähnen ist, dass diese Vorrichtung auch wie herkömmliche Hochdruckreiniger konzipiert werden kann, wobei ein kastenförmiges Gerät vorhanden ist, in dem das Hochdruckpump-System mit Knallgas- oder Butangas-Zündung eingebaut werden kann. Von der Hochdruckpumpe wird dann wie üblich durch eine Hochdruck-Leitung (Schlauch) eine Verbindung mit der Wasserstrahlen-Düse erstellt. Diese Variante kann höhere Druckwerte erzeugen und kann zusätzlich mit einem Elektrolyse-Gerät gekoppelt werden, das leistungsfähig ist und relativ schnell Wasserstoff zu Verfügung stellt. Nachteil ist dabei der Druckverlust, der durch die Länge der Hochdruck-Leitung entsteht
• Bezugszeichenliste

1

Hochdruckreiniger

2

Impuls-Wasserstrahl oder Hochdruck-Wasserstrahl

3

Griff

4

Pistolenförmiges Gehäuse

5

Gel-Zwischenkörper

6

Schallisolierende Wand

7

Wasserstoff

8

Wasser

9

Brennkammer

10

Wasser-Zufluss-Öffnung

11

Fluid-Kammer

12

Knallgas

13

Elektroden / Hochspannungs-Elektroden

14

Hochspanungs-Erzeuger/ HS-Generator oder Hochspannungsquelle

15

Steuerung

16

Abzug-Schalter

17

Sperrventil oder Flatterventil

18

Wasserleitung

19

Düse

20

Strahlrohr

21

Linse oder Lichtablenk-Element

22

Injektoren

23

Membrane

24

Kolben

25

Endschalter oder Sensor

26

Schliessventil für die Wasserversorgung

27

Wasserstoff-Behälter / Vorratsbehälter

28

Ventil (Elektroventil) am Vorratsbehälter

29

Regler

30

Touch-Display

31

Wasser-Austritts-Öffnung / Wasser-Abfluss-Öffnung

32

Hochdruckleitungen

33

Y-Förmige-Leitung

34

Innen-Wasserleitung

35

Regelklappe, Schwingklappe

36

Elektrolyse-Gerät

37

Solarzelle / Solarmodul

38

LED oder Laserdiode

39

Lichtablenk-Element

40

Schalter

41

Kreis

42

Laserstrahl

43

Wasserstrahl-Regler

44

UV-Laserdiode

45

Stromanschluss

46

dünnen Leitungen

47

Wasserleitung

48

Druckspeicher-Membrane / Dehn-Membrane

49

elastische Membrane

50

Piston

51

Wasser- oder Druck-Sensor

52

Hohlzylinder

53

Wasserabfluss

54

Elektromotor

55

Magnete

56

Elektromagnetspulen

57

Hohlzylinder-Öffnungen

58

waagerechte Achse

59

senkrechten Achse

60

elektrische Heizelemente

61

Metallwände der Brennkammer

62

Scheibe

63

Feder

64

Gewinde

65

Schraube oder Mutter

66

Tank

67

brennbare Flüssigkeit

68

Propangas oder Butangas

69

Stift

70

Smartphone-Halterung

71

Laserdiode

72

Durchsichtiges Fenster

73

Laserstrahlen

74

Fokuspunkt

75

Metall-Kügelchen / schwarzer Körper

76

Halterung

77

Lichtleiter

78

Linse

79

Staubpartikel

80

Luftballon

81

Sperr-Ventil

82

Smartphone

83

Akku

84

LED- oder Laser-Leuchte

85

Wasserstoff-Schlauch oder Rohr

86

Ventil in die Wasserabfluss

87

Entleer-Ventil

88

Tesla-Ventil

89

Zylinder-Achse

90

Halbe Hohl-Sphäre

91

Kugelpfanne

92

Begrenzer für die Piston-Bewegung

93

Metall-Gitter

94

Druckplatte

95

Luft-Löcher

96

Druckfeder

97

Luft

98

Rückstellfeder

99

Luftkammer

100

Lufteinlas-Ventil

101

Schiebe-Hebel

102

Ring mit der Linse gekoppelt

103

Halber Hohlzylinder

104

Kolben-Stange (Rohr)

105

Kurzes Rohr / Arretier-Rohr

106

Loch am Kolben / Kanal-Einmündung

107

Überdruck- / Luft-Ventil

108

Kleiner Kolben

109

Zwischen-Kammer

110

Rückstell-Druck-Feder

111

Falten-Ring für die Membrane

112

Y-Wasser-Zuflußleitung

113

Kolben

114

Y-Leitung für den Wasseraustritt

Claims (59)

1. Hochdruckreiniger, dadurch gekennzeichnet, dass er eine Hochdruckpumpe aufweist, die aus mindestens - einem Hohl-Körper, der rohrförmig gebaut und eine Fluid-Kammer (11) bildet, die mit einer Wasser-Zufluss- (10) und einer Wasser-Abfluss-Öffnung (31) ausgestattet ist, in der das Wasser (8) aus einer in die Wasser-Zufluss-Öffnung (10) angeschlossene Wasserleitung (18, 47) einfließen kann, - einer Brennkammer (9), die Bestandteil der Fluid-Kammer (11) in Form einer kuppen-artigen Ausweitung nach oben ist oder eine separate Kammer bildet, die direkt über die Fluid-Kammer (11) eingebaut ist, die durch eine Öffnung oder einer Rohr-Leitung mit der Fluid-Kammer (11) gekoppelt ist, - einem Wasserfluss-Regler-System oder Wasserströmung-Richtungs-Regler-System, das im Wasser-Eingang des Hohl-Körpers eingebaut ist, das ein Sperr-Ventil oder Flatter-Ventil-System oder ein Elektroventil ist, das das Zufließen des Wassers aus der Wasserleitung (18) in die Hochdruck-Kammer ermöglicht, aber das Fließen in umgekehrte Richtung verhindert, - einem Vorratsbehälter (27), der feste Wände hat oder dehnbar oder luftballonähnlich gebaut ist und mit Wasserstoff (7) gefüllt ist oder einem Elektrolyse-Gerät (36), das das Wasser in chemischen Bestandteile spaltet und die dabei gewonnene Gase über getrennte Leitungen oder zusammen in Form eines Knallgases in die Brennkammer (9) leitet, - einer Injektions- oder Pump-Vorrichtung, die das Knallgas oder den Wasserstoff aus dem Vorratsbehälter (27) und Frischluft oder Sauerstoff in portionierten Mengen in die Brennkammer (9) leitet, - einem Zünd-System, bestehend aus einer Hochspannungsquelle (14) und Hochspanungs-Elektroden (13), die in die Innenwand der Brennkammer (9) eingebaut sind, die das Knallgas in die Brennkammer zünden kann und dadurch eine Druckkraft auf das Wasser in die Fluid-Kammer ausübt und es explosionsartig oder in Form von Hochdruck-Impulsen aus der Fluid-Kammer (11) durch die Wasser-Abfluss-Öffnung (31) verdrängt, - einer Steuerung, die das Zünd-System und ein Wasserstoff-Injizieren in die Brennkammer (9) steuert, - einer Düse (19), die in die Wasser-Abfluss-Öffnung (31) direkt eingebaut ist oder mit Hilfe eines Rohrs damit verbunden ist, durch die das Wasser aus der Fluid-Kammer (11) nach außen strömen kann, - eine Energie-Quelle oder Stromanschluss, wodurch die elektrischen Elemente mit Strom versorgt werden, besteht.
2. Hochdruckreiniger, dadurch gekennzeichnet, dass er eine Hochdruckpumpe aufweist, die aus mindestens - einer Fluid-Kammer (11), die hohlzylinderförmig gebaut, die eine Wasser-Zufluss-Öffnung (10) hat, durch die das Wasser (8) aus einer dort angeschlossene Wasserleitung (18) einfließen kann, und eine Wasser-Abfluss-Öffnung (31) hat, durch die das Wasser mit Hochdruck nach Außen strömen kann, - einer Brennkammer (9), die Bestandteil der Fluid-Kammer (11) in Form einer kuppen-artigen Ausweitung nach oben ist oder eine separate Kammer bildet, die direkt über die Fluid-Kammer (11) eingebaut ist, die durch eine Öffnung oder einer Rohr-Leitung mit der Fluid-Kammer gekoppelt ist, - einem Wasserfluss-Regler-System oder Wasserströmung-Richtungs-Regler-System, das in Form eines weiteren Hohlzylinders, der geringfügig kleiner als die Fluid-Kammer (11) gebaut ist, der in die Fluid-Kammer steckt und dort elektrisch in seiner Zylinder-Achse (89) sich drehen kann, der mit zwei Wasserfluss-Öffnungen in seiner Zylinderwand versehen ist, wobei diese so angeordnet sind, dass sie nicht diametral gegenüber stehen, sondern etwas versetzt eingebaut sind, wodurch eine gerade Verbindungslinie, die deren Mittelpunkte verbinden würde, nicht die Längsachse des Hohlzylinders trifft, die, je nach Drehposition des Hohlzylinders die Wasserzufluss- und Wasserabfluss-Öffnung wechselweise schließen, - einem Vorratsbehälter (27), der mit Wasserstoff (7) gefüllt ist oder einem Elektrolyse-Gerät (36), das das Wasser in chemischen Bestandteile spaltet und die dabei gewonnene Gase über getrennte Leitungen oder zusammen in Form eines Knallgases in die Brennkammer (9) leitet, - einer Injektions- oder Pump-Vorrichtung, die das Knallgas oder den Wasserstoff aus dem Vorratsbehälter (27) und Frischluft oder Sauerstoff in portionierten Mengen in die Brennkammer (9) leitet, - einem Zünd-System, bestehend aus einer Hochspannungsquelle (14) und Hochspanungs-Elektroden (13), die in die Innenwand der Brennkammer (9) eingebaut sind, die das Knallgas in die Brennkammer zünden kann und dadurch eine Druckkraft auf das Wasser in die Fluid-Kammer (11) ausübt und es explosionsartig oder in Form von Hochdruck-Impulsen aus der Fluid-Kammer nach hinten verdrängt, - einer Steuerung, die das Zünd-System und ein Wasserstoff-Injizieren in die Brennkammer steuert, - einer Düse (19), die in die Wasser-Abfluss-Öffnung (31) direkt eingebaut ist oder mit Hilfe eines Rohrs damit verbunden ist, durch die das Wasser aus der Fluid-Kammer (11) nach außen strömen kann, - einer Energie-Quelle oder einem Stromanschluss, wodurch die elektrischen Elemente mit Strom versorgt werden, besteht.
3. Hochdruckreiniger nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Wasserfluss-Regler-System oder Wasserströmung-Richtungs-Regler-System, das in die Wasser-Zufluss-Öffnung (10) des Hohl-Körpers oder in die Fluid-Kammer (11) eingebaut ist, das das Zufließen des Wassers aus der Wasserleitung (18, 47) in die Fluid-Kammer ermöglicht, aber das Fließen in umgekehrte Richtung verhindert, ein Tesla-Ventil (88) ist.
4. Hochdruckreiniger nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Wasserfluss-Regler-System oder Wasserströmung-Richtungs-Regler-System, das im Wasser-Zufluss-Öffnung (10) des Hohl-Körpers eingebaut ist, das das Zufließen des Wassers aus der Wasserleitung (18) in die Fluid-Kammer (11) ermöglicht, aber das Fließen in umgekehrte Richtung verhindert, ein elektrisches Wasserfluss-Regler-System ist, bestehend aus einem elektrisch drehbaren, rechtwinklig zu seiner Längsachse in der Mitte, durchgebohrten Hohl- oder Voll-Zylinder, der in die Wasser-Zufluss-Öffnung (10) des Hohl-Körpers, in einem teils geöffneten Kapsel-Gehäuse eingebaut ist, der je nach Drehposition, den Wasserfluss durch die Fluid-Kammer (11) bei übereinstimmende Bohrungs-Achse des Zylinders und der Längs-Achse der rohrförmigen Fluid-Kammer, ungehindert fließen lässt und bei einer Drehung mit einer 90°-Anordnung des Zylinder-Kanals gegenüber der Längsachse der rohrförmigen Fluid-Kammer, den Wasserfluss vollständig blockiert.
5. Hochdruckreiniger nach Patentanspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohl- oder Voll-Zylinder elektrisch durch einen Elektromotor permanent oder schrittweise gedreht wird, oder mit Magnet-Bereiche ausgestattet ist und durch statisch eingebaute Elektromagneten durch Magnetfeldwechselwirkung permanent oder schrittweise gedreht wird.
6. Hochdruckreiniger nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennkammer (9) und die Fluid-Kammer (11) durch eine bewegliche oder elastische oder dehnbare Membrane (23) voneinander getrennt sind.
7. Hochdruckreiniger nach einem der Patentansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennkammer (9) einen Hohlzylinder bildet und durch einen beweglichen Kolben (24) von der Fluid-Kammer (11) getrennt ist.
8. Hochdruckreiniger nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennkammer (9) und die Fluid-Kammer (11) nicht über einander sondern horizontal auf gleicher Höhe nebeneinander oder hintereinander angeordnet sind.
9. Hochdruckreiniger nach Patentanspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Fluid-Kammer (11) und der Brennkammer (9) ein horizontal verschiebbarer Kolben (24) eingebaut ist, der mit einer rohrförmigen Kolbenstange ausgestattet ist, die eine Verbindung für eine Wasser-Strömung von der Wasser-Zufluss-Öffnung (10) auf der Fluid-Kammer (11) bildet, die mit einem Rückfluss-Sperrventil ausgestattet ist, der das Zurückfließen des Wassers von der Fluid-Kammer in die Wasserleitung (18) unterbindet.
10. Hochdruckreiniger nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, das das Wasserfluss-Regler-System oder Wasserströmung-Richtungs-Regler-System, das im vorderen Bereich der Fluid-Kammer (11) eingebaut ist, aus mindestens einer Schwingklappe besteht, die elastisch ist oder mit einer Rückstellfeder gekoppelt ist, die die Einmündung der Brennkammer (9) in die Fluid-Kammer (11) schließt, die durch die Gasexpansion während des Brennvorgangs durch den Gas-Druck so geschwenkt wird, dass der hintere Bereich der Schwingklappe (35) nach unten gedrückt wird und dadurch die Einmündung der Brennkammer (9) in die Fluid-Kammer (11) geöffnet wird, wobei gleichzeitig die Wasser-Zufluss-Öffnung (10) in die Fluid-Kammer geschlossen wird und das Verdrängen des Wassers aus der Fluid-Kammer durch den Gasexpansion nach hinten stattfindet,
11. Hochdruckreiniger, dadurch gekennzeichnet, dass er ein pistolenförmiges Gehäuse und eine Hochdruckpumpe aufweist, die aus mindestens - einem Hohl-Körper, der mit einer Wasser-Zufluss- (10) und eine Wasser-Abfluss-Öffnung (31) ausgestattet ist, in dem das Wasser aus einer in die Wasser-Zufluss-Öffnung (10) angeschlossene Wasserleitung (18) einfließen kann, - einer Brennkammer (9), die Bestandteil des Hohl-Körpers ist und in Form einer kuppen-artigen Ausweitung nach oben gerichtet ist oder eine separate Kammer bildet, - einer Fluid-Kammer (11), die direkt unter die Brennkammer (9) im Hohl-Körper eingebaut ist, die durch eine Öffnung oder einer Rohr-Leitung mit der Brennkammer (9) verbunden ist, die in Form eines Hohlzylinders gebaut ist, die um ihre waagerecht und quer zu Wasserflussrichtung angeordneten Zylinder-Achse elektrisch drehbar ist, die mit mindestens zwei große Öffnungen ausgestattet ist, die in die Hohlzylinder-Wand sich befinden, wobei die Mittelpunkte der Öffnungen und der naheste Punkt auf der Zylinder-Achse eine abgewinkelte Linie bilden, deren Öffnungen bei einer Drehposition so angeordnet sind, dass das Wasser aus der Wasserleitung (18) ungehindert in die Fluid-Kammer (11) und Brennkammer (9) eindringen kann, wobei die Verbindung zu Wasser-Abfluss-Öffnung (31) geschlossen bleibt und nach einer Drehung um 90° eine zweite Drehposition zustande kommt, die eine Verbindung mit der Brennkammer (9) und mit der Wasser-Abfluss-Öffnung (31) erstellt und gleichzeitig die Wasser-Zufluss-Öffnung (10) schließt, - einem Vorratsbehälter (27), der feste Wände hat oder dehnbar oder luftballonähnlich gebaut ist und mit Wasserstoff gefüllt ist oder einem Elektrolyse-Gerät (36), das das Wasser in chemischen Bestandteile spaltet und die dabei gewonnene Gase über getrennte Leitungen oder zusammen in Form eines Knallgases in die Brennkammer (9) leitet, - einer Injektions- oder Pump-Vorrichtung, die das Knallgas oder den Wasserstoff aus dem Vorratsbehälter (27) und Frischluft oder Sauerstoff in portionierten Mengen in die Brennkammer (9) leitet, - einem Zünd-System, bestehend aus einer Hochspannungsquelle (14) und Hochspanungs-Elektroden (13), die in die Innenwand der Brennkammer (9) eingebaut sind, die das Knallgas in die Brennkammer zünden kann und dadurch eine Druckkraft auf das Wasser in die Fluid-Kammer (11) ausübt und es explosionsartig oder in Form von Hochdruck-Impulsen aus der Fluid-Kammer durch die Wasser-Abfluss-Öffnung (31) verdrängt, - einer Steuerung, die das Zünd-System, ein Wasserstoff-Injizieren in die Brennkammer sowie die Drehung und die Drehposition der Fluid-Kammer steuert, - einer Düse (19), die in die Wasser-Abfluss-Öffnung (31) direkt eingebaut ist oder mit Hilfe eines Rohrs damit verbunden ist, durch die das Wasser aus der Fluid-Kammer bei dementsprechende Drehposition der Fluid-Kammer nach außen strömen kann, - eine Energie-Quelle oder Stromanschluss, wodurch die elektrischen Elemente mit Strom versorgt werden, besteht.
12. Hochdruckreiniger nach Patentanspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlzylinder statt mit zwei Öffnungen, ein in seiner Zylinderachse halbierter Hohlzylinder oder Hohl-Halb-Zylinder ist, dessen offene Seite nach oben gerichtet ist und stets eine direkte, offene Verbindung mit der Brennkammer (9) erstellt, der in dem Hohl-Körper um 90° hin- und her drehbar ist und dabei zwei Drehpositionen annimmt, wobei - eine erste Drehposition die Wasser-Zufluss-Öffnung (10) aufmacht und gleichzeitig die Wasser-Abfluss-Öffnung (31) schließt, - eine zweite Drehposition die Wasser-Zufluss-Öffnung schließt und gleichzeitig die Wasser-Abfluss-Öffnung aufmacht.
13. Hochdruckreiniger nach Patentanspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass anstatt des halbierten Hohlzylinders, ein halbierter Vollzylinder eingebaut ist, dessen flache Seite nach oben, Richtung Brennkammer (9) zeigt.
14. Hochdruckreiniger nach Patentanspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Fluid-Kammer (11) anstatt in Form des Halb-Zylinders eine elektrisch drehbare, halbe Hohl-Sphäre ist, deren offene Seite nach oben in Richtung der Brennkammer (9) gerichtet ist, oder eine Halbe-Kugel ist, deren flache Seite in Brennkammer-Richtung zeigt.
15. Hochdruckreiniger nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Gehäuse mehrere Brennkammern (9) und Fluid-Kammern (11) eingebaut sind, deren Wasser-Abfluss-Öffnungen in einer Leitung zusammengeführt sind, die das Wasser durch die Düse nach Außen leitet.
16. Hochdruckreiniger nach Patentanspruch 15, dadurch gekennzeichnet, das die Steuerung die Zünd-Vorgänge in Brennkammern so steuert, dass das Knallgas in die Brennkammern zu verschiedene Zeitpunkten oder Phasen, die wechselweise stattfinden, gezündet wird.
17. Hochdruckreiniger nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennkammer (9) und der Hohlkörper oder die Fluid-Kammer (11) eine Doppelwand-Konstruktion aufweist, wobei zwischen den beiden Wänden ein Vakuum herrscht oder drin ein schallisolierendes Material eingebaut ist.
18. Hochdruckreiniger nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennkammer (9) rohrförmig gebaut ist und in dem hinteren Teil der Fluid-Kammer (11), dort wo die Wasserleitung (18) gekoppelt ist, in die Fluid-Kammer von oben aus, schräg nach vorne, einmündet.
19. Hochdruckreiniger nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass er pistolenförmig gebaut ist und dort alle Hochdruck-Erzeugungs-Elemente integriert sind.
20. Hochdruckreiniger nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass er mit einem Vibrationsdämpfer oder einem Impuls-Rückstoß-Ausgleich-System ausgestattet ist.
21. Hochdruckreiniger nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Repetitionsrate oder die Frequenz der Impulse und die injizierte Knallgas-Menge in die Brennkammer (9) durch die Steuerung regelbar sind.
22. Hochdruckreiniger nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass er mit einem Heizelement (60), der das Wasser in die Fluid-Kammer (11) aufheizen kann, ausgestattet ist.
23. Hochdruckreiniger nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass er mit einer Venturi-Düse, die eine weitere Flüssigkeit oder Waschmittel-Flüssigkeit aus einem Waschmittel-Behälter einsaugen und zusammen mit dem Hochdruck-Wasserstrahl abgeben kann, ausgestattet ist.
24. Hochdruckreiniger nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrode mit einer isolierenden, wasserabweisenden Beschichtung beschichtet ist, wobei nur die Spitze frei davon ist.
25. Hochdruckreiniger nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass er mit einem Druck-Zwischen-Speicher-System ausgestattet ist, das in die Brennkammer (9) oder Fluid-Kammer (11) eingebaut ist, das eine durch die Explosionskraft des gezündeten Knallgases erhöhtem Innendruck, eine vorübergehende, durch eine mechanische Spannung umkehrbare Volumenvergrößerung der Brennkammer und, oder der Fluid-Kammer gestattet, wodurch die zwischengespeicherte Druckenergie wieder zurückgegeben wird, bis der Druck durch Wasseraustritt durch die Düse (19) abgebaut wird.
26. Hochdruckreiniger nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass er mit einem Druck-Zwischen-Speicher-System ausgestattet ist, das in die Brennkammer (9) oder Fluid-Kammer (11) eingebaut ist, das aus mindestens einer elastischen, federnden Membrane (23), die durch Hochdruck dehnbar oder verschiebbar ist, wodurch eine vorübergehende Vergrößerung des Volumens der Brennkammer oder Fluid-Kammer bewirkt wird.
27. Hochdruckreiniger nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass er mit einem Druck-Zwischen-Speicher-System ausgestattet ist, das in die Brennkammer oder Fluid-Kammer eingebaut ist, dass aus mindestens einem Kolben, der durch Hochdruck verschiebbar ist und druckkraftspeichernd mit einem Federkraft-System oder Rückstellfeder gekoppelt ist, wodurch eine vorübergehende Vergrößerung des Volumens der Brennkammer oder Fluid-Kammer bewirkt wird.
28. Hochdruckreiniger nach Patentanspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass das Federkraft-System eine Stahlfeder oder eine Gasdruck-Feder bildet.
29. Hochdruckreiniger nach Patentanspruch 27 oder 28, dadurch gekennzeichnet, dass die Federkraft des Federkraft-Systems manuell einstellbar ist.
30. Hochdruckreiniger, dadurch gekennzeichnet, dass er aus einer Brennkammer (9) mit Hochspannungs-Elektroden (13) in einer oberen Wandfläche ausgestattet, in der Sauerstoff und Wasserstoff oder Knallgas oder ein anderes brennbares / explosives Gas oder GasGemisch durch einem Pumpsystem in portionierten Mengen injiziert wird, in der auch das Wasser aus einer Wasserleitung (18) über einem Sperrventil oder Rückschlagventil einströmt, die mit einem Hochspannungs-Erzeuger (14) gekoppelt ist, deren Stromabgabe manuell oder durch eine elektronische Steuerung betrieben oder geregelt wird, sowie eine Wasserstrahl-Düse, durch die, das Wasser mit Hochdruck nach einer Knallgas- oder Gas-Zündung in die Brennkammer ausströmt.
31. Hochdruckreiniger umfassend: - ein pistolenförmiges oder lanzenförmiges Gehäuse, das mit einer Wasser-Zufluss-Öffnung (10), an der Wasser durch eine angeschlossene Wasserleitung (18) einfließen kann, und einer Wasser-Austritts-Öffnung (31), die mit einer Düse (19) versehen ist, ausgestattet ist, - einen Vorratsbehälter (27), der mit Wasserstoff oder einem brennbarem Gas gefüllt ist, - eine Hochdruckpumpe bestehend aus zwei Kammern die durch einen beweglichen Doppel-Kolben mit einer Kolbenstange, die mit einem Leitungs-Kanal drin ausgestattet ist, getrennt sind, wobei eine davon - eine Brennkammer (9) ist, die in der Nähe der Wasser-Zufluss-Öffnung (10) sich befindet, die mit dem Vorratsbehälter (27) durch ein Injektor- oder Pump-System verbunden ist, das gesteuert portionierte Mengen aus Wasserstoff oder einem brennbaren Gas und Frischluft aus der Umgebung in die Brennkammer leitet, in der die Kolbenstange von dem Kolben bis zu der Wasser-Zufluss-Öffnung (10) in einem Arretier-Rohr oder Zylinder durchläuft, und die andere - eine Fluid-Kammer (11) ist, in der das Wasser aus der Wasser-Zufluss-Öffnung (10) durch den Leitungs-Kanal in die Kolbenstange eindringt und über einer Kanal-Einmündung in den Kolben, einfließt, - einen Rückschlagventil oder Sperrventil oder Elektroventil, das in dem Leitungs-Kanal in der Kolbenstange oder in eine Kanal-Einmündung in den Kolben eingebaut ist, dass das Fließen des Wassers von der Wasser-Zufluss-Öffnung in die Fluid-Kammer erlaubt, aber das Zurückfließen in die Wasser-Zufluss-Leitung verhindert, - ein Zünd-System, bestehend aus einer Hochspannungsquelle (14) und Hochspanungs-Elektroden (13), die in die Innenwand der Brennkammer eingebaut sind, die ein Gasgemisch aus Wasserstoff oder Brenngas und Frischluft in die Brennkammer zünden können und dadurch eine Druckkraft in der Brennkammer erzeugen, die durch den Doppel-Kolben auf das Wasser in die Fluid-Kammer (11) übertragen wird und es explosionsartig oder in Form von Hochdruck-Impulsen aus der Fluid-Kammer durch die Wasser-Austritts-Öffnung (31) verdrängt, - einer Steuerung, die das Zünd-System und den Injektor oder das Pump-System für das Wasserstoff- / Gas- und Frischluft-Injizieren in die Brennkammer steuert, - einer Düse (19), die in die Wasser-Austritts-Öffnung (31) direkt eingebaut ist oder mit Hilfe eines Rohrs damit verbunden ist, durch die das Wasser aus der Fluid-Kammer (11) nach außen strömen kann, - eine Energie-Quelle oder Stromanschluss, wodurch die elektrischen Elemente mit Strom versorgt werden, besteht.
32. Hochdruckreiniger nach Patentanspruch 31, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Kolben in dem Doppel-Kolben, unterschiedliche Arbeitsflächen haben.
33. Hochdruckreiniger nach Patentanspruch 31 oder 32, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben in der Fluid-Kammer eine kleinere Arbeitsfläche, als der Kolben in der Brennkammer hat.
34. Hochdruckreiniger nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass er mit mindestens einen Lichtmarkierer, der den Wasserstrahl-Bereich oder Wasserstrahl-Treffpunkt auf einer Oberfläche durch Lichtstrahlen markiert, ausgestattet ist.
35. Hochdruckreiniger nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass er mit mindestens einer Leuchtdiode oder eine Laserdiode und / oder UV-Laserdiode, die den Wasserstrahl-Bereich oder Wasserstrahl-Treffpunkt auf einer Oberfläche durch eine Projektion der Laserstrahlen markiert, ausgestattet ist.
36. Hochdruckreiniger nach Patentanspruch 35, dadurch gekennzeichnet, dass die Laserdiode oder die UV-Laserdiode mit einem optischen LichtAblenk-System aus Linsen oder Prismen gekoppelt ist, das eine Laserstrahlen-Geometrie erzeugt, die ähnlich wie die Hochdruck-Wasserstrahl-Geometrie ist.
37. Hochdruckreiniger nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, das er mit einer oder mehreren einstellbaren Düsen oder einem Strahlrohr ausgestattet ist.
38. Hochdruckreiniger nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass er mit einer elektronischen Steuerung und einer drahtlosen Schnittstelle oder Funkmodul für einen bidirektionalen Datentransfer in einem PC oder Smartphone ausgestattet ist.
39. Hochdruckreiniger nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass er mit einer Kamera, die den Wasser-Strahlbereich oder den durch eine UV-Laserdiode sichtbar gemachten Schmutzbereich erfasst und in Form einer Video-Datei oder Videosignals an einen PC oder Smartphone leitet, ausgestattet ist.
40. Hochdruckreiniger nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass er mit mindestens einem Touch-Display, über das die Funktions-Einstellungen oder die Steuerung des Hochdruckreinigers erfolgen kann, ausgestattet ist.
41. Hochdruckreiniger nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass er mit demensprechender Hard- und Software, über die Reinigungsprogramme aktiviert oder eingestellt werden können, sowie mit einer Speicherfunktion für die vorgenommenen Einstellungen ausgestattet ist.
42. Hochdruckreiniger nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Düse mit einem elektrischen Aktuator, wodurch die Wasserstrahl-Geometrie steuerbar ist, gekoppelt ist.
43. Hochdruckreiniger nach einem der Patentansprüche 35 bis 42, dadurch gekennzeichnet, dass die Laserdiode mit einem elektrischen Aktuator, wodurch die Laserstrahlen-Geometrie steuerbar ist, gekoppelt ist.
44. Hochdruckreiniger nach Patentanspruch 42 oder 43, dadurch gekennzeichnet, dass die Laserstrahlen- und Wasserstrahlen-Geometrie gemeinsam steuerbar sind.
45. Hochdruckreiniger nach einem der Patentansprüche 35 bis 44, dadurch gekennzeichnet, dass die Laserstrahlen teilweise auch in den Wasserstrahlen eindringen und diese zum Leuchten bringen.
46. Hochdruckreiniger nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass er mit einer Beleuchtung aus LED-s oder Laserdioden, die mit der Strahlrichtung so gerichtet ist, dass sie den zu reinigenden Gegenstand oder Fläche beim Anvisieren mit einem in dem Hochdruckreiniger eingebauten Strahlrohr oder einer Düse, beleuchtet, ausgestattet ist.
47. Hochdruckreiniger nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass er mit einer Halterung für ein Mobiltelefon oder Smartphone, sowie eine passende Funkschnittstelle, über die das Mobiltelefon oder Smartphone mit der Steuerung des Hochdruckreinigers drahtlos gekoppelt werden kann, ausgestattet ist.
48. Hochdruckreiniger nach einem der Patentansprüche 40 bis 47, dadurch gekennzeichnet, dass über das Touch-Display oder einen Regler, die Knallgas-Zündungs-Repetitionsrate oder die Druck-Impuls-Frequenz auf das Wasser in die Fluid-Kammer und, oder die injizierte Knallgas-Menge oder die Injektions-Repetitionsrate einstellbar ist.
49. Hochdruckreiniger nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass anstatt von Knallgas ein anderes, explosionsfähiges oder leicht brennbares Gas oder Dampf einer leicht brennbaren Flüssigkeit in die Brennkammer injiziert wird.
50. Hochdruckreiniger nach Patentanspruch 49, dadurch gekennzeichnet, dass er mit einem Fluid-Zerstäuber, der mit dem Injektoren verbunden ist, der einen explosiven Dampf aus einer Brennflüssigkeit erzeugt, die in die Brennkammer (9) zusammen mit eine Portion Frischluft injiziert wird, sowie mit einem Flüssigkeits-Tank, in dem die brennbare Flüssigkeit sich befindet, ausgestattet ist.
51. Hochdruckreiniger nach einem der Patentansprüche 1 bis 49, dadurch gekennzeichnet, dass anstatt von Knallgas ein anderes Brenngas oder Butan- oder Propangas in einem eingebautem Druck-Tank sich befindet und durch Injektions-Nadel oder elektroventilgesteuert in die Brennkammer in portionierten Mengen zusammen mit Frischluft-Portionen gelangt.
52. Hochdruckreiniger nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass er anstatt des Zünd-Systems, das mit Hochspannungs-Funken funktioniert, ein Laserdioden-Zündsystem aufweist, das aus einer Laserdiode, die mit der Steuerung gekoppelt ist, die einen Laserstrahl von außen durch ein durchsichtiges Lichtfenster oder Lichtleiter in die Brennkammer leitet und dort auf einem Punkt fokussiert, das brennbares Gas zündet.
53. Hochdruckreiniger nach Patentanspruch 52, dadurch gekennzeichnet, dass dem Gas oder der Frischluft in die Brennkammer ein feines Pulver oder Staubpartikel beigemischt sind, die die Laserstrahlen-Energie im Fokuspunkt absorbieren und dabei diese in der Hitzeform zurückgeben.
54. Hochdruckreiniger nach Patentanspruch 52 oder 53, dadurch gekennzeichnet, dass im Fokus-Punkt der Laserstrahlen in die Brennkammer drin ein kleiner Körper oder ein kleines Kügelchen oder eine sehr kleine Platte, die schwarz ist und aus Metall gebaut ist, die mit einer Halterung gekoppelt ist und als Laserstrahlen-Energie-Absorber und Hitze-Geber dient, eingebaut ist.
55. Hochdruckreiniger nach einem der Patentansprüche 52 bis 54, dadurch gekennzeichnet, dass die Laserdiode eine IR-Laserdiode oder eine Blaue oder eine Violette oder eine UV-Laserdiode ist.
56. Hochdruckreiniger nach einem der Patentansprüche 7 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass anstatt eines Kolbens, zwei miteinander verbundene Kolben oder ein Doppel-Kolben, deren Arbeitsflächen unterschiedlich groß sind, die eine Druckübersetzung oder Druckuntersetzung zwischen der Fluid-Kammer und Brennkammer bewirken, aufweist.
57. Hochdruckreiniger nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hochdruckpumpe mit Knallgas oder Gas-Antrieb in einem zylinderförmigen Gehäuse, das der Benutzer bei der Anwendung in der Hand trägt, in der auch die Wasserstrahl-Düse oder ein Strahlrohr sich befindet, eingebaut ist.
58. Hochdruckreiniger nach einem der Patentansprüche 1 bis 56, dadurch gekennzeichnet, dass die Hochdruckpumpe mit Knallgas oder Gas-Antrieb statt kompakt tragbar, in einem größeren Gehäuse eingebaut ist, das bei der Benutzung als eigenständige Einheit steht und mit Hilfe eines Hochdruckschlauchs mit dem pistolenförmigen Gehäuse mit der Wasserstrahl-Düse, gekoppelt ist.
59. Hochdruckreiniger, umfassend: eine Hochdruckpumpe, die aus mindestens - einer Kammer, die durch eine bewegliche oder schwingende Membrane oder Kolben in zwei Räumen geteilt ist, - je einer mit einer Wasserleitung verbundenen Wasser-Zufluss-Öffnung /-Einmündung, in den beiden Räumen der Kammer eingebaut sind, die durch einem Y-Leitungsrohr außerhalb der Kammer zusammengeführt sind, das mit einem Sperr-Ventil oder Rückschlag-Ventil ausgestattet ist, das den Wasserrückfluss in die Wasserleitung verhindert, - je einer Wasser-Austritts-Öffnung (31), die in den beiden Räumen der Kammer eingebaut sind, die mit je eine Düse ausgestattet sind oder mit einem Y-Rohrstück in einem Rohr zusammengeführt sind, das mit einer Düse endet, - einer elektrisch gesteuerten Einspritz-Vorrichtung, die mit einem Brenngas oder Wasserstoff Vorratsbehälter verbunden ist, die über zwei Leitungen mit je einem Elektroventil ausgestattet, mit jeden Raum der Kammer verbunden ist und dort das Brenngas oder den Wasserstoff aus dem Vorratsbehälter und zusätzlich Frisch-Luft aus der Umgebung in portionierten Mengen in die beiden Räumen einspritzen kann, - einem Zündsystem, bestehend aus einer Hochspannungsquelle (14), die mit vier Elektroden (13) gekoppelt ist, die jeweils paarweise in jeden Raum der Kammer eingebaut sind, die mit einer wasserabweisenden Beschichtung ausgestattet sind und die an jeweils höher liegenden Stellen in den Räumen eingebaut sind, - einer elektronischen Steuerung, die mit der Hochspannungsquelle und der Einspritz-Vorrichtung und deren Elektroventilen gekoppelt ist und diese abwechselnd aufmacht und schließt, wobei jedesmal wenn ein Raum mit Brenngas oder Wasserstoff und Frischluft gefüllt wird, einen kurzen Hochspannungs-Impuls in die dort befindlichen Elektroden (13) leitet und einen Zündfunken generiert, - einer Energie-Quelle oder einem Stromanschluss, wodurch die elektrischen Elemente mit Strom versorgt werden, besteht.

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