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Mikro-Aut ogen-Schweißgerät.
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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erzeugung einer Schweißflamme
aus selbstmischendem Knallgas durch Elektrolyse von Wasser unter Verwendung von
Lauge als Elektrolyt in einem mit Elektroden ausgestatteten Reaktor mit einem Füll-
und Entnahmestutzen, wobei die Vorrichtung weiterhin einen Transformator sowie einen
Gleichrichter für die Stromversorgung der Elektroden und eine vom Entnahmestutzen
zu einem Brenner führende Gasentnahmeleitung aufweist, in die gegebenenfalls Rückschlagsperren
sowie Filter und/oder Sicherheitsvorlagen eingebaut sind.
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Eine solche Vorrichtung ist beispielsweise aus der DT-OS 1 945 568
bekannt, bei der der als Tank ausgebildete Reaktor aus Eisenblech mit einer elektrischen
Isolierschicht besteht. Als Elektroden dienen dort ITickelelemente hohen Reinheitsgrades,
deren Abstand einen bestimmten Betrag nicht übersteigen darf, um nicht die ordnungsgemäße
Elektrolyse zu gefährden.
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Ferner ist an dem Tank eine Mehrzahl von Kilhlrippen angebracht, die
die Wärmeabfuhr besorgen sollen. Der Gasentnahmestutzen reicht in die Flüssigkeit
bis in die Nähe der Elektroden hinein und dient gleichzeitig als Nachfüllstutzen
für die Flüssigkeit. Die Stromzufuhr erfolgt über einen mittels Stufenschalter regelbaren
Transformator und einem diesem nachgeschalteten Gleichrichter. Zwischen Tank und
Armatur ist eine Rückschlagsperre eingebaut. - Der Nachteil dieses Gerätes liegt
im wesentlichen darin, daß es zu groß baut und zu schwer ist. Sein Wirkungsgrad
ist insofern limitiert, als man
erhebliche Anlauf- undAnwärmzeiten
benötigt, um eine zufriedenstellende Flamme zu erhalten. Auch ist diese Flamme in
engen Bereichen regulierbar. Durch die Anordnung der Elektroden tritt ein starkes
Schäumen ein, was die Zugabe von Entschäumungsmitteln erforderlich macht. Ferner
ist es möglich, daß bei der Elektrolyse sich bildende Rückstände mit dem Gas in
den Brenner gelangen und diesen verstopfen. Bei einem Rückschlagen der Flamme vom
Brenner her tritt leicht eine völlige Zerstörung der Armatur, bestehend aus Filtern,
Manometer usw., ein, weil das Rückschlagventil, vom Brenner her betrachtet, erst
hinter der Armatur angeordnet ist.
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Aufgabe der Erfindung ist die Beseitigung dieser Nachteile und die
Schaffung eines möglichst leicht zu handhabenden Gerätes geringen Gewichtes undbaulichen
Aufwandes, welches eine optimale Regelbarkeit der Flamme zuläßt.
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Diese Aufgabe wird von der Erfindung bei einem Gerät der eingangs
beschriebenen Art derart gelöst, daß der Reaktor und die Elektroden aus säure- und
laugenbeständigem Stahl, vorzugsweise VA-Stahl, bestehen und die Elektroden die
Form von Platten oder Lamellen besitzen.
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Ein solches Gerät hat nur etwa die Hälfte bis ein Drittel des Gewichtes
der bekannten Vorrichtungen, da man mit einem kleineren Tank auskommt. Die Gasbildung
setzt bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung sofort nach dem Einschalten ohne längere
Wartezeiten ein.
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Besonders vorteilhafte Ergebnisse, u.a. hinsichtlich der Gasbildung
und der Flammenstabilität, erzielt man, wenn man nach einem weiteren Merkmal die
Elektroden als am Deckel des Reaktors befestigte, in die Flüssigkeit hängende Elemente
ausbildet, die zum Boden des Reaktors hin konvergieren.
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Das erfindungsgem#e Gerät ist auch insofern gegenüber den bekannten
Geräten vorteilhaft, als bei ihm als Basisflussigkeit Leitungswasser vorgesehen
werden kann, man also nicht destilliertes oder entionisiertes Wasser benötigt. Als
Elektrolyseflüssigkeit ist zweckmäßig eine Mischung aus gleichen Teilen an Leitungswasser
und Elektrolytem vorgesehen. Als Elektrolyt kommt vorzugsweise eine 37%ige oder
481ige Kalilauge infrage, wobei letztere von besonderer Reinheit ist.
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I4ach einem weiteren Merkmal der Erfindung können Füll-und Entnahmestutzten
als Einheit ausgebildet sein, die an dem Deckel des Reaktors angebracht ist und
sich oberhalb des Flüssigkeitsspiegels befindet.
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Dabei kann der Entnahmstutzen als Abzweig des Füllstutzens ausgebildet
sein.
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Der Transformator ist vorzugsweise aus einem stufenlos verstellbaren
Stelltranformator und einem diesen nachgeschalteten lletzspannungstransformator
gebildet, wobei zwischen Stell- und Netzspannungstrafo eine Sicherung vorgesehen
sein kann. Dem Netzspannungstrafo soll sekundärseitig eine Spannung von 0 bis 15
V abnehmbar sein, während die Stromstärke des vom Gleichrichter abgebenen Stromes
bis 34 A betragen kann.
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In der Leitung zum Brenner kann vorteilhaft ein Trocknungsfilter mit
einem von dem Brenngas durchlaufennn hygroskopischen Chemikal vorgesehen sein, wodurch
man in günstiger Weise erzielt, daß das Brenngas schnell und vollständig getrocknet
wird und keine Flüssigkeit in die Brenndüse gelangt. Um ein Rückschlagen der Flamme
in der an sich relativ teuren Armatur zu verhindern, kann zwischen der aus Filtern,
Manometer, Absperrventil etc. bestehenden Armatur und dem Brenner eine an sich bekannte
Flammenrückschlagsiche ung, z.B. in Form eines Sintermetallkegels, angeordnet sein.
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Kühlrippen sind bei dem erfindungsgemäßen Gerät Uberflüssig, jedoch
ist, um die Wärmeabfuhr in genügendem Maße zu bewerkstelligen, zweckmäßig in unmittelbarer
Nähe des Reaktors ein an sich bekannter Ventilator angebracht.
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Die Erfindung wird im folgenden anhand des in der schematischen Zeichnung
dargestellten Aus-fUhrungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 einen Querschnitt
durch ein erfindungsgemäßes Gerät und Fig. 2 in vergrößertem Maßstab eine an dem
Gerät angeordnete Armatur mit Brenner.
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In einem hier nur angedeuteten Gehäuse (1) befinden sich ein Reaktor
(20) mit einer Gasentnahmeleitung (30>, ein Transformator (40) und ein Ventilator
(50). An dem Gerät befindet sich weiter eine Armatur (60), wie man sie aus Fig.
2 erkennt und von der die Leitung zu einem Brenner (70) geht.
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Der Reaktor (20) besteht aus einem Tank (21) mit einem Deckel (22).
Deckel und Tank sind dichtend miteinander verbunden. An dem Deckel (22) befindet
sich ein Füllstutzen (23), der mit einem Entnahmestutzen (24) eine Einheit bildet.
Vom Deckel (22) in das Innere des Tankes (21) hinein erstrecken sich Elektroden
(25), die die Form von Platten oder Lamellen besitzen und gegen den Boden des Behälters
(21) konvergieren. Diese Elektroden reichen in eine Elektrolyseflüssigkeit (26,in
welche aus Wasser und Kalilauge besteht. Es kann außer Kalilauge jedoch auch ein
andere; geeigneter Elektrolyt Verwendung finden.
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Die Elektroden können ggf. auch mit Löchern versehen werden. Sie nähern
sich bis auf minimal 50 mm Abstand zueinander.
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Tank (21) und Deckel (22) sowie Elektroden (25) bestehen aus säure-
und laugebeständigem Stahl, der üblicherweise unter der Bezeichnung VA-Stahl als
Sammelbegriff läuft.
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Aus gleichem Material ist vorteilhaft auch der Stutzen (23, 24) ausgebildet.
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Die Transformatoreinheit (40) besteht aus einem Stelltransformator
(41) und einem Netzspannungstransformator (42) sowie einem dem Netztrafo nachgeschalteten
Gleichrichter (43), der ein Selengleichrichter oder eine Siliciumdiode sein kann.
Zwischen Stelltransformator (41) und Netzspannungstransformator (42) ist eine Sicherung
(44), die hier nicht näher dargestellt ist, vorgesehen. Die Spannung auf der Sekundärseite
des Stelltrafos (41) kann zwischen 0 und 250 V geregelt werden, während am Netzspannungstransformator
(42) sekundärseitig eine Spannung zwischen 0 und 15 V abzunehmen ist. Durch die
weitgehende Regelbarkeit der sekundärseitigen Spannung läßt sich die Effektivität
des Elektrolysenvorgangs und damit die Flamme genau regeln. Die Sicherung (44) dient
dazu, eine überbelastung des Trafos (41, 42) und des Gleichrichters (43) zu vermeiden.
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Der Ventilator (50) ist in der unmittelbaren Nähe des Reaktors (20)
angeordnet, so daß eine Kühlwirkung optimal ist.
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Die Entnahmeleitung (30) führt zur Armatur (60).
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Vor letzterer ist noch eine Rückschlagsicherung (31) vorgesehen.
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Die Armatur besteht aus Filtern (61 und 63), und zwar einem Trocknungsfilter
(61) und einer Flüssigkeitsvorlage (63), sowie einem Feindruckmanometer (62). Von
der Armatur fahrt die Leitung (30) zu dem Brenner (70). In diesen Leitungsteil ist
ein Absperrventil (32) sowie eine Flammenrückschlagsicherung (33) eingebaut. Die
Rückschlagsicherung (33) ist eine Sintermetallkegelsicherung.
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Der Trocknungsfilter (61) ist mit einem hygroskopischen Chemikal in
Granalienforn ausgefüllt. Durch dieses material wird das noch feuchte Brenngas hindurchgeleitet,
so daß ihm die Feuchtigkeit entzogen wird.
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Die Flüssigkeitsvorlage (63) braucht nur im Bedarfsfalle eingesetzt
zu werden, wenn beispielsweise das Brenngas in besonderem Maße gekühlt werden soll.
Dann wird die Vorlage (63) beispielsweise mit Methylalkohol angefüllt, der als Stabilisator
und Temperaturreduzierungsmittel dient.
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Es können hier auch Flußmittel oder ähnliche Stoffe zugesetzt werden.
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Bei der Anlage handelt es sich um eine ITiederdruck-Vorrichtung. Das
Brenngas weist Drücke zwischen 0,05 und 0,25 atü auf und ist in diesen Bereich regelbar.
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Angeschlossen werden kann das Gerät an eine normale Netzsteckdose.