Die vorliegende Erfindung betrifft einen Generator zur Erzeugung eines Produktgases durch chemische Reaktion zwischen einem Eduktgas und einer Flüssigkeit, umfassend eine geschlossene Reaktionskammer mit einer Flüssigkeitszufuhr, einer Flüssigkeitsabfuhr, einer Eduktgaszufuhr, einer Produktgasabfuhr, einem innerhalb der Reaktionskammer angeordneten Flüssigkeitsbad und einem in der Reaktionskammer drehbar angeordneten Substratkörper, dessen Drehachse so angeordnet ist, daß zumindest ein Teil der Oberfläche des Substratkörpers während einer Drehung desselben abwechselnd in das Flüssigkeitsbad eintaucht und von der Flüssigkeit benetzt aus dem Flüssigkeitsbad auftaucht.

Solche Generatoren sind aus der Literatur bekannt.

Insbesondere offenbart der Artikel von P.V. Avizonis, G. Hasen und K.A. Truesdell, "The Chemically Pumped Oxygen- Iodine Laser", SPIE, Band 1225 High-Power Gas Lasers (1990), Seiten 448 bis 476, einen solchen Generator zur Erzeugung von elektronisch angeregtem Sauerstoffgas durch chemische Reak¬ tion zwischen Chlorgas und basisch gemachtem Wasserstoff¬ peroxid (abgekürzt BHP nach der englischen Bezeichnung "basic hydrogen peroxide"), wobei das elektronisch angeregte Sauer¬ stoffgas zum Betrieb eines chemischen Sauerstoff-Jod-Lasers (abgekürzt COIL nach der englischen Bezeichnung "chemically pumped oxygen-iodine laser") verwendet wird.

Bei diesem Generator umfaßt der Substratkörper mehrere dünne MetallScheiben, die parallel zueinander auf einer Welle aufgereiht sind und ungefähr zur Hälfte in die BHP ein¬ tauchen. Die Welle und mit ihr die Metallscheiben werden mittels eines außerhalb der Reaktionskammer angeordneten Motors in Drehung versetzt, wobei die Oberfläche der Metall¬ scheiben während einer Drehung derselben abwechselnd in die BHP eintaucht und mit einem Flüssigkeitsfilm aus BHP versehen aus dieser auftaucht.

Die aufgetauchten Bereiche der Metallscheiben werden parallel zu ihrer Oberfläche mit Chlorgas beblasen. Dabei diffundieren Chlormoleküle einige 100 Nanometer in die BHP hinein, wo das Chlor mit Wasserstoffperoxid und der Lauge zu elektronisch angeregtem Sauerstoff, Wasser und einem Chlorid reagiert.

Der entstehende elektronisch angeregte Sauerstoff diffundiert aus der BHP heraus in einen Gasraum der Reaktionskammer und strömt in einen Strömungskanal des chemischen Sauerstoff-Jod- Lasers ab, wo Joddampf in das elektronisch angeregte Sauer¬ stoffgas injiziert wird. Durch Stöße von elektronisch ange¬ regten Sauerstoffmolekülen mit Jodmolekülen werden letztere dissoziiert. Auf die entstehenden Jodatome wird die Anregungsenergie weiterer elektronisch angeregter Sauerstoff¬ moleküle durch Stöße nahezu verlustfrei übertragen.

Die angeregten Jodatome und der Sauerstoff werden durch eine Überschalldüse in einen Resonator des chemischen Sauerstoff- Jod-Lasers expandiert, wo die angeregten Jodatome ihre Anregungsenergie durch stimulierte Emission von Photonen abgeben, so daß in bekannter Weise ein Laserstrahl entsteht.

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Ein Nachteil des bekannten Generators besteht darin, daß der Substratkörper von einem außerhalb der Reaktionskammer ange¬ ordneten Motor in Drehung versetzt wird, so daß eine auf¬ wendige Konstruktion für die Durchführung der Welle durch die Wand der geschlossenen Reaktionskammer erforderlich ist. Da das Innere der Reaktionskammer in der Regel unter einem geringen Druck von beispielsweise 50 Millibar steht, muß diese Durchführung luftdicht sein. Ferner darf aus der Abdichtung kein Schmierfett oder öl in die Reaktionskammer eintreten, wo diese Stoffe mit der BHP reagieren könnten.

Der Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, einen Generator der eingangs beschriebenen Art derart zu verbessern, daß auf einen außerhalb der Reaktionskammer angeordneten Motor zur Drehung des Substratkörpers verzichtet werden kann und das Erfordernis einer druckdichten Durchführung einer Antriebs¬ welle des Substratkörpers durch eine Wand der Reaktionskammer entfällt.

Diese Aufgabe wird bei einem Generator der vorstehend genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Generator einen Strömungserzeuger zur Erzeugung einer konti¬ nuierlichen Strömung der Flüssigkeit in der Reaktionskammer umfaßt und daß der Substratkörper mindestens einen Impulsauf¬ nehmer zur Aufnahme eines Teils des Impulses der Strömung der Flüssigkeit und zur Erzeugung einer Drehbewegung des Substratkörpers um seine Drehachse umfaßt.

Das erfindungsgemäße Konzept bietet den Vorteil, daß die Flüssigkeit den zur Erzeugung einer Drehung des Substrat¬ körpers erforderlichen Impuls über den oder die Impulsauf¬ nehmer innerhalb der Reaktionskammer auf den

Substratkörper überträgt, ohne daß es dazu einer gasdichten Durchführung beweglicher Teile durch eine Wand der Reaktions¬ kammer bedarf.

Ferner wird durch die kontinuierliche Strömung der Flüssig¬ keit in der Reaktionskammer erreicht, daß die Oberfläche des Substratkörpers stets von unverbrauchter Flüssigkeit über¬ spült und benetzt wird, so daß eine Anreicherung der Reak¬ tionsprodukte in der den Substratkörper benetzenden Flüssig¬ keit ausbleibt, welche die Ausbeute der chemischen Reaktion zwischen dem Eduktgas und der Flüssigkeit mindern würde.

Auch bei der chemischen Reaktion freiwerdende Wärme wird von der kontinuierlichen Strömung der Flüssigkeit abgeführt, so daß eine die Ausbeute der chemischen Reaktion verringernde Aufheizung der den Substratkörper benetzenden Flüssigkeit vermieden wird.

Die den Substratkörper benetzende Flüssigkeit kann beispiels¬ weise von einem Trägermaterial des Substratkörpers aufgesogen werden, Hohlräume in einem porösen Trägermaterial des Substratkörpers füllen oder isolierte Tröpfchen an dessen Oberfläche bilden. Vorzugsweise bildet die den Substratkörper benetzende Flüssigkeit einen die Oberfläche desselben über¬ ziehenden Flüssigkeitsfilm.

Vorteilhafterweise umfaßt der Generator eine Einrichtung zur Erzeugung einer kontinuierlichen Strömung des Eduktgases in der Reaktionskammer. Dadurch wird erreicht, daß der den Substratkörper benetzenden Flüssigkeit stets eine aus¬ reichende Menge von Eduktgas zugeführt wird. Ferner

erzeugt die kontinuierliche Strömung des Eduktgases durch Stöße der Gasteilchen untereinander eine ebensolche Strömung des Produktgases, so daß die bei der chemischen Reaktion in der Flüssigkeit an der Oberfläche des Substratkörpers ent¬ stehenden Produktgasteilchen rasch abgeführt werden.

Günstig ist es, wenn der Substratkörper mindestens ein Um¬ lenkelement zum Umlenken der Strömung des Eduktgases auf die Oberfläche des Substratkörpers umfaßt. Dadurch wird erreicht, daß das Eduktgas auch dann, wenn der Substratkörper einen erheblichen Strömungswiderstand darstellt, nicht nur an Außenbereichen des Substratkörpers entlangströmt, sondern auch unzugänglichere Bereiche der Oberfläche des Substrat¬ körpers überstreicht.

Besonders günstig ist es, wenn das oder die Umlenkelemente so ausgestaltet sind, daß sie die Strömung des Eduktgases im wesentlichen über die gesamte Oberfläche des Substratkörpers lenken, da die Ausbeute der chemischen Grenzflächenreaktion von der vom Eduktgas überstrichenen Oberfläche der den Substratkörper benetzenden Flüssigkeit abhängt und diese Oberfläche im genannten Fall maximal wird.

Bevorzugt werden die Impulsnehmer so ausgestaltet, daß sie zugleich als Umlenkelemente zur Umlenkung der Strömung des Eduktgases auf die Oberfläche des Substratkörpers dienen. Durch eine solche Kombination der Wirkungen lassen sich der konstruktive Aufwand und die Herstellungskosten vermindern.

Ferner ist es von Vorteil, wenn der Substratkörper mindestens ein Umlenkelement zum Umlenken einer Strömung des Produkt¬ gases zur Produktgasabfuhr hin umfaßt. Durch eine

solche Maßnahme läßt sich das Produktgas rasch aus der Reak¬ tionskammer entfernen. Dies ist insbesondere dann von Bedeutung, wenn die Produktgasteilchen nach ihrer Entstehung möglichst wenig miteinander und mit Wänden des Substrat¬ körpers oder der Reaktionskammer stoßen sollen. Im Falle der Erzeugung elektronisch angeregten Sauerstoffgases ist dies der Fall, da die elektronisch angeregten SauerStoffmoleküle in solchen Stößen ihre Anregungsenergie verlieren und damit zum Betreiben eines chemischen Sauerstoff-Jod-Lasers nicht mehr verwendet werden könnten.

Vorzugsweise übernehmen der oder die Impulsaufnehmer des Substratkörpers auch die Funktion von Umlenkelementen der Strömung des Produktgases, sind also zum Umlenken einer Strömung des Produktgases zur Produktgasabfuhr hin ausge¬ staltet. Durch eine solche Kombination der Wirkungen lassen sich die Produktionskosten des Generators senken.

Um das Produktgas möglichst rasch aus der Reaktionskammer abzuführen, wodurch unerwünschte Stöße der Produktgasteilchen untereinander und mit Wänden der Reaktionskammer oder des Substratkörpers vermieden werden, und um weitgehend zu ver¬ hindern, daß Eduktgas an dem Substratkörper vorbeifließt, ohne an dessen Oberfläche zu reagieren, schmiegt sich vor¬ teilhafterweise die Form des Innenraums der Reaktionskammer oberhalb des innerhalb der Reaktionskammer angeordneten Flüssigkeitsbades der Form des Substratkörpers an.

Zur Ausgestaltung des Substratkörpers wurden bislang keine näheren Angaben gemacht.

Grundsätzlich ist jeder Körper als Substratkörper verwendbar, der in der Reaktionskammer drehbar angeordnet werden kann, dessen Oberfläche zumindest teilweise von der Flüssigkeit benetzbar ist und der als Impulsaufnehmer wirken kann oder an dem mindestens ein Impulsaufnehmer angeordnet werden kann.

So kann beispielsweise vorgesehen sein, daß der Substrat¬ körper eine im wesentlichen zylindrische Walze umfaßt.

Demgegenüber läßt sich eine Vergrößerung der Oberfläche des Substratkörpers und damit der für die chemische Reaktion zur Verfügung stehenden Fläche erzielen, wenn der Substratkörper quer zu seiner Drehachse ausgerichtete Scheiben umfaßt.

Eine weitere Vergrößerung des Verhältnisses der Oberfläche des Substratkörpers zu dessen Volumen ergibt sich, wenn der Substratkörper vorteilhafterweise eine Vielzahl von Borsten umfaßt.

Zu der Art der Impulsaufnehmer des Substratkörpers wurden bislang noch keine näheren Angaben gemacht.

So kann beispielsweise vorgesehen sein, daß der Impulsauf¬ nehmer mindestens eine Leitschaufel umfaßt. Solche Leit¬ schaufeln können die Drehung des Substratkörpers in ähnlicher Weise wie die Schaufeln eines Mühlrades erzeugen.

Vor allem, wenn der oder die Impulsaufnehmer zugleich eine Strömung des Eduktgases und/oder eine Strömung des Produkt¬ gases umlenken sollen, kann es von Vorteil sein, wenn die Leitschaufeln in entsprechender Weise gekrümmt sind.

Alternativ oder ergänzend zu den Leitschaufeln kann der Impulsaufnehmer des Substratkörpers auch mindestens einen Propeller umfassen. Die Umdrehungsgeschwindigkeit des Substratkörpers im Verhältnis zu der Strömungsgeschwindigkeit der Flüssigkeit kann dabei durch entsprechende Verwindung der Propellerflügel beeinflußt werden.

Ferner kann ein Substratkörper mit Propellern leichter vom Eduktgas umströmt werden, wobei eine solche verbesserte Strömungsanpassung des Substratkörpers eine erhöhte Ausbeute der chemischen Reaktion zur Folge hat.

Ferner kann die Strömung des frei werdenden Produktgases durch den oder die Propeller einen Drall erhalten, so daß vorteilhafterweise von der Produktgasströmung mitgerissene Flüssigkeitstropfen aufgrund von Zentrifugalkräften aus derselben abgeschieden werden.

Ein optimaler Impulsübertrag von der Flüssigkeitsströmung auf den Substratkörper wird erreicht, wenn die Symmetrieachse des oder der Propeller im wesentlichen parallel zur Richtung der Strömung der Flüssigkeit in der Reaktionskammer ausgerichtet ist.

Alternativ oder ergänzend zu den bisher beschriebenen Impuls¬ aufnehmern kann der Substratkörper auch eine Schnecke als Impulsaufnehmer umfassen.

Vorzugsweise wird dabei die Achse der Schnecke im wesent¬ lichen parallel zur Drehachse des Substratkörpers und parallel zu der Richtung der Strömung der Flüssigkeit in der Reaktionskammer ausgerichtet.

Der mit einer solchen Schnecke versehene Substratkörper wird von der entlang der Drehachse strömenden Flüssigkeit in Umkehr des Prinzips einer Schneckenpumpe ("archimedischen Schraube") in Drehung versetzt.

Wird günstigerweise die Strömung der Flüssigkeit innerhalb der Reaktionskammer so geführt, daß die Flüssigkeit bei Anströmung der Wendelfläche der Schnecke nach unten gedrückt wird, so kann dadurch ein Überströmen von Flüssigkeit in die Produktgasabfuhr verhindert werden.

Zur Ausrichtung der Strömung des Eduktgases relativ zur Dreh¬ achse des Substratkörpers wurden bislang noch keine näheren Angaben gemacht.

Es kann beispielsweise vorgesehen sein, daß der Generator eine Einrichtung zur Erzeugung einer im wesentlichen parallel zur Drehachse des Substratkörpers in die Reaktionskammer ein¬ tretenden Strömung des Eduktgases umfaßt. Wird die Edukt- gasströ ung in dieser Weise geführt, kann insbesondere bei einem mit Propellern oder einer Schnecke versehenen Substrat¬ körper eine gleichmäßige Beblasung der Propellerflügel bzw. der Wendelfläche der Schnecke erreicht werden.

Insbesondere bei hohen Strömungsgeschwindigkeiten des Edukt¬ gases kann es jedoch günstiger sein, wenn der Generator eine Einrichtung zur Erzeugung einer im wesentlichen quer zur Drehachse des Substratkörpers in die Reaktionskammer ein¬ tretenden Strömung des Eduktgases umfaßt.

Im Falle eines mit einer Schnecke versehenen Substratkörpers kann die Einblasung des Eduktgases insbesondere parallel zur Wendelfläche der Schnecke, also um den Steigungswinkel der Schnecke gegen eine zur Schneckenachse senkrechte Ebene ver¬ dreht, erfolgen, um eine der Schneckengeometrie optimal ange¬ paßte Eduktgasströmung zu erhalten.

Ferner ist es von Vorteil, wenn der Generator mehrere in der Reaktionskammer drehbar angeordnete Substratkörper umfaßt. Dadurch ergibt sich die Möglichkeit, die Art und Ausge¬ staltung der Impulsaufnehmer oder der Umlenkelemente auf innerhalb der Reaktionskammer örtlich variierende Strömungs¬ verhältnisse der Flüssigkeit, des Eduktgases und/oder des Produktgases abzustimmen.

Dabei kann vorgesehen sein, daß der Generator mindestens zwei Substratkörper mit zueinander parallelen Drehachsen umfaßt.

Diese beiden Substratkörper mit zueinander parallelen Dreh¬ achsen können Impulsaufnehmer zur Erzeugung einer gleich¬ sinnigen Drehung der Substratkörper oder alternativ dazu Impulsaufnehmer zur Erzeugung einer gegensinnigen Drehung der Substratkörper umfassen.

Bei einer gleichsinnigen Drehung der Substratkörper bleibt ein der Edukt- oder Produktgasströmung von an den Substrat¬ körpern angeordneten Umlenkelementen verliehener Drall erhalten oder wird verstärkt.

Bei gegensinniger Drehung der beiden Substratkörper kann dagegen vorgesehen sein, daß die gegensinnig drehenden Substratkörper jeweils mindestens ein Umlenkelement zum Um¬ lenken der Gasströmung umfassen, die so ausgestaltet sind, daß das oder die Umlenkelemente des einen Substratkörpers der Gasströmung einen Umlenkimpuls erteilen, der einem der Gasströmung von dem oder den Umlenkelementen des anderen Substratkörpers erteilten Umlenkimpuls entgegengerichtet ist. Auf diese Weise kann verhindert werden, daß an der Produkt¬ gasabfuhr eine drehende Gasströmung auftritt. Dies ist insbe¬ sondere dann erwünscht, wenn an die Produktgasabfuhr ein Strömungskanal angeschlossen ist, in dem eine gleichmäßige, störungsfreie Strömung des Produktgases erzeugt werden soll.

Besonders geeignet ist der erfindungsgemäße Generator zur Erzeugung von elektronisch angeregtem Sauerstoffgas (Produktgas) durch chemische Reaktion zwischen Chlorgas (Eduktgas) und in einer Lauge (beispielsweise Kalilauge) gelöstem Wasserstoffperoxid (Flüssigkeit).

Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung betrifft einen chemischen Sauerstoff-Jod-Laser, der mit von elektronisch angeregtem Sauerstoffgas auf Jodatome übertragener Anregungs¬ energie betrieben wird, wobei der chemische Sauerstoff-Jod- Laser einen erfindungsgemäßen Generator zur Erzeugung des elektronisch angeregten Sauerstoffgases umfaßt.

Ferner betrifft die Erfindung auch ein Verfahren zur Erzeu¬ gung eines Produktgases durch chemische Reaktion zwischen einem Eduktgas und einer Flüssigkeit, bei dem einer geschlos¬ senen Reaktionskammer das Eduktgas und die Flüssigkeit zuge¬ führt und das Produktgas und die Flüssigkeit

entnommen werden und ein Substratkörper in der Reaktions¬ kammer so um eine Drehachse gedreht wird, daß zumindest ein Teil der Oberfläche des Substratkörpers während einer Drehung desselben abwechselnd in ein innerhalb der Reaktionskammer angeordnetes Flüssigkeitsbad eintaucht und von der Flüssig¬ keit benetzt aus dem Flüssigkeitsbad auftaucht, bei dem die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe dadurch gelöst wird, daß eine kontinuierliche Strömung der Flüssigkeit in der Reaktionskammer erzeugt wird und daß mittels mindestens eines am Substratkörper angeordneten Impulsaufnehmers ein Teil des Impulses der Strömung der Flüssigkeit entnommen wird, um die Drehbewegung des Substratkörpers anzutreiben.

Der Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß zum Antreiben der Drehbewegung des Substratkörpers keine beweglichen Teile durch eine Wand der Reaktionskammer geführt werden müssen, so daß keinerlei Probleme durch in die Reak¬ tionskammer eintretende Dicht- oder Schmiermittel entstehen können.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sowie eine bevorzugte Verwendung desselben sind Gegenstand der Ansprüche 27 bis 40, deren Vorteile bereits im Zusammenhang mit den vorteilhaften Ausgestaltungen des er¬ findungsgemäßen Generators genannt wurden.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind Gegenstand der folgenden Beschreibung und zeichnerischen Darstellung mehrerer Ausführungsbeispiele.

In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines erfindungs¬ gemäßen chemischen Sauerstoff-Jod-Lasers mit einem erfindungsgemäβen Generator zur Erzeugung von elek¬ tronisch angeregtem gasförmigem Sauerstoff durch chemische Reaktion zwischen gasförmigem Chlor und flüssigem BHP, hier einer Lösung von Wasserstoff¬ peroxid in Kalilauge;

Fig. 2 einen Längsschnitt durch die Reaktionskammer einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Gene¬ rators zur Erzeugung von elektronisch angeregtem gasförmigem Sauerstoff, dessen Substratkörper eine Mehrzahl parallel zueinander ausgerichteter Kreis¬ scheiben umfaßt;

Fig. 3 einen Schnitt durch die Reaktionskammer der ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Generators längs der Linie 3-3 in Fig. 2;

Fig. 4 einen Schnitt durch die Reaktionskammer der ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Generators längs der Linie 4-4 in Fig. 2;

Fig. 5 einen Schnitt ähnlich Fig. 2 durch die Reaktions¬ kammer einer zweiten Ausführungsform des er¬ findungsgemäßen Generators, bei der der Innenraum der Reaktionskammer dem Substratkörper angepaßt ist;

Fig. 6 einen Schnitt ähnlich Fig. 2 durch die Reaktions- kamrner einer dritten Ausführungsform des er¬ findungsgemäßen Generators, deren Substratkörper ebene Leitbleche als Impulsaufnehmer umfaßt;

Fig. 7 einen Schnitt ähnlich Fig. 2 durch die Reaktions¬ kammer einer vierten Ausführungsform des er¬ findungsgemäßen Generators, deren Substratkörper Borsten umfaßt;

Fig. 8 einen Schnitt ähnlich Fig. 2 durch die Reaktions¬ kammer einer fünften Ausführungsform des er¬ findungsgemäßen Generators, deren Substratkörper Propeller als Impulsaufnehmer umfaßt;

Fig. 9 eine geschnittene Draufsicht auf die Reaktions¬ kammer einer sechsten Ausführungsform des er¬ findungsgemäβen Generators, deren Substratkörper eine Schnecke als Impulsaufnehmer umfaßt;

Fig. 10 einen Schnitt ähnlich Fig. 2 durch die Reaktions¬ kammer einer siebten Ausführungsform des er¬ findungsgemäßen Generators, die zwei sich gegen¬ sinnig zueinander drehende Substratkörper umfaßt.

Identische oder funktional äquivalente Elemente sind in allen Figuren mit denselben Bezugszeichen bezeichnet.

Ein in Fig. 1 dargestellter und als Ganzes mit 18 bezeich¬ neter chemischer Sauerstoff-Jod-Laser umfaßt einen als Ganzes mit 20 bezeichneten Generator zur Erzeugung von elektronisch angeregtem Sauerstoffgas (Produktgas) durch chemische Reak¬ tion zwischen gasförmigem Chlor (Eduktgas) und der Flüssig¬ keit BHP, der seinerseits eine Reaktionskammer 22 umfaßt, die in Fig. 1 schematisch dargestellt ist und weiter unten im einzelnen beschrieben werden wird.

Die Reaktionskammer 22 ist mittels einer Flüssigkeitsabführ¬ leitung 24, durch die der Reaktionskammer 22 BHP entnommen werden kann, mit einer Druckerhöhungspumpe 26 verbunden.

Von der Druckerhöhungspumpe 26 führt eine Zwischenleitung 28 zu einem Wärmetauscher 30, der warmseitig von der BHP und kaltseitig von einem in einem konventionellen Kühlmittel- kreislauf 32 geführten Kühlmittel durchströmt wird.

Der Wärmetauscher 30 ist über eine weitere Zwischenleitung 34 mit einem Abscheider 36 zum Abscheiden von Kaliumchlorid und Wasser aus der BHP verbunden, von dem wiederum eine Zwischen¬ leitung 38 zu einem Mischbehälter 40 führt.

Der Mischbehälter 40 ist für die Zugabe von Kalilauge und Wasserstoffperoxid zu der durchströmenden BHP über eine Zuführleitung für Kalilauge 42 mit einem Speicher für Kalilauge 44 und über eine Zuführleitung für Wasserstoff¬ peroxid 46 mit einem Speicher für Wasserstoffperoxid 48 ver¬ bunden.

Von dem Mischbehälter 40 führt eine Flüssigkeitsrückführ- leitung 50 zurück zur Reaktionskammer 22, wodurch ein geschlossener Kreislauf für BHP entsteht.

Ferner ist die Reaktionskammer 22 über eine Eduktgaszuführ- leitung 52, die ein durchflußbegrenzendes Ventil 54 aufweist, mit einem Eduktgasspeicher 56, beispielsweise einer Chlorgas¬ flasche, verbunden.

Darüber hinaus ist die Reaktionskammer 22 an einen Strömungs¬ kanal 58 des chemischen Sauerstoff-Jod-Lasers 18 ange¬ schlossen, der an seinem der Reaktionskammer 22 abgewandten Ende eine Überschalldüse 60 aufweist.

In die Düse 60 mündet eine Joddampfzuleitung 62, deren freies Ende mit einem Joddampferzeuger 64 verbunden ist.

Die Düse 60 mündet ihrerseits in einen von zwei zueinander koaxialen Spiegeln 65, deren gemeinsame Achse senkrecht zur Achse der Düse 60 ausgerichtet ist, begrenzten Laserresona¬ tor.

Der Aufbau der Reaktionskammer 22 gemäß einer ersten Aus¬ führungsform des erfindungsgemäβen Generators 20 ist in den Fig. 2 bis 4 näher dargestellt.

Die Reaktionskammer 22 weist die Form eines Hohlquaders auf mit einem Boden 66, einer vorderen Seitenwand 68, einer hinteren Seitenwand 70, einer linken Seitenwand 72, einer rechten Seitenwand 74 sowie einem Deckel 76. Der Boden 66 und die Seitenwände 68, 70, 72 und 74 sind einstückig miteinander

verbunden; der Deckel 76 ist abnehmbar und in seiner Schlie߬ stellung gasdicht mit den Seitenwänden 68, 70, 72 und 74 ver¬ bindbar.

Alle Wände 66, 68, 70, 72, 74 und 76 der Reaktionskammer 22 bestehen aus Material, das in möglichst geringem Umfange mit der BHP und mit Chlorgas reagiert und von der BHP nur wenig oder gar nicht angelöst wird.

Die vordere Seitenwand 68 weist an ihrer Innenseite eine Aus¬ nehmung 78 mit rechteckigem Querschnitt auf, die sich von der Mitte des oberen Randes der vorderen Seitenwand 68 vertikal bis ungefähr zur Mitte der Innenseite der vorderen Seitenwand 68 erstreckt, wo sie in einen ausgenommenen Endbereich 80 mündet, welcher die Form eines sich nach unten auswölbenden halbierten Kreiszylinders aufweist, dessen Schnittfläche horizontal und dessen Achse senkrecht zu der vorderen Seiten¬ wand 68 ausgerichtet ist. Tiefe und Durchmesser des End¬ bereichs 80 entsprechen der Tiefe bzw. der Breite der Aus¬ nehmung 78.

Die hintere Seitenwand 70 weist an ihrer Innenseite ebenfalls eine Ausnehmung 82 mit einem Endbereich 84 auf, die ent¬ sprechend der Ausnehmung 78 bzw. dem Endbereich 80 ausge¬ bildet sind und diesen spiegelbildlich gegenüberliegen.

Die Begrenzungswand jedes der Endbereiche 80, 84 trägt eine hohlzylindrische Lagerbuchse 86, deren Außendurchmesser geringfügig kleiner ist als der Durchmesser des Endbereiches 80 bzw. 84. Die gemeinsame Achse der Lagerbuchsen 86 ist senkrecht zu der vorderen Seitenwand 68 und zu der hinteren Seitenwand 70 ausgerichtet.

Eine an ihren beiden Enden in den Lagerbuchsen 86 um eine Drehachse 88 drehbar gelagerte Welle 90 erstreckt sich von der vorderen Seitenwand 68 zu der hinteren Seitenwand 70 durch einen von den Wänden 66, 68, 70, 72, 74 und 76 der Reaktionskammer 22 umschlossenen Innenraum 92 der Reaktions- kammer 22.

Die Welle 90 durchsetzt mehrere, beispielsweise acht, flache, kreiszylindrische, zu der Welle 90 koaxiale Scheiben 94, die drehfest mit der Welle 90 verbunden sind. Alle Scheiben 94 weisen dieselbe Dicke und denselben Durchmesser auf, der etwas kleiner ist als die Breite der Innenseite der vorderen Seitenwand 68. Längs der Welle 90 sind die Scheiben 94 äquidistant zueinander angeordnet.

Zwischen den Scheiben 94 sind Leitschaufeln 96 angeordnet, die sich in Richtung der Drehachse 88 von einer Stirnfläche einer Scheibe 94 zu der dieser zugewandten Stirnfläche einer benachbarten Scheibe 94 und in radialer Richtung von nahezu dem äußeren Umfang der Scheiben 94 um etwa ein Viertel des Durchmessers der Scheiben 94 auf die Welle 90 zu erstrecken. Dabei sind die Leitschaufeln 96 in Ebenen parallel zu den Stirnflächen der Scheiben 94 gekrümmt, so daß die Leit¬ schaufeln 96 jeweils eine konkave Vorderseite 98 und eine konvexe Rückseite 100 aufweisen. Ihre konkaven Vorderseiten 98 weisen in der der linken Seitenwand 72 der Reaktionskammer 22 zugewandten Hälfte des Innenraums 92 nach oben, während sie in der der rechten Seitenwand 74 der Reaktionskammer 22 zugewandten Hälfte des Innenraums 92 nach unten weisen.

Zwischen je zwei einander benachbarten Scheiben 94 sind bei¬ spielsweise 12 Leitschaufeln 96 angeordnet, wobei der Winkelabstand benachbarter Leitschaufeln 96 bezüglich der Drehachse 88 konstant ist.

Die Welle 90, die Scheiben 94 und die Leitschaufeln 96 bilden zusammen einen Substratkörper 102.

Die linke Seitenwand 72 wird nahe ihres unteren Randes senk¬ recht zu ihrer Oberfläche von mehreren Eintrittsbohrungen für BHP 104 durchsetzt, die längs der gesamten Breite der Innen¬ seite der linken Seitenwand 72 äquidistant angeordnet sind. Die Eintrittsbohrungen für BHP 104 sind über Eintrittsrohre 106 und eine (nicht dargestellte) Rohrverzweigung an die Flüssigkeitsrückführleitung 50 angeschlossen.

Ferner wird die linke Seitenwand 72 nahe ihres oberen Randes senkrecht zu ihrer Oberfläche von mehreren Eintrittsbohrungen für Chlorgas 108 durchsetzt, die längs der gesamten Breite der Innenseite der linken Seitenwand 72 äquidistant ange¬ ordnet sind. Die Eintrittsbohrungen für Chlorgas 108 sind über Eintrittsrohre 110 und eine (nicht dargestellte) Rohr¬ verzweigung an die Eduktgaszuführleitung 52 angeschlossen.

Die rechte Seitenwand 74 weist nahe ihres oberen Randes eine Austrittsöffnung für Sauerstoffgas 112 auf, die sich über nahezu die gesamte Breite der Innenseite der rechten Seiten¬ wand 74 erstreckt und gasdicht an den Strömungskanal 58 des chemischen Sauerstoff-Jod-Lasers 18 angeschlossen ist.

In der Austrittsöffnung für Sauerstoffgas 112 ist ein Tropfenseparator 114 zur Abtrennung von Flüssigkeitstropfen aus einem dem Gasstrom angeordnet.

Ferner weist die rechte Seitenwand 74 eine Überlauföffnung 116 auf, deren unterer Rand etwas tiefer als ein unterer Rand der Welle 90 angeordnet ist. Die Überlauföffnung 116 ist an die Flüssigkeitsabführleitung 24 angeschlossen.

Ein unterer Bereich des Innenraums 92 der Reaktionskammer 22 wird von einem Flüssigkeitsbad 118 aus BHP eingenommen, dessen Flüssigkeitsspiegel 120 auf gleicher Höhe mit dem unteren Rand der Überlauföffnung 116 liegt und in das die unteren Bereiche der Scheiben 94 des Substratkörpers 102 mit den an diesen Bereichen angeordneten Leitschaufeln 96 ein¬ tauchen.

Während des Betriebes des Generators 20 zur Erzeugung von elektronisch angeregtem Sauerstoff wird mittels der Drucker¬ höhungspumpe 26 ein BHP-Kreislauf von der Reaktionskammer 22 durch den Wärmetauscher 30, den Abscheider 36 und den Misch¬ behälter 40 in die Reaktionskammer 22 zurück aufrechter¬ halten.

Innerhalb des Flüssigkeitsbades 118 der Reaktionskammer 22 entsteht dadurch eine von den Eintrittsbohrungen für BHP 104 zu der Überlauföffnung 116 hin gerichtete BHP-Strömung. Die gekrümmten Leitschaufeln 96, die sich innerhalb des Flüssig¬ keitsbades 118 befinden, werden auf ihren konkaven Vorder¬ seiten 98 von der BHP angeströmt, nehmen einen Teil des Impulses der Flüssigkeitsströmung auf und übertragen ihn auf den Substratkörper 102, der dadurch in Drehung um die Dreh¬ achse 88 versetzt wird (in Fig. 2 entgegen dem Uhrzeiger¬ sinn). Die Drehgeschwindigkeit des Substratkörpers 102 hängt

dabei von dem Durchsatz an BHP durch die Reaktionskammer 22 pro Zeiteinheit und damit von dem Massendurchsatz durch die Druckerhöhungspumpe 26 ab.

Günstige Drehzahlen liegen beispielsweise im Bereich von 10 bis 100 Umdrehungen pro Minute, da bei solch vergleichsweise niedrigen Drehzahlen die Reibung in den Lagerbuchsen 86 relativ gering ist, so daß ungeschmierte Kunststoffgleit- lagerbuchsen verwendet werden können.

Im Verlaufe einer Drehung des Substratkörpers 102 um die Drehachse 88 taucht jede der Leitschaufeln 96 und der größte Teil der Oberfläche der Scheiben 94 in das Flüssigkeitsbad 118 ein, so daß diese von der zähflüssigen BHP benetzt werden und ein dünner BHP-Flüssigkeitsfilm auf den aus dem Flüssig¬ keitsbad 118 auftauchenden Bereichen des Substratkörpers 102 zurückbleibt.

Von dem Eduktgasspeicher 56 bei geöffnetem Ventil 54 durch die Eduktgaszuführleitung 52, die (nicht dargestellte) Rohr¬ verzweigung, die Eintrittsrohre 110 und die Eintritts¬ bohrungen für Chlorgas 108 in den oberen Bereich des Innen¬ raumes 92 der Reaktionskammer 22 einströmendes Chlorgas strömt die konvexen Rückseiten 100 derjenigen Leitschaufeln 96 an, die sich gerade außerhalb des Flüssigkeitsbades 118 befinden, und wird von diesen zur Drehachse 88 hin umgelenkt. Dadurch wird erreicht, daß eine ausreichende Menge von Chlor¬ gas nicht nur die umfangnahen Bereiche der Scheiben 94, sondern auch deren drehachsnahe Bereiche überstreicht. Die mittels der als Umlenkelemente wirkenden Leitschaufeln 96 geführte Gasströmung ist in Fig. 2 durch den Pfeil 120 ange¬ deutet.

Im Verlauf einer vollständigen Drehung des Substratkörpers 102 wird durch die Umlenkung der Chlorgasströmung zur Dreh¬ achse 88 hin im wesentlichen die gesamte Oberfläche des Substratkörpers 102 von Chlorgas überstrichen, was ohne die als Umlenkelemente wirkenden Leitschaufeln 96, insbesondere bei nur geringem Abstand der Scheiben 94, nicht der Fall wäre.

Beim Vorbeiströmen an der Oberfläche des Substratkörpers 102 diffundieren Chlormoleküle einige hundert Nanometer in den die Oberfläche des Substratkörpers überziehenden Flüssig¬ keitsfilm hinein und reagieren mit dem in der BHP enthaltenen Wasserstoffperoxid und dem Kaliumhydroxid gemäß der Reaktion:

H ₂ 0 ₂ + 2 KOH + Cl ₂ => 0 ₂ (*Δ) + 2 KC1 + 2 H ₂ 0

zu elektronisch angeregtem Sauerstoff, Kaliumchlorid und Wasser.

Der Sauerstoff entsteht dann überwiegend in der gewünschten, elektronisch angeregten Form, wenn der Partialdruck des Chlorgases im Innenraum 92 der Reaktionskammer 22 sehr niedrig ist, beispielsweise einige Millibar beträgt. Wird im Innenraum 92 der Reaktionskammer 22 ein höherer Gesamtgas¬ druck von beispielsweise mindestens 50 Millibar benötigt, um an der Überschalldüse 60 eine erwünschte Gasströmung zu erzeugen, so kann dieser Gesamtgasdruck durch Hinzufügen eines inerten Gases zum Chlorgas erreicht werden.

Der bei der oben angegebenen chemischen Reaktion entstandene elektronisch angeregte Sauerstoff diffundiert aus dem Flüssigkeitsfilm an der Oberfläche des Substratkörpers heraus, strömt auf die rechte Seitenwand 74 zu und gelangt durch die Austrittsöffnung für Sauerstoffgas 112 in den Strömungskanal 58 des chemischen Sauerstoff-Jod-Lasers 18, wobei von der Gasströmung mitgerissene Flüssigkeitströpfchen von dem Tropfenseparator 114 zurückgehalten werden. Aus dem Strömungskanal 58 strömt der elektronisch angeregte Sauer¬ stoff, gegebenenfalls mit einem zugesetzten inerten Gas, durch die Überschalldüse 60 in den Laserresonator des chemischen Sauerstoff-Jod-Lasers 18 aus, wobei eine Über- schallströmung entsteht.

In den Strom elektronisch angeregten Sauerstoffs wird Jod¬ dampf aus dem Joddampferzeuger 64 über die Joddampfzuleitung 62 injiziert, worauf die Moleküle des Joddampfes durch Stöße mit elektronisch angeregten Sauerstoffmolekülen dissoziieren. Die entstehenden Jodatome übernehmen durch Stöße mit weiteren elektronisch angeregten Sauerstoffmolekülen deren Anregungs¬ energie nahezu verlustfrei und gehen ihrerseits in einen elektronisch angeregten Zustand über, aus dem dann innerhalb des Laserresonators der Übergang in einen energetisch tiefer liegenden Zustand unter stimulierter Emission von Photonen erfolgt. Zwischen den Spiegeln 65 entsteht so in bekannter Weise ein kohärentes Strahlungsfeld, aus dem ein Laserstrahl durch einen der Spiegel 65, der teilweise durchlässig ist, ausgesandt wird.

Durch die oben angegebene Reaktion zur Erzeugung von elek¬ tronisch angeregtem Sauerstoff reichern sich in der BHP Chloridionen sowie Wassermoleküle an. Ferner wird bei dieser

Reaktion eine erhebliche Wärmeenergie freigesetzt, die die BHP aufheizt. Mit steigender Temperatur zersetzt sich jedoch das Wasserstoffperoxid. Für eine kontinuierliche Erzeugung von elektronisch angeregtem Sauerstoff muß die BHP daher fortlaufend gekühlt und regeneriert werden.

Dies geschieht dadurch, daß durch die Überlauföffnung 116 aus der Reaktionskammer 22 austretende BHP von der Drucker¬ höhungspumpe 26 durch die Flüssigkeitsabführleitung 24 und die Zwischenleitung 28 in den Wärmetauscher 30 gefördert wird, wo der BHP die Reaktionswärme durch Wärmeaustausch nach dem Gegenstromprinzip mit einem Kühlmittel, das seinerseits in einem konventionellen Kühlmittelkreislauf 32 gekühlt wird, entzogen wird.

Darauf gelangt die BHP durch die Zwischenleitung 34 in den Abscheider 36, wo ihr das in der oben angegebenen chemischen Reaktion entstandene Kaliumchlorid und Wasser entzogen werden.

Es ist günstig, den Abscheider 36 in Strömungsrichtung hinter dem Wärmetauscher 30 anzuordnen, da nach der Abkühlung der BHP im Wärmetauscher 30 das in ihr gelöste Salz leichter aus¬ fällt.

Die von den Reaktionsprodukten befreite BHP gelangt über die Zwischenleitung 38 in den Mischbehälter 40, wo ihr Kalilauge aus dem Speicher für Kalilauge 44 über die Zuführleitung für Kalilauge 42 und Wasserstoffperoxid aus dem Speicher für Wasserstoffperoxid 48 über die Zuführleitung für Wasserstoff¬ peroxid 46 zugeführt werden, um das in der oben angegebenen Reaktion verbrauchte Wasserstoffperoxid und die verbrauchte Kalilauge zu ersetzen.

Die auf diese Weise gekühlte und regenerierte BHP strömt durch die Flüssigkeitsrückführleitung 50 in die Reaktions¬ kammer 22 zurück.

Der Substratkörper 102 kann zu Reinigungszwecken oder zum Austausch gegen einen anderen Substratkörper 102 nach Ab¬ nehmen des Deckels 76 aus dem Innenraum 92 der Reaktions- kammer 22 entnommen werden, in dem die Welle 90 mit den sie lagernden Lagerbuchsen 86 durch die Ausnehmungen 78 und 82 nach oben aus der Reaktionskammer 22 heraus bewegt wird.

Eine in Fig. 5 in Verbindung mit Fig. 1 dargestellte zweite Ausführungsform des erfindungsgemäβen Generators 20 zur Erzeugung von elektronisch angeregtem Sauerstoff unter¬ scheidet sich von der in den Fig. 1 bis 4 dargestellten ersten Ausführungsform dadurch, daβ die Innenseiten der linken Seitenwand 72 und der rechten Seitenwand 74 nicht eben sind, sondern oberhalb des Flüssigkeitsspiegels 120 derart gegen den Substratkörper 102 vorspringen, daβ sie Ausschnitte aus der Mantelfläche eines Kreiszylinders bilden, dessen Achse mit der Drehachse 88 übereinstimmt und dessen Durch¬ messer geringfügig gröβer ist als der Durchmesser der Scheiben 94.

Durch diese Ausgestaltung der Seitenwände 72 und 74 wird erreicht, daβ der aus den Eintrittsbohrungen für Chlorgas 108 austretende Chlorgasstrom unmittelbar von den Leitschaufeln 96 erfaβt und über die Oberfläche der Scheiben 94 verteilt wird und daβ der Strom durch chemische Reaktion entstandenen Sauerstoffgases durch die Leitschaufeln 96 ebenso unmittelbar

in die Austrittsöffnung für Sauerstoffgas 112 gelenkt wird, ohne daβ in Ecken des Innenraumes 92 der Reaktionskammer 22 Verwirbelungen entstehen könnten.

Auβerdem wird der Weg des durch chemische Reaktion entstande¬ nen elektronisch angeregten Sauerstoffgases in den Strömungs- kanal 58 verkürzt, so daβ der Verlust an elektronisch ange¬ regten Sauerstoffmolekülen durch Abregung bei Stöβen unter¬ einander verringert wird.

Ferner ist die oberhalb des Flüssigkeitsspiegels 120 liegende Wandfläche des Innenraums 92 gegenüber der ersten Aus¬ führungsform des erfindungsgemäßen Generators 20 verringert, so daß auch der Verlust von elektronisch angeregten Sauer¬ stoffmolekülen durch Stoβ mit den Wänden 68, 70, 72, 74 oder 76 der Reaktionskammer 22 reduziert wird.

Im übrigen entspricht die in Fig. 5 in Verbindung mit Fig. 1 dargestellte zweite Ausführungsform des erfindungsgemäβen Generators 20 hinsichtlich Aufbau und Funktion der in den Fig. 1 bis 4 dargestellten ersten Ausführungsform des erfindungsgemäβen Generators.

Eine in Fig. 6 in Verbindung mit Fig. 1 dargestellte dritte Ausführungsform des erfindungsgemäβen Generators 20 zur Erzeugung von elektronisch angeregtem Sauerstoff unter¬ scheidet sich von der in den Fig. 1 bis 4 dargestellten ersten Ausführungsform dadurch, daβ die Eintrittsbohrungen für Chlorgas 108 nicht in der linken Seitenwand 72 angeordnet sind, sondern den Deckel 76 vertikal nahe der linken Seiten¬ wand 72 durchsetzen.

Ferner sind die Eintrittsbohrungen für BHP 104 und die Über¬ lauföffnung 116 im Vergleich zu der in Fig. 2 dargestellten ersten Ausführungsform des erfindungsgemäβen Generators 20 spiegelbildlich verkehrt angeordnet, so daβ bei der dritten Ausführungsform die Eintrittsbohrungen für BHP 104 in der rechten Seitenwand 74 und die Überlauföffnung 116 in der linken Seitenwand 72 der Reaktionskammer 22 angeordnet sind.

Die Strömungsrichtung der BHP in dem Flüssigkeitsbad 118 und damit die Drehrichtung des Substratkörpers 102 kehren sich daher gegenüber den in Fig. 2 dargestellten Verhältnissen um.

Das Chlorgas tritt bei dieser dritten Ausführungsform des Generators 20 aus den Eintrittsbohrungen für Chlorgas 108 im wesentlichen senkrecht zur Einströmrichtung der BHP und senk¬ recht zur Ausströmrichtung des Sauerstoffgases in die Reak¬ tionskammer 22 ein.

Bei dieser relativen Anordnung der Eintrittsbohrungen für Chlorgas 108, der Eintrittsbohrungen für BHP 104 sowie der Austrittsöffnung für Sauerstoffgas 112 kann die erwünschte Umlenkung der Gasströmung über die Oberfläche des Substrat¬ körpers 102 auch mit ebenen Leitschaufeln 124 erzielt werden, wobei die ebenen Leitschaufeln 124 sich ebenso wie die gekrümmten Leitschaufeln 96 der ersten Ausführungsform in Richtung der Drehachse 88 von einer Stirnfläche einer der Scheiben 94 zu der dieser zugewandten Stirnfläche einer benachbarten Scheibe 94 und vom äuβeren Umfang der Scheiben 94 auf die Drehachse 88 zu erstrecken.

Im übrigen entspricht die in Fig. 6 in Verbindung mit Fig. 1 dargestellte dritte Ausführungsform des erfindungsgemäβen Generators 20 hinsichtlich Aufbau und Funktion der in den Fig. 1 bis 4 dargestellten ersten Ausführungsform.

Eine in Fig. 7 in Verbindung mit Fig. 1 dargestellte vierte Ausführungsform des erfindungsgemäβen Generators 20 zur Erzeugung von elektronisch angeregtem Sauerstoff unter¬ scheidet sich von der in den Fig. 1 bis 4 dargestellten Aus¬ führungsform dadurch, daβ der Substratkörper 102 keine auf der Welle 90 angeordneten Scheiben 94, sondern im wesent¬ lichen radial von der Welle 90 abstehende und drehfest mit dieser verbundene Borsten 126 beispielsweise Drähte oder Stäbe umfaßt.

Die Borsten 126 bieten gegenüber den Scheiben 94 den Vorteil, daβ sie eine gröβere Oberfläche pro Volumen aufweisen und daher bei der Drehung des Substratkörpers 102 eine größere Oberfläche desselben mit einem BHP-Film überzogen wird, so daβ für die oben angegebene Grenzflächenreaktion eine größere Grenzfläche zur Verfügung steht.

Da der Strömungswiderstand der Borsten 126 zu gering ist, um der Flüssigkeitsströmung den für die Aufrechterhaltung der Drehung des Substratkörpers 102 erforderlichen Impuls zu ent¬ nehmen, und da auch bei dieser Ausführungsform eine Umlenkung des Chlorgasstromes über möglichst die gesamte Oberfläche des Substratkörpers 102 wünschenswert ist, umfaβt der Substrat¬ körper 102 ferner gekrümmte Leitschaufeln 96, die beispiels¬ weise wie die im Zusammenhang mit der ersten Ausführungsform des erfindungsgemäβen Generators 20 beschriebenen Leit¬ schaufeln 96 ausgebildet und angeordnet sein können.

Statt von den Scheiben 94 werden die Leitschaufeln 96 bei der in Fig. 7 dargestellten vierten Ausführungsform des erfindungsgemäβen Generators 20 von drehfest an der Welle 90 angeordneten, radial von dieser abstehenden Haltestangen 128 gehalten.

Grundsätzlich können bei dieser vierten Ausführungsform die Eintrittsbohrungen für Chlorgas 108 und die Austrittsöffnung für Sauerstoffgas 112 in derselben Weise wie bei der in Fig. 2 dargestellten ersten oder der in Fig. 6 dargestellten dritten Ausführungsform des erfindungsgemäβen Generators angeordnet werden.

Alternativ oder ergänzend dazu kann jedoch beispielsweise vorgesehen sein, daβ mehrere die linke Seitenwand 72, die die Eintrittsbohrungen für BHP 104 aufweist, senkrecht zu ihrer Oberfläche durchsetzende Eintrittsbohrungen für Chlorgas 108 übereinander angeordnet und mittels Eintrittsrohren 110 und einer (nicht dargestellten) Rohrverzweigung an die Eduktgas¬ zuführleitung 52 angeschlossen sind.

Ferner kann, wie in Fig. 7 dargestellt, vorgesehen sein, daβ die Austrittsöffnung für Sauerstoffgas 112 nicht in der rechten Seitenwand 74, sondern nahe der rechten Seitenwand 74 im Deckel 76 angeordnet ist.

Im übrigen entspricht die vierte Ausführungsform des erfindungsgemäβen Generators 20 hinsichtlich Aufbau und Funktion der in den Fig. 1 bis 4 dargestellten ersten Aus- führungsform.

Ein in Fig. 8 in Verbindung mit Fig. 1 dargestellte fünfte Ausführungsform des erfindungsgemäβen Generators 20 zur Erzeugung von elektronisch angeregtem Sauerstoff unter¬ scheidet sich von der in den Fig. 1 bis 4 dargestellten ersten Ausführungsform dadurch, daβ die Drehachse 88 des Substratkörpers 102 nicht quer zu den Eintrittsbohrungen für BHP 104, sondern parallel zu diesen und damit zur Strömungs¬ richtung der BHP im Flüssigkeitsbad 118 ausgerichtet ist.

Bei dieser Ausführungsform weist daher die Innenseite der linken Seitenwand 72 eine Ausnehmung 78 mit rechteckigem Querschnitt auf, die sich von der Mitte des oberen Randes der linken Seitenwand 72 vertikal nach unten bis ungefähr zur Mitte der Innenseite der linken Seitenwand 72 erstreckt, wo sie in einen halbzylindrischen Endbereich 80 mündet. Spiegel¬ bildlich zu der Ausnehmung 78 und dem Endbereich 80 weist die rechte Seitenwand 74 eine Ausnehmung 82 mit rechteckigem Querschnitt auf, die sich von der Mitte des oberen Randes der rechten Seitenwand 74 vertikal nach unten bis ungefähr zur Mitte der Innenseite der rechten Seitenwand 74 erstreckt und in einem halbzylindrischen Endbereich 84 mündet.

Die Endbereiche 80 und 84 tragen jeweils eine der zwei Lager¬ buchsen 86, in denen je ein Ende der Welle 90 um die horizon¬ tale Drehachse 88 drehbar gelagert ist.

Die bei den in den Fig. 2 bis 7 dargestellten Ausführungs¬ formen vorgesehenen Ausnehmungen 78, 82 und Endbereiche 80, 84 in der vorderen Seitenwand 68 bzw. der hinteren Seitenwand 70 können entfallen.

Die Welle 90 trägt mehrere, beispielsweise fünf Propeller 130, die längs der Welle 90 äquidistant und drehfest auf der¬ selben angeordnet sind und deren Symmetrieachse mit der Dreh¬ achse 88 übereinstimmt.

Die Propeller 130 können, wie in Fig. 8 dargestellt, bei¬ spielsweise je vier Propellerflügel 132 aufweisen, die man sich in der Weise entstanden denken kann, daβ jeweils eine zur Drehachse 88 senkrecht ausgerichtete Kreisscheibe durch radiale Schnitte in vier Sektoren zerlegt und die Sektoren verwunden wurden.

Die Propeller 130 sind längs der Welle 90 so angeordnet, daβ einander entsprechende Propellerflügel 132 verschiedener Propeller 130 bezüglich der Drehachse 88 dieselbe Winkel¬ stellung einnehmen, also bei Blickrichtung parallel zur Dreh¬ achse 88 miteinander zur Deckung kommen.

Die Welle 90 und die Propeller 130 bilden zusammen einen Substratkörper 102.

In der linken Seitenwand 72 sind mehrere, die linke Seiten¬ wand 72 senkrecht zu deren Oberfläche durchsetzende, neben- oder übereinander angeordnete Eintrittsbohrungen für BHP 104 vorgesehen, die über Eintrittsrohre 106 und eine (nicht dar¬ gestellte) Rohrverzweigung mit der Flüssigkeitsrückführ- leitung 50 verbunden sind.

Durch die Eintrittsbohrungen für BHP 104 strömt BHP in das Flüssigkeitsbad 118 im unteren Bereich des Innenraums 92 der Reaktionskammer 22 ein. Die innerhalb des Flüssigkeitsbades 118 befindlichen Propellerflügel 132 nehmen einen Teil des

Impulses der Flüssigkeitsströmung auf und übertragen ihn auf den Substratkörper 102, so daβ sich dieser um die Drehachse 88 dreht.

Dabei tauchen die Propellerflügel 132 jedes Propellers 130 abwechselnd in das Flüssigkeitsbad 118 ein und werden von der BHP benetzt, so daβ beim Auftauchen aus dem Flüssigkeitsbad 118 ein dünner Flüssigkeitsfilm auf den Propellerflügeln 132 zurückbleibt.

Die linke Seitenwand 72 weist in ihrem oberhalb des Flüssig¬ keitsspiegels 120 liegenden Bereich mehrere die Oberfläche der linken Seitenwand 72 senkrecht durchsetzende Eintritts¬ bohrungen für Chlorgas 108 auf, die über Eintrittsrohre 110 und eine (nicht dargestellte) Rohrverzweigung an die Edukt¬ gaszuführleitung 52 angeschlossen sind. Dabei sind die Ein¬ trittsbohrungen für Chlorgas 108 in unterschiedlichen radialen Abständen von der Drehachse 88 so angeordnet, daβ die Propellerflügel 132 des der linken Seitenwand 72 nächst¬ gelegenen Propellers 130 gleichmäßig mit Chlorgas beblasen werden.

Die Chlorgasströmung wird mittels der Propellerflügel 132 zwischen diesen hindurchgeleitet, so daβ das Chlorgas, in Verbindung mit der Drehung des Substratkörpers 102 um die Drehachse 88, sämtliche Propellerflügel 132 aller Propeller 130 überstreicht, wobei es zu der oben angegebenen Grenz¬ flächenreaktion kommt, bei der elektronisch angeregter Sauer¬ stoff entsteht.

Alternativ oder ergänzend zu der in Fig. 8 dargestellten Anordnung der Eintrittsbohrungen für Chlorgas 108 kann auch vorgesehen sein, daβ das Chlorgas durch im wesentlichen senk¬ recht zur Drehachse 88 ausgerichtete Eintrittsbohrungen im Deckel 76, in der vorderen Seitenwand 68 oder in der hinteren Seitenwand 70 eingeblasen wird. Ein solches Einblasen des Chlorgases senkrecht zur Drehachse 88 kann insbesondere bei hoher Strömungsgeschwindigkeit des Chlorgases günstiger sein als ein Einblasen parallel zur Drehachse 88.

Auf einen in der Austrittsöffnung für Sauerstoffgas 112 ange¬ ordneten Tropfenseparator kann bei dieser Ausführungsform verzichtet werden. Der Tropfenseparator 114 ist auch bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen nicht zwingend erforderlich.

Im übrigen entspricht die fünfte Ausführungsform des erfindungsgemäβen Generators 20 hinsichtlich Aufbau und Funktion der in den Figuren 1 bis 4 dargestellten ersten Aus- führungsform.

Eine in Fig. 9 in Verbindung mit Fig. 1 dargestellte sechste Ausführungsform des erfindungsgemäβen Generators 20 zur Erzeugung von elektronisch angeregtem Sauerstoff unter¬ scheidet sich von der in Fig. 8 in Verbindung mit Fig. 1 dar¬ gestellten fünften Ausführungsform dadurch, daβ der Substrat¬ körper 102 statt der Propeller 130 eine drehfest mit der Welle 90 verbundene Schnecke 134 umfaβt, deren Achse mit der Drehachse 88 übereinstimmt und die mehrere, beispielsweise vier, Windungen aufweist.

Wie der mit Propellern 130 versehene Substratkörper 102 der in Fig. 8 dargestellten fünften Ausführungsform wird auch der Substratkörper 102 der in Fig. 9 dargestellten sechsten Aus¬ führungsform des erfindungsgemäβen Generators 20 durch eine im wesentlichen zu der Drehachse 88 parallele BHP-Strömung in Drehung versetzt, wobei die jeweils im Flüssigkeitsbad 118 befindlichen Teile der Schnecke 134 als Impulsaufnehmer wirken.

Die vordere Seitenwand 68 ist oberhalb des Flüssigkeits¬ spiegels 120 mit die Oberfläche der vorderen Seitenwand 68 senkrecht durchsetzenden Eintrittsbohrungen für Chlorgas 108 versehen, die über Eintrittsrohre 110 und eine (nicht darge¬ stellte) Rohrverzweigung an die Eduktgaszuführleitung 52 angeschlossen sind. Das in den Innenraum 92 der Reaktions¬ kammer 22 einströmende Chlorgas wird durch die Windungen der Schnecke 134, im Verlauf einer vollständigen Drehung des Substratkörpers 102 um die Drehachse 88 über die gesamte Oberfläche der Schnecke 134 geführt. In dem durch das Ein¬ tauchen der Schnecke 134 in das Flüssigkeitsbad 118 auf der¬ selben gebildeten Flüssigkeitsfilm läuft die oben angegebene Reaktion ab, bei der elektronisch angeregter Sauerstoff ent¬ steht.

Bei der in Fig. 9 dargestellten sechsten Ausführungsform des erfindungsgemäβen Generators ist die Austrittsöffnung für Sauerstoffgas 112 in der hinteren Seitenwand 70 oberhalb des Flüssigkeitsspiegels 120 angeordnet und erstreckt sich über nahezu die gesamte Breite der hinteren Seitenwand 70.

Alternativ oder ergänzend zu den senkrecht zur Oberfläche der vorderen Seitenwand 68 und der Drehachse 88 ausgerichteten Eintrittsbohrungen für Chlorgas 108 können auch Eintritts¬ bohrungen für Chlorgas vorgesehen sein, die unter einem der Steigung der Schnecke 134 entsprechenden Winkel gegen Ebenen senkrecht zur Drehachse 88 geneigt sind.

Besonders günstig ist es, wenn eine der Anzahl der Windungen der Schnecke 134 entsprechende Anzahl von Eintrittsbohrungen für Chlorgas 108 in einem der Ganghöhe der Schnecke 134 ent¬ sprechenden Abstand nebeneinander angeordnet sind.

Die rechte Seitenwand 74 wird senkrecht zu ihrer Oberfläche von mehreren Überlauföffnungen 116 durchsetzt, die über eine (nicht dargestellte) Rohrvereinigung an die Flüssigkeits¬ abführleitung 24 angeschlossen sind.

Im übrigen entspricht die in Fig. 9 in Verbindung mit Fig. 1 dargestellte sechste Ausführungsform des erfindungsgemäβen Generators 20 hinsichtlich Aufbau und Funktion der in Fig. 8 in Verbindung mit Fig. 1 dargestellten fünften Ausführungs¬ form.

Die in Fig. 10 in Verbindung mit Fig. 1 dargestellte siebte Ausführungsform des erfindungsgemäβen Generators 20 zur Erzeugung von elektronisch angeregtem Sauerstoff unter¬ scheidet sich von der in Fig. 8 in Verbindung mit Fig. 1 dar¬ gestellten fünften Ausführungsform dadurch, daβ zwei sich gegensinnig drehende Substratkörper 102a und 102b vorgesehen sind.

Bei der siebten Ausführungsform trägt der Boden 66 der Reak¬ tionskammer 22 in der Mitte seiner Oberseite einen quader- förmigen Stützpfeiler 136, dessen Oberflächen parallel zu den Seitenwänden 68, 70, 72, 74 bzw. zum Deckel 76 der Reaktions¬ kammer 22 ausgerichtet sind.

Eine der linken Seitenwand 72 zugewandte linke Seitenfläche 138 des Stützpfeilers 136 weist eine Ausnehmung 140 mit rechteckigem Querschnitt auf, die sich von der Mitte des oberen Randes der linken Seitenfläche 138 vertikal nach unten erstreckt und in einen halbzylindrischen Endbereich 142 mündet, welcher dem halbzylindrischen Endbereich 80 in der linken Seitenwand 72 gegenüber in derselben Höhe über dem Boden 66 wie dieser angeordnet ist.

Der halbzylindrische Endbereich 80 und der halbzylindrische Endbereich 142 tragen Lagerbuchsen 86, in denen jeweils ein Ende einer um die Drehachse 88 drehbaren Welle 90a gelagert ist.

Mit der Welle 90a ist drehfest eine zu dieser koaxiale zylin¬ drische Walze 144 verbunden.

Die Walze 144 trägt längs ihres Umfangs radial von derselben abstehende Leitschaufeln 146, die sich in axialer Richtung über die gesamte Länge der Walze 144 erstrecken und am der linken Seitenwand 72 der Reaktionskammer 22 zugewandten Ende der Walze 144 parallel zur Drehachse 88 ausgerichtet, zum der linken Seitenwand 72 abgewandten Ende der Walze 144 hin jedoch zunehmend gegen die Drehachse 88 verdreht sind.

Der Winkel, um den die Leitschaufeln 146 gegen die Drehachse 88 verdreht sind, bestimmt die Umdrehungsgeschwindigkeit der Walze 144 in Abhängigkeit von der Strömungsgeschwindigkeit der BHP im Flüssigkeitsbad 118.

Eine der rechten Seitenwand 74 der Reaktionskammer 22 zuge¬ wandte rechte Seitenfläche 148 des Stützpfeilers 136 weist spiegelbildlich zu der Ausnehmung 140 und dem halbzylin¬ drischen Endbereich 142 der linken Seitenfläche 138 ebenfalls eine Ausnehmung 150 auf, die in einen halbzylindrischen End¬ bereich 152 mündet.

Der halbzylindrische Endbereich 84 in der rechten Seitenwand 74 und der halbzylindrische Endbereich 152 in der rechten Seitenfläche 148 des Stützpfeilers 136 tragen Lagerbuchsen 86, in denen jeweils ein Ende einer um die Drehachse 88 dreh¬ baren Welle 90b gelagert ist.

Mit der Welle 90b ist eine zu dieser koaxiale zylindrische Walze 154 verbunden.

Die Walze 154 trägt längs ihres Umfangs von derselben radial abstehende Leitschaufeln 156, die sich in axialer Richtung über die gesamte Länge der Walze 154 erstrecken. Die Leit¬ schaufeln 156 weisen denselben Abstand voneinander auf wie die Leitschaufeln 146 der Walze 144 und sind in gleichem Maβe gekrümmt, jedoch in gegenläufigem Sinne, so daβ die Leit¬ schaufeln 156 an dem der rechten Seitenwand 74 der Reaktions- kammer 22 abgewandten Ende der Walze 154 um einen maximalen Winkel gegen die Drehachse 88 verdreht und an dem der rechten Seitenwand 74 zugewandten Ende der Walze 154 parallel zu der Drehachse 88 ausgerichtet sind.

Die Welle 90a, die Walze 144 und die Leitschaufeln 146 bilden zusammen einen Substratkörper 102a. Die Welle 90b, die Walze 154 und die Leitschaufeln 156 bilden zusammen einen Substrat¬ körper 102b.

Ferner wird der Stützpfeiler 136 von parallel zu der Dreh¬ achse 88 ausgerichteten Durchtrittskanälen 158 für den Durch¬ tritt von BHP von der linken Seitenfläche 138 zu der rechten Seitenfläche 148 des Stützpfeilers 136 durchsetzt.

Bei der in Fig. 10 dargestellten siebten Ausführungsform des erfindungsgemäβen Generators 20 ist die linke Seitenwand 72 mit einer dieselbe senkrecht zu ihrer Oberfläche durchsetzen¬ den Eintrittsbohrung für BHP 104 versehen, die in ungefähr demselben radialen Abstand von der Drehachse 88 angeordnet ist wie die Leitschaufeln 146 der Walze 144.

Die Leitschaufeln 146 lenken die einströmende BHP aufgrund ihrer Krümmung in Richtung des Umfangs der Walze 144 ab. Der von der BHP-Strömung auf die Leitschaufeln 146 übertragene Rückstoβimpuls versetzt dabei den Substratkörper 102a in Drehung um die Drehachse 88.

Die durch die Durchtrittskanäle 158 des Stützpfeilers 136 oder um denselben herum zur Walze 154 gelangende BHP wird von den Leitschaufeln 156 der Walze 154 aufgrund deren Krümmung in umgekehrter Richtung wie durch die Leitschaufeln 146 der Walze 144 umgelenkt. Daher versetzt der von den Leitschaufeln 156 der Walze 154 aufgenommene Rückstoβimpuls den Substrat¬ körper 102b in eine zu der Drehung des Substratkörpers 102a gegensinnige Drehung um die Drehachse 88.

Die linke Seitenwand 72 der Reaktionskammer 22 wird von mehreren Eintrittsbohrungen für Chlorgas 108 senkrecht zu ihrer Oberfläche durchsetzt, die oberhalb des Flüssigkeits¬ spiegels 120 angeordnet sind und ungefähr denselben radialen Abstand von der Drehachse 88 aufweisen wie die Leitschaufeln 146.

Die Eintrittsbohrungen für Chlorgas 108 sind über Eintritts- röhre 110 und eine (nicht dargestellte) Rohrverzweigung an die Eduktgaszuführleitung 52 angeschlossen.

Das durch die Eintrittsbohrungen von Chlorgas 108 parallel zur Drehachse 88 in die Reaktionskammer 22 einströmende Chlorgas wird von den Leitschaufeln 146 über die Mantelfläche der Walze 144 gelenkt und erhält dabei aufgrund der Krümmung der Leitschaufeln 146 eine Geschwindigkeitskomponente in Richtung des Umfanges der Walze 144.

Gelangt das Chlorgas und das an der Oberfläche des Substrat¬ körpers 102a gebildete Sauerstoffgas zur Walze 154, so erfährt es aufgrund der gegensinnigen Krümmung der Leit¬ schaufeln 156 der Walze 154 eine weitere Geschwindigkeits¬ änderung in Richtung des Umfanges der Walze 154, die der ersten Geschwindigkeitsänderung durch die Leitschaufeln 146 entgegengesetzt und etwa gleich groβ ist.

Die durch die Austrittsöffnung für Sauerstoffgas 112 in den Strömungskanal 58 austretende Gasströmung, die vorwiegend aus elektronisch angeregtem Sauerstoffgas besteht, weist daher im wesentlichen keine Geschwindigkeitskomponente mehr auf, die

quer zur Drehachse 88 und damit quer zum Strömungskanal 58 ausgerichtet ist. Dies ist der Ausbildung einer erwünscht gleichmäßigen Gasströmung im Strömungskanal 58 förderlich.

Statt einer Anordnung mit zwei gegensinnig sich drehenden Substratkörpern 102a, 102b sind auch Anordnungen mit einer gröβeren Anzahl von Substratkörpern möglich, von denen jeweils zwei Substratkörper sich gegensinnig drehen.

Im übrigen entspricht die in Fig. 10 in Verbindung mit Fig. 1 dargestellte siebte Ausführungsform des erfindungsgemäβen Generators 20 hinsichtlich Aufbau und Funktion der in Fig. 8 in Verbindung mit Fig. 1 dargestellten fünften Ausführungs¬ form.

Die für die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen des erfindungsgemäβen Generators angegebenen Anordnungen der Ein¬ trittsbohrungen für Chlorgas 108 und der Austrittsöffnung für Sauerstoffgas 112 stellen bevorzugte Anordnungen dar. Alter¬ nativ oder ergänzend dazu können jeweils auch im Zusammenhang mit anderen Ausführungsformen beschriebene Anordnungen der Eintrittsbohrungen für Chlorgas 108 bzw. der Austrittsöffnung für Sauerstoffgas 112 vorgesehen sein.