DE102021004292A1

DE102021004292A1 - drilling rig

Info

Publication number: DE102021004292A1
Application number: DE102021004292.1A
Authority: DE
Inventors: gleich Anmelder Erfinder
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2021-08-21
Filing date: 2021-08-21
Publication date: 2023-02-23

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Bohrgerät, das mit einem Wasserstoff-ZündSystem ausgestattet ist, das die strukturale Integrität des Materials, das gebohrt werden soll, durch Mikroexplosionen mit hoher Repetitionsrate, abschwächt und somit ein leichteres Bohren ermöglicht. Insbesondere ist das Gerät für harte Gesteins-Bohrungen optimal geeignet.
Das Zünd-Gas wird durch einem Kanal in dem Bohrer drin oder seitlich durch eine Hülse bis zum Material, das gebohrt werden soll, geleitet und dort gezündet. Jede Zündung erzeugt Mikro-Risse in das Material oder sprengt es Schicht für Schicht ab. Auf diese Weise dringt der Bohrer deutlich leichter in das Material ein.

The invention relates to a drilling rig equipped with a hydrogen ignition system that weakens the structural integrity of the material to be drilled by high repetition rate micro-explosions, thus enabling easier drilling. In particular, the device is optimally suited for hard rock drilling.
The ignition gas is fed through a channel inside the drill or through a sleeve on the side to the material to be drilled and ignited there. Each ignition creates micro-cracks in the material or blasts it off layer by layer. In this way, the drill penetrates the material much more easily.

Description

Die Erfindung betrifft ein Bohrgerät, das in der Lage ist, recht schnell durch hartes Bau-Material, Gestein oder Gesteinsschichten zu bohren. Das Bohren wird durch kleine Wasserstoff-Mikroexplosionen an der Bohrspitze unterstützt.The invention relates to a drilling device which is able to drill through hard building material, rock or layers of rock quite quickly. Drilling is assisted by small hydrogen micro-explosions at the drill bit.

Es gibt zahlreiche Arten von Bohrer und Bohr-Geräten. Stufenbohrer, Spiralbohrer, Fräsbohrer, Schlagbohrer, Zentrierbohrer, etc. sind nur einige der Bohrer und Bohrgeräte.There are numerous types of drills and drilling devices. Step drills, twist drills, milling drills, percussion drills, center drills, etc. are just a few of the drills and drills.

Die kleineren oder mittelgroßen werden z.B. für Bauarbeiten eingesetzt und sind oft eingesetzte Geräte, die durch die Bausubstanz bohren und elektrisch angetrieben sind. Die etwas größeren Bohr-Geräte sind z.B. für Erdbohrungen vorgesehen. Die großen Bohrgeräte für Tiefbohrungen bestehen meistens aus einem Drehflügel-Ähnlichen Bohrer bzw. Bohrkopf, Bohrmeißel oder Rollenmeißel, der von einem Elektromotor oder Benzinmotor gedreht wird (z.B. Gesteins-Bohrer). Die ganz grossen Geräte sind für tiefere Gesteinsbohrungen oder Tunnelbau konstruiert. Die drei oder mehrere Bohr-Kopf-Elemente, die sich einzeln rotieren und durch das Gestein hineinfressen werden zusätzlich nochmal in Rotationsbewegung eingesetzt, um das Material aus der Bohrstelle besser zu lockern und den Vorschub des Bohrkopfes zu erleichtern. Es gibt allerdings auch die Möglichkeit auf den Bohrer schlagartige Klopf-Mechanismen einzubauen, die das Bohren erleichtern sollen. Das sind die sogenannten Bohrhammer- oder Schlagbohrer-Maschinen. Für Beton-Bohrarbeiten sind sie optimal geeignet. Allerdings bei Schlagbohren wird der Bohrer oder der Bohrkopf recht stark beansprucht und kann schneller abgenutzt werden.The smaller or medium-sized ones are used e.g. for construction work and are often used devices that drill through the building fabric and are electrically powered. The slightly larger drilling devices are intended for earth drilling, for example. The large drilling rigs for deep wells usually consist of a rotary vane-like drill or drill head, drill bit or roller bit, which is rotated by an electric motor or petrol engine (e.g. rock drills). The very large devices are designed for deeper rock drilling or tunnel construction. The three or more drilling head elements, which rotate individually and eat into the rock, are also used in a rotational movement in order to better loosen the material from the drilling site and to facilitate the advance of the drilling head. However, there is also the possibility of installing abrupt knocking mechanisms on the drill, which should make drilling easier. These are the so-called rotary hammer or percussion drill machines. They are ideally suited for concrete drilling work. However, with percussion drilling, the drill bit or the drill head is subjected to quite a lot of stress and can wear out more quickly.

Die Anmeldung AT518022A1 beschreibt eine interessante Bohrvorrichtung, die bei einer Temperatur von > 5500° C die Gesteins-Moleküle zerlegt und das Gestein in einen plasmaförmigen Zustand versetzt. Durch den erzeugten Überdruck im Bohrloch wird das nun gas- und staubförmige Gestein an die Oberfläche des Bohrloches geblasen und kann in der gesteinsverarbeitenden Industrie weiterverwendet werden. Dieser Bohrer kann in Tiefen von > 5000 m Vordringen, wobei der Durchmesser des Bohrloches nur von der Tragfähigkeit der Haltevorrichtung für den Bohrer und der Stabilität der Gaszuführung abhängt.The registration AT518022A1 describes an interesting drilling device that breaks down the rock molecules at a temperature of > 5500° C and puts the rock in a plasma-like state. Due to the overpressure generated in the borehole, the now gaseous and dusty rock is blown to the surface of the borehole and can be used in the rock processing industry. This drill can penetrate to depths of >5000 m, with the diameter of the borehole only depending on the carrying capacity of the holding device for the drill and the stability of the gas supply.

Es gibt auch Gesteins-Bohrer / Tiefbohrer, die einen Laserstrahler benutzen, um das Gestein feinporig vorab zu bohren und es brüchig zu machen. Um das Gestein porös zu machen, bedarf es einen sehr starken Laserstrahler, was mit hohen Kosten und Energie-Aufwand verbunden ist.There are also rock drills / deep hole drills that use a laser gun to pre-drill the rock and make it brittle. In order to make the rock porous, a very powerful laser emitter is required, which is associated with high costs and energy consumption.

Der in den Patentansprüchen 1 bis 23 angegebenen Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine Vorrichtung für eine neuartige Bohrmethode zu schaffen, die der herkömmlichen Bohrverfahren eine unterstützende Wirkung bietet, mit der man in der Lage ist, effizienter zu arbeiten und den Verschleiß des Bohrers oder Bohrkopfes etwas zu minimieren.The problem underlying the invention as defined in claims 1 to 23 is to provide a device for a new drilling method, which offers a supporting effect to the conventional drilling method, with which one is able to work more efficiently and reduce the wear of the drill or drill head something to minimize.

Dieses Problem wird mit dem in den Patentansprüchen 1 bis 23 aufgeführten Merkmalen gelöst.This problem is solved with the features listed in claims 1 to 23.

Vorteile der Erfindung sind:

- erhöhte Bohr-Effizienz
- hohe Schlagkraft
- zuverlässig
- schnellere Bohrvorgang auch durch harte Substanz
- relativ einfach gebaut
- weniger Verschleiß.

Advantages of the invention are:

- increased drilling efficiency
- high impact
- reliable
- Faster drilling process even through hard substance
- relatively easy to build
- less wear and tear.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der 1 bis 10 erläutert. Es zeigen:

1 ein Bohrgerät, das mit Wasserstoff funktioniert,
2 den Aufbau des Bohrgeräts mit einem Primär- und Sekundär-Bohrer,
3 das Bohr-System mit Wasserstrahl-Unterstützung,
4 eine seitlich verlegter Knallgas-Leitung,
5 die Mini-Dellen, die in dem Bohrer eingebaut sind,
6 das Bohrsystem in dem Bohrkopf eingebaut,
7 eine Variante mit einer Bohrer-Teleskop-Hülle,
8 eine Ausführung im Bergbau- oder Tunnelbau-Bohrer,
9 die Zündungsmethode mit Laserdiode und Laserstrahlen,
10 die Variante mit dem speziellen Stift, durch dem das Knallgas in dem Bohrloch eingespritzt wird.

Embodiments of the invention are based on the 1 until 10 explained. Show it:

1 a drilling rig that works with hydrogen,
2 the structure of the drilling rig with a primary and secondary drill,
3 the drilling system with water jet support,
4 a laterally laid oxyhydrogen line,
5 the mini dents built into the drill,
6 the drilling system built into the drill head,
7 a variant with a drill telescope sleeve,
8th a version in mining or tunneling drills,
9 the ignition method with laser diode and laser beams,
10 the variant with the special pin through which the oxyhydrogen gas is injected into the borehole.

Bei der Erfindung wird an der Spitze des Bohrers Knallgas injiziert, das durch Mikroexplosionen mit hoher Wiederholungsrate wie ein Hammer auf das zu bohrenden Material oder Gestein schlägt und dort mechanische Struktur-Schäden, wie Risse in das Gestein erzeugt, wobei der Bohrer etwas leichter mit Vorschub eindringen kann. Diese Vorrichtung ist für Bohrungen an Bau-Material (z.B. Beton), Gestein, oder Erdbohrungen optimal geeignet. Für Bohrungen an Metalle, Holz, Kunststoff und ähnliches, ist sie nicht optimal geeignet.In the invention, oxyhydrogen gas is injected at the tip of the drill, which hits the material or rock to be drilled like a hammer through micro-explosions with a high repetition rate and causes mechanical structural damage, such as cracks in the rock, with the drill being slightly easier to feed can penetrate. This device is for drilling in construction material (e.g. concrete), Rock, or earth drilling optimally suited. It is not ideal for drilling holes in metal, wood, plastic and the like.

Eine Variante aus der 1 weist einen direkt in dem Bohrer 1 eingebauten Kanal 2, in dem Knallgas 3 injiziert wird und durch feine Düsen 4 aus einem sehr harten Material, vor der Bohrer-Spitze 5 jeweils eine kleine Menge aus Knallgas (oder z.B. Butangas) gesprüht und dann gezündet wird. Jede Zündung des Explosivgases zertrümmert eine kleine Schicht des Gesteins und ermöglicht dem Bohrer einen kleinen Vorschub in das Material. Das Knallgas wird in portionierten Mengen durch einen Injektoren 6 aus einem Vorratsbehälter 7 in dem Kanal injiziert. Dort in dem Kanal sind zwei Elektroden 8 eingebaut, die mit einer Hochspannungsquelle 9 gekoppelt sind und einen Hochspannungsfunken 10 erzeugen. Durch eine elektronische Steuerung 11, wird das Zünden des Knallgases gesteuert. Es entsteht dabei eine Explosionskraft, die in das Bohrloch 12 entfaltet und auf das zu bohrenden Material wirkt. Es entstehen dabei Risse 13 und die Struktur des Materials wird abgeschwächt, was einen Vorschub des Bohrers erleichtert. Die Knallgas-Zündung kann erfolgen, während der Bohrer sich dreht oder steht.A variant from the 1 has a channel 2 built directly into the drill 1, in which oxyhydrogen 3 is injected and a small amount of oxyhydrogen (or eg butane gas) is sprayed through fine nozzles 4 made of a very hard material in front of the drill tip 5 and then ignited . Each ignition of the explosive gas shatters a small layer of rock, allowing the drill a small advance into the material. The oxyhydrogen is injected in portioned amounts through an injector 6 from a reservoir 7 in the channel. Two electrodes 8 are built into the channel there, which are coupled to a high-voltage source 9 and generate a high-voltage spark 10 . The ignition of the detonating gas is controlled by an electronic controller 11 . This results in an explosive force that unfolds in the borehole 12 and acts on the material to be drilled. This creates cracks 13 and the structure of the material is weakened, which makes it easier to advance the drill. The oxyhydrogen ignition can take place while the drill is rotating or stationary.

Auf der 2 ist eine Ausführung dargestellt, wobei in dem Kanal 2 ein weiterer Bohrer (Sekundär-Bohrer) 14 eingeführt ist, der verglichen mit dem Hauptbohrer / Primär-Bohrer 15 schmaler ist bzw. einen kleineren Durchmesser hat. Wenn der Hauptbohrer / Primär-Bohrer z.B. einen Durchmesser von 50 - 100mm hat, kann der Kanal und auch der Sekundär-Bohrer 10 - 20mm in Durchmesser betragen. Der Sekundär-Bohrer wird durch ein separates Antriebssystem 16 gedreht und bohrt in dem harten Gestein 17 ein Loch 12, z.B. mit 20mm Durchmesser, 5 -20cm tief. Sobald das Loch gebohrt wird, wird der Sekundär-Bohrer 14 in dem Kanal bis zu einer Stelle hochgezogen, wo eine kleine Einmündung 18 einer Gasleitung 41 in die Wand 19 des Kanals 2 seitlich sich befindet, durch die das Knallgas 3 in dem Kanal injiziert wird. Die Gasleitung 41 ist in dem Bohrer 15 drin und rotiert mit. Sobald der Kanal mit Knallgas gefüllt wird, wird der schmalere Bohrer 14 wieder in dem Kanal 2 durch eine schnelle Vorschubbewegung eingeführt und presst das Knallgas in dem vorher gebohrtem Loch ein. Das Schieben des Sekundär-Bohrers 14 nach unten kann durch einen Elektromagneten 20 oder durch ein HydraulikSystem oder durch ein Elektromotor und Getriebe realisiert werden. Das Knallgas wird in das Loch reingepresst und weil das sehr schnell geschieht, kann es nicht rechtzeitig entweichen. Zu dem Zeitpunkt wird der Sekundär-Bohrer an der vertikalen Bewegung durch einen Mechanismus oder elektromagnetisch blockiert und das Knallgas in dem Bohrloch gezündet. Es folgt eine Sprengung des Bohrlochs in der Mitte, das eine strukturelle Abschwächung oder Risse-Bildung an dem Gestein an der Stelle verursacht. Sobald die Explosion stattfindet, wird der Sekundär-Bohrer wieder komplett in dem Kanal nach unten ausgefahren und dreht sich mit dem Primär-Bohrer weiter zusammen und zertrümmert leichter das Gestein für die nächsten 10cm. Der Sekundär-Bohrer kann schneller gedreht werden und durch den von dem Primär-Bohrer entkoppelten Vorschub weitere 10cm in das Hartgestein tiefer als der Primär-Bohrer eindringen. Danach wird er wieder in dem Kanal bis kurz über die seitliche Einmündung 18 hochgezogen werden. Der Primär-Bohrer kann zwar weiter drehen, sollte jedoch besser gestoppt werden, damit kein Material in dem Kanal 2 eindringt. Es wird wieder Knallgas reingepumpt, der Sekundär-Bohrer nach unten vorgeschoben, das Knallgas in dem Bohrloch komprimiert und gleich gezündet, was eine weitere Struktur-Abschwächung an das Hartgestein verursacht. Die Vorschubbewegung des Sekundär-Bohrers und die Zündung müssen sehr schnell geschehen, weil das Bohrloch weder durch den Primär-Bohrer noch durch den Sekundär-Bohrer ganz Luftdicht geschlossen werden kann. Aber durch die schnelle Bewegung des Sekundär-Bohrers hat das Knallgas nicht viel Zeit sich komplett zu entweichen, sodass eine brauchbare Menge an Knallgas dennoch dort in dem Bohrloch zu finden wird.On the 2 an embodiment is shown, in which a further drill (secondary drill) 14 is introduced into the channel 2, which is narrower or has a smaller diameter compared to the main drill/primary drill 15. For example, if the main drill / primary drill has a diameter of 50 - 100mm, the canal and also the secondary drill can be 10 - 20mm in diameter. The secondary drill is rotated by a separate drive system 16 and drills a hole 12 in the hard rock 17, for example 20mm diameter, 5-20cm deep. Once the hole is drilled, the secondary drill 14 is pulled up the channel to a point where there is a small junction 18 of a gas line 41 in the wall 19 of the channel 2 laterally, through which the oxyhydrogen 3 is injected into the channel . The gas line 41 is inside the drill 15 and rotates with it. As soon as the canal is filled with oxyhydrogen, the narrower drill 14 is reinserted into the canal 2 by means of a rapid feed movement and presses the oxyhydrogen into the previously drilled hole. The pushing of the secondary drill 14 down can be realized by an electromagnet 20 or by a hydraulic system or by an electric motor and transmission. The oxyhydrogen is pressed into the hole and because this happens very quickly, it cannot escape in time. At that time, the secondary drill is blocked from vertical movement by a mechanism or electromagnetically, and the oxyhydrogen in the borehole is ignited. A center blast of the borehole follows, causing structural weakening or cracking of the rock at the site. Once the explosion occurs, the secondary auger is fully extended back down the channel and continues to rotate with the primary auger, more easily crushing the rock for the next 10cm. The secondary drill can be rotated faster and, thanks to the feed that is decoupled from the primary drill, can penetrate another 10 cm deeper into the hard rock than the primary drill. Then it will be pulled up again in the channel to just above the lateral confluence 18 . Although the primary drill can continue to rotate, it is better to stop it so that no material enters channel 2. Oxyhydrogen gas is pumped in again, the secondary drill is pushed down, the oxyhydrogen gas is compressed in the borehole and immediately ignited, which causes a further structural weakening of the hard rock. The feed motion of the secondary drill and the ignition must be done very quickly, because the borehole can not be closed completely airtight by the primary drill nor by the secondary drill. But due to the rapid movement of the secondary drill bit, the oxyhydrogen does not have much time to escape completely, so a usable amount of oxyhydrogen can still be found in the borehole.

Anstatt des Sekundär-Bohrers in dem Kanal entlang des Primär-Bohrers kann auch Wasser 21 rein gepumpt werden, das durch eine Knallgas-Zündung in eine Brenn-Kammer 22 über oder direkt in dem Kanal 2 und damit verbunden, nach unten mit Hochdruck verdrängt wird. Der Wasserstrahl 23 kann feine Löcher in das Gestein erzeugen. Dem Wasser kann man auch abrasives Material beigemischt, das die Bohrkraft deutlich erhöhen kann. Sobald das Wasser nach unten verdrängt worden ist, können weitere Mengen aus Knallgas in das Bohrloch injiziert werden und gezündet werden. Das Injizieren und die Knallgas-Zündungen werden genau durch eine elektronische Steuerung 11 geregelt. Es werden dabei Kraft-Impulse generiert, die das zu bohrende Material an der Bohrstelle abschwächen.Instead of the secondary drill in the channel along the primary drill, water 21 can also be pumped in, which is displaced downwards at high pressure by oxyhydrogen ignition into a combustion chamber 22 above or directly in the channel 2 and connected thereto . The water jet 23 can produce fine holes in the rock. You can also add abrasive material to the water, which can significantly increase the drilling power. Once the water has been displaced down, further quantities of oxyhydrogen can be injected into the well and ignited. The injection and the oxyhydrogen ignitions are precisely controlled by an electronic control 11. Force impulses are generated that weaken the material to be drilled at the drilling site.

Die Impulsfrequenz und Impulsdauer der Zünd-Vorgänge ist durch eine elektronische Steuerung fast beliebig einstellbar und kann mehr oder weniger die Abschwächung der Material-Struktur beeinflussen, abhängig davon, mit welcher Leistung der Bohrer angetrieben werden sollte.The pulse frequency and pulse duration of the ignition processes can be adjusted almost arbitrarily by an electronic control and can more or less influence the weakening of the material structure, depending on the power with which the drill should be driven.

Das Bohr-System aus der Erfindung ist optimal kleinere oder größere Bohrer, z.B. für Bohrhammer oder auch für Hartgesteins-Bohrer geeignet. Diese könnten durch den neuen Antrieb sehr hohe Bohrkraft erreichen. Selbstverständlich könnte der neue Antrieb mit den schon jetzt eingesetzten kombiniert werden, um die Effizienz ohne großartige Änderungen zu steigern.The drilling system from the invention is optimally suited for smaller or larger drills, eg for rotary hammers or for hard rock drills. These could achieve very high drilling power with the new drive. Of course, the new drive could be used with the combi ned to increase efficiency without major changes.

Auf der 4 ist eine weitere Ausführung dargestellt worden. Für Einsatz bei härteren Bausubstanzen kann direkt neben dem Bohrer eine Gas-Leitung oder ein Rohr 31 eingebaut werden, durch den Knallgas direkt in dem zu bohrenden Material geleitet und dort gezündet wird.On the 4 another version has been presented. For use with harder building materials, a gas line or tube 31 can be installed directly next to the drill, through which the oxyhydrogen gas is conducted directly into the material to be drilled and ignited there.

Bei den Varianten mit dem Kanal 2 in dem Bohrer 1 drin, können an der Spitze des Bohrers eine oder mehrere feine Düsen (4, 35) eingebaut werden, die mit kleine Dellen 25, wie bei einem Golfball versehen sind, die wie Mini Auffang-Trichter wirken, wobei diese Mini-Trichter oder Mini-Dellen 25 das Knallgas 3 im Bohrbereich gegen Aufsteigen halten (5). Das Knallgas kann dann mit Hilfe des Hochspannungs-Zündungs-Systems angezündet werden und durch die Explosionskraft das Gestein oder z.B. Betonkonstruktion brechen oder zumindest die Struktur der Substanz schwächen. Die Staubpartikel oder die kleinen Steinsplitter können von den Minitrichtern aufgefangen und als abrasives Mittel erneut durch die Knallgas-Explosionsschubkraft gegen die Substanz dort eingesetzt werden. Zusätzlich kann eine Luft-Saug-Vorrichtung eingebaut werden, die die Splitter aufsaugt und diese bis an der Explosions-Spitze / Trichter der Düse transportiert. Die Düse befindet sich in dem Trichter und wird jedes Mal beim Einspritzen von Knallgas in einer Wolke umhüllt. Der elektrische Zündfunken kann von dem Bohrer geleitet werden. Als zweite Elektrode dient in dem Fall, die Erde selbst. Die Methode, wobei Knallgas in das zu bohrenden Material geleitet wird, kann auch für Abbruchgeräte in die Baubranche angewendet werden.In the variants with the channel 2 in the drill 1 inside, one or more fine nozzles (4, 35) can be installed at the tip of the drill, which are provided with small dents 25, like a golf ball, like mini collecting Funnels act, with these mini-funnels or mini-dents 25 holding the oxyhydrogen 3 in the drilling area against rising ( 5 ). The oxyhydrogen can then be ignited using the high-voltage ignition system and the force of the explosion can break the rock or concrete structure, for example, or at least weaken the structure of the substance. The dust particles or small stone splinters can be caught by the mini funnels and used as an abrasive again against the substance there by the oxyhydrogen explosion thrust. In addition, an air suction device can be installed, which sucks up the fragments and transports them to the explosion tip / funnel of the nozzle. The nozzle is located in the funnel and is enveloped in a cloud each time oxyhydrogen gas is injected. The electrical ignition spark can be conducted from the drill. In this case, the second electrode is the earth itself. The method, in which oxyhydrogen gas is fed into the material to be drilled, can also be used for demolition equipment in the construction industry.

Auf der 6 ist das Bohr-System direkt in dem Bohrer oder Bohr-Kopf 24 eingebaut und besteht aus feinen Düsen (4, 35), in denen Knallgas 3 geleitet wird, trichterförmige Mini-Dellen 25 und einem elektrischen Zündsystem, dass das Knallgas zündet. Während der Bohrkopf vorwärts sich in das Hart-Gestein 17 einbohrt, wird durch die feinen Düsen direkt in das Gestein Knallgas geleitet und in schnellen Sequenzen bzw. Repetitionsraten gezündet. Die Explosionskraft der zahlreichen Miniexplosionen verursacht Mikrofrakturen in das Gestein und der Bohrkopf kann dadurch leichter das Material zersplittern und hineinbohren. Auf diese Weise wird der Bohrkopf verschont, was mit etwas geringem Verschleiß des Bohrkopfes zu rechnen ist. Hinzu kommt, dass die Gesteinssplitter 26 durch die schnelle Knallgaszündungs-Repetitionsrate gegen das Gestein selbst beschleunigt werden können und somit diese als abrasives Mittel benutzen. Das Knallgas wird in getrennten Bestandteilen in Form von Wasserstoff und Sauerstoff (oder Frischluft) aus Vorratsbehältern über feine Kanäle in dem Bohrer bis auf seine Spitze geleitet und dort gezündet. Die Zündfrequenz kann beliebig gesteuert werden. Die elektronische Steuerung kann das übernehmen. Damit wären bei größeren Bohrgeräten z.B. einige hunderte Zündungen pro Sekunde möglich. Diese kleinen Explosionen schwächen das zu bohrende Material, was das Bohren deutlich leichter und verschleißarmer macht. Besonders interessant ist diese Methode bei Tiefbohrungen durch das Gestein, sowie bei Tunnelbohrer, die ebenso durch hartes Gestein bohren müssen. Um den Bohrer zu kühlen, kann der Wasserstoff und Sauerstoff in tiefgekühltem Zustand in Liquid-Form durch den Bohrer Inneren bzw. durch den Kanälen in dem Bohrer bis zu seine Spitze fließen. In dem Bohrbereich dann vermischen sich die beiden chemischen Wasserbestandteile und bilden das Knallgas, das elektrisch gezündet wird. Die Explosionsstärke ist abhängig von der Menge des Knallgases und kann beachtliche Stärken erreichen. Das zu bohrendes Material wird dadurch strukturell geschwächt und somit der Bohrvorgang erleichtert.On the 6 the drilling system is installed directly in the drill or drill head 24 and consists of fine nozzles (4, 35) in which oxyhydrogen gas 3 is conducted, funnel-shaped mini dents 25 and an electrical ignition system that ignites the oxyhydrogen gas. While the drill head drills forwards into the hard rock 17, oxyhydrogen gas is fed directly into the rock through the fine nozzles and ignited in rapid sequences or repetition rates. The explosive force of the numerous mini-explosions causes micro-fractures in the rock, making it easier for the drill head to fragment and drill into the material. In this way, the drill head is spared, which can be expected with a little bit of wear on the drill head. In addition, the rock fragments 26 can be accelerated against the rock itself by the rapid oxyhydrogen ignition repetition rate and thus use it as an abrasive agent. The detonating gas is fed in separate components in the form of hydrogen and oxygen (or fresh air) from storage containers through fine channels in the drill to its tip and ignited there. Ignition frequency can be controlled arbitrarily. The electronic control can do that. With larger drills, for example, several hundred ignitions per second would be possible. These small explosions weaken the material to be drilled, which makes drilling significantly easier and wear-resistant. This method is particularly interesting for deep drilling through the rock, as well as for tunnel drills, which also have to drill through hard rock. In order to cool the drill, the hydrogen and oxygen in the deep-frozen state in liquid form can flow through the interior of the drill or through the channels in the drill to its tip. In the drilling area, the two chemical water components then mix and form the oxyhydrogen, which is electrically ignited. The strength of the explosion depends on the amount of detonating gas and can reach considerable strengths. This weakens the structure of the material to be drilled and thus facilitates the drilling process.

Der Bohrer mit dieser Technik arbeitet deutlich schneller voran und kann optimal bei beliebig harten Substanzen eingesetzt werden. Je grösser das Bohrgerät ist, desto effektiver ist die Methode. Die elektronische Steuerung regelt genau die Injektions-Vorgänge und die Zündzeitpunkte. Man kann aber auch manuell die Zündung auslösen, z.B. über einem Schalter.The drill with this technology works much faster and can be optimally used with any hard substance. The larger the drill, the more effective the method. The electronic control precisely regulates the injection processes and the ignition timing. But you can also trigger the ignition manually, e.g. via a switch.

Der Wasserstoff kann durch ein Elektrolyse-Gerät 27 erzeugt und in einem Vorrats-Behälter 7 gespeichert werden. Man kann die Elektrolyse-Geräte auch mit Solarzellen 28 ausstatten, sodass wenn diese in die Sonne liegt, stets der Elektrolysevorgang aktiv bleibt und der Wasserstoff langsam in dem Vorrats-Behälter ansammelt. Der Wasserstoff sollte getrennt von Sauerstoff in dem Vorrats-Behälter gespeichert und für spätere Arbeiten benutzt. Den Sauerstoff muss man nicht unbedingt noch vorrätig speichern, weil man den auch aus frischer Luft verwenden kann, somit ein zweiter Vorrats-Behälter für den Sauerstoff erspart bleiben kann.The hydrogen can be generated by an electrolysis device 27 and stored in a storage tank 7 . The electrolysis devices can also be equipped with solar cells 28 so that when they are in the sun, the electrolysis process always remains active and the hydrogen slowly accumulates in the storage tank. The hydrogen should be stored separately from the oxygen in the storage tank and used for later work. You don't necessarily have to store the oxygen in stock, because you can also use it from fresh air, so a second storage container for the oxygen can be spared.

Die Wasserstoffzufuhr wird durch Elektroventile 29, Injektoren 6 oder eventuell einer kleinen Kolbenpumpe geregelt. Die Regelung der Elektroventile übernimmt die Steuerung / Steuereinheit. Die Frischluft wird dann in die Brennkammer mithilfe der Pumpe oder durch eine zeitsynchronisierten Ventilsteuerung während einer kurzen Niederdruck-Phase transportiert werden. Nach der Verbrennung des Wasserstoff- / Sauerstoff-Gemisches während das Gasgemisch sich ausdehnt, kommt eine Phase in der kurzzeitig ein Unterdruck oder leichter Vakuum entsteht. Dies ist die Phase in der durch öffnen eines Ventils, das mithilfe einer Leitung mit der Atmosphäre verbunden ist, Frischluft angesaugt werden kann. Bei der nächsten Phase muss man nur Wasserstoff einfügen und die Ventile schließen.The hydrogen supply is regulated by electrovalves 29, injectors 6 or possibly a small piston pump. The regulation of the electrovalves takes over the control / control unit. The fresh air will then be transported into the combustion chamber by the pump or by a time-synchronized valve control during a short low-pressure phase. After the combustion of the hydrogen / oxygen mixture while the gas mixture is expanding, there is a phase in which a negative pressure or slight vacuum is created for a short time. This is the phase in which fresh air can be sucked in by opening a valve that is connected to the atmosphere by a pipe. In the next phase, all you have to do is add hydrogen and close the valves.

Die Hochspannungselektroden sollen hier sehr nah an einander angeordnet sein, sodass der Funken auch mit nicht allzu hoher Spannung erzeugt werden kann. Das Gasgemisch besteht aus H² sowie Frischluft, bzw. darin enthaltene Sauerstoff, das zusammen ein so genanntes Knallgas bildet. Die Frischluftmenge sollte ungefähr das dreifache oder ein bisschen größere Volumen als der dort injizierte Wasserstoff haben. Das ermöglicht eine bessere Wasserstoff-Verbrennung. Es ist bekannt, dass die Wasserstoff Moleküle nur dann vollständig verbrannt werden können, wenn die entsprechende Anzahl von Sauerstoffmolekülen vorhanden ist. Sobald die Sauerstoffmolekülen fehlen, stoppt abrupt die Verbrennung der Wasserstoff Moleküle. Um eine vollständige Verbrennung zu gewährleisten, müssen genügend Sauerstoffmoleküle (Atome) vorhanden sein. Wenn mehr Sauerstoff-Moleküle sich befinden, als notwendig ist, macht das nichts aus, weil der Wasserstoff in dem Fall komplett ausgebrannt werden kann. Die Frischluft-Zufügung kann auch automatisch erfolgen, wenn ein schließ Ventil in dem Frischluftzufuhrkanal eingebaut wird, dass zu dem Zeitpunkt, wenn ein Unterdruck, bzw. leichter Vakuum nach der Verbrennung entstanden worden ist, sich öffnet. Durch den Unterdruck wird Frischluft eingesaugt. Genauer kann aber die Frischluft-Menge eine kleine Pumpe portionieren. Sehr gut für diesen Zweck sind z.B. Membran-Pumpen oder Kolbenpumpen. Durch Chemie-Berechnungen und praktische Experimente kann leicht die optimale Frischluftmenge ermittelt, die pro Zyklus dem Gasgemisch hinzugefügt werden soll, wobei optimales Gasgemisch gebildet werden kann. Der elektrische Funken entzündet das Gasgemisch. Es explodiert und expandiert in das Bohrloch und sprengt dessen Wandstruktur.The high-voltage electrodes should be arranged very close to each other here, so that the spark can also be generated with a voltage that is not too high. The gas mixture consists of H ² and fresh air or the oxygen contained therein, which together forms a so-called oxyhydrogen gas. The amount of fresh air should be about three times or a little larger in volume than the hydrogen injected there. This enables better hydrogen combustion. It is known that the hydrogen molecules can only be burned completely if the corresponding number of oxygen molecules are present. As soon as the oxygen molecules are missing, the combustion of the hydrogen molecules stops abruptly. To ensure complete combustion, there must be enough oxygen molecules (atoms). If there are more oxygen molecules than necessary, it doesn't matter because the hydrogen can be completely burned out. The addition of fresh air can also take place automatically if a closing valve is installed in the fresh air supply duct, which opens at the point in time when a negative pressure or slight vacuum has arisen after the combustion. Fresh air is sucked in by the negative pressure. A small pump can portion the amount of fresh air more precisely. Diaphragm pumps or piston pumps, for example, are very good for this purpose. The optimal amount of fresh air to be added to the gas mixture per cycle can easily be determined by chemical calculations and practical experiments, whereby an optimal gas mixture can be formed. The electric spark ignites the gas mixture. It explodes and expands into the borehole, blasting its wall structure.

Die Ventile für die Frischluftzufuhr und Wasserstoff-Leitung können in Form von Schließklappen aus einem elastischen Material gebaut werden, die ähnlich wie die Herzklappen eines Herzen funktionieren. Das würde die Arbeit des Antriebs-Elements automatisieren und weitgehend vereinfachen.The valves for the fresh air supply and hydrogen line can be built in the form of closing flaps made of an elastic material, which function in a similar way to the heart valves of a heart. That would automate and largely simplify the work of the drive element.

Die Variante mit dem stationären Elektrolyse-Gerät kann den Wasserstoff umweltfreundlich durch Windkraft- oder Solarenergie erzeugen. Der Wasserstoff müsste dann in Behältern komprimiert eingefüllt werden und zum Einsatzort gebracht. Das Bohr-Gerät, das mit dieser Methode arbeitet wäre deutlich kompakter gebaut und hätte keine lästigen Schlauchverbindungen zu einem anderen Gerät, wie z.B. Kompressor. Es wäre in dem Fall komplett autark bzw. kabellos funktionierend. Lediglich wenn der Wasserstoffbehälter leer wird, müsste man ihn austauschen. Immerhin mit eine Wasserstoffflasche, abhängig davon wie gross diese und wie stark der Wasserstoff drin komprimiert wäre, könnte man einige Stunden problemlos arbeiten.The variant with the stationary electrolysis device can generate the hydrogen in an environmentally friendly way using wind power or solar energy. The hydrogen would then have to be filled into compressed containers and brought to the place of use. The drilling device that works with this method would be much more compact and would not have any annoying hose connections to another device, such as a compressor. In this case, it would be completely self-sufficient or wireless. Only when the hydrogen tank is empty does it have to be replaced. After all, with a hydrogen bottle, depending on how big it is and how much the hydrogen is compressed in it, you could work for a few hours without any problems.

Die Vorrichtung, die hier beschrieben worden ist, verwendet den Wasserstoff als reinen Energieträger, der an einer anderen Stelle umweltfreundlich erzeugt werden kann. Trotz der Nachteile, was den Wirkungsgrad (durch Zerlegung des Wassers in Bestandteile) betrifft, kann die Erfindung allgemein einen guten Wirkungsgrad erreichen und mit einigen Vorteilen überzeugen.The device that has been described here uses the hydrogen as a pure source of energy that can be generated at another location in an environmentally friendly manner. Despite the disadvantages in terms of efficiency (by breaking down the water into components), the invention can generally achieve good efficiency and convince with some advantages.

Eine weitere Ausführung der Erfindung sieht vor, kleine Mengen des Knallgases in sehr kurzen Zeitintervallen in das zu bohrenden Gestein oder Material durch die Bohrspitze „einzuspritzen“ und diese gleich zu zünden. Dadurch werden stets und zahlreiche kleine Sprengungen an der Bohrspitze verursacht, die das Eindringen des Bohrers erleichtern sollen. Auf diese Weise kann nahezu mühelos auch hartes Gestein durchgebohrt werden. Eine durchsichtige Schutz-Scheibe 30 sollte den Benutzer vor Splittern schützen.A further embodiment of the invention provides for small amounts of the oxyhydrogen gas to be “injected” at very short time intervals into the rock or material to be drilled through the drill bit and to ignite it immediately. As a result, numerous small blasts are always caused at the drill tip, which are intended to facilitate the penetration of the drill. In this way, even hard rock can be drilled through almost effortlessly. A clear protective disk 30 should protect the user from splinters.

Auf der 7 ist eine weitere Ausführung dargestellt worden, wobei das Bohrgerät zusätzlich mit einem teleskopartigen Hohlzylinder (Teleskop-Hülle / Ummantelung) 32 ausgestattet ist, der den Bohrer 1 knapp umhüllt, aber ihn nicht berührt. Der Hohlzylinder, bzw. die Ummantelung 32 weist eine Feder 33 drin auf, und ist etwas länger als der Bohrer selbst. Durch die Druckkraft, mit der man den Bohrer gegen das zu bohrenden Material schiebt, wird auch die Teleskop-Hülle 32 dagegen gepresst und federnd verkürzt. Die Feder 33 drin hält eine kleine Spannung aufrecht. Je tiefer der Bohrer in das Material eindringt, desto kürzer wird die Teleskop-Hülle gepresst. Durch den Injektor 6 wird in diese Teleskop-Hülle das Knallgas reingepresst und gezündet. Die kinetische Energie des explodierenden Gases wird auf das zu bohrenden Material 17 grossteils abgegeben und dort die Struktur mehr oder weniger beschädigen.On the 7 Another embodiment has been shown, the drill is additionally equipped with a telescopic hollow cylinder (telescopic sleeve / casing) 32, which just encloses the drill 1, but does not touch it. The hollow cylinder or casing 32 has a spring 33 in it and is somewhat longer than the drill itself elastically shortened. The spring 33 inside maintains a small tension. The deeper the drill penetrates into the material, the shorter the telescope sleeve is pressed. The oxyhydrogen gas is pressed into this telescopic envelope by the injector 6 and ignited. The kinetic energy of the exploding gas is largely transferred to the material 17 to be drilled and more or less damages the structure there.

Eine weitere Ausführung sieht vor, mit einem kleinen Bohrer ein Loch (oder mehrere) in das Gestein zu bohren, was mit weniger Aufwand möglich ist, das Loch dann mit einem genau passenden Stift 34 mit einer feinen Düse 35 zu schließen, durch die Düse in dem Bohrloch 12 dann Knallgas zu leiten, und es zu zünden (10). Der Stift, der passend genau wie der Hohlzylinder, der in das Gestein eingebohrt wurde ist, wird zuerst komplett in dem Kanal eingeführt, sodass die Luft davon entweicht. Dann wird er herausgezogen und gleichzeitig wird Knallgas durch die Düse in dem gebohrten Kanal injiziert und dann gezündet. Die Zündung sprengt den Kanal und das Gestein auch und somit sind einige cm davon leicht abzutragen. Der ganze Vorgang geschieht sehr schnell und kann einige cm/s oder mehr betragen. Somit wird der Hauptbohrer weitgehend verschont und die Bohrung durch das harte Gestein relativ leicht voran geht. Nicht nur harte Gesteinsschichten sondern auch die weicheren TonSchichten können damit leichter und schneller durchbohrt werden. Die Wasserstoffgewinnung kann direkt vor Ort in einem Elektrolyse-Gerät, das mit dem Bohr-Equipment verbunden ist. Eine Hochdruck-Pumpe kann das gewonnene Wasserstoff-Luftgemisch in die Tiefe transportieren und das Zündsystem aus Hochspannungs-Quelle erledigt die Zündung. Elektroden sind dafür nicht unbedingt erforderlich, weil die Spannung über die Bohrer-Spitze übertragen wird. Als zweite Leitung kann die Erde selbst dienen, in der eine kleine Elektrode eingestochen wird.Another embodiment envisages drilling a hole (or several) in the rock with a small drill bit, which can be done with less effort, then closing the hole with a precisely fitting pin 34 with a fine nozzle 35, through the nozzle in to then direct oxyhydrogen to borehole 12 and ignite it ( 10 ). The pin, which fits exactly like the hollow cylinder that has been drilled into the rock, is first fully inserted into the channel so that the air escapes from it. Then it is pulled out and at the same time oxyhydrogen is injected through the nozzle in the drilled channel and then ignited. The ignition blasts the channel and the rock too, so a few cm of it can be easily removed. The whole process happens very quickly and can take a few cm/s or be more. Thus, the main drill is largely spared and drilling through the hard rock is relatively easy. Not only hard layers of rock but also the softer layers of clay can be drilled through more easily and quickly. The hydrogen can be produced directly on site in an electrolysis device that is connected to the drilling equipment. A high-pressure pump can transport the hydrogen-air mixture obtained into the depths and the ignition system from a high-voltage source does the ignition. Electrodes are not absolutely necessary for this because the voltage is transmitted via the drill tip. The earth itself can serve as a second line, in which a small electrode is inserted.

Natürlich wird bei allen Varianten mit Wasserstoff-Verbrennung die optimale Mischproportion von Wasserstoff und Sauerstoff oder Wasserstoff und Frischluft berücksichtigt bzw. eingeleitet. Wenn zu wenig Sauerstoff in Gasgemisch in die Brennkammer sich befindet, wird der Brennvorgang nicht vollständig stattfinden und die Druckenergie nicht optimal entfaltet. Die Anzahl der Wasserstoff-Moleküle, die sich mit den Sauerstoff-Molekülen verbinden, um Wasser (Wasserdampf) daraus zu gewinnen, sowie der Sauartstoffanteil in der atmosphärischen Luft sind ja bekannt. Deswegen ist ein optimales Mischverhältnis nicht schwer zu berechnen. Die Proportionierung der Wasserstoff-Menge ist relativ einfach durch eine Ventilsteuerung oder Einspritz-Vorrichtung gewährleistet. Diese kann z.B. in Form einer elektrisch angetriebenen Spritze gestaltet werden. Die würde eine kleine Menge Wasserstoff in die Brennkammer bzw. in das Bohrloch einspritzen, in der vorher Frischluft eingesaugt wäre. Für Bohrer mit einem Durchmesser von 20 - 50mm und Kalkgestein-Bohrmaterial, reichen pro 30mm Vorschub ca. 2-3cm³ Knallgas aus. Dort wo nicht wichtig ist, die Wand des Bohrlochs zu erhalten, können auch größere Mengen an Knallgas in das Bohrloch geleitet werden.Of course, in all variants with hydrogen combustion, the optimal mixing proportion of hydrogen and oxygen or hydrogen and fresh air is taken into account or introduced. If there is too little oxygen in the gas mixture in the combustion chamber, the combustion process will not take place completely and the pressure energy will not develop optimally. The number of hydrogen molecules that combine with the oxygen molecules to produce water (water vapour) and the percentage of oxygen in the atmospheric air are well known. Therefore, an optimal mixing ratio is not difficult to calculate. The proportioning of the amount of hydrogen is ensured relatively easily by a valve control or injection device. This can be designed, for example, in the form of an electrically driven syringe. This would inject a small amount of hydrogen into the combustion chamber or into the borehole, in which fresh air had previously been sucked in. For drills with a diameter of 20 - 50mm and limestone drilling material, approx. 2-3cm ³ of oxyhydrogen gas are sufficient per 30mm feed. Where it is not important to preserve the borehole wall, larger amounts of oxyhydrogen gas can also be fed into the borehole.

Auf der 8 ist eine Maschine, die als Bergbau- oder Tunnel-Bohrer 36 konzipiert ist, dargestellt worden. An dem Bohrkopf sind dort kleine Düsen 37 eingebaut, die Knallgas in dem Bohrloch leiten. Dort wird das Knallgas durch Hochspannungselektroden 8, die flach gebaut sind, durch elektrischen Entladungen (Zündfunken) 10 gezündet. Jede Zündung verursacht strukturelle Schäden an das Gestein und erleichtert das Bohren durch den Bohrkopf. Die Knallgasmenge soll allerdings dabei in passende Portionen, abhängig vom Bohr-Material abgegeben werden. Die Mini-Explosionen sollen möglichst zentral in die Bohrachse 44 erfolgen, weil sonst die Integrität der Bohrwand-Kanals gefährdet werden kann. Die Menge des Knallgases wird durch den Injektoren und eine elektronischen Steuerung genau positioniert.On the 8th a machine designed as a mining or tunnel boring machine 36 has been illustrated. Small nozzles 37 are built into the drill head there, which guide oxyhydrogen into the borehole. There, the oxyhydrogen is ignited by electrical discharges (ignition sparks) 10 by high-voltage electrodes 8 that are flat. Each ignition causes structural damage to the rock and facilitates drilling through the drill bit. However, the amount of oxyhydrogen should be released in suitable portions, depending on the drilling material. The mini-explosions should take place as centrally as possible in the drilling axis 44 because otherwise the integrity of the drilling wall channel could be endangered. The amount of detonating gas is precisely positioned by the injectors and an electronic controller.

Weil der Kanal in dem Bohrer, durch den das Knallgas oder ein explosives Gas oder Fluid geleitet wird, beim Bohrvorgang sich verstopfen kann, soll das Knalls / Fluid mit Hochdruck dort abgegeben werden oder in Zeitabständen Wasser mit Hochdruck reingepresst, um den Kanal zu befreien. Das Wasser hat auch eine kühlende Wirkung für den Bohrer im Bohrloch.Because the channel in the drill, through which the oxyhydrogen or an explosive gas or fluid is passed, can become clogged during the drilling process, the bang / fluid should be released there at high pressure or water should be pressed in at high pressure at intervals in order to free the channel. The water also has a cooling effect on the drill bit in the borehole.

Für die Zündung des Knallgases (oder z.B. Butangases) in das Bohrloch 12, kann auch eine Laserdiode 38 verwendet werden, die einen Laserstrahl 43 emittiert, der in dem Kanal 2 abgegeben wird. Der Kanal 2 ist an eine Stelle durch eine dicke Glasfenster 42 geschlossen, die am unteren Ende wie eine Linse geformt ist und einen Laserstrahlen-Brennpunkt 39 an der Bohrer-Spitze 5 erzeugt. Sobald dort das Knallgas ankommt, wird das zu bohrendes Material an einem Punkt (Brennpunkt) im Bohrloch so stark durch die Laserdiode 38 erhitzt, dass eine Zündung erfolgt. Damit keine Kettenreaktion entsteht und das Knallgas bis in dem Vorratsbehälter brennt, wird ein Elektroventil 40 in die Gasleitung 41 eingebaut (9). Der Laser muss nicht im Dauerbetrieb gesteuert werden. Er soll vielmehr Laserimpulse abgeben, die das Knallgas (oder anderes Fluid) zu schnell wiederholende Mini-Explosionen bringt. Die Repetitionsrate der Explosionen soll recht hoch sein. Eine Frequenz von 2 - 150Hz wäre dabei optimal. Das bedeutet, es würden zwischen 2 und 150 Mikroexplosionen pro Sekunde entstehen, die durch die Erschütterungen das Material im Bohrloch abschwächen. Jedes Material, das gebohrt werden soll, hat auch einen spezifischen Schwingresonanz-Wert. Empirisch kann man diese ermitteln und die Werte in eine computergesteuerte Vorrichtung speichern. Auf diese Weise kann man für jedes Material, das gebohrt werden soll, über ein dementsprechendes Programm die Werte hochladen und anhand deren die Explosionsrate durch Injektoren und Hochspannungs-Impulse anpassen.A laser diode 38 which emits a laser beam 43 which is emitted in the channel 2 can also be used to ignite the oxyhydrogen (or eg butane gas) into the borehole 12 . The channel 2 is closed at one point by a thick glass window 42 which is shaped like a lens at the lower end and creates a laser beam focal point 39 at the drill bit 5 . As soon as the oxyhydrogen gas arrives there, the material to be drilled is heated at a point (focal point) in the drill hole by the laser diode 38 to such an extent that it is ignited. So that no chain reaction occurs and the oxyhydrogen burns into the storage tank, an electrovalve 40 is installed in the gas line 41 ( 9 ). The laser does not have to be controlled in continuous operation. Rather, it is intended to emit laser pulses that cause the oxyhydrogen (or other fluid) to rapidly repeat mini-explosions. The repetition rate of the explosions is said to be quite high. A frequency of 2 - 150Hz would be optimal. This means that there would be between 2 and 150 micro-explosions per second, weakening the material in the borehole as a result of the vibrations. Each material to be drilled also has a specific vibrational resonance value. These can be determined empirically and the values stored in a computer-controlled device. In this way, you can upload the values for each material that is to be drilled using a corresponding program and use them to adjust the explosion rate through injectors and high-voltage pulses.

Eine weitere Ausführung benutzt eine brennbare, bzw. explosive Flüssigkeit, wie z.B. Nitroglyzerin, oder Brennpulver / Explosives Pulver, wie z.B. bei Platzpatronen verwendet wird, um die Struktur des zu bohrendes Materials durch Mikroexplosionen abzuschwächen. Die explosive Flüssigkeit wird in dem Bohrloch durch den Bohrer-Kanal tropfenweise abgegeben und während des Bohrvorgangs oder zwischen drin, dort gezündet. Ein Kolben oder ein Ventil in dem Bohrer-Kanal sorgt dafür, dass die Explosion nur im Bohrlochbereich stattfindet und verhindert durch eine strikte Trennung, eine Kettenreaktion, die bis zum Behälter mit dem Vorrat reichen würde. Weil Nitroglyzerin sehr gefährlich und schwer zum Transportieren ist, weil Erschütterungen eine Explosion lösen können, kann hier auch ein explosives Pulver in portionierten Mengen in das Bohrloch abgegeben werden und dort gezündet.Another version uses a flammable or explosive liquid, such as nitroglycerine, or flammable powder/explosive powder, such as is used with blank cartridges, to weaken the structure of the material to be drilled through micro-explosions. The explosive liquid is discharged in the borehole through the drill channel drop by drop and ignited there during the drilling process or in between. A piston or valve in the drill channel ensures that the explosion takes place only in the drill hole area and, by strict separation, prevents a chain reaction that would reach the container with the supply. Because nitroglycerin is very dangerous and difficult to transport because tremors a An explosive powder can also be released into the borehole in portioned amounts and ignited there.

BezugszeichenlisteReference List

11: Bohrerdrill
22: Kanalchannel
33: Knallgasoxyhydrogen
44: Düsennozzles
55: Bohrer-Spitzedrill tip
66: Injektorinjector
77: Vorratsbehälterreservoir
88th: Elektrodenelectrodes
99: Hochspannungsquellehigh voltage source
1010: Hochspannungsfunkenhigh voltage spark
1111: Elektronische SteuerungElectronic control
1212: Bohrlochborehole
1313: Rissecracks
1414: Bohrer / Sekundär-BohrerDrill / Secondary Drill
1515: Hauptbohrer / Primär-BohrerMain drill / primary drill
1616: Antriebssystem für den Sekundär-BohrerDrive system for the secondary drill
1717: Hart-Gestein, zu bohrendes MaterialHard rock, material to be drilled
1818: Einmündungconfluence
1919: WandWall
2020: Elektromagnetelectromagnet
2121: WasserWater
2222: Brenn-Kammercombustion chamber
2323: Wasserstrahlwater jet
2424: Bohr-Kopfdrill head
2525: Mini- / Mikro-DellenMini / micro dents
2626: Gesteinssplitterrock chips
2727: Elektrolyse-Gerätelectrolysis device
2828: Solarzellensolar cells
2929: Elektroventileelectrovalves
3030: Durchsichtige Schutz-ScheibeClear protective pane
3131: Gas-Leitung oder Rohrgas pipe or tube
3232: Teleskopartiger Hohlzylinder / Teleskop-Hülle / UmmantelungTelescopic hollow cylinder / telescopic sleeve / casing
3333: FederFeather
3434: StiftPen
3535: Feine DüseFine nozzle
3636: Tunnel- / Bergbau-BohrerTunnel / Mining Drill Bits
3737: Düsen am Tunnel- / Bergbau-BohrerNozzles on tunnel / mining drill
3838: Laserdiodelaser diode
3939: Brennpunktfocus
4040: Elektroventil für den KanalChannel electrovalve
4141: Gasleitung / Fluid-KanalGas line / fluid channel
4242: Glasfenster / GlaslinseGlass window / glass lens
4343: Laserstrahlenlaser beams
4444: Längsachse des Bohrers / BohrkopfesLongitudinal axis of the drill / drill head

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

AT 518022 A1 [0004]

Claims

Drilling device, characterized in that it is provided with - a primary drill, in which a channel is installed along the longitudinal axis, which is coupled to an electric drive system, - a secondary drill, which is installed in the channel in the primary drill , which can be rotated independently of the primary drill by a drive and can be moved along the canal, - a gas line bore that opens into the side wall of the canal, - an injector that dispenses portioned amounts of hydrogen or oxyhydrogen or another fuel gas with a repetition rate controlled by an electronic controller, through the gas line bore in the channel up to the borehole or to the drilling material, - a reservoir in which hydrogen is stored, which is coupled to the injector, - a propulsion system that drives the secondary drill can rotate and move up and down along the channel, - a high voltage generator electrically coupled to the drill elt that creates a spark that ignites the oxyhydrogen into the tip of the drill each time it is injected, - a controller that controls the high-voltage generator, the injector, and the drive system of the primary and secondary drills.

Drilling device, characterized in that it is equipped with - a primary drill, in which a channel is installed along, - an injector which injects portioned quantities of hydrogen or oxyhydrogen or another fuel gas at a repetition rate controlled by an electronic controller through the channel to to the borehole or to the drilling material, - a storage tank in which hydrogen is stored, which is coupled to the injector, - a nozzle or an orifice that is located at the end of the drill bit on the side or at the tip of the drill bit, the used for drilling into the material through which the hydrogen or oxyhydrogen or other explosive gas is emitted into the borehole, - a high voltage generator electrically coupled to the drill bit which produces a spark which injects the oxyhydrogen into the Tip of the drill fires every time after it is injected, - a controller that controls the high voltage generator and the injector is permitted.

drill after Claim 1 or 2 , characterized in that a check valve or non-return valve is installed in the channel, which only allows gas or oxyhydrogen to flow from the drill to the drill tip, which only as long as the gas or oxyhydrogen with slightly more pressure than the atmospheric pressure Pressure injected through the channel opens.

Drilling device, characterized in that it is equipped with at least - one hollow cylinder tube or telescopic tube, which is at least as long as the drill bit, which is non-rotatably coupled to the drilling device, which resiliently decreases in length when pressed in the direction of the longitudinal axis , which encloses or encases the drill just but not touching, which encloses the borehole, - a storage tank in which hydrogen is stored, - a pump or injector system, which is coupled to the storage tank, the portioned quantities or volumes of a fuel gas or oxyhydrogen gas with an electronically controlled repetition rate in the hollow cylinder tube or telescopic tube into the space between the borer and the tube wall, - a high-voltage generator, the ignition spark for igniting the oxyhydrogen gas in the space between the Borer and the pipe-wall generated with the pipe-wall and the drill or with electrodes installed in the space between the drill and the pipe-wall t are coupled, - a controller that controls the high voltage generator is equipped.

drill after patent claim 4 , characterized in that the tube wall of the hollow cylinder tube or telescopic tube is electrically isolated from the drill and instead of separately installed electrodes, the tube wall and the drill are coupled directly to the high-voltage generator.

drill after patent claim 4 or 5 , characterized in that the drill is coupled to an air suction fan, which can suck the air from the space between the drill and the hollow cylinder tube or telescopic tube if necessary and manually switchable.

Drilling device according to one of the preceding patent claims, characterized in that the control is designed to function manually or automatically.

Drilling device according to one of the preceding patent claims, characterized in that the control is equipped with an electronic circuit which controls the oxyhydrogen injection and ignition processes in a synchronized manner.

Drill according to one of the preceding claims, characterized in that It has a built-in controller that can be used to control the repetition rate of the oxyhydrogen injection and ignition processes.

Drilling device according to one of the preceding patent claims, characterized in that the number or the frequency of the ignition pulses and/or the injected amount of detonating gas per injection process can be controlled manually or automatically.

Drill according to one of the preceding patent claims, characterized in that it is equipped with a silencer built into the wall of the hollow cylinder or telescopic tube.

Drilling device according to one of the preceding patent claims, characterized in that it is equipped with a laser emitter, which produces holes in the material to be drilled or burns channels into which the oxyhydrogen or explosive gas or fluid is pressed in and is ignited by a spark each.

Drilling device according to one of the preceding patent claims, characterized in that it is equipped with a high-pressure water jet device which produces holes or channels in the material to be drilled, in which oxyhydrogen gas is pressed in and is ignited by a spark in each case.

Drilling device according to one of the preceding patent claims, characterized in that instead of oxyhydrogen, an explosive liquid or powder is injected into the borehole through the injector.

drill after Claim 14 , characterized in that a safety isolation system preventing a chain reaction or explosion from the drill bit tip to the storage container with the explosive liquid or explosive powder inside, consisting of at least one isolation valve installed in the drill bit.

Drill according to one of the preceding claims, characterized in that the ignition instead of electric, by a laser diode, which is installed directly above or in the drill, which emits a laser beam in the channel of the drill, which creates a focal point on the material to be drilled and where the oxyhydrogen or combustible gas or an explosive combustible liquid or explosive powder ignites.

drill after Claim 16 , characterized in that in the channel in the drill where the laser beams are emitted from the laser diode, there is installed a glass window or lens which separates the channel and creates a laser beam focus on the material to be drilled.

drill after Claim 16 or 17 , characterized in that the laser diode is an IR or UV laser diode or it emits the laser beams in a wavelength that is in the visible range.

Drilling device according to one of the preceding patent claims, characterized in that the nozzle or the inflow opening for the delivery of the oxyhydrogen or fuel liquid or explosive powder in the borehole is installed on the side of the drill.

Drilling device according to one of the preceding patent claims, characterized in that the drilling device is a rock drill or a mining or tunneling device.

Drilling device according to one of the preceding patent claims, characterized in that the gas or oxyhydrogen gas or explosive fluid is pressed into the borehole at high pressure through the channel or gas line, or the channel is coupled to a high-pressure water generator by a line with an electrovalve which is Periods of additional water passes at high pressure in the channel.

Drilling device according to one of the preceding patent claims, characterized in that the repetition rate of the explosions or mini- or micro-explosions in the borehole can be adjusted or controlled by software via the injector and high-voltage generator or the laser diode.

Drilling device according to one of the preceding patent claims, characterized in that the repetition rate of the ignitions and the explosions in the borehole is adjusted or designed to the mechanical oscillation frequency or oscillation resonance of the material to be drilled.