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Verfahren und Vorrichtung zur sogenannten flammlosen Oberflächenverbrennung.
Es ist nach dem Verfahren der "Oberflächenverbrennung" bekannt, ein Gasluftgemisch flammenlos zu verbrennen, indem das von einem Kompressor kommende Pressgas die Luft oder die gleichfalls von einem Kompressor od. dgl. kommende Pressluft das Gas ansaugt und das dadurch entstehende Gasluftgemisch beispielsweise in oder gegen eine Schichte (Haufen) feuerfester, poröser Körper oder Körner oder aber tangential zu einer Wölbung oder einer gekrümmten Wand geleitet und sodann entzündet wird.
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur flammenlosen Oberflächenverbrennung, das darin besteht, dass gespannter Dampf sowohl zum Ansaugen von gasförmigem Brennstoff als auch von Luft bzw. eines Gasluftgemisches benützt wird. Während bisher die Meinung vertreten war, dass Wasserdampf einer derartigen Feuerung schädlich sei (s. österr. Patentsehrift Nr. 53535), wird er nunmehr nicht nur zur strahlartigen Zuführung von Gas und Luft, d. h. zur Bildung des Gasluftgemisches an sich, sondern auch zur Erzeugung der gewünschten Mischung mit der jeweilig theoretisch erforderlichen Luftmenge benützt, indem bei einem gegebenen Dampfstrahl (also abgesehen von der Regelungsmöglichkeit des Dampfstrahles) Gas und Luft geregelt werden.
Es ist eine bekannte Tatsache, dass ein mit dem üblichen Überdruck ausströmendes Leuchtgas mittels eines Strahlsaugers zu wenig Luft für seine vollständige Verbrennung ansaugt und daher auch keine vollständige Ausnützung der Heizkraft des Gases im gedachten Sinne eintreten kann, wozu noch kommt, dass derartige Strahlsauger nur bei einem bestimmten, schwer einstellbaren Druck richtig arbeiten. Wird jedoch der Erfindung zufolge Gas und Luft von gespanntem Dampf angesaugt, so ist eine derartige Regelung aller Strahlen in verschiedener Art möglich, dass mit dem Gas die erforderliche Luftmenge zur Mischung und mithin ein theoretisch richtiges Gasluftgemiseh zur Verbrennung kommt.
Dadurch ergibt sich praktisch eine bessere Ausnützung der Heizkraft des Gases und damit eine Ersparung an Gas, in weiterer Folge aber durch Benützung höher gespannten Dampfes die Möglichkeit der Zuführung ein ? r grösseren Gas-und Luftmenge zu einer gegebenen Verbrennungstelle von bestimmter Grösse und damit deren erhöhte Nutzbarmachung. Dazu kommt, dass der Dampf ein Gemisch von sehr flier Verteilung der Komponenten schafft. Weiters aber ermöglicht der Dampf eine Regelung der an bestimmten Stellen geschaffenen Temperatur und verhindert beispielsweise auch ein sonst öfter vorkommendes Zusammenbacken der den Verbrennungsherd bildenden feuerfesten Körper durch Verringerung der auftretenden Temp3raturen ; dadurch wird die Lebensdauer solcher Herde wesentlich verlängert.
Es ist auch möglich, zwei Dampfstrahlen zu benützen und von dem einen Dampfstrahl Gas und vom anderen Luft ansaugen zu lassen und sodann beide Strahlen zu mischen.
In diesem Fall werden zur Erreichung des gewünschten Gasluftgemisches entweder die Dampfstrahlen
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Das zur Verwendung gelangende Gas kann entweder schon vorhanden sein oder aus flüssigen Brennstoffen erst gebildet werden. Vorhandenes Gas kann vor dem Ansaugen durch den Dampfstrahl unter atmosphärischem oder einem erhöhten Druck stehen ; im letzteren Falle wird die Saugwirkung des Dampfstrahles unterstützt. Das Ansaugen des Gases und der Luft durch denselben Dampfstrahl kann entweder gleichzeitig oder hintereinander in beliebiger Reihenfolge vor sich gehen. Die Bildung des Gases aus flüssigen Brennstoffen kann in der Weise erfolgen, dass der Dampf die Luft über einen Brennstoffzerstäuber
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oder Verdampfer (Vergaser) ansaugt, wobei sich die Luft mit Brennstoff sättigt.
In einem solchen Falle saugt der Dampf schon das fertige Gasluftgemiseh an, und die Regelung des Verhältnisses zwischen Gas und Luft kann dabei gleichfalls in verschiedener Art erfolgen, etwa durch eine besondere, regelbare Luftzuführung (Zusatzluft) zum Gemisch oder durch Regelung der Zerstäuberdüse für den flüssigen Brennstoff oder dadurch, dass der Dampf selbst nebst dem Gasluftgemiseh noch Gas oder Luft ansaugt, wobei natürlich beide regelbar sind. Bei Verwendung zweier Dampfstrahlen kann der eine Dampfstrahl das Gasluftgemisch und der zweite die Luft ansaugen, und die Regelung der Endmischung wird hier wieder zweckmässig durch Regelung der Dampfstrahlen erfolgen.
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gebenen Verfahrens.
Die Fig. 1 zeigt einen Kocher im lotrechten Schnitt, bei dem die Verbrennung des hergestellten Gasluftgemisches in einer Schichte poröser, feuerfester Körper oder Körner erfolgt. Die Erzeugung des gespannten Dampfes vollzieht sich in der Weise, dass der die porösen Körper 1 aufnehmende Feuerherd (das Feuerbecken) von dem zur Erzeugung des Dampfes dienenden Verdampfer 2 gebildet wird, dem das Wasser aus einem Gfäss 3 durch eine Leitung 4 über einen zum Regeln des Abflusses dienenden Hahn oder ein Ventil 5 zugeführt wird. Der im Verdampfer 2 erzeugte Dampf wirkt mittels des Druckausgleichrohres 6 auf den Wasserbehälter J zurück und gelangt durch die Leitung 7 zu einer schematisch angedeuteten Doppalstrahlvorrichtung 8, mittels welcher er bei 9 Gas und bei ? Luft in regelbarer Menge ansaugt.
Das dadurch entstanden e Dampf-Ges-Lpft-Gemisch gelangt durch das Mischrohr 11 in die mit einem Sieb überdeckte Kammer. 72 und von dort in die porösen Korper 1, in welchen nach erfolgtem Entzünden die flammenlose Verbrennung stattfindet. Die heissen Abgase bestreichen beispielsweise den
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Find an diesem Wärmeleitrippen 15 vorgesehen, die von den abziehenden Heizgasen bestrichen werden.
In Fig. 2 ist als weiteres Beispiel ein Ofen dargestellt, der als Schmelz- oder Glühofen verwendbar ist. Bei diesem Ofen ist wieder 7 die Dampfleitug, die den Dampf von einem getrennten Dampferzeuger oder von einem vom Ofen selbst geheizten Dampferzeuger erhalten kann. Der Dampf saugt wieder im Doppelstrahlgebläse 8 hei 9 Gas und bei 10 Luft in regelbarer Menge an und das dadurch entstehende Dampf-Gas-Luft-Gemisch wird durch die Leitungen H, Kanäle 26 und Ausströmdüsen 17 in tangentialer Richtung auf das Gewölbe 18 eingeleitet. längs welchem in bekannter Weise die sogenannte flammloe Verbrennung erfolgt, während die Entwickelte Wärme durch Reflexion auf das im Ofen befindliche, zu behandelnde Gut übertragen wird.
In den Fig. 3 und 4 ist als weiteres Ausführungsbeispiel ein Koeher im lotrechten und wagreehten Schnitt dargestellt, bei dem die Erzeugung des Dampfes durch dip abziehenden heissen Abgase erfolgt.
Der Brennraum wird hier von einem zylindrischen Hohlkörper 19 gebildet, dem das Dampf-Gas-Luft- Gemisch durch Mischrohre H an einer oder mebreren Stellen 20 tangential zugeführt wird, so dass die sogenannte flammenlose Verbrennung bewirkt wird. Die Trennstelle ist zweckmässig ion ein Gehäube 22
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aus der Brenneröffnung 23 abströmenden und das Gefäss. M unten bespülenden Abgasen beheizt wird.
Die Ahgase ziehen durch ein an das Gehäuse angesetztes Abzugsrohr 24 ab und beheizen dabei den um das Abzugsrohr herumgebauten Wasserbehäler 3, aus dem das Wasser über eine regelbare Leitung 4 zum Verdampfer 2 geleitet wird. Vom Verdampfer gehen eine oder mehrere Dampfleitungen 7 ab, in welche Doppelstrahlgebläse 8 zur Ansaugung von Gas bei 9 von Luft bei 10 eingeschaltet sind.
PATENT-ANSPRÜCHE : l. Verfahren zur sogenannten flammlosen Oberflächenverbrennung durch Führung eines die zur vollkommenen Verbrennung ausreichende Luftmenge enthaltenden Gasluftgemisches in eine Schichte feuerfester, poröser Körper oder aber tangential zu einer feuerfesten Wölbung oder gekrümmten Wandung, dadurch gekennzeichnet, dass der gasförmige Brennstoff und die Verbrennungsluft oder das Gasluft-
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Method and device for so-called flameless surface combustion.
According to the "surface combustion" method, it is known to burn a gas-air mixture without flames, in that the compressed gas coming from a compressor sucks the air or the compressed air from a compressor or the like sucks the gas and the resulting gas-air mixture, for example, in or against a layer (heap) of refractory, porous bodies or grains, or tangential to a vault or a curved wall, and then ignited.
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The invention relates to a method for flameless surface combustion, which consists in using pressurized steam both for sucking in gaseous fuel and for air or a gas-air mixture. While the opinion was previously held that water vapor was harmful to such a furnace (see Austrian patent application no. 53535), it is now used not only for the jet-like supply of gas and air, i. H. to form the gas-air mixture itself, but also to generate the desired mixture with the theoretically required amount of air by regulating gas and air for a given steam jet (i.e. apart from the possibility of regulating the steam jet).
It is a known fact that a luminous gas flowing out with the usual overpressure sucks in too little air by means of a jet suction device for its complete combustion and therefore no full utilization of the heating power of the gas can occur in the intended sense, in addition to which such jet suction devices can only be used with work properly at a certain pressure that is difficult to set. If, however, according to the invention, gas and air are sucked in by pressurized steam, all jets can be regulated in various ways so that the required amount of air is mixed with the gas and thus a theoretically correct gas-air mixture is burned.
This practically results in a better utilization of the heating power of the gas and thus a saving in gas, but subsequently the possibility of supplying it by using higher tensioned steam? r greater amount of gas and air to a given incineration point of a certain size and thus their increased utilization. In addition, the steam creates a mixture with a very smooth distribution of the components. In addition, however, the steam enables the temperature created at certain points to be regulated and, for example, also prevents the refractory bodies forming the combustion hearth from caking, which would otherwise occur more often, by reducing the temperatures that occur; this significantly extends the life of such stoves.
It is also possible to use two steam jets and to suck in gas from one steam jet and air from the other and then mix the two jets.
In this case either the steam jets are used to achieve the desired gas-air mixture
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The gas that is used can either already be present or be formed from liquid fuels. Existing gas can be under atmospheric or elevated pressure before being sucked in by the steam jet; in the latter case, the suction effect of the steam jet is supported. The suction of the gas and the air by the same steam jet can take place either simultaneously or one after the other in any order. The formation of the gas from liquid fuels can take place in such a way that the vapor takes the air through a fuel atomizer
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or evaporator (carburetor), whereby the air is saturated with fuel.
In such a case, the steam already sucks in the finished gas-air mixture, and the ratio between gas and air can also be regulated in various ways, for example by a special, adjustable air supply (additional air) to the mixture or by regulating the atomizer nozzle for the liquid Fuel or by the fact that the steam itself sucks in gas or air in addition to the gas-air mixture, both of which can of course be regulated. When using two steam jets, one steam jet can suck in the gas-air mixture and the second the air, and the regulation of the final mixture is again expediently done by regulating the steam jets.
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given procedure.
Fig. 1 shows a cooker in vertical section, in which the combustion of the gas-air mixture produced takes place in a layer of porous, refractory bodies or grains. The generation of the pressurized steam takes place in such a way that the hearth (the fire basin) accommodating the porous bodies 1 is formed by the evaporator 2 which is used to generate the steam and to which the water is drawn from a vessel 3 through a line 4 via a regulating unit the drain serving tap or valve 5 is supplied. The steam generated in the evaporator 2 acts back by means of the pressure equalization pipe 6 on the water container J and passes through the line 7 to a schematically indicated double jet device 8, by means of which it is gas at 9 and at? Sucks in air in a controllable amount.
The resulting steam-gas-Lpft mixture passes through the mixing tube 11 into the chamber covered with a sieve. 72 and from there into the porous body 1, in which the flameless combustion takes place after ignition. The hot exhaust gases paint, for example, the
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Find provided on this heat conducting ribs 15, which are coated by the withdrawing heating gases.
As a further example, FIG. 2 shows a furnace which can be used as a melting or annealing furnace. In this furnace, 7 is again the steam line, which can receive the steam from a separate steam generator or from a steam generator heated by the furnace itself. The steam again sucks in the double jet blower 8 hot 9 gas and 10 air in a controllable amount and the resulting steam-gas-air mixture is introduced through the lines H, channels 26 and outflow nozzles 17 in a tangential direction onto the vault 18. along which the so-called flammable combustion takes place in a known manner, while the developed heat is transferred by reflection to the material to be treated in the furnace.
3 and 4, as a further exemplary embodiment, a Koeher is shown in vertical and horizontal section, in which the steam is generated by hot exhaust gases which draw off dip.
The combustion chamber is formed here by a cylindrical hollow body 19 to which the steam-gas-air mixture is fed tangentially through mixing tubes H at one or more points 20, so that the so-called flameless combustion is brought about. The separation point is expediently in a housing 22
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flowing out of the burner opening 23 and the vessel. M is heated below flushing exhaust gases.
The exhaust gases are drawn off through a flue pipe 24 attached to the housing, thereby heating the water tank 3 built around the flue pipe, from which the water is conducted to the evaporator 2 via a controllable line 4. One or more steam lines 7, into which double jet blowers 8 are switched on to suck in gas at 9 and air at 10, go off from the evaporator.
PATENT CLAIMS: l. Process for so-called flameless surface combustion by guiding a gas-air mixture containing the amount of air sufficient for complete combustion into a layer of refractory, porous body or tangentially to a refractory arch or curved wall, characterized in that the gaseous fuel and the combustion air or the gas air
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