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Ofen zur Verbrennung von gasförmigen, fliissigen oder staubförmigen Brennstoffen.
Nach der Erfindung soll der Verbrennungsvolgang in Öfen zur Verbrennung von gasförmigen, flüssigen oder staubförmigen Brennstoffen unter Benutzung der an sich bekannten katalytischen Wirkung verbessert werden, die von hochfeuerfesten, im glühenden Zustande mit dem Verbrennungsgemisch in Berührung befindlichen Stoffen ausgeht.
Es ist zu diesem Zwecke bereits bekanntgeworden, das Brennstoffluftgemisch durch die engen
Poren von feuerfesten Platten oder auch durch die Zwischenräume einer aus körnigen oder stückigen
Füllkörpern bestehenden Schüttung hindurchpressen und an der Austrittsfläche zu entzünden. In der Praxis hat man dabei in dem Bestreben, die Kontaktfläche möglichst gross zu machen, sehr enge, kapillarähnliche Poren als Gasdurchtrittsöffnungen oder verhältnismässig kleinkörnige Schüttungen, die dem Durchtritt des Gasgemisches grossen Widerstand boten, verwendet.
Es wurde ferner bereits vorgeschlagen, die verbrennungsbesehleunigende und temperatursteigel nde
Wirkung derartiger Anordnungen dadurch zu erhöhen, dass man in den Verbrennungsraum Einsatzkörper in regelmässiger Gestaltung und Anordnung, z. B. in Form von in Achsenrichtung des Verbrennungs- raumes verlaufenden Rohrstücken oder Röhren u. dgl., die aus katalytisch wirksamen Stoffen von hoher
Elektronen-Emission, wie z. B. Magnesiumoxyd, Caleiumoxyd, Bariumoxyd, Berylliumoxyd, Zirkonoxyd, bestehen, einbringt. Dabei hat man sowohl für die Grösse der katalytisch wirksamen Kontaktflächen dieser Einsatzkörper wie für die Zeit, welche das Verbrennungsgemisch für den Durchtritt durch den
Verbrennungsraum benötigen darf, zahlenmässig bestimmte Bedingungen aufgestellt.
Durch eingehende praktische Versuche wurde gefunden, dass es erfordeilich ist, die katalytiseh wirksamen Kontaktflächen so gross zu machen, dass mindestens 20 dm2 auf 1 din3 Verbrennungsraum entfallen, während anderseits dafür Sorge zu tragen ist, dass das Gas-oder Brennstoffgemisch nicht länger als 1/25, besser etwa 1/50 Se- kunde im Verbrennungsraum unter der Einwirkung der Kontaktflächen bleibt.
Erfindungsgemäss kann man nun ähnliche Erfolge in bezug auf die verbrennungsbeschleuni- gende und temperatursteigernde Wirkung auch dann erzielen, wenn man regelmässig oder unregelmässig gestaltete Füllkörper nicht in regelmässiger Anordnung, sondern in Form einer Schüttung, jedoch unter
Einhaltung der bekannten Bedingungen für die Bemessung der Kontaktflächengrösse und der Verweil- zeit verwendet und gleichzeitig dafür Sorge trägt, dass der Druckabfall des Verbrennungsgemisches beim
Hindurchtreten durch die Füllkörper nicht mehr als 100 mm Wassersäule beträgt. Dabei sei besonders hervorgehoben, dass der Druckabfall nicht etwa unmittelbar durch die Verweilzeit des Gasgemisches im
Verbrennungsraum gegeben ist. Eine wesentliche Rolle spielt hier vielmehr auch der Widerstand der
Schüttung und die Grösse des Verbrennungsraumes. So kann z.
B. bei grossem Widerstand der Schüttung und verhältnismässig kleinem Ausmass des Verbrennungsraumes selbst bei sehr geringer Verweilzeit der
Druckabfall, der erforderlich ist, um das Gas durch den Verbrennungsraum hindurch zu treiben, ein wesentlich höherer sein als wie in vorliegendem Falle vorgeschrieben. Als besonders vorteilhaft hat sich z. B. die Verwendung sogenannter Raschig-Ringe für eine derartige Schüttfüllung erwiesen. Bei An- ordnung derartiger aus geschmolzenem Magnesiumoxyd angefertigter Ringe gelingt es leicht, das Mass des Druckabfalls im Verbrennungsraum unter 100 mm Wassersäule zu halten und dabei die wirksame
Oberfläche auf das erforderliche Verhältnis von 20 dm2 zu 1 dm3 Verbrennungsrauminhalt zu steigern.
Die verwendeten Kontaktkörper brauchen nicht vollkommen kompakt und dicht zu sein, sondern können gege-
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Raschig-Ringen können auch Füllkörper anderer Konstruktionen Verwendung finden, vorausgesetzt, dass durch ihre Verwendung der Druckabfall nicht über das genannte Mass wächst und die Erfordernisse des Verhältnisses von mindestens 20 dm2 Kontaktfläche für jeden Liter (1 dm3) Verbrennungsraum einge-
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ten Stoffen bestehen, mit gutem Erfolge anwenden, wenn die durchschnittliche Grösse der Schüttkörper so gewählt wird, dass zwischen ihnen genügend grosse Durchgänge veibleiben,
um das Durchströmen des Brennstoffgemisches in der angegebenen Höchstzeit und mit einem Druckaufwand von nicht wesent- lich mehr'als 100mm Wassersäule zu ermöglichen.
Die Ausdehnung der Kontaktflächen innerhalb von 1 dm3 kann in einfacher Weise durch Multi- plikation der bekannten Flächengrösse eines einzelnen Kontaktkörpers mit der Anzahl der zum Aus- füllen von 1 dm3 notwendigen Kontaktkörper ermittelt weraen. Bei unregelmässig ausgestalteten Kontakt- körpern kann die durchschnittliche Oberfläche eines einzelnen Körpers mit einer für die Praxis ausreichen- den Genauigkeit berechnet werden.
Man ist also, sofern die oben angegebenen Bedingungen eingehalten werden, bei der Benutzung der vorliegenden Anordnung weitgehend unabhängig von der Gestaltung der Kontaktkörper, von der besonderen Auswahl der Kontaktstoffe wie auch von den zur Zuführung der Verbrennungskompo- nenten oder des Verbrennungsgemisches dienenden Mitteln.
< Ferner hat man die Möglichkeit, Brennstoffe verschiedener Alt, u. zw. sowohl gasförmige, flüssige oder staubfoimige fein verteilte Brennstoffe, zu benutzen. Ein Vorteil bei der praktischen Anwendung der Anordnung besteht dann, dass die Füllungen sich in jedem Falle leicht ersetzen und auswechseln lassen, wenn sie z. B. infolge dei erzeugten extrem hohen Temperaturen unbrauchbar werden. Es besteht auch die Möglichkeit, die gewünschte Temperatursteigerung z. B. durch Aufbringen oder Abnehmen neuer
Schichten von Füllkörpern weitgehend einzuregulieren sowie z. B. durch Anordnung verschiedener hintereinander oder nebeneinander liegender Schichten von grösseren oder kleineren Füllkörpern auch innerhalb des Ofenraumes selbst abgestufte Temperaturzonen zu erzeugen.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel für einen gasbeheizten Tiegelofen, bei welchem der Heizraum entsprechend der Erfindung ausgebildet ist, gezeigt. Fig.. l stellt den Ofen in einem senkrechten Schnitt dar.
Fig. 2 ist ein Querschnitt nach Linie A-A in Fig. 1. Im einzelnen bezeichnet 1 den aus feuerfestem Material bestehenden zylinderförmig gestalteten Tiegel, der von einem ringförmigen Verbrennungsraum 2 umgeben und durch eine Ringwand 3 nach aussen begienzt. ist Man kann unter Umständen noch einen weiteren ringförmigen Verbrennungsraum folgen lassen, der durch eine zweite Wandung nach aussen abgeschlossen ist.
. Der Tiegel 1 steht auf einem besonders hergestellten ringförmigen Fuss 4, der mit einer Anzahl unteier Aussparungen versehen ist. In dem Verbrennungsraum 2 ist eine Schüttung 6 von hochfeuerfesten, katalytisch wirksamen, körnigen oder stückigen Stoffen angebracht. Man kann auch diese Stoffe
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gemisch zuerst eintritt, aus Stoffen von kleinerer Koin-oder Stückgrösse besteht, während die obere Schicht verhältnismässig grossstückig ist und dementsprechend auch grössere Zwischenräume und Durchgangswege für das Gasgemisch bietet. Diese Anordnung trägt der im Laufe der Verbrennung eintretenden Volumenvergrosserung des Gasgemisches Rechnung.
Aus dem Verbrennungsraum 2 treten die Gase durch eine Abzugsöffnung 1 aus dem Ofen heraus.
Der ganze Verbrennungsraum ist z. B. dmch einen aufgesetzten Deckel 8 abgeschlossen. Die Zuführung von Gas und Luft erfolgt z. B. am Boden des Ofens unterhalb des Tiegels mit Hilfe der Leitungen 9 und 10 derart, dass Luft und Gas getrennt bis zum Ofen geführt werden und sich erst im Ofenraum selbst im Augenblick der Zündung vermischen.
@ PATENT-ANSPRÜCHE: 1. Ofen zur Verbrennung von gasförmigen, flüssigen und staubförmigen Brennstoffen, bei welchem im Verbrennungsraum katalytisch wirksame Körper, - die aus Stoffen, wie Magnesiumoxyd, Calciumoxyd, Bariumoxyd, Berylliumoxyd, Zirkonoxyd u. dgl., bestehen, in einer Ausdehnung von mindestens
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dass die Verweilzeit des Gas-oder Brennstoffgemisches im Verbrennungsraum nicht mehr als 1/25 Sekunde beträgt, dadurch gekennzeichnet, dass die als regelmässige oder unregelmässige Körper gestalteten Kontaktstoffe in den Verbrennungsraum in Form einer Schüttung eingebracht sind, deren Widerstand einen Druckabfall des Verbrennungsgemisches beim Hindurchtreten durch die Füllkörper von nicht mehr als 100 mm Wassersäule verursacht.