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Verfahren zur Herstellung von zur Wärmeerzeugung durch äussere Verbrennung bestimmten homogenen Luftgasgemischen
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von zur Wärmeerzeugung durch äussere Verbrennung bestimmten homogenen Luftgasgemischen, bei welchem berennbare Kohlen- wasserstoffe in einem Luftstrom nach dem Vergaserprinzip zerstäubt werden, worauf der Brennstoff, der in im wesentlichen noch flüssiger, feinverteilter Form im Brennstoff-Luftgemisch vorliegt. im Gemisch mit der Luft in eine Verdichtungseinrichtung angesaugt und dort durch Kompression ohne äussere Wärmezufuhr auf eine zur praktisch vollständigen Verdampfung ausreichende Temperatur erhitzt und so in ein schwer kondensierbares, homogenes Gasgemisch übergeführt wird.
Das erfindungsgemässe Verfahren ist dadurch ge- kennzeichnet, dass das so entstandene, homogene Gasgemisch intensiv auf einen in Niederdruckgasleitun- gen üblichen Druck entspannt und über solche Leitungen den Verbraucherzentren zugeleitet wird.
Es sind bereits Verfahren und Vorrichtungen bekannt, deren Zweck die Herstellung von Brenngas-Luft- gemischen ist, mit denen Verbrennungskraftmaschinen, u. zw. solche mit Eigenzündung (Dieselmotoren) wie auch solche mit Fremdzündung (Vergasermotoren) gespeist werden sollen.
Eine derartige Einrichtung hat z. B. die österr. Patentschrift Nr. 105718 zum Gegenstand. Zweck des in dieser Patentschrift beschriebenen Verfahrens ist die Beladung von Verbrennungskraftmaschinen mit gleichbleibender Luftladung und Endverdichtung. Zur Erreichung dieses Zieles wird nach dem bekannten Verfahren ein nach dem Vergaserprinzip erzeugtes Brennstoff-Luftgemisch, das noch inhomogen ist, in einer Art Ansaugtakt durch ein Einlassventil einer Verdichtungseinrichtung, nämlich z. B. einer Zylinderpumpe, zugeleitet bzw. in diese eingesaugt. Durch die darauf einsetzende Kompression wird das übersättigte, inhomogene Brennstoff-Luftgemisch in ein homogenes, ungesättigtes Gemisch verwandelt (unter dem
Einfluss der Kompressionswärme) und dadurch gleichzeitig schwer kondensierbar gemacht.
Die aufgezählten Verfahrensschritte, deren sich auch das erfindungsgemässe Verfahren bedient, stellen lauter Vorgänge dar, welche hinsichtlich Reihenfolge und erzeugter Wirkung nicht nur aus der genannten österr. Patentschrift bekannt sind, sondern in jedem Viertakt-Verbrennungsmotor stattfinden.
Bei Verfahren jener Art, wie sie beispielsweise die erwähnte österr. Patentschrift Nr. 105718 vorschlägt endet der eigentliche Vergasungsvorgang mit der Phase der Endverdichtung, da gemäss Zweck und Aufgabenstellung der österr. Patentschrift diese Verdichtung bis zum Zeitpunkt des Verbrauches konstant gehalten wird. Das Gemisch wird also in dem Zustand verbraucht, in dem es während der Endphase (Kompressionsphase) im erwähnten Kompressor vorhanden ist.
Beim erfindungsgemässen Verfahren aber wird im Gegensatz hiezu-und darauf ist der erfindungsgemäss erzielte Effekt aufgebaut-das behandelte und verdichtete Brennstoff-Luftgemisch des soeben be- schriebenen Verfahrens mit Hilfe eines Ventils nachträglich einer vervollständigenden entspannendenphase unterworfen, wodurch der Druck auf einen bei Niederdruckgasleitungen üblichen Druckpegel herabgesetzt wird und wobei das besagte Produkt gleichzeitig eine Abkühlung erfährt.
Diese letzte Betriebsphase ermöglicht es, den Endzweck der Erfindung zu erreichen, der darin besteht, solche Verhältnisse für das Gemisch zu schaffen, dass dieses ohne jegliche Gefahr die Verbraucherzentren (beispielsweise Brenner, gleich welcher Type und Konstruktion sie auch sein mögen) über längere und bei derartigen Verteilersystemen übliche Niederdruckleitungen erreicht, ohne das es hiezu erforderlich wäre, besondere Massnahmen zu ergreifen.
Dabei ist. wie aus der nachfolgenden, an Hand der Zeichnungen durchgeführten Erläuterung einerbeispielsweiser Ansführungsform einer Einrichtung zur Durchführung des erfindungsgemä- ssen Verfahrens klar wird, Vorsorge dafür getroffen, dass die Anlieferung des entspannten und homogenen Brennstoff-Luftgemisches nach Massgabe des steigenden oder sinkenden Verbrauches stets gleichmässig
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wesentlichen aus einem Wasserbehälter 15 besteht. Das Auspuffventil muss so berechnet sein, dass es dem
Druck während desvollständigen Verdichtungsvorganges standhält und das Ausströmen des Gemisches nach diesem Vorgang gestattet.
Dies im Zusammenhang mit entsprechend berechneter Dimensionierung der
Kompressionskammer, der Leitungen und geeigneter Entspannungsvorrichtungen sichert das Zustandekom- men der erfindungsgemäss vorgesehenen Entspannungsphase.
In den Wasserbehälter 15 taucht die Zuleitung 16 ein, welche mit dem Ventil 17 versehen ist, an dem das brennbare Gasgemisch in Formvon Blasen austritt und von da zur Kammer 18 gelangt. von der es durch Rohre 19, welche für Leuchtgas oder Kohlengas gebräuchliche Rohre sein können, weiterströmt, bis es schliesslich z. B. gewöhnliche Gasbrenner 20 erreicht.
Die Regulierung der Erzeugung des Brenngases geschieht in zweierlei Richtung. Einerseits bezüglich der Menge des Brenngases und anderseits bezüglich der Qualität des Gases oder der prozentualen Zusam- mensetzung der Mischung. Die Regulierung hinsichtlich der Quantität erfolgt durch bekannte Mittel, wel- che auf Druckunterschiede ansprechen ; z. B. durch Membranen, Schwimmer u. a. bekannte Vorrichtungen, u. zw. derart, dass das Anlassen, die Beschleunigung, die Drosselung oder der Stillstand des Antriebsmo- tors 1 hervorgerufen wird, wodurch die Einleitung, Vermehrung, Verminderung oder das Aufhören des
Brenngasherstellungsprozesses bewirkt wird.
Ein Verfahren zwecks Regelung der Menge des erzeugten Brenngases kann gemäss der schematischen
Darstellung in Fig. 2 durchgeführt werden. In dieser Zeichnung ist ein Zylinder 21 ersichtlich, welcher einen Schwimmer 22 enthält, der mit dem Wassersperrventil 14 durch den Schlauch oder das Rohr 23 ver- bunden ist. Wenn der Druck des in der Kammer 18 erzeugten Gases steigt, weil die Erzeugung des Brenngases grösser ist als der Verbrauch, steigt dementsprechend der Schwimmer 22, der mittels eines Regel- widerstandes 26 die Geschwindigkeit des Antriebsmotors 1 vermindert und dadurch die Erzeugung bis zum völligen Stillstand verringert. Der gegensätzlich Effekt wird erzielt durch das Sinken des Schwimmers 22 infolge Steigens des Wasserspiegels im Behälter 15, bedingt durch die Verminderung des Druckes, welche durch eine Vermehrung im Verbrauch entsteht.
Die Regelung der Qualität des Brenngases wird erreicht durch die Einstellung des Durchgangshahnes 24, welcher den Eintritt des flüssigen Brennstoffes regelt und durch den Durchlasshahn 25, der den Eintritt der zusätzlichen Luft regelt. Durch gemeinsame Betätigung dieser Hähne oder durch entsprechende Vergasersteuerung bzw. -einstellung wird der Eintritt beider Stoffe in den Brenngasherstellungszyklus im gewünschten Verhältnis zueinander ermöglicht.
Diese Regelung kann man theoretisch vornehmen, wenn man mit einer annähernden Genauigkeit die erforderlichen Kalorien zu berechnen wünscht.
Eine derartige Rechnung ist durchführbar, wenn man von dem Kalorienwert des verwendeten Brennstoffes ausgeht und so viele Wärmeeinheiten des verwendeten Brennstoffes pro m Luft zulässt, als Wärmeeinheiten pro m3 Gas erwünscht sind. Dies muss selbstverständlich innerhalb der Verbrennungs- und Sicherheitsgrenzen und in Übereinstimmung mit dem physikalischen Sättigungsvermögen der an dem Gemisch beteiligten Luft erfolgen.
Man kann die Regelung in der Praxis auch durch einfache Beobachtung der Flammenfärbung bei der Verbrennung vornehmen.
Alle genannten Details, die zur Vorrichtung gehören, sind nur beispielsweise genannt worden. Sie können natürlich, ohne vom Erfindungsgedanken abzuweichen, durch äquivalente Elemente ersetzt werden, z. B. die Kompressionszylinder durch Turbinen, sogenannte Roots-Kompressoren, statische Kompressionskammem oder Membrankompressoren.