CH228166A - Verfahren und Einrichtung zum Erwärmen einer Flüssigkeit. - Google Patents

Description

  Verfahren und Einrichtung zum Erwärmen einer Flüssigkeit.    Die Erfindung betrifft ein Verfahren und  eine Einrichtung zum Erwärmen einer Flüs  sigkeit.  



  Es ist bereits bekannt, Flüssigkeiten  durch eine sogenannte Tauchflamme zu er  wärmen, .die unmittelbar     in    .der zu erwärmen  den     Flüssigkeit    brennt, so dass eine sehr weit  gehende Ausnutzung der dem Brennstoff  innewohnenden. Wärmemenge erzielt wird.  Es erfolgt hierbei ein besonders günstiger       Wärmeaustausch,    weil die Verbrennungs  gase infolge ihrer     Aufteilung    in kleine Gas  blasen eine grosse     Wärmeaustauschfläche     bilden, und zwar ohne     Zwischenschaltung     weiterer Medien, zum Beispiel von Wänden  oder dergleichen.

   Sind jedoch grössere Wasser  säulen     bezw.    Gegendrücke zu überwinden,  als dem     normalen    Druck des     Brennmittels          bezw.    der Verbrennungsluft     entspricht        -          beispielsweisie        bei        Warmwasserheizungen,          Dampferzeugern    und dergleichen - so  machen sich besondere Vorkehrungen zur Er  zeugung     @d@s        notwendigen        Druckes    für Brenn-         stoff    und Luft     erforderlich,

      die die Einrich  tung und den     Betrieb    verteuern. Eine     solche     Tauchflamme, als     Gegendruckbrenner    aus  gebildet, erfordert eine schwierige Einstel  lung und Regelung des Brenngemisches.  Schwankungen des     Druckes    von Brennstoff  und Luft beeinträchtigen und gefährden die       Betriebssicherheit    der     Flamme.        Man    rechnet  für Brennstoff und Luft mit Betriebsdrücken  von mehreren kg/cm', je nach dem Flüssig  keitsgegendruck, .den die Tauchflamme zu  überwinden hat.

   Letztere ist insbesondere bei  Beginn des     Brennvorganges    sehr labil     und     neigt je nach der Grösse der     Luftüberschuss=     zahl und .den Kennwerten des Brennstoffes  (zum     Beispiel    Verdichtungsverhältnis) zum  Zurückschlagen oder zum     Abreiben    als Folge  einer Veränderung des     Verhältnisses    der       Strömungsgesiehwindigkeit    zur     Zündgeschwin-          digkeit.    Ohne eine verwickelte     Simültan-          regel'ung    ist daher ein praktischer Betrieb  nicht aufrechtzuerhalten.

       Aber    auch infolge  von Verstopfungen der     erforderlichen    feinen      Düsen während des Betriebes können Störun  gen auftreten. Das Erlöschen der Flamme       wird    nur bei dauernder, sorgfältiger Beobach  tung bemerkt. Wird es nicht bemerkt, so  strömt unter Umständen während langer Zeit       unter    starkem Druck stehender Brennstoff  durch die zu erwärmende     Flüssigkeit..    Ge  langt     unverbranntes    Brennstoffgemisch in  erheblichem Masse in die Abgasleitung oder  den Aufstellungsraum, so entsteht die Gefahr  von     Vergiftungen        einerseits    und von Explo  sionen anderseits.

   Darüber     hinaus    besteht  aber auch eine Explosionsgefahr in Richtung  auf die Brennstoffzuleitung hin, sobald bei  Differenzen des Druckes in der Gas- und  Luftzuleitung das eine Mittel in die Zulei  tung des andern überströmt.     Infolgedessen     entsteht dort leicht ein sehr explosives Ge  misch,     welches    durch Rückschlagen der  Tauchflamme gezündet werden kann. Hier  durch werden die Zuleitungen mit .den in  ihnen liegenden Apparaturen gefährdet.  



  Die     Erfindung    beseitigt diese     Nachteile     dadurch, dass     gasförmiger    oder flüssiger  Brennstoff unter atmosphärischem Druck  periodisch in eine von der zu     erwärmenden          Flüssigkeit    mindestens zum Teil einge  schlossene Kammer mit veränderlichem Vo  lumen eingeführt und darin verbrannt wird  und dass die dabei entstehenden Verbren  nungsgase nach     Überschreiten    des     Flüsig-          keitsdruckes    unter     Mitwirkung    von durch den  Druck der     Verbrennungsgase        betätigten     Mitteln aus der Verbrennungskammer in die 

   Flüssigkeit ausgestossen werden.. Bei der eben  falls Gegenstand der Erfindung bildenden  Einrichtung zur Durchführung dieses Ver  fahrens dient als Verbrennungskammer die  jenige     eines    Verbrennungsmotors, dessen me  chanische Arbeitsleistung lediglich auf die  Füllung der     Verbrennungskammer    mit :dem       Brennstofffuftgemis,eh,    die     Betätigung    von  Steuerorganen und das     Ausstossen    der Ver  brennungsgase in die zu erwärmende Flüs  sigkeit bemessen ist.  



  Auf der beigefügten Zeichnung ist als       Ausführungsbeispiel        einer    zur     Durchfüh-          rung    des erfindungsgemässen Verfahrens ge-    eigneten Einrichtung nach der Erfindung ein  Teil einer     Warmwasserheizung        schematisch     dargestellt.  



  1 ist die     Verbrennungskammer    eines     Ver-          brennungsmotors,    in     welche        Verbrennungs-          kam:mer    periodisch gasförmiger oder flüssi  ger     Brenntoff    und Luft über     die    Leitung  und das     Ventil    3 durch die Saugwirkung des  in der Kammer 1 hin und her bewegten Kol  bens 4, also unter Atmosphärendruck     ein-          geführt        werden.    Die Verbrennungskammer,  das heisst der Zylinder des Motors,

   ist in       den        einen        Teil        der        zu        erwärmenden        Flüssig      k     e:

  it        enthaltenden    Kessel 10 eingebaut, .so  dass sie fast vollständig in der Flüssigkeit       eingeschlossen    ist. 5 ist eine elektrische Zünd  kerze, 6 ein die Verbrennungskammer 1 mit  dem Kesselinnern und der Vorlaufleitung 7       verbindendes    Ventil, 9 die     Rücklaufleitung     und 8 ein durch den auf den     zurückgehenden     Kolben 4 wirksamen     Druelz-    in der     Verbren-          nungs-kammer    betätigtes     Schwingradgetriebe     zur     -eiegelten    Hin- und     Ilerbewegung    des  Kolbens 4.

   Die Organe zur Steuerung der       Ventile    3 und 6 und der     Zündkerze    5 sind  nicht dargestellt.  



  Infolge der Verbrennung des     Brennstoffes     in der Kammer 1 und der .gleichzeitig statt  findenden     Einwä.rtsbewegung    des Kolbens 4  findet vor dem letzteren eine Drucksteigerung  statt, welche nach Überschreiten des     Flüs,-          sigke:itsdruckes    im Kessel 10 ein Ausstossen  der heissen Verbrennungsgase in die Flüssig  keit im     Kesel    10 und in der Vorlaufleitung 7  bewirkt. Durch den dabei: vor sich gehenden       Wärmeaustausch    wird die Flüssigkeit !er  wärmt und in Umlauf gesetzt.

   Die     Arbeits-          leistung    des Verbrennungsmotors ist aus  schliesslich auf die Füllung der Verbren  nungskammer 1 mit     Brennstoffluftgemisch,     die Betätigung der Steuerorgane und das  Ausstossen, der     Verbrennungsgase    in die Flüs  sigkeit, bemessen.  



  Beidem beschriebenen Verfahren ist man  vom Druck des zugeführten     Brennmittels          unabb.änoig,        und    es können durch     entspre-          chend,e        Einstellung    der Zündung und ins  besondere der Steuerungsorgane praktisch be-           liebig    hohe     Flüssigkeitsgegendrücke    über  wunden werden. Durch geeignete Massnahmen  kann die     mechaniuche        Arbeitsleistung    des       Motors    .so niedrig gehalten werden, dass ,sie  die Wirtschaftlichkeit der     Einrichtung    prak  tisch nicht beeinflusst.

   Sie .steht jedenfalls in       keinem    Verhältnis zu dem Aufwand, den der  Betrieb einer     Kompressionsanlage    für jedes  beliebige     Brenn,stoffluftgemisch    bei konti  nuierlichen     Tauchflammenbrenne.rn    erfordert.  



  Dadurch, dass bei dem     beschriebenen    Ver  fahren .die Verbrennung des,     unter        atmoisphä-          rischem    Druck eintretenden     Brennmittels    in  einer in der Flüssigkeit     @eingeschlossenen     Brennkammer mit veränderlichem Volumen  erfolgt, hört die Tätigkeit der Einrichtung  sofort wahrnehmbar auf, wenn aus irgend  welchen Gründen die Zündung aussetzt.

       In-          folgedesisen    können niemals grössere Mengen  von     unverbranntem        Brenngemisch    in die       Flüssigkeit    und damit in die     Abgasleitung          bezw.    in den Aufstellungsraum der Einrich  tung gelangen und zu Vergiftungen oder  Explosionen führen. Auch Explosionen nach  der Brennstoffzuleitung hin sind     ausge-          s.chloissen.     



  Statt     nur,den    Zylinder des     Verbrennungg-          moterg    mit .den an der Steuerung der Ver  brennungsgase     beteiligten    Organen     könnte     man auch den ganzen Verbrennungsmotor     in     den Kessel 10 einbauen.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: I. Verfahren zur Erwärmung einer Flüs sigkeit, bei dem Verbrennungsgase in die zu erwärmende Flüssigkeit eingeführt werden, dadurch gekennzeichnet, dass gasförmiger oder flüssiger Brennstoff unter atmosphäri schem Druck periodisch in eine von der zu ,

   erwärmenden Flüssigkeit mindestens zum Teil eingeschlossene Kammer mit veränder lichem Volumen eingeführt und .darin ver brannt wird und dass die dabei entstehenden Verbrennungsgase nach Überschreiten des Flüssigkeitsdruckes unter Mitwirkung von durch den Druck der Verbrennungsgase be tätigten Mitteln aus der Kammer in die Flüssigkeit ausigestossen werden.

   II. Einrichtung zur Durchführung .des Verfahrens nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass als Verbrennungskam- mer diejenige eines Verbrennungsmotors dient, dessen mechanische Arbeitsleistung lediglich auf .die Füllung der Verbrennungs kammer mit dem Brennstoffluftgemisch, die Betätigung von Steuerorganen und das Aus stossen der Verbrennungsgase in die zu er wärmende Flüssigkeit bemessen ist.

   UNTERANSPRUCH: Einrichtung nach Patentanspruch II, da durch gekennzeichnet, dass wenigstens die Verbrennungskammer und die an der Steue rung der Verbrennungsgase beteiligten Or gane des Verbrennungsmotors in einen, einen Teil der zu erwärmenden Flüssigkeit enthal tenden Behälter eingebaut sind.