Verfahren zur Verbrennung von brennbaren Gemischen. Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Verbreinen von brenn baren Oremischen mit Hilfe von aufeinander folgenden Verpuffungen und ist dadurch ge kennzeichnet, dass mit grosser Geschwindig keit abgeführte Abgase einer Verpuffung in einem Verbrennungsraum einen Unterdruck erzeugen, durch welchen Spülluft und Ver brennungsluft für eine neue Verpuffung ein gesaugt werden.
Erreicht kann dies zum Bei spiel dadurch werden, dass der Verbrennungs raum mit freifallenden Lufteinlassventilen und mit wenigstens je einem Brennstoffeinlass- und Abgasaustrittsventil, welch letztere auch mit einander gekuppelt sein können, versehen wird, und für die Abgase hinter dem Aus lassventil eine genügend lange Ableitung zur oder durch die Verbrauchsstelle geschaffen wird, so dass die mit grosser Energie nach der Verpuffung ausströmenden Gase eine hohe Gassäule grosser Geschwindigkeit bilden,
die beim Abschluss des Auspuffes eine starke Druckminderung im Verbrennungsraum her vorruft und dadurch die Ansaugung der Spül luft, der Verbrennungsluft und des zum Bei- spiel gasförmigen Brennstoffes bewirkt. Die Verwertung der erzeugten Wärme und des erzeugten Druckes kann in beliebiger Weise durchgeführt werden, beispielsweise zur Rei zung von Räumen, von Kesseln oder der gleichen, wobei je nach der Zweckbestim mung die Temperatur oder der Druck oder die Geschwindigkeit durch Ansaugen von Luft, Dampf oder Wasser oder durch Q,uer- schnittsänderungen beeinflusst werden kann.
Um den Brennstoff in dem heissen Verbren nungsraum gegen vorzeitige Entzündung zu schützen, führt man zweckmässig Luft und Brennstoff zeitlich und räumlich getrennt von einander ein, und zwar zunächst die Luft unter hohem Unterdruck durch seitliche Ven tile und dann den Brennstoff in eine unaus- gespülte, mit Abgasen gefüllte Vorkammer,, dem zum Schluss der Beschickung etwas Luft zur Einleitung der Verbrennung beigemischt wird.
Die hierbei eintretende Bewegung der Brennstoffüllung bewirkt die Mischung mit der in einer Hauptkammer des Verbrennungs raumes vorhandenen Verbrennungsluft und damit die Verpuffung des Gemisches. .
Das Verfahren, und zwar zur Verbrennung <B>von</B> Gas, wird anhand der in beiliegender Zeichnung gegebenen Skizze eines Schnittes durch ein Ausführungsbeispiel einer Vorrich tung zur Ausführung des Verfahrens nach folgend beispielsweise erklärt Die Hauptkammer b des Verbrennungs raumes hat eine nach der Hauptkammer hin unabgeschlossene Vorkammer a mit dem Gas eintrittsventil e. In der Hauptkammer b be finden sich seitlich die Spül- und Verbren nungslufteinlassventile g und das Abgasaus lassventil e, an welch letzteres sich die Gas ableitungen<I>f,</I> f' anschliessen.
Die bei der Entzündung eintretende plötzliche Druck steigerung schliesst einerseits das Gasventil c (die Luftsaugventile ,g schlossen sich schon vorher) und drückt anderseits das Auslass- ventil e auf, so dass die Verbrennungsgase durch die Leitungen<I>f, f zu</I> den Verwen dungsstellen strömen können.
Während dieses Vorganges sinkt der Druck im Verbrennungs raum mehr und mehr, und es erzeugt die in lebhafter Bewegung abfliessende Abgassäule durch ihre lebendige Energie im Verbren- nungsrauen einen solchen Unterdruck, dass die Luftventile g zum Einlass der Spülluft in die Hauptkammer sich öffnen. Die Spülluft kann wegen der seitlichen Anordnung der Einlass- ventile nur die Kammer b spülen und wird zum Teil von der Abgassäule mit herausge nommen. Sowie der Druckausgleich sich bis zu einem gewissen Grade vollzogen hat, schliessen die Saugventile g unter ihrer Be lastung von selbst.
Um die Wiederholung des Vorganges weiterhin selbsttätig zu gestalten, ist eine besondere Steuerung vorgesehen, in dem das Gestänge lt, i,<I>k</I> der beiden mitein ander. gekuppelten Ventile c und e im Augen blick des Schliessens des Ventils c einem Pendel l einen Anstoss gibt, dessen Schwin gungsdauer so zu regeln ist, dass es bei der Rückkehr auf den 1VTitnehmernocken 7n des Steuergestänges k zur Öffnung des Gasven tils c und zum Abschliessen des Auslassven- tils e erst dann auftrifft, wenn Frischluft durch die Ventile g bereits eingetreten ist.
Der Innenraum ist zweckmässiger weise mit feuerfestem 11Taterial ausgekleidet, da durch die fortdauernden Verpuffungen grosse Wärmemengen bei hohen Temperaturen frei werden, wobei die Wände. sich so stark er hitzen, dass die Zündungen jeweilen durch letztere veranlasst werden. Alsdann können die elektrischen Zündvorrichtungen d abge schaltet werden.
Um eine Vorzündung .zu ver meiden, wird Luft und Gas zeitlich und räum lich getrennt eingeführt, und zwar das Gas in die urigespülte Vorkammer a, so dass es zunächst die Verbrennungsrückstände zu ver drängen hat, ehe es in der Kammer b mit der Frischluft zusammentrifft. Wegen des späteren Gaseintrittes und zur Vermeidung einer Vorzündung muss das Gas unter einem gewissen Druck und mit entsprechender Ge schwindigkeit eintreten, die die Zündge schwindigkeit übersteigt.
Die Gaseinströmung würde nun bis zum Druckausgleich zwischen Gasleitung und den Kammern a, <I>b</I> dauern, wenn die Zündung nicht vorher eintritt. Bei Inbetriebnahme der noch kalten Vorrichtung oder bei geringwertigem Gas wird die Zün dung am Schluss der Gasfüllung dadurch sichergestellt, dass ein Luftsaugeventil n durch den Steuerstift o im letzten Teil des Hubes des Gasventils c angehoben wird und das Gas sich nunmehr durch die Düse r die Zünd luft selbst mitnehmen kann.
Damit der Unter druck auch nach Abschluss des Auslassven- tils e in der Kammer b wirken und die rück kehrende Druckwelle zwecks Verdichtens der inzwischen in die Kammern a, <I>b</I> eingetretenen Neufüllung in diese Kammern gelangen kann,
sind im Auslassventil e mehrere kleine Off- nungen p vorgesehen. Die Höhe des Verpuf- fungsdruckes und die Ziffer der in einer Zeit einheit eintretenden Verpuffungen richtet sich nach der Länge und dem Gegendruck der Auspuffleitungen f und nach der Pendellänge und seinem Gewicht.
Durch die Verpuffung von Gasluftgemischen in dem geschlossenen Raum a, <I>b</I> kann einerseits eine höhere Ver brennungstemperatur als bei freier Verbren nung erzielt werden, so dass die Ausnützung wegen des grösseren Wärmegefälles sich inten- siver gestaltet, und anderseits kann auch ein höherer Druck erzeugt werden, wodurch der bei freien Feuerungen im Kamin entstehende grosse Wärmeverlust vermieden wird. Das neue Verfahren eignet sich auch für feste oder flüssige Brennstoffe.
An Stelle des Gasventils c tritt dann eine Einstäube- oder Einspritzvor- richtung. Die durch die Verbrennung freige wordene Energie der Abgase kann dem Ver wendungszweck entsprechend umgeformt wer den, indem man den Druck oder die Ge schwindigkeit oder die Temperatur oder mehrere von diesen Eigenschaften beeinflusst; so kann zum Beispiel zur Herabsetzung der hohen Temperatur hinter dem Gasauslassventil e durch Injektoren oder Schnüffelventile oder dergleichen Luft, Dampf oder Wasser zuge führt werden.
Zur Erzielung einer gleich mässig, ohne rückkehrende Druckwelle ab ziehenden Gassäule können mehrere Vorrich tungen der beschriebenen Art nebeneinander gestellt werden, deren Steuerungen sich so gegenseitig beeinflussen, dass deren Verpuf fungen gegeneinander versetzt werden.
In manchen Fällen empfiehlt sich eine Vereinfachung der Vorrichtung durch Weg lassen des Auslassventils e und des Gasein- lassventils e, so dass die Öffnungen für Gas eintritt und Abgasaustritt durch die Gassäule der Gasleitung und der Abgasleitung vermöge ihrer Trägheit geschlossen werden. Es stehen alsdann nur noch die Lufteinlassöffnungen unter dem Einfluss von belasteten Ventilen g. Durch den Unterdruck wird solange Luft und Gas angesaugt, bis sie durch die Zündung verpuffen.
Der Verpuffungsdruck bleibt etwas niedriger als bei der zuerst beschriebenen Ausführungsart des Verfahrens, weil die Ab gase durch den Auslass frei abströmen. Bei der Verpuffung wird ein Teil der Abgase in die Frischgasleitung unter Znrückdrängen der Gassäule hineingedrückt. Der übrige Teil strömt durch den Auslass <I>f, f</I> ab und er zeugt zum Schluss wieder den Unterdrück im Verbrennungsraum.
Nach Eintritt des Unter drucks öffnen sich die Luftventile g zum Spülen und Füllen, während das Frischgas erst dann wieder einströmen kann, wenn die durch den Verpuffungsdruck auch in die Gras leitung eingetriebenen Verbrennungsgase durch die Reaktion des Frischgases wieder in den Verbrennungsraum zurückgelangt sind.
Als Zündvorrichtung kann auch eine Gas zündkerze verwendet werden, die aus einem in den Verbrennungsraum beutelartig hinein ragenden geschlossenen Rohrstück besteht, in welches nahe am Ende ein dünnes beider seitig mit dem Verpuffungsraum in Verbin dung stehendes und von aussen durch einen Brenner beheiztes Porzellanrohr eingelassen ist.
Process for incineration of combustible mixtures. The present invention relates to a method for burning combustible Oremischen with the help of successive deflagrations and is characterized in that exhaust gases discharged at high speed from a deflagration in a combustion chamber generate a negative pressure through which purge air and combustion air for a new deflagration to be sucked in.
This can be achieved, for example, by providing the combustion chamber with free-falling air inlet valves and at least one fuel inlet and exhaust gas outlet valve each, the latter of which can also be coupled to one another, and a sufficiently long discharge line for the exhaust gases behind the outlet valve is created to or through the point of consumption, so that the gases flowing out with great energy after deflagration form a high gas column at high speed,
which causes a strong pressure reduction in the combustion chamber when the exhaust is closed and thus causes the scavenging air, the combustion air and the gaseous fuel, for example, to be drawn in. The utilization of the generated heat and the generated pressure can be carried out in any way, for example for the reification of rooms, boilers or the like, whereby depending on the purpose the temperature or the pressure or the speed by sucking in air, steam or Water or by Q, cross-section changes can be influenced.
In order to protect the fuel in the hot combustion chamber against premature ignition, it is advisable to introduce air and fuel separately from one another in terms of time and space, first of all the air under high negative pressure through side valves and then the fuel into an unflushed, Pre-chamber filled with exhaust gases, to which some air is added at the end of the charging process to initiate combustion.
The movement of the fuel filling that occurs here causes the mixture to be mixed with the combustion air present in a main chamber of the combustion chamber and thus the mixture to deflagrate. .
The method, specifically for the combustion of gas, is explained with reference to the sketch given in the accompanying drawing of a section through an embodiment of a device for carrying out the method according to the following example. The main chamber b of the combustion chamber has one according to the main chamber, which is open towards the front chamber a with the gas inlet valve e. The side of the main chamber b are the flushing and combustion air inlet valves g and the exhaust gas outlet valve e, to which the gas discharge lines <I> f, </I> f 'are connected.
The sudden increase in pressure during ignition closes the gas valve c on the one hand (the air suction valves, g closed earlier) and on the other hand presses the outlet valve e so that the combustion gases through the lines <I> f, f </ I > can flow to the points of use.
During this process, the pressure in the combustion chamber drops more and more, and the lively movement of the exhaust gas column creates such a negative pressure in the combustion chamber through its lively energy that the air valves g open to let the scavenging air into the main chamber. Due to the lateral arrangement of the inlet valves, the purge air can only purge chamber b and is partly taken out by the exhaust column. As soon as the pressure equalization has taken place to a certain extent, the suction valves g close by themselves under their load.
In order to keep repeating the process automatically, a special control is provided in which the linkage lt, i, <I> k </I> of the two together. coupled valves c and e gives an impulse to a pendulum l at the moment of closing valve c, the period of oscillation of which is to be regulated in such a way that upon return to the 1V driver cam 7n of the control rod k to open the gas valve c and to close the Exhaust valve e only hits when fresh air has already entered through valves g.
The interior is expediently lined with fireproof material, since the continuous deflagration releases large amounts of heat at high temperatures, with the walls. heat so much that the ignitions are triggered by the latter. The electrical ignition devices can then be switched off.
To avoid pre-ignition, air and gas are introduced separately in terms of time and space, namely the gas into the rustic-flushed antechamber a, so that it first has to displace the combustion residues before it meets the fresh air in chamber b . Because of the later gas entry and to avoid preignition, the gas must enter under a certain pressure and at a corresponding speed that exceeds the ignition speed.
The gas inflow would now last until the pressure equalization between the gas line and the chambers a, <I> b </I> if the ignition did not occur beforehand. When the device is still cold or when the gas is of low quality, the ignition is ensured at the end of the gas filling by lifting an air suction valve n by the control pin o in the last part of the stroke of the gas valve c and the gas now flows through the nozzle r the ignition you can take air with you.
So that the negative pressure also acts in chamber b after the outlet valve e is closed and the returning pressure wave can get into these chambers for the purpose of compressing the new filling that has meanwhile entered chambers a, <I> b </I>,
several small openings p are provided in the outlet valve e. The level of the deflagration pressure and the number of deflagrations occurring in a unit of time depends on the length and counterpressure of the exhaust pipes f and on the length of the pendulum and its weight.
Due to the deflagration of gas-air mixtures in the closed space a, <I> b </I>, on the one hand, a higher combustion temperature can be achieved than with free combustion, so that the utilization is more intensive because of the greater heat gradient and, on the other hand, can A higher pressure can also be generated, which avoids the great loss of heat that occurs in the fireplace with free firing. The new process is also suitable for solid or liquid fuels.
Instead of the gas valve c, there is then a dusting or injection device. The energy released by the combustion of the exhaust gases can be converted according to the intended use by influencing the pressure or the speed or the temperature or several of these properties; for example, to reduce the high temperature downstream of the gas outlet valve e, air, steam or water can be supplied by injectors or sniffer valves or the like.
To achieve a gas column that pulls evenly without a returning pressure wave, several devices of the type described can be placed next to one another, the controls of which influence one another so that their deflagrations are offset against one another.
In some cases it is advisable to simplify the device by omitting the outlet valve e and the gas inlet valve e so that the openings for gas enter and exhaust gas exit through the gas column of the gas line and the exhaust line are closed due to their inertia. Then only the air inlet openings are under the influence of loaded valves g. Due to the negative pressure, air and gas are sucked in until they are deflated by the ignition.
The deflagration pressure remains slightly lower than in the first described embodiment of the method, because the exhaust gases flow freely through the outlet. During the deflagration, some of the exhaust gases are pressed into the fresh gas line while the gas column is being pushed back. The remaining part flows out through the outlet <I> f, f </I> and at the end it creates the negative pressure in the combustion chamber again.
After the negative pressure has entered, the air valves g open for flushing and filling, while the fresh gas can only flow in again when the combustion gases driven into the grass line by the deflagration pressure have returned to the combustion chamber through the reaction of the fresh gas.
A gas spark plug can also be used as an ignition device, which consists of a closed piece of pipe projecting into the combustion chamber like a bag, in which near the end a thin porcelain pipe connected to the deflagration chamber and heated from the outside by a burner is inserted.