DE121938C

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Publication number: DE121938C
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KAISERLICHES ή IMPERIAL ή

PATENTAMT.PATENT OFFICE.

M 121938 KLASSE 24 a. M 121938 CLASS 24 a.

Bei der durch die Patentschrift 53393 bekannt gewordenen Knallgas- bezw. Wasserstoffheizung sollen Explosionen dadurch vermieden werden, dafs die Heizgase mit atmosphärischer Luft, Stickstoff, Stickoxyd, Kohlensäure oder anderen unverbrennbaren Gasen und Gasgemengen gemischt werden. Bei der Knallgasfeuerung für Dampfkessel nach der Patentschrift 76560 werden Wasserstoff und Sauerstoff getrennt eingeführt, jedoch ' unter einem Druck, welcher. gröfser ist als der höchste Dampfdruck des Kessels. Um die bei beiden Einrichtungen auftretende schädliche Wirkung der Stichflamme aufzuheben, wird bei der den Gegenstand vorliegender Erfindung bildenden Gasfeuerung Wasserdampf eingeführt und dadurch gleichzeitig bei Verwendung von Knallgasgemischen Explosionen der Gase vermieden. Das zur Anwendung kommende Gas ist reiner Wasserstoff, welcher den zu seiner Verbrennung erforderlichen Sauerstoff entweder aus der zuströmenden Luft entnimmt, oder welchem bei Absperrung der Luft Sauerstoff unmittelbar zugeführt wird. Hierbei kann trotz Zuströmung von Luft Sauerstoff besonders zugeführt werden. In allen Fällen /kommt jedoch Wasserdampf von möglichst geringer Spannung zur Anwendung, welcher bei gleichzeitiger Zuführung von Sauerstoff so eingeleitet wird, dafs Wasserstoff und Sauerstoff erst dann mit einander in Berührung treten können, wenn sie sich mit Wasserdampf vermischt haben. Dieses wird dadurch erreicht, dafs die Dampfzuleitung zwischen der Wasserstoff- und Sauerstoffzuleitung angeordnet wird.In the case of the oxyhydrogen or oxyhydrogen known from patent specification 53393. Hydrogen heating explosions are to be avoided by the fact that the heating gases with atmospheric Air, nitrogen, nitrogen oxide, carbon dioxide or other non-combustible gases and gas mixtures can be mixed. With oxyhydrogen firing for steam boilers according to patent specification 76560, hydrogen and oxygen are used introduced separately, but 'under a pressure which. is greater than the highest Steam pressure of the boiler. To the harmful effect occurring in both institutions to cancel the jet flame, is the subject of the present invention forming Gas-fired water vapor introduced and thus at the same time when using oxyhydrogen mixtures Avoid explosions of the gases. The gas used is pure hydrogen, which is used to burn it required oxygen either from the inflowing air or which when the air is shut off, oxygen is supplied immediately. This can be done in spite of Inflow of air oxygen is specially supplied. In all cases, however, / comes Water vapor of the lowest possible voltage for use, which at the same time The supply of oxygen is initiated in such a way that hydrogen and oxygen are first introduced can then come into contact with each other when they mix with water vapor to have. This is achieved by the fact that the steam supply line between the hydrogen and Oxygen supply is arranged.

Fig. ι und 2 zeigen eine derartige Einrichtung bei einem Feuerrohrkessel undFig. Ι and 2 show such a device in a fire tube boiler and

Verein dout Fig. 3 und 4 diese Einrichtung bei einem Wasserröhrenkessel.Club dout Fig. 3 and 4 this facility at a Water tube boiler.

Fig. ι und 3 veranschaulichen Längsschnitte durch die Kessel im kleineren Mafsstabe und Fig. 2 und 4 Querschnitte durch die Feuerung, in gröfserem Mafsstabe. Der Heizraum α der Feuerung besteht aus feuerfestem, die Wärme schlecht leitendem Stoff, wie Chamotte, Magnesit oder dergl. In dem Heizraum α sind in beliebiger Anzahl hauben- oder gewölbeartige Hohlräume b angeordnet, deren jeder zur Aufnahme von drei Vertheilungsköpfen c für Wasserstoff, Wasserdampf und Sauerstoff dient. Diese Köpfe stehen mit den entsprechenden Zuführungsrohren d durch Stutzen e in Verbindung und besitzen eine beliebige Anzahl strahlenartig angeordneter Vertheilungsrohre f., welche durch die Wandungen der hauben- oder gewölbeartigen Hohlräume b geführt und an ihren äufseren Enden mit Brennern g versehen sind. Die Brenner sind aus einem beliebigen feuerfesten Stoff, wie Speckstein oder dergl., gefertigt und mit möglichst vielen kleinen Oeffnungen versehen, so dafs die in den Feuerraum α eingeführten Gase sprühregenartig vertheilt werden. Dabei wird eine unmittelbare Berührung des reinen Wasserstoffes und des reinen Sauerstoffes vor ihrer Vermischung mit dem Wasserdampf auf folgende Weise vermieden: Für jedes der Gase, sowie auch für den Dampf sind von einander räumlich getrennte Rohre d durch sämmtliche Hohlräume b hindurchgeführt und in jedem derselben an je einen Vertheilungskopf c angeschlossen. Wird beispielsweise durch das linksseitige Rohr d Wasserstoff eingeführt, so dient das rechtsseitige Rohr d zur EinleitungFig. 1 and 3 illustrate longitudinal sections through the boiler on a smaller scale and Figs. 2 and 4 cross sections through the furnace, on a larger scale. The boiler room α of the furnace consists of fireproof material that does not conduct heat well, such as chamotte, magnesite or the like. Any number of hood-like or vault-like cavities b are arranged in the boiler room α , each of which holds three distribution heads c for hydrogen, water vapor and serves oxygen. These heads are connected to the corresponding supply pipes d through nozzles e and have any number of radially arranged distribution pipes f., Which are guided through the walls of the hood-like or vault-like cavities b and are provided with burners g at their outer ends. The burners are made of any refractory material, such as soapstone or the like., And provided with as many small openings; so that the gases introduced α in the combustion chamber are distributed sprühregenartig. A direct contact of the pure hydrogen and the pure oxygen before they are mixed with the steam is avoided in the following way: For each of the gases, as well as for the steam, spatially separated pipes d are passed through all cavities b and in each of them one distributor head c each connected. If, for example, hydrogen is introduced through the pipe d on the left, the pipe d on the right is used for introduction

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des Sauerstoffes, während das mittlere Rohr stets der Dampfzuführung dient. Es strömt somit aus den hinter einander liegenden Vertheilungsköpfen c des mittleren Rohres stets nur Wasserdampf aus, zu dessen beiden Seiten aus den ebenfalls hinter einander liegenden seitlichen Vertheilungsköpfen c Wasserstoff und Sauerstoff in den Heizraum α treten.the oxygen, while the middle tube is always used to supply steam. Thus, only water vapor flows out of the distribution heads c of the central pipe lying one behind the other, on both sides of which hydrogen and oxygen enter the boiler room α from the lateral distribution heads c, which are also located one behind the other.

Die Zuführungsrohre d sind in dem unteren Theile des Chamottefutters eingebettet und vor Einwirkung der Hitze geschützt. Aufserhalb der Feuerung sind dieselben mit Hähnen h zum Regeln des Zuflusses von Wasserstoff, Wasserdampf und Sauerstoff versehen. Der in Fig. ι und 2 in Verbindung mit einem Feuerrohrkessel dargestellte Heizraum a hat kreisförmigen Querschnitt und ist an seinem hinteren in die Rauchkammer i hineinragenden Ende bis auf eine eirunde Oeffnung geschlossen, durch welche die Heizgase nach der Rauchkammer i und der anschliefsenden Rohrgruppe entweichen. Die Hohlräume b haben hier die Gestalt von Kugelhauben.The supply pipes d are embedded in the lower part of the chamotte lining and protected from the action of heat. Outside the furnace, they are provided with taps h to regulate the flow of hydrogen, water vapor and oxygen. The boiler room a shown in Fig. 1 and 2 in connection with a fire tube boiler has a circular cross-section and is closed at its rear end protruding into the smoke chamber i except for an oval opening through which the heating gases escape to the smoke chamber i and the adjoining pipe group. The cavities b here have the shape of spherical domes.

Bei dem Wasserrohrkessel (Fig. 3 und 4) ist der Heizraum im Querschnitt halbkreisförmig und die Hohlräume b sind gewölbeartig gestaltet. In der Oberseite des feuerbeständigen Futters können quergerichtete Einschnitte k vorgesehen werden, durch welche die Gase unmittelbar nach oben steigen. Es wird sich jedoch in manchen Fällen empfehlen, die Gase erst nach hinten und von hier aus in der Längsrichtung der Wasserrohre schlangenartig weiter zu führen, was durch entsprechend angeordnete Quer- und Längswände in bekannter W⁷eise erreicht wird. In jedem Hohlraum b sind drei aus den Theilen cd efg bestehende Einführungsvorrichtungen, deren mittlere finden Wasserdampf bestimmt ist, in mehrfacher Anordnung vorgesehen, um die unmittelbare Berührung von Wasserstoff und Sauerstoff zu verhindern.In the water tube boiler (Fig. 3 and 4), the boiler room is semicircular in cross section and the cavities b are designed like a vault. In the top of the fire-resistant lining, transverse incisions k can be provided, through which the gases rise immediately upwards. However, it will be advisable in some cases to conduct the gases only to back and from here in the longitudinal direction of the water pipes like snakes on, which is achieved by appropriately arranged transverse and longitudinal walls in known W ⁷ else. In each cavity b , three inlet devices consisting of the parts cd efg, the middle of which is determined to find water vapor, are provided in a multiple arrangement in order to prevent the direct contact of hydrogen and oxygen.

Die Inbetriebsetzung eines mit der beschriebenen Feuerung versehenen Kessels oder Ofens geschieht auf folgende Weise: Man öffnet zunächst den Hahn h der Wasserstoffleitung und entzündet durch eine in der Vorderwand des Chamottefutters angebrachte, gegebenenfalls verschliefsbare Oeffnung das beispielsweise den linksseitigen Vertheilungsköpfen entströmende Wasserstoffgas in bekannter Weise. Dann öffnet man den Hahn der mittleren Zuleitung, so dafs den mittleren Vertheilungsköpfen Wasserdampf entströmt, und schliefslich öffnet man den Hahn der rechtsseitigen Rohrleitung zwecks Zuführung von Sauerstoff und regelt die Zuströmung der . Gase wie des Dampfes durch Einstellen der Hähne /2. Bei Zuführung von Luft durch die Oeffnung in der Vorderwand des Chamottefutters bedarf es nur des Einlasses einer sehr geringen Sauerstoffmenge, welche auch unter Umständen ganz . abgesperrt werden kann. Um Irrthümer in der Handhabung der Hähne zu vermeiden, können deren Hebel durch geeignete Vorrichtungen mit einander verbunden werden, so dafs das Oeffnen des Sauerstoffhahnes vor Oeffnen des Dampfhahnes unmöglich ist.The commissioning of a boiler or furnace provided with the furnace described is done in the following way: First, the valve h of the hydrogen line is opened and the hydrogen gas flowing out of the distribution heads on the left is ignited in a known manner through an opening in the front wall of the chamotte lining, which can be closed if necessary. Then you open the valve of the central supply line so that water vapor flows out of the central distribution heads, and finally the valve of the right-hand pipeline is opened for the purpose of supplying oxygen and regulating the flow of water. Gases such as steam by adjusting the taps / 2. When air is supplied through the opening in the front wall of the chamotte lining, only a very small amount of oxygen is required, which under certain circumstances may be entirely. can be locked. In order to avoid mistakes in the handling of the faucets, their levers can be connected to one another by suitable devices, so that it is impossible to open the oxygen faucet before opening the steam faucet.

Dadurch, dafs Wasserdampf mitten zwischen den über die ganze Länge der Feuerung sich erstreckenden seitlichen Ausströmungen von Wasserstoff und Sauerstoff den mittleren Vertheilungsköpfen c ebenfalls auf der ganzen Länge der Feuerung entströmt, wird einer unmittelbaren Berührung des reinen Wasserstoffes mit dem reinen Sauerstoff und damit der Bildung von Knallgas vorgebeugt. Die sich stets auf einen Punkt vereinigende hohe Temperatur der W^Tasserstoffflamme wird durch den Wasserdampf herabgesetzt und auf solche Weise die Wärme auf die ganze Feuerung und den zu heizenden Kessel oder Ofen verfheilt. Because water vapor flows out of the central distribution heads c along the entire length of the furnace in the middle between the lateral outflows of hydrogen and oxygen extending over the entire length of the furnace, there is direct contact of the pure hydrogen with the pure oxygen and thus the formation of Oxyhydrogen prevented. The ever uniting to a point high temperature of the W ^T asserstoffflamme is lowered by the water vapor and verfheilt in such a manner, the heat on the whole furnace and to heating boiler or furnace.

Da die neue Feuerung keines Zuges bedarf, so werden Schornstein und Gebläse überflüssig und gleichzeitig Rauch- oder Rufsbildung vermieden. Since the new furnace does not require a draft, the chimney and fan are superfluous and at the same time avoided smoke or calls.

Claims

Patent Claims:

ι. Hydrogen firing for steam boilers, heating stoves and the like. In which an immediate contact of the hydrogen with that required for its combustion, either taken from atmospheric air or separately supplied oxygen and associated oxyhydrogen gas explosions by blowing in water vapor prevented, the harmful effect of the jet hydrogen flame canceled, and the heat distributed over a larger space will.

2. Embodiment of the hydrogen firing system according to claim 1, characterized by cavities (b) made of fire-resistant material and the lines (ede) arranged therein, the outflow pipes of which ffg) penetrate the docks of the cavities, for the separate introduction of hydrogen and oxygen on the sides and water vapor in the middle, whereby the lines can also be arranged several times.

1 sheet of drawings.