DE131195C

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Description

KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMT.PATENT OFFICE.

Der Gegenstand vorliegender Erfindung ist eine Vorrichtung zum Verdichten von Luft und von Gas durch Explosionen.The subject of the present invention is a device for compressing air and of gas from explosions.

Die Vorrichtung ist auf den Zeichnungen dargestellt, und zwar zeigt Fig. 1 einen Apparat, welcher bestimmt ist, gleichzeitig Luft und Gas zu verdichten. Es mufs hierzu bemerkt werden, dafs in der Beschreibung von Organen die Rede ist, welche zur Entnahme und Verdichtung der Luft bestimmt sind und auf der rechten Seite der Fig. 1 angeordnet sein müfsten. Diese Organe sind mit A und die entsprechenden Organe für das Gas mit G bezeichnet. The device is shown in the drawings, namely Fig. 1 shows an apparatus which is intended to compress air and gas at the same time. It should be noted that the description refers to organs which are intended for the extraction and compression of the air and which must be arranged on the right-hand side of FIG. These organs are designated with A and the corresponding organs for the gas with G.

In Fig. 2 ist eine Ausführungsform dargestellt, welche für die Verdichtung von Luft allein bestimmt ist. Sie zeigt auf der rechten Seite mit den gleichen Buchstaben die in Fig. 1 nicht dargestellten Organe.In Fig. 2, an embodiment is shown, which for the compression of air is determined alone. It shows on the right-hand side with the same letters those in FIG. 1 organs not shown.

Die Vorrichtung besteht aus einer Explosionskammer B, welche aus einem im Innern mit einer feuerfesten Masse ausgekleideten Blechcylinder gebildet wird.The device consists of an explosion chamber B, which is formed from a sheet metal cylinder lined on the inside with a refractory mass.

Die Kammer B steht in ihrem unteren Theile mit zwei Leitungen in Verbindung, von welchen die eine, A¹, die Luft, die andere, G¹, das Gas in die Kammer leitet.The lower part of the chamber B communicates with two lines, one of which, A ¹ , conducts the air, the other, G ¹ , the gas into the chamber.

Die Leitungen A¹ und G¹ können im Innern mit feuerfesten Steinen ausgekleidet sein.The lines A ¹ and G ¹ can be lined on the inside with refractory bricks.

Der obere Theil der Explosionskammer B steht mit einem Schornstein C in Verbindung, der hoch genug ist, um in Verbindung mit einem beliebigen mechanischen Saugapparat oder einem einfachen Dampfstrahlgebläse einen guten Zug zu bewirken.The upper part of the explosion chamber B communicates with a chimney C which is high enough to produce a good draft in connection with any mechanical aspirator or a simple steam jet fan.

An der Sohle des Schornsteins C befindet sich ein Ventil Z); dasselbe bleibt durch sein eigenes Gewicht geöffnet und kann nur wenig von seinem Sitze niedergehen.At the bottom of the chimney C there is a valve Z); it remains open by its own weight and can only come down a little from its seat.

An den Enden der Luftleitung A¹ und der Gasleitung G¹ befinden sich Druckventile A², G², die durch ihr Eigengewicht die Leitungen abschliefsen und Saugventile A³, G³, welche durch zweckentsprechend gespannte Federn A^A, G* immer in einer geringen Entfernung von ihren Sitzen hoch gehalten werden.At the ends of the air line A ¹ and the gas line G ¹ there are pressure valves A ² , G ² , which close off the lines by their own weight, and suction valves A ³ , G ³ , which are always at a low level thanks to appropriately tensioned springs A ^A , G * Away from their seats.

Endlich kann man durch Regelungsventile A^s, G⁵ mittels Drehung der Handräder A'\ G° die Zuführung der Luft und des Gases zweckentsprechend regeln, um ein geeignetes Gemisch für die Explosionen in der Kammer B zu erhalten.Finally, control valves A ^s , G ^{5 can} be used to appropriately regulate the supply of air and gas by turning the handwheels A '\ G ° in order to obtain a suitable mixture for the explosions in chamber B.

Luft und Gas treffen sich im Inneren des mit zahlreichen Schlitzen versehenen und der Luft den Zutritt gestattenden Rohres F, welches dazu bestimmt ist, ein ausreichendes Mischen der Luft mit dem Gase herbeizuführen. Ein Zünder E, welcher im oberen Theil der Kammer B angeordnet ist, nimmt die durch die Leitungen A¹, G⁷ von den Sammlern A^&, G^s kommenden verdichteten Gase auf, und die in diesem Zünder hervorgebrachte Flamme geht durch die zahlreichen kleinen Durchbohrungen eines feuerfesten Körpers F, Air and gas meet inside the tube F, which is provided with numerous slits and allows air to enter, and which is intended to bring about sufficient mixing of the air with the gases. An igniter E, which is arranged in the upper part of the chamber B, refers to the ⁷ of the collectors ^A, G ^s coming compressed gases through the lines A ^1, G, and brought forth in this igniter flame passes through the numerous small perforations a refractory body F,

der über dem Brenner sitzt, hindurch, um das Gasgemisch zu entzünden. Der Zünder trägt noch einen Korb H zur Aufnahme der glühenden Holzkohle bei der Ingangsetzung des Apparates.which sits above the burner, through to ignite the gas mixture. The detonator also carries a basket H to hold the glowing charcoal when the apparatus is started.

Es kann jedoch auch eine andere Zündvorrichtung verwendet werden.However, another ignition device can also be used be used.

Um die Vorrichtung in Gang zu setzen, schliefst man im vorliegenden Falle das Gasentnahmeventil G⁵, füllt den Korb H mit glühenden Holzkohlen, welche man durch die Oeffnung R einführt, und schliefst diese darauf sofort ab.In order to start the device, in the present case the gas ^{extraction valve G 5 is closed} , the basket H is filled with glowing charcoal, which is introduced through the opening R , and this is then immediately closed.

Da nun das Ventil D des Schornsteins C, ebenso wie das Ventil A^s, stets offen ist, so wird die durch den Schornstein angesaugte Luft auf dem Wege A:\ A^s, A\ B, D durch die Vorrichtung streichen und dann durch den Schornstein C entweichen.Since the valve D of the chimney C, like the valve A ^s , is always open, the air sucked in through the chimney will sweep through the device on the path A: \ A ^s , A \ B, D and then through the Chimney C escape.

Wenn ein genügender Luftzug hergestellt ist, öffnet man das Gasentnahmeventil G⁵ durch Drehen des Handrades G^fi, so dafs eine bestimmte Menge Gas durch die Leitung G¹ in den Apparat gelangen und sich in der Laterne T mit Luft mischen kann.When there is a sufficient draft, the gas ^{extraction valve G 5 is opened} by turning the handwheel G ^fi so that a certain amount of gas can enter the apparatus ^{through the line G 1} and mix with air in the lantern T.

Dreht man an dem Handrade G" weiter, so wird die Menge des angesaugten Gases immer gröfser, und wenn dieselbe genügend grofs ist, um mit der durch die Leitung A¹ kommenden Luft ein explosives Gemisch zu bilden, so entzündet sich dieses Gemisch bei der Berührung mit der in dem Korbe H enthaltenen glühenden Kohle.Turning on the Handrade G "Next, the amount of sucked gas is always gröfser, and when it is sufficiently great, so as to form with the coming through the line A ¹ air an explosive mixture, then this mixture ignites on contact with the glowing coal contained in the basket H.

Damit findet eine erste Explosion statt, und zwar in der ganzen Länge der Kammer B, da dieselbe in diesem Zeitpunkte vollständig mit explosivem Gemische angefüllt ist.A first explosion then takes place along the entire length of chamber B, since it is completely filled with an explosive mixture at this point in time.

Unter dem Einflüsse dieser Explosion wird der Druck im Innern des Apparates erhöht; die Gase suchen zu entweichen, sie drücken die Ventile Z), Α^Ά, G³ auf ihre Sitze, während die Ventile A², G- gehoben werden und das erstere der Luft, welche sich in der Leitung^.¹ befindet und das zweite dem Gas der Leitung G¹ freien Durchgang geben; die Luft und das Gas werden also durch die sehr heifsen und stark ausgedehnten Verbrennungsproducte, welche sich bei der Explosion gebildet haben und ohne Vermittelung irgend eines Kolbens zurückgedrückt. Die Leitungen A¹, G¹ müssen genügend lang gewählt werden, damit keine Verbrennungsproducte in die Leitungen A^s G^s gelangen.Under the influence of this explosion, the pressure inside the apparatus is increased; the gases seek to escape, they push the valves Z), Α ^Ά , G ³ onto their seats, while the valves A ² , G- are lifted and the former the air which is in the line ^. ¹ is located and the second give free passage to ^{the gas in line G 1;} the air and the gas are thus pushed back without the intermediary of any piston by the very hot and greatly expanded products of combustion which were formed in the explosion. The lines A ¹ , G ¹ must be selected to be long enough so that no combustion products get into the lines A ^s G ^s .

Wenn der Druck in den Leitungen A¹ G¹ demjenigen in den Leitungen A⁸, G⁸ gleich wird, so fallen die Ventile A², G³ auf ihre Sitze zurück; die Ventile D, A^s, G³ öffnen sich von Neuem: das Ventil D, um die Verbrennungsproducte durch den Schornstein C entweichen zu lassen; A^s, um Luft in die Leitung A¹, und G³, um Gas in die Leitung G¹ eintreten zu lassen.When the pressure in lines A ¹ G ¹ becomes equal to that in lines A ⁸ , G ⁸ , valves A ² , G ³ fall back onto their seats; the valves D, A ^s , G ³ open again: the valve D to allow the combustion products to escape through the chimney C; A ^s to allow air to enter line A ¹ and G ³ to allow gas to enter line G ¹ .

Diese Luft und dieses Gas treiben die in den Leitungen A¹ und G¹ und der Kammer B eingeschlossenen Verbrennungsproducte vor sich henThis air and gas drive the products of combustion trapped in lines A ¹ and G ¹ and chamber B in front of them

Ein neues explosives Gemisch bildet sich in der Kammer B und eine zweite Explosion findet statt, sobald dieses Gemisch mit der in dem Korbe H enthaltenen glühenden Kohle in Berührung kommt.A new explosive mixture forms in chamber B and a second explosion takes place as soon as this mixture comes into contact with the glowing coal contained in basket H.

Die Zahl der Explosionen ist um so gröfser, je kräftiger der Schornstein wirkt und je weiter die Ventile Α^Ά, G⁵ geöffnet sind.The number of explosions is greater, the stronger the chimney works and the further the valves Α ^Ά , G ^{5 are} open.

Offenbar wird man, wenn man die Ventile A^. G⁵ durch Drehen ihrer Handräder A^l\ G" richtig einstellt, leicht dazu gelangen, die richtige Stellung für den bestmöglichen Nutzeffect mit dem geringsten Gasverbrauch zu finden.Obviously, if you turn the valves A ^. G ⁵ set correctly by turning its handwheels A ^l \ G ", you can easily find the right position for the best possible efficiency with the lowest gas consumption.

Sobald die Leitungen A¹, G⁷ etwas verdichtete Luft und verdichtetes Gas enthalten, wird der Zünder E anfangen zu wirken, denn das Gas wird sich bei der Berührung mit den glühenden Kohlen im Korbe H entzünden. Die Flamme E wird bei jeder Explosion ausgelöscht werden, brennt aber sofort von Neuem, sobald das Gas mit dem feuerfesten, mit Durchbohrungen versehenen Körper F in Berührung kommt, da der letztere immer genügend heifs sein wird, um die Zündung des Gases hervorzurufen. Es ist erforderlich, Rückschlagventile / und J an den Leitungen A¹, G⁷ anzubringen, um zu vermeiden, dafs die Verbrennungsproducte in die Leitungen A^a und G⁸ eintreten können.As soon as the lines A ¹ , G ⁷ contain some compressed air and compressed gas, the igniter E will start to work, because the gas will ignite when it comes into contact with the glowing coals in the basket H. The flame E will be extinguished with every explosion, but will burn again immediately as soon as the gas comes into contact with the refractory, perforated body F, since the latter will always be hot enough to cause the gas to ignite. It is necessary to attach check valves / and J to lines A ¹ , G ^{7 in} order to prevent the combustion products from entering into lines A ^a and G ^8.

Die Vorrichtung ist besonders geeignet, Luft und Gas auf einen Druck zu verdichten, welcher die gewöhnliehe Stärke bei Centrifugalventilatoren oder Dampfstrahlinjectoren übertrifft, z. B. für die sehr häufigen Fälle, in welchen Luft und Gas mit einem Ueberdruck von ο,ΐο m auf eine solche von 5 und 6 m Wassersäule gebracht werden sollen. Hierbei wird· der Nutzeffect ein sehr gröfser sein, denn die Verbrennungsproducte, welche plötzlich auf 6 bis 10 Atmosphären Druck durch die Explosionen gebracht werden, können sich auf einen sehr niedrigen Druck ausdehnen und eine sehr grofse Menge Luft und Gas ohne Vermittelung irgend eines mechanischen Hülfsmittels, wie Kolben, Schubstange, Kurbel etc., vor sich herdrücken.The device is particularly suitable for compressing air and gas to a pressure which exceeds the usual strength of centrifugal fans or steam jet injectors, z. B. for the very common cases in which air and gas with an excess pressure of ο, ΐο m should be brought to a water column of 5 and 6 m. Here is the beneficial effect will be a very greater one, because the combustion products, which suddenly arise 6 to 10 atmospheres of pressure brought about by the explosions can affect to expand a very low pressure and a very large amount of air and gas without Mediation of any mechanical aid, such as piston, push rod, crank, etc., push in front of you.

Durch diese Vorrichtung wird auch die Wärme der Verbrennungsproductes theilweise wiedergewonnen, da diese zweimal (auf dem Hin- und auf dem Rückwege) die Leitungen A¹, G¹ bestreichen, bevor sie durch den Schornstein entweichen.This device also partially regains the heat from the products of combustion, since these pass twice (on the way there and on the way back) the lines A ¹ , G ¹ before they escape through the chimney.

Claims

In the lines A ¹ , G ¹ the compressed air and the compressed gas are heated to several hundred degrees, which is very advantageous if you want to burn the gas or if you want to blow a stove, a gas generator or a blast furnace with the hot air .

Fig. 2 shows a similar device, but which is intended to only air on one To compress pressure, which is sufficient to z. B. blast furnaces, cupolas, hearth furnaces, gas generators to dine and so on.

The device that is used to suck in and push back the air is the same as in Fig. ι.

A simple gas extraction device is arranged on the left side of the furnace, which opens directly into the mixer T and the line G ^{1 being} omitted.

The opening of the inlet valve for the gas can be delayed at will, so that the gas enters the tube T at the time in which the air coming through the line A ⁱ , which, since it is filled with combustion products after every explosion, is replaced by fresh air must be replaced, also to the pipe T reaches.

In order to achieve this purpose, the gas valve is replaced by a valve without a seat, which is formed by a piston M entering a cylinder N.

This piston M is connected by a rod O to another small piston P, which can move in a cylinder U which is filled with water, oil or air. A small, laterally attached tube V, which is equipped with a cock X , connects the upper and lower sides of the piston P.

A second pipe with a valve Q. represents ■ Also, a connection between the spaces above and below the piston P.

The gas igniter has been replaced by a glow tube Y.

The apparatus works in the following way:

First, the igniter Y is put on fire by burning gas or petroleum vapors in the burner Z, which is located inside the pipe Y.

When the igniter is hot enough, the air extraction valve A ⁵ and the gas ^{extraction valve G 5 are opened} .

Since the valves A ³ and M as well as the valve D of the chimney are always open, an explosive mixture will soon be present and explode if it comes into contact with the glowing pipe Y.

The increase in pressure caused by the explosion causes valves A ³ , M and D to suddenly close and valve / T ² to open to allow the compressed air to pass freely to line A ^e .

The line A ¹ . must be long enough to prevent combustion products from entering the line A ^s.

While the products of combustion are escaping through the chimney, the piston valve M goes up slowly under the pressure of its spring, and its speed is regulated by the position of the cock X , which lets the oil flow over from the lower to the upper side of the piston P, the less the tap is opened, the slower it happens. By opening the cock X to a greater or lesser extent, the speed at which the piston M rises can be regulated in such a way that a new quantity of gas is only allowed to pass when all the combustion products have been expelled from the line A ¹ and the air to the mixer T has been expelled can get.

At this moment there is a new explosive mixture in chamber B , and a second explosion takes place as soon as the mixture comes into contact with igniter tube Y.

The piston valve M thus makes it possible to avoid the consumption of gas when it should not be necessary. It can quickly close under the influence of the pressure produced by the explosion, since the valve Q has a large cross-section, and the oil, which then has to pass from one side of the piston P to the other, quickly flows through it, but it opens slower because of the tap X switched on in the pipe V.

With this device one can compress large quantities of air, with all the force the explosion is exploited; moreover, the heat of the products of combustion only goes partly lost, since it can be used to warm the compressed air.

Godfather τ-An Proverbs:

i. Device for compressing air and gas by explosions, characterized in that by means of the usual draft in a chimney (C) provided with a valve (D ) through lines (A ¹ , Gy, with the interposition of valves (A ³ , G ³ and A *, G ⁵ J, the latter of which can be set using handwheels (A ⁰ , G ^a ) , air and gas after mixing in a pipe (T ) are fed to an explosion chamber (B) and there by means of any ignition device for explosion

plosion, whereupon after closing the valve (D) by the explosion pressure air and gas through the pipe

characterized by the fact that the gas, which only serves to form the explosive mixture, is passed through valves (G ^, M) .

lines (A ⁸ , G ⁸ ) pressed into collecting container j. is sucked through, whereby the valve (M)

will. i is arranged in such a way that the time to

An embodiment of the device according to! The same can be changed at will

Claim ι for the compression of air, there can.

For this purpose ι sheet of drawings.