DE160971C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Bei der Verbrennung von Gasluftgemischen ist es in vielen Fällen wichtig, die Verbrennung auf einen möglichst kleinen Raum zu beschränken bei gleichzeitiger Erreichung hoher Temperaturen. Um solches zu erzielen, muß die Verbrennung des Gemisches sich in möglichst kurzer Zeit vollziehen.

Es ist zwar bekannt, eine raschere Verbrennung dadurch hervorzubringen, daß man

ίο das Gas und die ganze zur Verbrennung bestimmte Luft schon vor der Verbrennungsstelle innig mischt. Da aber diese Mischung ein explosibles Gemenge darstellt, so wird die Flamme von der eigentlichen Verbrennungsstelle nach der Mischungsstelle zurückzuschlagen suchen. Zur Vermeidung des Zurückschiagens sind schon verschiedene Maßnahmen getroffen worden, wie z. B. das Einbauen von Sieben und anderen die Flamme abkühlenden Körpern.

Nach vorliegender Erfindung soll dieser Nachteil des Zurückschiagens dadurch beseitigt werden, daß man Gas und Luft der Verbrennungsstelle zwar getrennt zuführt, aber dem Gase vor der letzteren einen Teil der zur Verbrennung bestimmten Luft zusetzt, ebenso der Luft in derselben Weise einen Teil des zur Verbrennung bestimmten Gases zusetzt, jedoch die Zusätze so beschränkt, daß keines der so gebildeten Gemische in sich brennbar ist.

Ein Teil dieses Verfahrens, nämlich der, bei welchem dem Gase vor der Verbrennungsstelle etwas Luft zugesetzt wird, ist bereits im bekannten Bunsenbrenner ausgenutzt. Allein die hiermit erreichte Wirkung der schnelleren Verbrennung" wird bei vorliegendem Verfahren noch dadurch erhöht, daß nicht, wie im Bunsenbrenner, überreiches Gemisch mit reiner Luft, sondern mit einem überarmen Gasluftgemisch an der Verbrennungsstelle zusammengebracht wird.

Die bekannte Erscheinung, daß im Bunsenbrenner das Gas schneller verbrennt als bei der gewöhnlichen Flamme, bei welcher keine Luft dem Gase vorher beigemischt wird, hat ihren Grund in den folgenden zwei Tatsachen :

1. Ein bei einer bestimmten Temperatur noch nicht brennbares, überreiches Gasluftgemisch wird durch Erhöhung der Temperatur zündbar.

2. Je höher die Temperatur der ineinander diffundierenden Gasarten ist, desto gößer ist die Diffusionsgeschwindigkeit.

Zu i. Beim Austritt des überreichen Gemisches aus dem Bunsenbrenner in die reine Luft wird diese in das Gemisch diffundieren und sofort mit den äußeren Gasluftteilchen ein zündfähiges Gemenge bilden, welches unter Bildung einer Flamme zur Verbrennung gelangt. Diese Flamme erhitzt das innere, noch nicht mit der Außenluft zusammengebrachte überreiche Gemisch, wodurch dieses ebenfalls zur Entzündung gebracht wird. Die Gase kommen also teilweise schon vor der Diffusion mit der Außenluft, also schneller als bei einem gewöhnlichen Brenner zur Verbrennung.

Zu 2. Durch diese schnellere Verbrennung und die dadurch hervorgerufene höhere Temperatur wird die Diffusion der Außenluft

in das Gas im Innern der Flamme beschleunigt und dadurch eine weitere Beschleunigung des VerbrennungsVorganges erzielt.

Wird nun nach dem vorliegenden Verfahren statt reiner Luft überarmes Gemenge verwendet, so wird die beim Bunsenbrenner auf der Gasseite oben unter i. geschilderte Wirkung sich auch auf der Luftseite wiederholen , indem durch die Wärmeübertragung

ίο der Flamme nicht nur das überreiche Gemenge vor seiner Diffusion mit dem überarmen, sondern auch das überarme Gemenge vor seiner Diffusion mit dem überreichen sich entzündet, wodurch die Flamme noch weiter verkürzt wird, als dies beim Bunsenbrenner durch den unter 1. beschriebenen Einfluß geschieht.

Durch die hierdurch bewirkte weitere Steigerung der Flammentemperaturwird die Diffusion noch weiter beschleunigt und dadurch der Verbrennungsvorgang noch mehr abgekürzt.

Zu bemerken ist noch, daß die Verbrennung

auf eine gewisse kurze Strecke sich in die noch nicht gemischten Einzelgemischströme erstrecken kann, insofern diese durch die Temperatur der heißen Flamme miterwärmt werden. . Die dadurch entstehende Flamme im Einzelgemischstrom ist wegen der unvollständigen Verbrennung weniger heiß und darum auch nicht geeignet, eine gleich große Hitzeentwicklung auf die weiter zurückliegenden Teilchen auszuüben und diese daher auch ihrerseits brennbar zu machen. Die Fortpflanzung der Flamme in den Einzelgemischströmen findet darum eine gewisse Grenze. Je mehr sich die Zusammensetzung der Einzelgemischströme der Knallgasmischung nähert, desto weiter wird diese Grenze zurückliegen, desto größer wird daher die erzielte Wirkung (heiße und kurze Flamme) sein, desto größer wird aber auch die Gefahr des vollständigen Zurückschiagens der Flamme in den Einzelgfemischströmen sein.

Die Zeichnung veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel des vorliegenden Verfahrens; es ist hierbei angenommen, daß die Verbrennungsgase eines hochgespannten Gemisches von Gas und Luft zum Betrieb einer Gasturbine dienen.

Von den beiden, stets mit hoch gespannter Luft bezw. mit Gas angefüllten Kesseln L und G führen die Leitungen c und d nach der Verbrennungskammer A. Die hier durch die Verbrennung des Gasluftgemisches erzeugten Verbrennungsgase werden durch eine oder mehrere entsprechend gestaltete Düsen e der Gasturbine T zugeführt. Zum Zweck, der der Verbrennungskammer A zuströmenden Luft schon vor ihrem Eintritt in dieselbe etwas Gas zuzuführen, zweigt vom Gaskessel G eine Leitung/ ab, welche in die Luftleitungc mündet; in derselben Weise steht der Luftkessel L durch Leitung g mit der Gaszuleitung d in Verbindung. Durch die in die Leitungen eingeschalteten Hähne i, k und / können die nach dem Brenner fließenden Gemischströme derart geregelt werden, wie sie sich für den praktischen Betrieb als am vorteilhaftesten erweisen.

Das vorliegende Verfahren kann anstatt für Gasturbinen in der gleichen Weise auch für Schmelz- und Lötzwecke sowie zur Beheizung von Dampfkesseln aller Art verwendet werden.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch :

   Verfahren zur Beschleunigung der Verbrennung bei Gasluftgemischen, dadurch gekennzeichnet, daß dem Gasstrom eine zur Verbrennung nicht genügende Luftmenge und dem Luftstrom eine zur Verbrennung nicht genügende Gasmenge zuführt wird, worauf diese beiden Gemischströme dem Verbrennungsräume getrennt zugeführt werden, zum Zweck, eine mögliehst rasche Verbrennung zu erzielen.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.