DE1920624A1

DE1920624A1 - Verfahren und Einrichtung zum Verbrennen von fluessigen Brennstoffen

Info

Publication number: DE1920624A1
Application number: DE19691920624
Authority: DE
Inventors: Gabor Dipl-Ing Laszlo
Original assignee: Nikex Nehezipari Kulkereskedelmi Vallalat
Current assignee: Nikex Nehezipari Kulkereskedelmi Vallalat
Priority date: 1968-04-20
Filing date: 1969-04-18
Publication date: 1969-10-30
Also published as: FR2007489A1; RO56907A; GB1269262A; US3614282A; BE731693A; SE347567B; AT298650B; SU445221A3

Description

Patentanwalt· Berlin, d. "18· April 1969

Dipl.-lng.W.Meisjs«w

TB*rlin35(Orunewald) 387/581 I

NIKEX Nehezipari Külkereskedelml V4llalat, Budapest T, Dorottya-u. 6, Ungarn

Verfahren und Einrichtung zum Verbx*eanen Krön flüssigen

Brennstoff en

\ Die Erfindung besieht sich auf ein Verfahren und eine Einrichtung, die sum Verbrennen von flüssigen Brennstoffen, unter günstigeren Verbrennungsbedingungen, als bisher bekannt, geeignet? sind, ohne Buss« und Hauchoildung und frei von Unverbrannten, wo der flüssige Brennstoffbett einem gasartigen Medium in Berührung gebracht und »wieohea beiden ein GesohnindiBkeitsunterschied hervorgerufen, iffUf Oder gänzlich verdampft wird und ggg$ to*

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misch in eine an sich bekannte Verbrennungseinriolitung, oder eine Kraftmasohlne geführt wird· Die Erfindung ermöglicht das Verbrennen von asohehaXtlgen flüssigen Brenn« stoffen auf eine Weise, dass dabei die Anlagen, ζ·Βφ> die Kesselzüge asehenfrel bleiben« Mittels der Brfindune können Herstellungs- und Betriebskosten wesentlich realisiert «erden·

Im Einklang mit der grossen wirtschaftlichen Bedeutung der flüssigen Brennstoffe beläuft sich die Anzahl der zu ihrer Verbrennung geeigneten Anlagentypen ausseret hoch« Ihrem Wesen nach folgen diese zwei Grundprinzipien in ihrer Punktion,

laut dem einen Grundprinzip - hierher gehört die überwältigende Mehrheit der Anlagen - wird der flüssige Brennstoff auf irgendeine Weise serutäubt, zu feinen Flüssigkeitstropfen gestaltet und die so entstandene feine Xropfenmenge wird mit Luft vermischt verbrannt. Charakteristisch fü£ dieses Verfahren 1st, dass die Verbrennung schon anfängt» als sich der flüssige Brennstoff in der Form kleiner Tropfen noch 1« flüssigen Zustand be» findet. Zum Vorbrennen 1st also in diesem Falle eine» Verdampfung der Fluss igke its tropf en - unter der Wi rknng der Wärme - und Ihre Vermischung alt der Luft nötig» Infolge* dessen geht die Verbrennung lange und zögernd vor sich und wird alt grosser Flammenbildung; begleitet. Infolge der Verdampfung auf hoher Temperatur entstehen aus dem Brennstoff solche Stoffe, die schwer Verbrennbar sind und scheiden sich feine Kohle und feiner Suss «us« All dies hat die schadhafte Folge, d*·· zu« Verbrennen ein sehr grosser Feuerrrau» und hohe Fejierraumteaperatur benötigt werdenι außerdem darf dio Flamme keine kalte Fläche berühren, denn da· zieht die Bildung von ünverbrannten und Bus« alt sieh· Man vermucht auf verschiedene Welsen die Schwierigkeiten zu lösen· Sin· iet *-B, das sogenannte Vorkamer-Verfuhre^, wo «in fell der Verbrennungsluft

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dazu gebraucht wird, dass nur eine kleine Menge des Brennstoffs verbrannt wird· Mit der Hilfe der so gewonnenen Wärme wird die volle Brennstoffmenge verdampft, welche dann - dem Feuerraum zugeführt - mit der zum Brennen noch nötigen Luft vermischt wird. Die vorher erwähnten schadhaften Ersüheinungen treten aber mohr, oder weniger auch hier auf* denn die Verdampfung vollzieht eich auch hier bei hoher Temperatur, ein Teil der Brennstoffmenge wird doch auch hler auf die oben beschriebene Welse verbrannt und die Mischung zwischen Luft und Kraftstoff kommt während Verbrennung zustande. Ein. anderes Verfahren versucht die Verbrennungsluft auf eine sehr hohe Temperatür ( 500-600⁰C) vorzuwärmen, um den schadhaften Erscheinungen vorzubeugen· Dadurch verdampfen zwar die mit der Luft strömenden Brennstoff tropf en schneller, doch gibt es keine Garant io dafür, dass die noch unverdampften Tropfen nicht unter die Wirkung des Brennens kommen_f und auch dafür nicht, dass die Vermischung vor Beginn der Verbrennung beendet sei» Dieses Verfahren hat den grossen Nachteil, dass die Verbrennungsluft auf eine sehr hohe Temperatur vorgewärmt werden muss, Brennstoff und Luft müssen parallel strömen; es gibt keinen Geschwindigkeitunterschied und die Wärmeübergangßzahl 1st sehr klein· Allgemeiner Mangel und zugleich Ursache der mangelhaften Funktion dieser Verfahren ist die sehr hohe, über dem Siedepunkt des Brennstoffes liegende Temperatur der Verdampfung, die unvollständige Verdampfung der Brennstoff tropfen vor Beginn der Ver-. brennung, und auch die unvollkommen erfolgte Vermiechung·

Laut dem anderen Grundprinzip wird der flüssige Brennstoff zwecks Verdampfung entweder durch ein von ausaen her gewärmtes Gefäss geführt, oder er wird einer Flammenstrahlung ausgesetzt· So entstehen zwar keine Brennstofftropfen, aber die Verdampf ung bedarf auch hier einer Hitzeeinwirkung, deren Temperatur den Siedepunkt des Brennstoffe übertrifft, und vor Allem besteht keine Garantie dafür,dase

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Brennstoffdämpfe und Verbrennungsluft vor Beginn der Verbrennung vollkommen vermischt sind. Daraus folgen wieder unzureichende Verbrennung und Rissbildung* Sin grosser Nachteil dieses Verfahrens ist, dass dabei nur geringe Leistungen erwartet und die leichtesten Destillate verwendet werden können·

Aus den Bisherigen geht es schon hervor» dass bei einen zweckmässigen Verfahren für die Verbrennung von flüssigen Brennstoffen für den Beginn des VeifereimmgeTor-' gangs die folgenden Bedingungen bestehen!

Ie der flüssige Brennstoff ist in seiner ganzen Menge vordampft worden, befindet sich also in Dampfzustand; * .

2, Bronnstoff dämpfe und Verbrennungsluft sind miteinander vollständig vermischt worden·

Ausserdernwäre es zwecka&ssig» die Ycr&anpf ung bei einer niedrigen Temperatur (unter de» Siedepunkt? de· Brennstoffe) herbeizufUhren« Unter »eichen Bedingungen isft es möglich, ähnlich der Verbrennung gasartiger Stoff©,' selbst beim geringsten Zuftübersehuse, eio» vollständig·_f kleine, sog« blaue Flaume, frei rom BiMs₉J Bauofc wad Uh- · verbrannten» herzustellen· Infolge der geringen Gruse· <ϊϋ* Flamme wird ein sehr kleiner, oder überhaupt kein ¥*vursw nötig, die flamme bedarf keiner hohen ftaperatrcur ia Feuerraum, sie kann - ohne die Gefahr ein«* BtieenieAeaieAlages kalte Flächen berühren»

Zur Verwirklichung dieaee Ziel«« dien« das in der Erfindung beschriebene Verfahren und Stnriektasigj d*r*a Wesen i» Folgeeden gesebildert wird*

Oharakterietisch für all· bekannten Verfehrea 1st die Gleichzeitigkeit von Verdampfimg und V#rbremnm£· Bei einer anderen Weis· der VtrdejApfuag wird *b«r d«ff flüssig* Brennstoff alt eine« gasartigen Stoff, dessen f»aperatur den Siedepunkt des flüssigen Brennstoffes kann, in Berührung g«braeht_f wodaroh der verAaopf W

BADOFHGfNAL

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Sie Verdampfung seltefe wird prokfeisch'ausge « führt», indem iaan das genügend irorgawteafe© VeMampfuEsss« laedi'üa mit einer gewissen Geseteiadigfeeit- (zi»@©Is®issig wena woffiöglicliat höher) an der fläche des f llsaig@a Bsennetoffe_r oder aa ©iaar laife tea Iteaaasfe< ten Fläche ¥©3?beisfcr©aea läsgfe₉ ©der ladea dttreh den fltosigen Brenneteff geblasen »isdo Ia ■voB genügend grosser KLttehe und Ck>seh«lndi^kelt₉ dauefS di© Verdampfw&& des Breonst@ff@ @^lenge_e bis ^a₁ Saspfirngsmedäum gesäfe&igt wM« M@@9ia SaQisg' gesagt « atisschlieesiioli voa te? ^^esa%i@ Meag@ ¥oa Brennetoff_t grdjseei? ümm mM&lg®

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Wean nämlich dl· Verdampfung temperatur für eine Brenn etoffsorte bestimmt worden 1st (bei dieser Temperatur soll die Luft soviel Brenmstoffdampf enthalten, der dem vorbestimmten Luft über schuss genau entspricht), so wird mit einer veränderten Luftmenge— bei Einhaltung der ^eiv forderlichen Temperatur - immer eine verhältnlsm&seig» Quantität von Brennstoffdampf in dor Luft vorhanden sein. Dieses bedeutet, dass der LuftÜberschuss bei allen Leistungen gleich und dem vorgesehenen Optimum entsprechend bleibt.

Bas erfindungsgemasse Verfahren wird in der Einrichtung nach der Erfüidung verwirklicht, welche im FoI-ßradengeschildert wirdi

Die Verdampfung des flüssigen Brennstoffes bedarf es einer Hache, die swisehen Brennstoff und Vor· dampfungsmedium einen womöglich^ groesen Gaeohwindigkeitaunterschied ermöglicht. Dieser kann auf mehrere Welsen erreicht werden· Das Verdampfungsmedlua kann an einer ruhenden Brennstoff lache entlang geströmt werden* S&weckmässlger ist es, wenn sur Wärmeabgabe besonders geeignete Flächen, wie Drähte, Geflechte, Platten oder Gitter, von den Letzteren verfertigt, »it dem Brennstoff be~ net nt werden· Dies kann erfolgen, indem man auf die flächen, unter Wirkung der Gravitationskraft, Brennstoff fHessen lässt, oder wenn die !fläche in den Brennstoff getaucht und dann ausgehoben, der Wirkung des Verdampfiingemediums ausgesetzt wird· Auf diese Welse kann unter allen Umständen dafür gesorgt Werden (auch im Falle von gröes·«- rer Geschwindigkeiten), dass das Gemisch auaschlieselioh vordampften Brennstoff dampf und keinen flüssigen Brennstoff tropf en enthält· Sine andere Art der Gestaltung der Brennstoff-Fläche wäre, den Brennstoff auf kleine TeIIe₉ Streifen und Tropf en bu verteilen, tu» damit gross« Flächen bilden su können. Praktisch wird da· t.B* mit der Zerstäubung des Brennstoffes oder mittels des eog»' Bleselwerkes

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(wo der Brennstoff durch perforierte Platten tröpfelt) ausgeführt, deeeen zufolge Flüssigkeitsetreifen und Tropfen von grosser Fläche entstehen» Bei dieser Lösung muse ein Geschwlndigkeitsunterschied zwischen den Tropfen und dem Verdampfungemedium bestehen· Während Strömung*%en so entstandenen Flächen entlang» wird das Verdampfungsmedium gesättigt_f es rafft aber eine gewisse Menge von flüssigen Brennstoff in der Form kleiner Tropfen mit sich· Deshalb muss irgendwie dafür gesorgt werden, dass das Qe misch nach der Verdampfung von flüssigen Brennstofftropfen frei ist· Eine mögliche Lösung wäre noch den Brennstoffbehälter mit einer perforierten Scheideplatte zu versehen» durch welche das Verdampfungemedium gepresst wird. Die so entstandenen Blasen würden die erforderlich· Fläche liefern« Nach der Gemischbildung wird das Gemisch zur vorgesehenen Anwendung z.B. in einen Brenner geführt«

Bei erfindungsgemässen Einrichtungen war die Sättigung des Mediums mit Brennstoffdampfen immer erfolgt· In solchen Fällen war die genaue Temperatur zur Bestimmung der Menge des Brennstoffe entbehrlieh· Sollte es aber vorkommen, dass die genaue Temperatur des Gemisches aue Gründen der Zweokmässlgkeit nicht möglich, oder diese Überhaupt unmöglich erscheint· In dieoen Fällen soll der Brennstoff durch irgendeine Speisung« rt, *.B. mittel« Zuaeeepuape dem Verdampfer zugeführt werden, wo der Brennstoff restlos verdampft wird· Gleichseitig tue* «an aber auch für die Zuführung der entsprechenden Menge von Verbrennungeluft sorgen, was eich β.B. »it der Verstellung der Luftregelklappe verwirklichen liest· !lan soll auch dafür sorgen, dass die Temperatur des Verdampfungamediums nicht den Wert der Temperatur uucersohreitet, bei welches sich die erforderliche Menge noch verdampfen liest« Bei allen höheren Temperaturstuf en kann die linriohtung natürlich utt verändert gut in Betrieb gehalten werden· lach der Verdampfung soll das Gemisch vollkoseiaa

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vermischt und nachher sum vorgesehenen Verwendungszweck» ε ·Β· einen Brenner sugeführt werden«

Ausee? in Brennern su Wärme»wecken kann das Gealeoh auch in einer Verbrennungskraftmaschine verbrannt werden, um die so gewonnene Wärme sur Energle@r%eugtffig asu bonutcen. In diesem PaIXe wird das laut dem obigen vorbereitete Gemisch z.B. in einen Verbrennungsmotor geführt und hier unter denselben Bedingungen verbrannt, wie ζ·Β· Benzin-Gemisch, aber die Benutzung gilt als viel wirtschaftlicher, mit Hinsicht auf den niedrigeren Brennstoffpreise·

Das der Erfindung zugrunde liegende Verfahren und die zu seiner Verwirklichung dienende Einrichtung, die in den bisherigen allgemein geschildert worden sind, werden nun in Beispielen für einige Ausführungeformen mittels Abbildungen ausführlicher dargestellt·! Diese Abbildungen sind die Folgenden:

- Fig. 1,{ Skizze einer Einrichtung versehen alt Ver

dampfer mit Drahtflachet in Längaeohnittj

- Pig· 2f Teil der Pig. 1·, Querschnitt, in gröaae-

rem Uaastabf

- TIg* 3l Aufsicht von Pig.2f

- Tig· 4{ Einrichtung versehen alt Vorrichtung

8ur Haehmieohung der Luft ι Skies* In , Längsschnitt t
Pig· 5ί Ski**· einer Einrichtung versehen alt Yar»

daapfermit Piattenflachej in Äangsachnittι

- fig· 6j Teil von »ig· 5 in lÄngaachnitt, grösse-

rer Masatabf
-Flg.7I Schnitt von fig·6 entlang der Linie A-Ai

- Fig· 8} Ski»seeiner Einrichtung versehen alt Vor^v richtung aur Vorwäraung d·· Verdampfungs-

*. medium·, in Längseohnitti

- Fig,10ι Querschnitt des in Flg. 9 abgebildeten

Drehtrommel-. Verdampf ere g

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BADOfttÖIMAl

« Fig· lit Skizze einer Einrichtung versehen mit/ einem fileseiwerk-Verdampfer, In Längs« schnitt;

- Flg. 12{ Skizze einer Einrichtung versehen mit

Zeratäubungsverdampfer, in Längsschnittg

- Fig. 13s Querschnitt der Einrichtungfin Flg.

- Flg. 14j Skizze einer Einrichtung versehen mit

Zerstäubung und mit FläohenverdampfISDg₉ in Längsschnittι

- Fig. 15ί Skizze einer Einrichtung versehen mit

Speise-Vorrichtung, in Längsschnitt und

- Fig. 16s Skizze einer Einrichtung versehen mit

Blasenverdampfer, in Längsschnitt· Bei der Einrichtung nach Flg. 1 besteht die mit Brennstoff benetzte Fläche Im Verdampfer 1 au» Drähten 10 die - Dank Ihrer Fora - eine sehr günstige Värmeübertragungszahl haben. Der Brennstoff wird aus Behälter 2 in Leitung 1? In den Verteiler 4 geführt* Venn nötig« wird der Brennstoff im Vorwärmer 5 vorgewärmt, Wenn die· unnötig, flieset der Brennstoff ohne Vorwärmung in den Verteiler 4 und wird selbst vom Verdaapfunesmedium vor« gewärmt· Aus Verteiler 4 flieset der Brennstoff durch die Im Bodenteil des Verteilers angebrachten Offnungen 20 auf die Drähte· Beispiele für die Auebildung der Offnungen «erden In FIg₄ 2 und 3. gegeben· Sa ist *u beobachten, dass die Öffnung 20 et««· gröseer dimensioniert 1st, als der Draht 10, und ermöglicht, das· der Brennstoff durch die öffnung fliesten kann· Die Drähte 10 haben an beiden Inden drei Ansitze· 21 _t die zur zentralen Verlagerung der Drähte 10 la der öffnung 20 dlenenVUnter Wirkung.der Gravitationskraft flieset der Brennstoff an den Drähten 10 entlang und koaet denn durch die 1* unteren Boden 9 - ihnlloh, «ie oben - ausgebildeten Off· ¹ ni»fte» ta ; in de« Sttmler. 11* tlhreod Abf lu«·' de· . _:

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pfungsmedium abgedampft, und nur 4er Rückstand findet . seinen Weg in den Sammler 31. Di«*tr Hackstand wird vom Sammler 11 aus mittels Pua^e 15 iß den Behalte« 2 zurückbefördert. Zur Förderung des Verdaj^fungsaediume dient der Ventilator .16, die Regelung der su fördernden Menge erfolgt durch die üblichen Methoden, z.B. durch Drosselung, "der Drebsahländerung«

Die Vorwärmung des Mediums ist möglieh entweder durch einen besonderen Lufthitser, oder durch einen Lufthitzer, innerhalb des Bauehgasetro&va einer «it der Einrichtung verbundenen TOrmeverwertungwanl&ge ζ*· " B. Kessel, Ofen, usw.), oder etwa dadurch, dass ein feil der Hauchgase dem Medium beigemischt werden· Diese lets« tere Lorning wird später geschildert·

Soll bei der Anfahrt ein vorgewJIZBte* Verde»» pfungsmedium nicht tür Verfugung stehen, so kann su* Vorwärmung der Hilfeerhiteer 15 gebraucht werden, der nach Ventilator 16 gekoppelt ist₉ und «war solange, bis der Wäraeverwertungsanlag· selbst die sur Vorwarnung benötigte Wärme su liefern vermag· Heiuung des Hilfaerhitzers 15 kann mit elektrischem Strom, Gas, oder «inea anderen Brennstoff, oder z»B. mit Dampf erfolgen· Es genügt, wenn der letztere nur den Bruchteil seiner betriebsmäeslgen Vorwärmeleistung abgibt, denn «s 1st möglich, mit geringerer Leistung anzufahren und stufenweise auf grosser· Leistungen Überzugehen, sobald dl· erforderlich· Warme - übrigens Innerhalb sehr kurzer Zelt - zur Verfügung steht· Hach Anfahren wird der Hflfeerhiteer 15 au*s«r Betrieb gesetzt·

Das Anfahren wäre noch möglich mittels «In·· Hilfsbrennstoffes, dessen Verdampfung bei niedrigerer Temperatur möglieh 1st, und sich schon bei Umgebungstemperatur . verdampfen läset. In diesem Valle wird der Hilfebrenn .-stoff im Behälter J gelagert und durch Bahn 6 ta den Verteiler. 4 gelassen, während Bahn Ϋ verscnlossen bleibt^

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Nach Erwärmung wird Hahn 6 verschlossen und betriebsmässiger Brennstoff durch den geöffneten Hahn 7 in den Verteiler 4 gelassen. Soweit es nötig ist* kann auch der vorher erwähnte, doch bedeutend weniger leistungsfähig 4p«THifeerhltser 15 verwendet werden»

Aus den bisherigen ging es hervor, dass sum Zweck eines genauen standigen Wertes des huftüborschusoes di© Beständigkeit der Gemisch-Temperatur sehr wichtig ist. Dies kann aweekmässig ersielt werden, wenn im Wege dor^/

Strömung, nach dem Verdampfer, das Thermometer 18 oder

ein Thermodetektor angebracht wird, mit dessen Hilfe die erforderliche Temperatur entweder mit der Hand eingestellt* oder mit einem automatischen TemperaturregleraechanisffiUs gesichert wird.

Durch ein Gitter 19 am Brennkopf 12 wird die Sicherheit gesteigert. Zündung wird mit oinea autowati sehen elektrischen Zündapparat vollbracht.

In der Einrichtung gen&ss Fig. 1-*?· dampfung mit Verbrauch der vollen Menge der Verbrennunger luft vor sich. Wird hierbei nicht die volle Menge Verbren« nungsluft, oder eben ein anderes Gss, oder W&sserdaapf gebraucht, geschieht die Beimischung der noch nötigen Verbrennungsluft auf die Weiset ersiehfcXieh in Fig. 4· Au* Verdampfer 1 strömt das Brennstoff«-Gealeoh in deu Hisohrmua 22, wo es Mit der Verbsenixange&uft» sugefuhrt durch Leitung 24, vermischt und so in den Brenner 12 gebrecht

Fig. 5 selgt ein· Binrielitoag, ν·Ε*·ΰ·η ait «in*« V*rdaapf*r 1 _t wo di· V«rdJu^funf*fI*oÄ« «ui Plmtt·» 2$ besteht. Di· Platten ein4 - ihnlitJi 4« »ΐ*3ϊ1?·β XO •b«afalle in den unteren und oberen Keeoera befea*tl«t. Die bum Durchritt»* de« Brennstoff et nötifea $p*ltm konnten dadurch auegeeteltet werden _f Φμβ 4i# Flutten 2> «n Uw sen Baum, o4er an ihrer gtejurtee LIn^e; *atl«n$ ein« 9el« leafOTM h«ben uad eo in ä»* i«hli*w· W, die i^ ««r

merplatte eingeschnitten aind_f festsitzen können, wlt das in Fig· 6 und 6. ersichtlich let. Hieduroh hat der Brennstoff genügende Spalte zum Durchfluss»

Zur Verbesserung der Wärmeübertragung können dl· Platten 25 durch Pressen auf schmalere Flächen rer teilt und gitterartig gestaltet worden·

Fig· Qm zeigt eine zweclcoäasigu Methode zur Vorwärmung des Verdampfungamediums. Zu diesem Zweck wird der aus dem Feuerraum entsaugte fiauohgas dem Medium beigemischt. Grundsätzlich Hesse sich der Rauchgas aus beliebigem Zug und bei beliebiger Temperatur entnommen und zur Vorwärmung gebraucht werden, am eweokmässigston ist er jedoch dem Feuerraum au entnehmen, denn in diesem Falle ist eine sehr kleine Menge (ung. 10%) genügend, mit Hinsicht auf die hohe Bauchgas-Temperatur. Zu» Feuer-. . raum 30 gehört das Saueroh» 29 au* varmtaetaa Stahl, da· In Luftleitung 33 aUndet und το« luaaaran Luftstroa wirkungsvoll gekühlt wird. We fiidunf 4M eiuerohr· 29 ist la.Diffusor !^ eingefasst. Der Diffus?* 5* ist entweder fast angebracht, oder - sweokaftcsleer - ist idttels Stabes 35 axial beweglich. Daduroh ick «em arreioh«·» dass Bohrende 29 sich In einen &lffusortell bald ein·· kleineren, bald ein·β gröeeeren Deroheees^r· befind·*· Um eine Durohatrömune d·· lauohgases dureh das Saugrohr 29 su ermöglichen, bedarf ·· aiii·· Snwkabfall· swoen dan Endpunkten 4ta Rohres. Pleaar wird am loht, indem man für das taum dt· 8aufra*va· 29 «!»att solehan Qa*»- schnitt i» Diffusor M «§α1·, wo Λ»τ IM ·» %aa«an entspricht, dan erfordern ibt* Druckabfall a«rror«mr»- fins -. . ·—· · :\ -■; '";.'■ -

Die Tollstaadlge iHisHadiskelt dar kann Verlusten »uf olge₉ dia euter noraalan hiltniaaaei unTtrmeidlien si*d, nlokt gaslahart «ardan, mA die genau· Bagaluiig Her TüTittiüf-frntt \mn dan, Diese B»geluni wird amtistiar ait Ur s*n«all

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führten axialen Verstellung des Diffusor» 54 oder so vorgenommen werden, daee ein Signal vom Thermodetekter 28 durch die Leitung 51 dem Temperaturregel 27 entsandt wird und der Letztere verstellt den Diffusor 34 in der gewünschten Welse mittels Zugstabes 35· Bine vorläufige grobe Einstellung 1st mit der Hilfe der Verschraubung 36 möglich· Die Leiafang wird einfacherweise mit der Drosselklappe 32 geregelt, die zur Regelung der Verbrennungsluft-lfenge dient· Bei richtiger Einstellung der Temperatur wird im Verdampfer lamer eine, alt der Luft proportionale Brennstoff-Menge verdampft·

Bine abweichende Weise zur Benetzung der Verdampfungeflächen 1st, dass die Fläche in den Brennstoff getaucht und * wieder herausgehoben - der Wirkung dee Verdampfung*- mediums ausgesetzt wird· Ein Beispiel für diese Lösung und Ausführung wird in Fig· 9 und 10 ge ei igt. Die Trommel 58 bestehend aus Draht-, oder Plattenflächen dreht sich um die Achse 37 und wird bis zur Hälfte in den Behälter 39 voll alt Brennstoff getaucht* Während Umdrehung gelangen die aus de« Ol austretenden und befeuchteten Flächen in den Zug 40 , wo sie derWirkung des Verdampf ungern«diuaiausgesetzt sind·

Auf Grund der Erfindung wurden bisher einrichtungen geschildert, in deren Verdampfern sich keine Brennstoff tropf en bilden können und wo deshalb unter allen Bedingungen gesichert ist, dass im Gemisch kein· Flüssigkeitstropfen anwesend sind, !fan kann aber im Verdampfer 1 auch eine Fläche anwenden, die aus Brennstoff tropf en und Brennstoff streif en besteht· In diesem Fall ist aber notwendig, dl· von V«rdampfungsm«diua etwa nitgerafften Tropfea nachträglich abzuscheiden. Hn Beispiel für die Lösung dieses Problems zeigt Fig.11. Aus Behälter 2 flieset der Brennstoff auf die im Bodenteil befindlich·, perforiert· flatten 41 rinnt durch dio kleinen Löcher und gelangt endlich in den Sammler 42. Von hler wird der Brennstoff von.dor Pumpe wieder in den Behälter 2 gefördert;· Das Verdampfungemediuni gelangt durch Mundloch 43 in den Verdampfer, begegnet; dann bei fwwisaer Geschwindigkeit den nach abwärts fahrenden Brenn-

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•tot ftropf tn und Brennstoff streif en von grosser Fläche und dampft einen Teil von ihnen ab· Das so entstandene Gemisch kann noch Brennstoff tropf en enthalten» um welche abzuscheiden, wird es in den Tropfenabscheider 44 geführt, wo das Gemisch von den Tropfen befreit wird· Sodann gelangt das Gemisch «u ein·» Verwendungsort, £·Β· in den Brenner 12·

Er^iffiduüßaeomäßs kann die notwendige ßrennsfcoffläche noch durch Zerstäubung hergestellt werden· Zn den Fig.12. und 15 wird vom Zerstäuber 46 Brennstoff in den Behälter 45 zerstäubt, während die so entstandenen Tropfen eich mit dem durch die Öffnung 43$ strömenden Verdanpfungsmedium vermischen· Das Medium rafft die Tropfen mit sich nach aufwärts· Ihres eigenen Gewichte zufolge beginnen doch die Tropfen nach einiger Zeit abzufallen und bringen dadurch den Geschwindigkeitsunterechied zwischen den Tropfen und Verdampfungemedium zustande, welcher zur Wärmeabgabe notwendig ist· Von dieser Differenz bewirkt, wird ein Teil der Tropfen verdampft, und der unverdampfte Teil sammelt sich am Boden deo Verdampfers susammen «ad wird von hier mittel· einer Pumpe in den Behälter zurückgefordert· Die la Gemisch gelegentlich zurückgebliebenen Tropfen werden mittels Abscheider 44 abgeschieden, und von hier gelangt da· Oeaieoh zur Benutzung, z.B. in den Brenner 12 · Die Prinzipien der in obigen geschilderten zweierlei Verdampfer lassen sich zweckmässlg auch vereint verwenden, wie das aus FjLg. 14 ereiohtlich ist. Hier besteht die Fläche des Verdampfers 1 aus Drahten oder Platten· Der Brennstoff wird vom Zerstäuber 46 in den Verdampfer 1 zerstäubt« Der lerstäubt· Brennstoff wird vom einströmenden Verdampfungsafdiw mitgerafft und auf die . Flächen niedergeschlagen, und von daeelbet teils verdampft· Der Rückstand flieset an den Flächen herab, kernet im den 11 und wird von hier mittel· Pumpe in den Behälter zurückgefordert. Besteht &U Fläche aus Platten, eo werden dieselben zweckmäesie schräg zur Richtung 4er Strömung angebracht.: um ein besser·· Schleudern der Tropf en sichern zu können· Au· Sicherheitsgründen wird - der Einrichtung folgend — auch ein

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Tropfenabscheider 44 verwendet·

In den bisher geschilderten der Erfindung zugrunde liegenden Einrichtungen wurde die Brennstoff-Uenge von dor Temperatur des Gemisches bestimmt. Wie schon früher erwähnt» 1st auch eine solche lösung möglich, wo die Brennstoff-Menge von einem Dosierapparat bestimmt wird· In Fig. 15 wird der Brennstoff von einem Dosierapparat 47 Ca.B. Zumesapuuipe) aus Behälter 2 in einen Verdampfer irgendwelcher Lösung gefördert;· Die Verdampfungsfläche folgt einer Dimensionierung, die Temperatur und Geschwindigkeit des Verdampfungsmediums sind so gewählt worden, damit auch die für die groeste Leistung erforderliche Brennstoff-Menge verdampft werden kann· Der eingeführte Breon-»- stoff verdampft also restlos und man soll nur dafür Sorge tragen, dass die Temperatur des Gemisches den festgesetsten Wert nicht unterschreitet·

Auseer den bisher geschilderten Methoden ist die Verdampfung des Brennstoffs, arfindungsgeaäse auch auf die Weise möglich, dass das VerdanfungSHediu» du£eh den JteimiBtotf geblasen wird. Die erforderliche Flüche ist die der 71äeh® der Blasen entsprechende Brennstoff-Fläche, und die uepohwindig-» keit ist mit der Strömungsgeschwindigkeit de? naeii aufwarte fahrenden Blasen gegeben· Ein Beispiel für ein solches Gerät wird in Fig.16 veranschaulicht· Der Brennstoff flieset dauernd aus Behälter 2 In das Abdampfgefäss 48 , wo im Unterteil sieh die dicht perforierte Platte 49 befindet· Das Verdaapfungsmedlum strömt - alt einem Druck» der genügend ist₉ die darüber befindliche Brennstoff säule cu überwinden - durch Leitung 42 und durch die Löcher der Platte 49 , und bildet kleine Bissen· Der Brennstoff wird auf der gewonnenen . Brennstoff-fläche solange vom Verdampfungeraedlum verdampft, bis selbst des Medium eine Sättigung erreicht· Das Medium tritt aus der Flüssigkeit aus und verlässt das Verdampfungsgef äse 48 durch die obere öffnung und gelangt in den Tropf enabecheider - wenn erforderlieh - und von dort sub Verwendungeort, t*B. in einen Brenner·

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im

Zum Abschluss muae noch ein Problem erwähnt werdenj das mit dem der Erfindung zugrunde liegenden Verfahren verbunden ist· Es ist bekannt, dass gewisse Brennstoffe - wenn auch in kleiner lienge - unverbrennbare Komponenten, Asche enthalten, deren Menge 0,5 - 0,5 % erreichen kann· In den bisher bekannten Feuerungsanlagen für aschehai tigcn Brenn&toffe fand dio Asche, in allen Fällen , ihren Weg in die Rauchgase und mit diesen, in die Verwertungsanlagen (Kessel, usw.), eetzte eioh in den Zügen herab und beeinträchtigte den Wirkungsgrad der Anlage* Eine Beseitigung dee Asche war also vonnöten, und zwar im Allgemeinen auf eine ziemlich umständliche Weise* Diese Aufgabe steigerte die Kompliziertheit der Anlage und trug beträchtlich auch zur Erhöhung der Krzeugungskosten bei* Das erfli)dungsgemä8se Verfahren besitzt auch den ausaarordentlichen Vorteil, dass keine Asche in die Züge der Wärmevarwertungeanlage kommt, sondern lässt sich schon in der Peuerungsanfeg · abscheiden und einfach entfernen· Im Laufe der Verdampfung wird nämlich nut der Brennstoff abgedampft, während die Asche Im Brennstoff konzentriert verbleibt, solange sich der Brennstoff konzentriert verbleibt, solange sich der Brennstoff sättigt und die Asche sich auszuscheiden eilfängt· Sie auegeschiedene Asche - nicht mehr in gelöstem Zustand, aber in sehr geringerer Konzentration - ist nicht imstande, im Verdampfer abzusetzen wegen der nach abwärts gerichteten Bewegung, sie fährt also zusammen mit dem Brennstoff und verlässt mit ihm den Verdampfer· Die Aufgabe ist nun, die Asche ausserhalb des Verdampfers vom Brennstoff abzuscheiden. Hierfür bieten sich mehrere Konstruktionen ο Lösungen* Die einfachste Lösung beisteht darin, dass der zurückkehrende Brennstoff in einen solchen Betriebebehälter geführt wird, wo er mit kleiner Geschwindigkeit nach aufwärts strömt* Dies erreicht man«,einfach dadurch, dass der Anschluss der Rückleitung zum Behälter höher angeordnet 1st, als der Anschluss der Ausflussleitung. In diesem fcalle versinken die Aschenteile grösseron spezifischen Gewichte; si· »etsen sich und sammeln sieh Im Bodenteil des Behälters und lassen sieh einfach,

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in einer Menge entfernen·-Der nach oben strömende Brennstoff vermischt sich - von den ausgeschiedenen Aschenteilen befreit mit frischem Brennstoff und gelangt wieder in den Verdampfer.

Laut einer anderen Lösung wird der zurückkehrende Brennstoff unter Druck der Förderpumpe durch ein Filter geführt,

welches die ausgeschiedene feste Acehe - bestehend aus kleinen Körnchen - ausfiltert·

Endlich kann zur Entfernung der Asche auch das Schleuderverfahren gebraucht werden· Zu diesem Zweck wird der zurückkehrende Brennstoff entweder durch Filterzentrifuge, oder Absetztentrifuge geführt, welche die körnigen Aschenteile auefiltert, bzw. absetzt. Xn allen drei Fällen kann die Abscheidung der Asche vollkowen kontinuierlich vor sich gehen und ihre Entfernung kann je in langen Zeiträumen/in einer Hasse, ohne Rückstände und auf die einfachste Weise durchgeführt werden· Zur Steigerung der Wirksamkeit können die drei Methoden, oder zwei von ihnen auch kombiniert verwendet werden·

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Claims

Patentanspruches

1Λ Verfahren sum Verbrennen von flüssigem Brennstoff, d a d u r chi gekennzeichnet , dass irgendein gasartiges Medium, z.B. Gas, Luft, Wasserdampf, an einer nit flüssigen Brennstoff benetzten Fläche oder an einer von flüssigem Brennstoff, durch dessen Verteilung auf klein» Teilchen gebildeten Fläche entlang geführt wird - im letzten Falle der unverdarapfte Brennstoff angesammelt und abgeführt wird -, oder das gasartige Medium durch den flüssigen Brennstoff durchgeblasen wird, Brennstoff durch Berührung mit dem gasartigen Medium verdampft wird, und nachher das so hergestellte Gemisch in eine, an sich bekannte Verbrennungsanlage, oder Kraftmaschine geführt wird·

2· Verfahren nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet , dass die Geschwindigkeit des Brennstoffs, in der Beechwindigkeiteriehtung dee Verdampfungeeediume, von der Geschwindigkeit des Mediums abweichend ist·

3· Verfahren nach Anspruch 1, oder 2, dadurch ge» ! kennzeichnet , dass die Bewegung dee Brennstoff e im Verdampfer durch die Gravitationskraft zustande gebracht wird*

4. Verfahren nach einem der Ansprüche X bis 5? dadurch gekennzeichnet , dass das gasartige Verdampfungemedium vorgewärmt wird*

5· Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , dass die Temperatur des Gemisches unter dem Siedepunkte des Brennstoffs gehalten wird·

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch³ gekennzeichnet , dass zur Verdampfung eine Quantität von Luft gebraucht wird, welche zur Verbrennung des von ihr verdampften* Brennstoffs eben erforderlich ist·

7· Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, d ad u r c h gekennze ich net , dass zur Verdampfung nur ein Teil der Verbrennungsluft, oder irgendein verbrennbar^, oder unverbrennbares Gas, oder Wasserdampf gebraucht wird, und

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Oat· die sür vollkommenen Verbrennung erfordeliohe Luft nach Verdampfung dem Gemisch beigemischt wird· 8· Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7# d a d u r c h gekennsei c h η e t , dass der Brennstoff vor seiner Einführung in den Verdampfer vorgewärmt wird· 9· Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, d a d u r c h g e k β η η t e lehnet , dass die mit dea Brennstoff benetste Fläche mit dem Brennstoff und dann mit dem Verdampfungamedium wechselweise in Berührung gebracht wird·

ld· Einrichtung zur Aueübung dee Verfahrene nach einem der

. . Ansprüche 1 bie 9, dadurch gekennte lehne t, dass dieselbe zur Speicherung von Brennstoff einen Behälter (2), und tür Förderung des Verdampfungsmediume einen Ventilator (16) hatι welche letzteren Anschluss haben sum Verdampfer 1, welcher nur Berührung «wischen Brennstoff und Verdampfungemedium, bsw· tür Verdampfung des Brennstoffes und tür Vermischung des letsteren mit dem Verdampfungamedium dientι dass der Verdampfer Anschluss su einer In sich bekanntem reue..«· rungsanlafs, c.B. Brenner (12), oder Verbrennunga-Kraftaaschine hat; endlich, dass die Einrichtung ein Mittel tür Vorwärmung dee Verdampfungemediums β.B. Hilfserhitser Li) hat.

11· Einrichtung nach Anepruoh 10, dadurch gekennzeichnet, dass sur Vorwärmung des Verdampfungemediums ein Lufterhitzer dient, welcher von den Rauchgasen der sum Brenner Xl2) angeschlossenen WärmeverweJfcungeanlage erwärmt wird.

12· Einrichtung naoh Anspruch 10 oder U, dadurch g · kennteichnet , dass dem Brennstoffbehälter (2) parallel ein Zueats-Brcnnetoffbehälter angeschlossen 1st· Einrichtung nach einem der Ansprache 10 bis 12, d B-durch gekenn seich net» dass dieselbe sur Förderung des Brennstoffs mit einem einstellbaren Doaierapperat versehen 1st«

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BAD

14· Einrichtung rmch einem der Ansprüche 10 bis 15t dadurch . gekennzeichnet ,dass die Verdampf ungsf la ehe aua - mit Brennstoff benetzten - Drähten ClO), Geflechten, Matten (.25), oder aue Gittern, die aus den ersteron verfertigt wurden, zusammengesetzt sind·

15· Einrichtung nach Anspruch 14, d « d u r c h r β k e η n — ζ oi c h η e t , dass die Elemente tier Verdanpfuatjoflache mit ihren Enden in die Wände von Kammern (6,9) stecken und in den Wanden auf eins Art befestigt sind, dass sich zwischen den Endungen und Wänden zum Durchfluss des Brennstoffs genügend grosse Spalten befinden·

16. !Einrichtung nach Anspruch 14, d a d u r c h - g e k β η η zeichnet, dass dieselbe mit einem Mechanismus versehen ist, der die Elemente der Verdampfungsflache - *·Β· Drähte, Geflechte, Platten - wechselweise mit dea Brennstoff, und von ihm herausgehoben, mit dem Verdampfungemedium in Berührung bringt· ,

17· Einrichtung nach Anspruch 16, d a d u r o( h gekennzeichnet, dass die Betätigungeanlage für die Elemente der Verdampf ungsflache eine Drehtrommel C38) 1st, deren Unterteil in einen mit Brennstoff gefüllten Behälter (39) taucht, und der Oberteil in den Zug (40) des Verdjunpfungamediums mündet·

18· Einrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 17, dadurch g e k e η η ζ e i c h η e t , dass vor den Verdaapfungsflachen ein Zerstäuber (46) eingebaut ist·

19· Einrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch g e k e η η ζ e 1 cha et , dass sur Bildung der sur Verdampf ungsf lache dienenden rieselnden Streifen und Tropf en perforierte Schalen (41) verwendet werden·

20· Einrichtung nach einem d.ir Ansprüche 10 bis 13, dadurch g e kennte! c h η e t , das· die Verdampf ungsf IM ehe bildenden Brennstofftropfen von eine» Zerstäuber erzeugt werden (46), und dass die Einrichtung unten einen Anschluss sur Ableitung des unverdsmpften Brennstoffes, und oben einen

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£ ... .-_;^ BAÖORIGINAL

Anschluss tup Ableitung dee Gemisches besitzt· '

21. Einrichtung nach einem der Ansprüche 10 biß 13, dadurch gekennzeichnet , dos· das dazu gehörige Verdampf ungsgef äse (48) eine perforiert· Scheideplatte (49) hat, unter «elcher eine Anschlussstelle (43) für das Verdmmpfungsmedium angebracht ist, während die Brennstoff »Zufuhr unter, oder über der Platte (49) angebracht 1st·

22. Einrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 20, dadurch gekennzeichnet , dass vor Brenner (12), la Wege des Gemisches, oin Tropfenabscheider (44) verwendet wird.

23· Einrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 22, dad ure h ge k ο η η ze 1 chnet , de ob der im Verdampfer unverdampft gebliebene Brennstoff mittels einer Pumpe (13) in den Behälter (13) «urückgofordert wird·

24. Einrichtung nach einen dar Ansprüche 10 bis 23, d ad u rc h gekennzeichnet, dass das Bauohgae-Abaaugrohr (29) - zur Vorwärmung des VerdampfnngsmeiUums dienend und angeschlossen zum irgendwelchenlugt odor Feuerraum dar nach Brenner (12) folgenden Wttrmeverwertungsanlage (30) im Diffusor (34) im Zug (33) des Verdampfungeoediuma endet, und dass der Diffusor entweder befestigt, oder axial vor* stellbar 1st. ν '

25« Einrichtung nach Anspruch 24, dadurch- g e k e η η zeichnet, dass der Diffusor (34) mit einem Gestände (35) versehen 1stt Mit dessen Hilfe der Diffusor entweder manuell οineteilbar ist, oder zur Einstellung desselben ein, mit dem Gestänge (35) verbundene automatische Temperaturregler (27) dient. ^

26. Einrichtung nach einem üur Ansprüche 10 bia 25, dadurch gekennzeichnet, dasn dieselbe zur Reinigung in den Verdampfer (1) zurückgeforderten Brennetoffa eine Zentrifuge« einen Abaetsbehalter, oder ein, aus gestaltete· Aggregat beeitzt. ^: "" .

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