DE1945259A1 - Dampfversorgungsanlage - Google Patents

Description

• lainpfvers orgungsanlage Die Erfindung bezieht sich auf eine Dampfversorgungsanlage mit einer Ausströmdüse und einer Brennkammer, die unter Verbrennung eines Brennstoffs mit Luft Energie zur Dampferzeugung liefert.
• Derartige Dampfversorgungsanlagen können insbesondere in Verbindung mit Reinigungsanlagen benutzt werden, bei denen dem Dampf oder den Wasserteilchen noch ein Reinigungsmittel zugesetzt werden kann. Der Einfachheit halber wird der Erfindungsgegenstand lediglich in Verbindung mit einer derartigen Reinigungsanlage beschrieben. Die nach der Erfindung aufgebaute Dampfversorgungsanlage kann man jedoch auch für andere Zwecke verwenden, beispielsweise dbsrall dort, wo Dampf erzeugt werden soll, der dann unter Druck zu irgendeiner Stelle oder einem Ort geliefert werden soll.
• Die bekannten, unter Druck stehenden Reinigungsanlagen enthalten im allgemeinen einen Dampfgenerator mit einer Dampfrohrschlange, die zum Wärmeaustausch in einer Brennkammer angeordnet ist. Dieser Rohrschlange wird unter Druck Wasser zugeführt. In der Brennkammer wird das Wasser unter Druck in Dampf umgesetzt, und der auf diese Weise erzeugte Dampf wird über einen flexiblen Schlauch einer Ausstrdm- oder Druckdüse zugeleitet. Die DUse kann man dann auf die zu reinigende Pläoho richten. Derartige Anlagen worden vor allem in Autowaschanlagen, Kraftfahrzoug-Workatätten, Heizungs- und Klimaanlagen.
• Reparaturwerkstätten und in anderen Betrieben und Werkstätten, in denen Gegenstände gereinigt werden müssen, benutzt. Im allgemeinen wird der Anlage ein. Reinigungsmittel zugesetzt, ;so daß der aus der Druckdüse ausströmende Dampf mit einer heißen Reinigungsmittellösung durchsetzt ist.
• Die bekannten Anlagen der beschriebenen Art weisen jedoch zahlreiche Nachteile auf. So entstehen vor allem infolge der schlechten Wärmeübertragung an den Dampfrohrschlangen große Wärmeverluste. Die zum Erhitzen der Rohrschlange benutzten Verbrennungsprodukte werden sehr schlecht ausgenutzt. Obwohl die Verbrennungsprodukte noch eine große Wärmemenge enthalten, werden sie bereits nach außen abgegeben; Ferner werden bei den bekannten: Rohrschlangenanlagen schädliche oder sogar giftige Gase von der Brennkammer in die äußere Umgebung abgegeben, da die Verbrennung unvollständig ist. Ferner sind die Dampferzeugungsschlangen sehr schwer und sperrig und enthalten manchmal Metallrohre mit einer Länge von vielen Metern.
• Ein weiteres Problem ist die Rußbildung und das Abblättern der Rohre. Dadurch können weitere Wärmeverluste entstehen.
• Weiterhin sind die Rohre infolge Korrosion und Rost einem schnellen Verfall unterworfen.
• Bei den herkömmlichen Anlagen tritt also eine unvollständige Verbrennung und ungenügende Ausnutzung der durch die Verbrennung erzeugten Wärme auf. Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Dampfversorgungsanlage zu schaffen, bei der diese Schwierigkeiten nicht auftreten, bei der also eine nahezu vollkommene Verbrennung erreicht wird und nahezu die gesamte durch Verbrennung erzeugte Wärmemenge für den Re inigungs vorgang nutzbar gemacht wird.
• Diese Aufgabe wird bei der eingangs beschriebenen Dampfversorgungsanlage nach der Erfindung-dadurch gelöst, daß eine Einrichtung den 3rennst,off und die Luft über eine Einlaßeinrichtung der 3rennkamwer unter Druck zuführt und daß eine steuerbare Einrichtung den durch eine Auslaßeinrichtung strömenden Verbrennungsprodukten Wasser zusetzt, das dabei momentan in Dampf umgesetzt und ->usammen mit den Verbrennungsprodukten der Ausströmdüse zugeführt wird.
• Nach der Erfindung wird also eine Anlage geschaffen, 9ie ein unter Druck stehendes gasförmiges und ggf. auch flüssig emisch erzeugt und dieses über eine Düse einer Arbeitsstelle zuführt. Das Gemisch enthält die gasförmigen Verbrennungsprodukte, die einen gasförmigen Träger für Dampf und bzw. oder Wass erteilchen bilden.
• Mit der nach der Erfindung aufgebauten Dampfversorgungsanlage kann man eine Reinigungsanlage schaffen, in der ein Kraft-oder Brennstoff unter erhöhtem Druck in einer Brennkammer kontinuierlich und wirkungsvoll verbrannt wird. Bevor die dabei entstehenden heißen Verbrennungsprodukte einer Ausström-oder Druckdüse zugeführt werden, wird ihnen Wasser zugesetzt.
• Die nach der Erfindung aufgebaute Anlage arbeitet mit einem sehr hohen Wärmewirkungsgrad, da die Verbrennungsprodukte einen Teil des unter Druck stehenden heißen Gas-Flüssigkeits-Gemischs bilden, das an der Verwendungs- oder Gebrauchsstelle der Ausströmdüse entströmt. Die Verbrennung in der Brennkammer wird dabei unter solchen Bedingungen ausgeführt, daß keine schädlichen oder giftigen Gase oder Dämpfe auftreten, die normalerweise bei einer Reinigungsanlage mit Dampfrohrschlangen vorhanden sind. Vor der Zugabe oder Injektion des Wassers oder Reinigungsmittels enthalten die gasförmigen Verbrennungsprodukte bei der nach der Erfindung aufgebauten Anlage etwa 13,2% Kohlenstoffdioxid, 0,2% Sauerstoff und etwa 86,6 Stickstoff oder andere inerte Gase, einschließlich Wasserdampf.
• Perner ist es bei der nach der Erfindung aufgebauten Anlage möglich, weitere oder sekundäre, der Anlage zugeordnete Wärmequellen zu benutzen, um die Kapazität un bzw. oder den Wirkungsgrad der Anlage im Vergleich zu den herkömmlichen Dampfreinigungsanlagen zu erhöhen oder zu verbessern. So kann man beispielsweise nach der ~Erfindung die vom Druckluftkompressor erzeugte Wärme ausnutzen. Dies wird dadurch erreicht, daß das in den Gasstrom zu injizierende Wasser zunächst durch einen Kühlmantel geleitet wird, der den Kompressor umgibt.
• Dadurch wird das Wasser vor seinem Eintritt in die Verbrennungsproduktströmung vorgewärmt. Weiterhin kann man nach der Erfindung einen beachtlichen Teil der in der Brennkammer erzeugten Wärme dadurch nutzen, daß das Wasser vor seinem Eintritt in die Verbrennungsproduktströmung durch einen die Brennkammer umgebenden Kühlmantel geleitet wird. Dadurch wird zum einen ein Teil der in der Brennkammer erzeugten Verbrennungswärme dem Wasser direkt zugeführt und zum anderen werden gleichzeitig dabei infolge des Wärmeaustauschs in dem Kühlmantel die Wände der Brennkammer gekühlt, so daß die Innenwand der Brennkammer auf einer Temperatur gehalten werden kann, bei der keine schädlichen Hitzeeinwirkungen auftreten.
• Weiterhin zeigt die nach der Erfindung ausgebildete Anlage einen kompakten Aufbau, da die sperrigen Dampfschlangen inden herkömmlichen Anlagen nach der Erfindung durch eine unter Druck stehende Brennkammer in Verbindung mit Wasserinjektion ersetzt ist. Dadurch entfallen gleichzeitig die übrigen mit den Dampfschlangen verbundenen Schwierigkeiten. Nach der Erfindung wird das vorerwärmte Wasser direkt in den heißen unter Druck stehenden Verbrennungsprodukten zerstäubt. Dadurch entsteht die für einen guten Wärmeübergang notwendige große Oberfläche, um Dampf, heißes Wasser oder eine Mischung aus Dampf und feinen Wasserteilchen zu erzeugen. Die schweren sperrigen Dampfschlangen sind bei der nach der Erfindung ausgebildeten Anlage nicht- notwendig. An den zur Dampferzeugung benutzten Teilen setzt sich kein Ruß ab. Es tritt auch kein Abblättern auf. Die Bauteile unterliegen daher auch nicht dem schnellen Verfall, wie es bei den herkömmlichen Anlagen der Fall ist.
• Weiterhin sind die bei der erfindungsgemäßen Anlage benutzten Baueinheiten leichter und bei weitem nicht so sperrig, wie bei den herkömmlichen Anlagen mit Dampfrohrschlangen. Diese Feststellung gilt unter der Voraussetzung gleicher kapazität.
• Weiter ist es bei der nach der Erfindung aufgebauten Anlage im Gegensatz zu den herkömmlichen Anlagen möglich, die Betriebsbedingungen derart zu steuern oder einzustellen, daß ein heißes gasförmiges Reinigungsmittel erzeugt wird, das die sehr heißen Verbrennungsprodukte als Träger und entweder Dampf oder fein zerteilte Wasserteilchen oder eine Mischung aus Dampf und feinen Wasserteilchen enthält, die von dem gasförmigen Reinigungsmittel getragen werden. Die Betriebs bedingungen können derart eingestellt werden, daß der Dampf entweder berhitzt oder gesättigt ist. Sofern es gewünscht ist, kann man dem gasförmigen Gemisch ein Reinigungsmittel zusetzen. Das Reinigungsmittel kann als wässrige Lösung entweder unabhängig vom Wasser oder im Wasser gelöst zugesetzt werden. Die Steuer- und Einstellmöglichkeiten der erfindungsgemäßen Anlage ermöglichen eine Anpassung an einen großen Betriebsanforderungsbereich. Beå den meisten normalen Anwendungszwecken sollte der Anteil des Wassers oder der Reinigungamittellösung größer sein als der Dampfanteil.
• Durch die Verwendung der unter Druck stehenden Verbrennungsgase als Träger für das Reinigungsmittel wird die Geschwindigkeit erhöht, mit der das Reinigungsmittel aus der Ausströmdüse austritt. Dies hat wiederum eine bessere Reinigungswirkung zur Folge.
• Weiterhin ist bei der Anlage nach der Erfindung die zum Erzeugen von Dampf oder heißem Wasser vom kalten Starten an benötigte Zeit wesentlich kürzer als bei herkömmlichen Anlagen.
• Ein weiterer Vorteil der Erfindung.besteht darin, daß das Reinigungsmittel wiedergewonnen wird, falls die Ausströmdüsen gesperrt sind. Dies wird dadurch erreicht, daß das Reinigungsmittel von den Verbrennungsgasen getrennt und der Anlage. erneut zugeführt wird. Dabei werden Reinigungsmittel- und Wärmeverluste vermieden, die bei den herkömmlichen Anlagen auftreten.
• .Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung wird die Rückgewinnung mit einem Zyklonenscheider vorgenommen.
• Bei, einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung enthält die Dampfversorgungsanlage einen Sammelbehälter, der bei geschlossenen Ausströmdüsen die Verbrennungsprodukte, den Dampf und das Reinigungsmittel, falls verwendet, aufsammeit. Der Sammelbehälter ist derart ausgebildet, daß er die heißen gasförmigen Verbrennungsprodukte von dem Wasser treent. Dabei werden sowohl die Verbrennungsprodukte als auch das Wasser unter Druck gehalten. Die Verbrennungaprodukte und das Wasser können dann getrennt voneinander dem Sammelbehälter entnommen werden. Das Wasser wird dabei einer steuerbaren Düse zugeführt, an deren Ausgangsmündung es sich momentan in Dainpf,umsetzt, wenn es nach außen in die Umgebung ausströmt. Auf diese Weise wird auch eine Dampfquelle mit ggf. zugesetztem Reinigungsmittel geschaffen, bei der dem Dampf keine gasförmigen Verbrennungsprodukte beigemengt sind. Die gasförmigen Verbrennungsprodukte werden vom Wasser getrennt dem Sammelbehälter entnommen. Die vom Sammelbehälter kommenden Verbrennungsprodukte werden nach der Erfindung einem Wärmeaustauscher zugeführt, in dem sie an das Wasser, das später den aus der Brennkammer ausströmenden Verbrennungsprodukten zugesetzt wird, Wärme abgeben.
• Ferner wird nach dr Erfindung eine besondere Brennkammer geschaffen, die aus besonderen Haterialien hergestellt ist, und-einen besonderen Aufbau zeigt.
• In dieser Brennkammer können hohe InnenwandtemperaturenBaufrechterhalten werden, um eine wirksame Verbrennung zu erzielen. Die Temperaturen liegen Jedoch noch'unterhalb eines Wertes, bei dem durch die Hitze Beschädigungen auftreten. Die Temperatur der Außenwand der Brennkammer ist dabei so niedrig, daß dadurch weder Beuer-noch Explosionen ausgelöstwerden können.
• Ferner stellen die Außentemperaturen der Brennkammer keine Gefahrenquelle für das am Aufstellungsort der Anlage beschäftigte Personal darQ Weiterhin ist d-i8 hitzebeständige Anordnung in der Brennkammer derart getroffen, daß beim Ein- und Ausschalten der Anlage eine möglichst kleine Warmeträgheit auftritt.
• Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden an Hand von Figuren beschrieben.
• Fig. 1 zeigt sehematisch eine bevorzugte Ausführung,sform einer nach der Erfindung aufgebauten Anlage.
• Fig. 2 ist eine Seitenansicht der in Pig. 1 schematisch dargestellten Anlage.
• Fig. 3 zeigt eine Brennkammer im Längsschnitt sowie verschiedene Verbindungs- und Steuereinrichtungen der nach der Erfindung aufgebauten Anlage.
• Fig.' 4 ist ein im vergrößerten Maßstab dargestellter Quer schnitt längs der in Fig. 3 angegebenen Schnittlinie 4-4.
• Fig. 5 ist ein in vergroßtertem Maßstab angegebener Querschnitt längs der in Fig. 3 angegebenen Schnittlinie 5-5.
• Fig. 6 zeigt schematisch eine weitere Aus führungs form einer nach der Erfindung aufgebauten Anlage.
• Fig. 7 zeigt schematisch eine weitere abgeänderte Ausführungsform einer nach der Erfindung aufgebauten Anlage, bei der ein Sammelbehälter die Verbrennungsprodukte und den Dampf aufnimmt, wenn die Dampfaustrittsdüsen abgesperrt sind.
• Die Hauptteile der in Fig. 1 dargestellten Anlage sind eine Brennkammer a, ein Luftkompressor P, ein Kraftstoffvorratsbehält er F, ein Xeinigungsmittelvorratsbehälter D und eine Reinigungsmittel-Rückgewinnungsvorrichtung R. Bevor die Verbindungen zwischen diesen Hauptteilen beschrieben werden, soll zunächst an Hand von Fig. 3 die in Fig. 1 rein sohematisch gezeigte Verbrennungskammer erläutert werden.
• Die Verbrennungskammer ist doppelwandig ausgebildet. Zwischen der Außenwand 7 und der Innenwand 8 befindet sich ein mantelartiger Hohlraum, durch den ein Kühlmittel geleitet werden kann. Innerhalb der doppelwandigen Kammer ist im Abstand von der Innenwand 8 eine Einlage oder ein Futter 9 angeordnet, das vorzugsweise aus einem hitzebeständigen Metall besteht, beispielsweise aus einem rostfreien Stahl, z.B.
• austenitischem rostfreiem Stahl. Eine typische hitzebestän dige Stahlart ist austenitischer rostfreier Stahl Mr. 314, der wie folgt zusammengesetzt ist: Kohlenstoff 0,25% Mangan 2,0Q% Silicium 3,00% Phosphor 0,040% Schwefel 0,0300 Chrom 26,00% Nickel 22,00% Eisen Rest Bei einer typischen nach der Erfindung aufgebauten Brennkammer ist das aus einem rostfreien Stahl hergestellte hitzebeständige Futter 9 etwa 1,6 mm (1/16 Zoll) stark, und die Innen- und Außenwand 7 und 8 haben eine Stärke von etwa 4,8 mm (3/16 Zoll). Der Abstand zwischen der Innenwand 8 und dem hitzebeständigen Futter 9 beträgt etwa 6,4 mm (1/4 Zoll).
• An ihrem Einlaßende weist die Brenhkamber ein Paßstück 10 mit einem Venturirohr auf. Uber dieses Paßstück strömt Luft von einer Bufteinlaßverbindung 11 in die Verbrennungskammer ein. Ferner wird ein Kraft- oder Brennstoff dem Paßstück zugeführt, und zwar vorzugsweise an der EinschnUrung oder Verengung deS Venturirohre. Der Brennstoff wird dabei über ein DUse 12 zugeführt. Nahe bei dem Brennstoff- und liufteinlaß befindet sich am Ende der Brennkammer eine Querwand 13. die eine steine Kammer 14 abtrennt, in die die Luft und der Brennstoff gelangen. Mehrere gekrümmte Düsenrohre 15, von denen drei gezeigt sind, stehen mit ihren Einlaß enden mit der Kammer 14 in Verbindung, während ihre Auslaßenden innerhalb der Brennkammer selbst derart angeordnet sind, daß der Brennstoff und die Luft, die in die Verbrennungskammer eintreten, beim Vorrücken in der Brennkammer eine wirbelartige Bewegung ausführen. Die Düsenrohre 15 sind in' der Fig. 5 gut zu sehen, in der außerdem der Aufbau der B"rennkammer mit den Wänden 7,8 und 9 dargestellt ist. Das Einbringen des Brennstoffs und der tuft in die Kammer 14 und der nachfolgende Durchgang der Mischung durch die Düsenrohre 15 sowie die Wirbelbewegung in der Brennkammer tragen dazu bei, daß.
• der Brennstoff und die Luft innig durchmlscht werden. Dadurch Soll eine gleichförmige und vollständige Verbrennung des Brennstoffs erzielt werden.
• Am entgegengesetzten Ende der Brennkammer ist ein zweites als Venturirohr ausgebildetes Paßstück 16 vorgesehen. Dieses Paßstück dient als Ausströmungspffnung der Brennkammer.
• Der sich aus, den heißen Verbrennungsprodukten Zusammensetzenden Strömung wird in dem AusströmroÄr .16 mittels einer Düse 17 vorerhitztes Wasser zugesetzt. Die Diese 17 tt an der Einschnürung oder Verengung des Ausström-Venturirohres angeordnet.
• Das durch die Düse 17 in die ausströmenden Verbrennungsprodukte geleitete vorerhitzte Wasser kommt von einem AnschluB-stück 18, das mit dem mantelartigen Hohlraum in Verbindung steht; der die Brennkammer umgibt. Der mantelartige Hohlraum weist zwei Einlaßanschldase 19 (Fig. 5) auf, über die vorerhitztes Wasser aus Hüllhohlräumen, die die beiden Zylinder des Kompressors umgeben, in den mantelartigen Hohlraum der Brennkammer strömt.
• Wie es der Fig. 1 zu entnehmen ist wird der Brennstoff von dem Brennstoffbehälter F über eine Brennstoffzuführleitung 20 mit einem solenoidbetätigten Absperrventil 21, das mittels eines Schalters 22 gesteuert wird, zugeführt. Weiterhin ist in der Brennstoffzuleitung ein steuerbares Nadelventil 23 angeordnet. Diese Teile 21,22 und 23 sind auch in der Fig. 3 zu sehen, aus der hervorgeht, daß der Absperrschalter 22 und die Nadelventilsteuerung 23 auf einem Steuerpult V angeordnet sind, auf dem sich noch weitere Steuereinrichtungen-befinden. Die zur Verbrennung vorgesehene Luft wird vom Kompressor P über eine leitung 24 zugeführt, die mit dem in Fig. 3 gezeigten Anchlußstück 11 in Verbindung steht. Eine Druckl'uft-Neßleitung 25 führt vom Anschlußstück 11 zu einem Druckmesser 26, der auf dem Steuerpult V angeordnet ist.
• Bei dem Kompressor kann es sich um irgendeine herkömmliche Anordnung handeln, beispielsweise um einen V-4-Zylinder-Kompressor. Die Zylinder 27 des Kompressors weisen einen Luft einlaß 28 (Fig. 2 und 3) auf, und der Kompressor wird von einem Elektromotor M angetrieben, der außerdem noch eine Wasserpumpe 29 antreibt.
• Wie es aus den Figuren 1 und 2 hervorgeht, ist die Wasserpumpe über ihre Zuführleitung 30 mit einem Behälter 51 verbunden, der mit der Reinigungsmittel-Rückgewinnungsvorrichtung zusammenarbeitets Bine Wasserzuleitung 92 führt dem Behälter 31 Wasser zu. Dies geschieht unter der Steuerung eines Kugelschwimmerventils 33.
• Von der Pumpe 29 strömt das Wasser durch eine Leitung 34 zu einem einstellbaren Ventil 35 (Fig. 1 und 3), bei dem es sich vorzugsweise um ein 1>urchlaß- oder Schieberventil handelt. Dieses Ventil ist ebenfalls auf dem Steuerpult V angeordnet. Vom Steuerpult fUhrt die Wasserleitung 34 zu dem den Zylindern des Kompressors P zu&eordneten Kühlinänteln 36.
• Von den Kühlmänteln 36 des Kompressors strömt das Wasser über die Leitungen 19 zu dem die Brennkammer umgebenden Kühlmantel. Wie bereits an Hand von Fig. 3 erwähnt, verläßt das Wasser den Brennkammerkühlmantel über das Anschlußstück 18 und wird mittels der Düse 17 der Verbrennungsproduktströ mung zugesetzt. Die Wasserströmung vom Anschlußstück 18 zur Düse 17 wird von einem hubmagnet oder soienoidbetätigten Ventil 37 gesteuert, das wiederum von einem Schalter 38 gesteuert wird, der auf dem Steuerpult V angeordnet ist, wie es Fig. 3 zeigt.
• Weiterhin kann man Fig. 3 entnehmen, daß das Åusströmungsrohr 16 mit einem Paßstück 39 verbunden ist, das wiederum an, ein Paßstück 40 angeschlossen ist, und zwar über eine dazwischengelegte perforierte Platte 4t (Fig. 47 Weitere Paßstücke und Anschlußstück-sind dem Paßstück 40 zugeordnet.
• Das dazugehörige Flußdiagramm ist Fig. 1 zu entnehmen. So, liefert eine Leitung 42 die sich aus den-Verbrennungsprodukten und Dampf oder Wasserteilchen zusammensetzende Strömung zu einem T-Paßstück 43. Der Mittelanschluß dieses Paßstücks führt über ein Ventil 44 zu einer Auslaßöffnung. Wenn dieses Ventil geöffnet ist, können die Verbrennungsprodukte und der Dampf direkt nach außen austreten. Beim normalen Betrieb ist Jedoch das Ventil 44 geschlossen.
• Wie in den Figuren 1,2 und 3 gezeigt, ist ein Temperaturmeßgerät 45 auf dem Steuerpult V angeordnet. Das Temperaturmeßgerät weist eine temperaturempfindliche Dose 45a auf, die innerhalb der Kammer 40 angeordnet ist und von der eine Verbindung 45b zu dem auf dem Steuerpult befindlichen Meßanzeigegerät führt. Auf diese Weise kann die Temperatur des Gasgemisches im Ausstromungsabschnitt gemessen werden. Wie in Fig-. 1. gezeigt, ist an das T-Paßstück 43 eine weitere Leitung angeschlossen, die über ein Ventil 46 zu" einem weiteren Paßstück 47 führt. ueber eine Leitung 47 ist das T-Paßstück 47 mit einem dritten T-Paßstück 49 verbunden. Das T-Paßstück 49 teilt die Gasströmune; auf zwei Leistungen 50 und 51 auf, die zu Ausström- oder Druckdüsen N führen.
• Die Druckdüsen sind von herkömmlicher Bauart und brauchen daher im einzelnen nicht beschrieben zu werden. Es soll Jedoch bemerkt werden, daß jede Druckdüse eine Ausströmöffnung mit einem Durchmesser von 3,2 mm (1/8 Zoll) oder 6,4 mm (1/4 Zoll) aufweist und daß ferner ein von Hand betätigtes Ventil 52 vorgesehen ist, das bei Nichtbetätigung geschlossen ist. Ferner ist das T-Paßstück 47 über eine Leitung 53.
• mit der Reinigungsmittel-Rückgewinnungavorrichtung verbunden.
• In der Leitung 53 befindet sich ein automatisches Druckminderventil 53a. Falls der Druck in der Anlage auf einen Wert ansteigt, der den vorgewählten Wert am Druckminderventil übersteigt, öffnet sich das Ventil 53a, so daß die Gasströmung in die Reinigungsmittel-Riickgewinnungsleitung 53 gelangen kann.
• Wie es aus Fig.1 und 2 hervorgeht, gelangt das Reinigungsmittel vom Reinigungsmitteltank D über eine Leitung 54 mit einem von Hand betätigbaren Absperrventil 54a und einem steuerbaren Nadelventil 55, das, wie in Fig. 3 gezeigt, ebenfalls auf dem Steuerpult V angeordnet ist, in die Anlage. Die Reinigungsmittelzuführleitung 54 fühlt dabei das Reinigungsmittel der Anlage nahe bei den Düsenzufuhrleitungen 50 und 51 zu, beispielsweise zwischen den T-Paßstücken 47 und 49, Eine Luftdruckleitung 56 (Figuren 1, 2 und 3) erstreckt sich von dem Buftdruckpaßstück 11 (Fig. 3) aus und zweigt in zwei Leitungen 57 und 58 (Figuren 1 und 2) auf, die zu dem Brennstoffvorrats behält er F ùnd zu dem Reinigungsmittelvorratabehälter D führen. Über diese Leitungen oder Verbindungen wird der BuStkompressor dazu benutzt, um den Brennstoff und das Reinigungsmittel in ihren Vorratsbehältern unter Druck zu setzen. Bei einer hierfür typischen Betrx eboart wird der Luftkcmpressor bei geschlossenem Brennstoffventil ?1 und bei geschlossenen Ventilen 44 und 46, die im Ausströmungsabschnitt der Brennkammer liegen, derart betrieben, daß die vom Kompressor gelieferte Druckluft in die Behälter F und., strömt, um den Brennstoff und das Reinigungsmittel unter Druck zu setzen.
• Die Anordnung kann auch derart getroffen sein, daß man den Brennstoff-- und Reinigungsmittelbehälter von einer anderen Druckluftquelle unter Druck setzen kann, beispilsweise über eine an eine Leitung 59 angeschlossene Druckluftquelle. -Die Leitung 59 ist an die Leitung 56 angeschlossen. Bei einer derart getroffenen Anordnung sind vorzugsweise zwei Rückstromventile 60 und 61 in der Leitung 56 angeordnet. Die Leitung.59 ist dann zwischen diesen beiden Ventilen an die Leitung 56 angeschlossen. Die unabhängige Luftzufuhrleitung 59 weist vorzugsweise noch ein Sperrventil 62 auf. Den Brennstoff- und Reinigungsmittelbehälter kann man auf diese Weise entweder über den Kompressor P oder über eine unabhängige Luftdruckquele unter Druck setzen, die bereits in vielen-Werkstätten vorhanden ist. Sofern es gewünscht wird, kann man entweder die eine oder die andere Druckluftvorrichtung weglassen.
• Der Motor M wird von einem Schalter 65 gesteuert. -Dieser Schalter dient auch zum Erregen einer Zündsteuereinrichtung 64, die einer Zündeinrichtung 65 den notwendigen Zündstrom zuführt,. Der Aufbau des Zündsystems hängt von dem benutzen Kraft- oder Brennstoff ab. Falls ein gasförmiger oder flüchtiger Brennstoff, beispielsweise Gasolin, benutzt wird, handelt es sich bei der Zündeinrichtung 65 im allgemeinen um eine Zündkerze. In diesem Falle ist die Zünds;teuereinrichtung 64 derart auagelegt, daß sie der Zündkerze eine hohe Zündspannu,ng'zuführt. Falls der Brennstoff Dieselöl ist, handelt es sich bei der Z,ündeinriohtung 65 um eine Glübkerze. In die prall muß die Zündateuereinrichtung 64 bei niedriger Spannung einen hohen Strom abgeben, damit das Zündelement der Glühkerze ständig-geheizt wird. Der-Schalter 63 hat vorzugsweise einen "Ein"-Knopf und einen "Aus"-Knopf. Derartige Knöpfe sind auf dem in Fig. 3 gezeigten Steuerpult V an den Stellen 63a und .63b dargestellt.
• Der obere Teil der Reinigungsmittel-Rückgewinnungsvorrichtung R enthält einen' Zyklonenscheider 66 mit einem nach oben gerichteten Gasauslaß 67. Die flüssigen Bestandteile tropfen in den Behälter 31 und werden von dort über die Wasserzu-, führleitung 30 der Anlage erneut zugeführt .
• Betriebsweise Zur Erläuterung eines typischen Startbetriebs und eines stetigen Normalbetriebs der Anlage sei angenommen, daß der Brennstoffbehälter F und der Reinigungsmittelbehälter D bereits unter Druck gesetzt sind, und zwar nach einem von den beiden beschriebenen Verfahren. Bei geschlossenem Ventil 46 -und geöffnetem Ventil 44 wird das Brennstoffventil 21 geöffnet, so daß der vom Motor M angetriebene Luftdruckkompressor P der Brennkammer C zusammen mit dem Brennstoff Druck luft zuführt. In der Brennkammer wird das Kraftstoff-Luft-Gemisch durch die Zünd- oder Glühkerze 65 gezündet. Während dieses Startbetriebes ist vorzugsweise das solenoidbetätigte Wasserzufuhrventil 37 geöffnet, so daß Wasser durch den die Brennkammer umgebenden Kühlmantel strömt. Über das Ausströmrohr 16 gelangen die Verbrennungsprodukte zur Leitung 42, die den Gasstrom durch das Paßstück 43 und das geöffnete Ventil 44 nach außen weiterleitet. Die Verbrennungsrückstände können dann mit dem Auge beobachtet und die Brennstoffmenge mittels des Ventils 23 eingestellt werden. Diese Einstellung wird vorzugsweise derart vorgenommen, daß die Bildung von Kohlenstoff in den ausgestoßenan Gasen so klein wie inöglich,vorzugsweise überhaupt nicht vorhanden ist.Ein-zu fettes Gemisch liefert Abgase, die nicht nur infolge des Kohlenstoffs schwarz sind, sondern auch gewisse Mengen an Kohlenstoffmonoxid enthalten. Ein zu mageres Brennstoff-Luft-Gemisch setzt den Wirkungsgrad der- Anlage herab. -Dabei bleibt freier Sauerstoff übrig, der dann das hitzebeständige Metall des Innenfutters 9 der Brennkammer C oxydiert. Vorzugsweise wird eine solche Einstellung getroffen, bei der saubere 6der reine Verbrennungsprodukte auftreten, in denen der Brennstoff nahezu vollständig verbrannt ist und keine meßbaren oder nur geringe Mengen an Kohlenstoffmonoxid auftreten.
• Wenn die gewünschten Verbrennungsbedingungen eingestellt sind und stabil bleiben, wird das Ventil 46 geöffnet und das.Venteil 44 geschlossen. Daraufhin können die Handventile 52 an den Druckdüsen geöffnet werden, um-das gasförmige Reinigungsmittel der zu reinigenden Pläche zuzuführen.
• Durch Öffnen d-es Ventils 55 kann man der Anlage das Reinigungsmittel zusetzen. Hierzu wird dieses Ventil derart eingestellt, wie es für den erfor-derlichen besonderen Reinigungsvorgang notwendig ist.
• Wenn das Ventil 44 geschlossen und das Ventil 46 geöffnet ist, dann strömen, falls eins oder mehrere -Düsenventile 52 geöffnet sind, die Verbrennungsprodukte, Dampf und Reinigungsmittel aus den Druckdüsen N. Falls alle Druckdüsen 52 geschlossen sind, öffnet sich das Druckminderventil 53a infolge der Druckzunahme in der Anlage. Die Verbrennungsgase, der Dampf und das Reinigungsmittel strömen dann durch das Rohr 53 zur Reinigungsmittel-Rückgewinnungsvorrichtung. Dort werden das Reinigungsmittel und die. Wasserteilchen von den Gasen getrennt und gelangen in den Behälter 31. Die Gase werden über die Auslaßöffnung 67 ausgestoßen. Die nach der Erfindung aufgebaute Anlage gewinnt also nicht nur das Reinigungsmittel zurück,'das sonst verloren gehen würde, sondern hält Wärmeenergie zurück, die sonst verloren ginge. Dies wird dadurch erreicht, daß das Reinigungsmittel und das Wasser dem Behälter 31 zugeführt werden.
• 3etriebskenndaten, Größenfaktoren und Vorteile Weitere Gesichtspunkte hinsichtlich des Betriebs der Anlage werden an Hand von Fig. 3 gegeben.
• Wie bereits erwähnt, ist die Brennkammer mit einem dünnen hitzebeständigen Innenfutter ausgerüstet. Für dieses hitzebeständige Futter kann man keramische Materialien benutzen.
• Vorzugsweise wird jedoch dünner hitzebeständiger austenitischer rostfreier Stahl verwendet, wie bereits erwähnt. Infolge des Abstands dieser Innenauskleidung von der Innenwand 8 des die Brennkammer umgebenden Mantels wird ein toter Luftraum geschaffen, der nicht nur die Innenwand 8 vor der direkten Wärmeübertragung durch den- brennenden Kraftstoff abschirmt, sondern der auch infolge der Strahlung des hitzebeständigen Futters zu dem umhüllenden -Mantel ein zu hohes Temperaturgefälle an der Innen- und Außenseite des hitzebeständigen Futters 9 vermeidet.
• Der Hauptvorteil der dünnen metallischen hitzebeständigen Auskleidung mit dem umlaufenden toten Luftraum liegt in einer sehr geringen Wärmeträgheit'in Verbindung mit der Tatsache, daß hohe, wenn auch nicht übermäßige Temperaturen möglich sind. Weiterhin ist eine derartige metallische hitzebeständige Auskleidung im Gegensatz zu keramischen Materialien bruchsicher.
• Die infolge der dünnen rostfreien Stahlauakleidung 9 geringe Wärmeträgheit weist hinsichtlich der Betriebsweise der'Anlage verschiedene Vorteile auf. So wird zum einen ein schnelles An- oder Aufwärmen sichergestellt. Dadurch wird es möglich innerhalb einer Zeit von drei Sekunden nach dem Zünden bereits Dampf zu liefern. Beim Abschalten der Anlage ist die geringe Wärmeträgheit ebenfalls von Vorteil. Nach dem Abaperren der Brennstoffzuleitung sinkt nämlich die Temperatur innerhalb weniger Sekunden unter den zur Dampferzeugung notwendigen Wert.
• Ferne' garantiert der beschriebene Wandungsaufbau der Brennkammer eine lange Lebensdauer und ermöglic-ht eine hohe Verbrennungstemperatur,tohne daß dabei die Außenwände der Brennkammer einen übermäßig hohen Temperaturwert annehmen. Beieiner typischen Betriebsart beträgt die Temperatur der hitzebeständigen Auskleidung etwa 927 von (1700 °F). Es sind aber Wandtemperaturen von 816 °C (i5oo °F) bis 1093 °C (2000 °P) möglich.
• Die Einlaßrohre oder Einlaßdüsen 15 am Einlaßende der -Brennkammer sorgen nicht nur für eine Wirbelbewegung des Brennstoff-Luft--Gemisches in der Brennkammer, sondern verhindern auch, daß die Verbrennung in die Misch- oder Wirbelkammer 14 zurückschlägt. Dies wird dadurch erreicht, daß der gesamte Strömungsquerschnitt der Rohre 15 verhältnismäßig klein gehalten wird, so daß beim Betrieb eine verhältnismäßig hohe Lineargeschwindigkeit des eintretenden Brennstoff-Luft-Gemischs aufrechterhalten wird.
• Bei einer typischen Anlage beträgt die Temperatur der Verbrennungsprodukte am Auslaßende der Brennkammer etwa 1705 °0 (3100 0F). Das durch die Düse 17 in das Venturirohr 16 eingegebene Wasser wird augenblicklich in einen äußerst feinen Nebel von Millionen von kleinen Teilchen umgewandelt, die mit hoher Geschwindigkeit in den im Paßstück 39 vorgesehenen Raum-strömen. -Dort wird eine innige Durchmischung der heißen Verbrennungsprodukte und der Wasserteilchen erreicht. Ferner wird ein wirksamer Wärmeaustausch zwischen den Verbrennungsprodukten und den Wasserteilchen vorgenommen. Diese Wirkungen werden durch die perforierte-Slatte 41 verstärkt, Es findet daher zum Teil ein augenblicklicher Verdampfungsvorgang statt. Nach-dem Durchtritt der Strömung durch die Öff zungen oder Löcher in der Platte 41 gelangen die- gemischten Verbrennungsprodukte, der Dampf und die Wasserteilchen in die Kammer 40, von der aus die Gas-Wasser-Damp£-Misohung den- zu den Druckdüsen führenden Leitungen zugeführt wird.
• Die Platte 41 hat einen Perforationsring, der einen nichtperforierten zentrischen Bereich umgibt. Die Platte bildet daher eine AuStreffflächesaut die die feinen Wassertröpfchen enthaltende Strömung auftrifft. Der Gesamtquerschnitt der Öffnungen in der Platte sollte hinreichend groß gewählt sein, daß der Strömung kein übermäßig hoher Widerstand entgegengesetzt wird. An dieser Platte sollte vorzugsweise ein Rück-oder Gegendruck von nicht mehr als etwa 0,35 kg/cm2 (5 psi) auftreten, und zwar bei einer Anlage, deren normaler Verbrennungsdruck in der Größe von 7-kg/cm2 (100 psi) liegt.
• Hinsichtlich der InJektion oder Zuführung von Wasser soll zunächst erwähnt werden, daß das Wasser vorzugsweise über eine Düse zugeführt wird, die derart ausgebildet ist, daß das Wasser zerstäubt ender atomisiert. Die Wassermenge kann über einen großen Bereich geändert werden. Dadurch ändert sich die Wassermenge oder der Feuchtigkeitsgehalt in der Anlage. Die Anlage kann mit verhältnismäßig wenig Wasser betrieben werden. Im allgemeinen ist jedoch die Wassermenge nicht geringer als diejenige Menge, die durch augenblickliche Verdampfung vollständig in Dampf umgesetzt werden kann, wenn das einströmende Wasser mit der Verbrennungsproduktströmung hoher Temperatur zusammentrifft. Wenn man die zugeführte Wassermenge über diesen Wert erhöht, bilden sich in dem Gemisch neben dem Dampf feine Wassertröpfchen. Für die meisten Reinigungszwecke ist eszweckmäßig, wenn die zuge führte Wassermenge größer ist als diejenige Menge, die vollkommen in Dampf umgesetzt werden kann. Ein derartiges Gemisch enthält dann sowohl Dampf als auch Wasser. Bei vielen Anwendungszwecken wird es sogar bevorzugt, wenn der Gehalt an Wasser größer ist als derJenige an Dampf. Dies kann man sehr einfach dadurch erreichen, daß die Menge an zugeführtem heißem Wasser größer gemacht wird.
• Die Umwandlung von Wasser zu Dampf wird auch noch von gewis-.
• sen anderen Größen beeinflußt, beispielsweise von der Temperatur und dem Druck bei normaler Verbrennung.
• Die Wasserpumpe-29 kann einen Nebenweg mit einem gewünschten Druck haben, der beispielsweise 1,5mal so groß ist wie der Druck in der Anlagen. Durch dieses Druckdifferential wird eine gute Wassereinströmung gewährleistet. Das Wassersteuerventil 35 kann auf irgendeinen ge!wunschten Wert eingestellt werden.
• Das nichtbenutzte Wasser zirkuliert durch den Nebenweg der Pumpe.
• Falls eine andere Luftdruckquelle vorhanden ist, kann der Luftdruckkompressor P entfallen. Bei einer typischen Anlage mit'einem Kompressor wird die uber den Kompressoreinlaß 28 angesaugte Luft vorzugsweise auf mindestens einige Atmosphärendruck- verdichtet. Der Duckb'ereich liegt etwa zwischen 3,5 kg/cm2 (50 psi) bis 21 kg/cm2 (30Q psi). Dieser Druck hat entscheidenden Einfluß auf den Betriebsdruck der Anlage.
• Unter der Voraussetzung, daß der Betriebsdruck bei einer typischen Anlage-etwa 7 kg/cm² (100 psi) beträgt, soll darauf hingewiesen werden, daß infolge dieser Verdichtung von Buf Wormalen Drucks die Temperatur der verdichteten Luft, die bei normalem Druck etwa 18 °C (65 °F) bis 21 0 (70 °P) beträgt, auf etwa 135 cc (275 °F) erhöht wird. Diese Vorerwärmung der Luft ist zum Aùfrechterhalten der gewünschten Verbrennungstemperatur günstig.
• In der Anlage kann man verschiedenartige Brennstoffe benutzen, beispielsweise Gasolin, Kerosin, Dieselöl, Erdgas, Pro--pan und andere kohlenwasserætoffhaltige Kraftstoffe.
• Bei einer emperatur von etwa 21 cc (70 °F) des zugeführten Wassers und mit den weiter unten beschriebenen Eigenschaftender Anlage wird die Temperatur des Wassers etwa um 22 0Q (40 °F) erhöht. Beim Durchgang des Wassers durch den Kühlmantel, der Brennkammer wird die Wassertemperatur um weitere 89 °C (160 °F) erhöht. Am Einlaß der Düse 17 beträgt somit die Wassertemperatur etwa 132 °C (270 top). Durch die aufeinanderfolgenden Vorwärmstufen für das Wasser in dem Kompressorkühlmante und in dem Brennkammerkühlmantel wird die Wirtschaftlichkeit der Anlage gesteigert.
• Das Reinigungsmittel kann man zwar zusammen mit dem Wasser zusetzen, vorzugsweise geschieht dies Jedoch an getrennten Stellen, wie es in dem schematischen Blockschaltbild von Fig. 1 gezeigt ist. Dort wird das Wasser dem Venturi-Ausströmpaßstück 16 dicht beim Ausströmende --d-er Brennkammer zugeführt. Das Reinigungsmittel wird der Verbindungsleitung 48 zugeführt, und zwar an einer Stelle, de nahe bei den Leitungen 50 und 51 liegt, die zu den Druckdüsen N der Anlage führen. Das Zusetzen des Wassers nahe bei der Brennkammer hat den Vorteil, daß dadurch die Temperatur der Verbrennungsproedukte herabgesetzt wird, so daß- der nachfolgende Teil der Anlage einer nicht allzu hohen Temperatur ausgesetzt ist. Die Zufuhr des Reinigungsmittels nahe bei den Düsen N hat den Vorteil, daß das Bedienungspersonal die Einstellung-der Reinigungsmittelventile 55 nahezu augenblicklich überprüfen kann. Die Uberprüfung der gerade vorgenommenen Einstellung wäre nicht möglich, wenn das Reinigungsmittel der Strömung an einer von den Druckdüs-en weiter entfernt liegenden Stelle zugeführt werden würde.
• Das Reinigungsmittel liegt vorzugsweise in Form eines flüssigen Konzentrats oder einer konzentrierten Lösung vor. Als Reinigungsmittel sind Materialien auf der Basis Trinatriumphosphat geeignet, denen man flüssige Seifen oder Reinigungsmittel zugeben kann, und zwar vorzugsweise orgañische Stoffe mit langen Ketten und geringer Schaumbildung. Durch Einstellen des Nßdelventils 55 auf dem Steuerpult kann das Bedienungßpersonal einstellen, wieviel Reinigungsmittel der Strömung zugesetzt werden soll. Falle alle Handventile 52 an den Rußen N geschlossen Bind, werden die der Anlage zugeführt ten Reinigungsmittel in der Reinigungsmittel-Wiedergewinnungsvorrichtung R von der Gasströmung getrennt und über die Wasserzuleitung der Anlage erneut zugeführt.
• Die nach der Erfindung ausgebildete Anlage kann in verS'chiedener Weise aufgebaut sein. Die verschiedenen Baugruppen oder Baueinheiten der Anlage können ortsfest angeordnet und mit den jeweiligen Bedingungen angepaßten Zwischenverbindungen versehen sein. Abweichend davon können mindestens einige Bauteile auf einem fahrbaren Rahmen B mit Rädern oder Rollen 68 angeordnet sein, wie es in Fig. 2 dargestellt ist. -Wie-man Fig. 2 entnehmen kann, ist die Brennkammer C, der Kompressor P, der Motor M, die Wiedergewinnungsvorrichtung R auf dem fahrbaren Rahmen angeordnet. Falls die Brennstoff- und Reinigungsmittelbehälter ortsfest sind, können die rohrförmigen Verbindungsleitungen 54, 56 und 20 flexibel sein. Das Steuerpult V ist auf Stützen 69 angeordnet, die von der Grundplatte des Rahmens nach oben ragen. Weiterhin ist an den Stützen eine Schirm- oder Abdeckplatte 70 befestigt, die unterhalb des Steuerpulta V vor der Brennkammer C angeordnet ist.
• Bei einer typischen Anlage hat die Brennkammer eine Länge von 46 cm (18 Zoll) und einen Durchmesser von 15 cm (6 Zoll).
• Der Kompressor kann mehrere Zylinder haben, die beispielsweise von einem 5-PS-Elektromotor angetrieben werden-und die in der Lage sind, pro Minute etwa 570 1 (20 cubic feet) auf 7 kg/cm2 (100 psi) verdichtete Druckluft zu liefern. Bei diesem Druck handelt es sich um einen typischen Wert, denvman aufrechterhalten kann, wenn der Durchmesser der Druckdüsen N etwa 6,4 wm (1/4 Z911) beträgt.
• Bei der Wasaerpumpe handelt es sich um eine Verdrängerpumpe, die in der Lage ist, bis zu 760 1 (200 gallons) Wasser pro Stunde bei einem Druck von 7 kg/om2 (1öo -ps;i) zu liefern.
• Die vorstehend beschriebene Anlage braucht bei einem Betriebsdruck von 7 kg/cm2 (100 psi) etwa 5,7 1 (1,5 gallons) Brennstoff, beispielsweise Gasolin, pro Stunde.
• Unter Berücksichtigung der obigen Angaben, einschließlich der genannten Luft und Wassertemperatur, hat der ausströmende Gasstrom, der sich aus den Verbrennungsprodukten und Wasser oder Dampf zusammensetzt, eine Temperatur von etwa 143 0C (290 top).
• Den Betriebsdruck der Anlage kann man sehr leicht dadurch ändern, daß die Größe der Ausströmöffnung an den Druckdüsen abgeändert wird. Falls die Düsenöffnung von 6,4 mm (1/4 Zoll) auf etwa 3,2 mm (1/8 Zoll) verringert wird, steigt der Betriebsdruck von 7-kg/cm2 (100 psi) auf etwa 10,5 kg/cm2 (150 psi) an. Dabei nimmt auch die Temperatur der austretenden Gase zu, die jetzt etwa 149 0" (300 0F) bei einem Druck von 10,5 kg/cm2 (150 psi) beträgt.
• Abänderungen Bezüglich der Abänderungen wird zunächst auf Fig. 6 Bezug genommen. Dabei sind gleiche oder ähnliche Teile mit denselben Bezugszeichen versehen wie in den Figuren 1 bis 5.
• Die Anordnung nach Pig. 6 weicht in zwei wesentlichen Punkten von der in Fig. 1 dargestellten Anlage ab.
• Anstelle des Elektromotors M zum Antreiben des Kompressors und der Wasserpumpe wird eine Verbrennungskraftmaschi,ne E benutzt, die beispielsweise mit Benzin oder Dieselkraftstoff betrieben wird. Der Verbrennungskraftmaschine ist ein Zündsystem zugeordnet, das einen Transformator 71 und einen Verteiler 72 enthält. Das Zündsystem wird durch den Schalter 63 eingeschaltet. Ferner kann noch ein Starter (nicht gezeigt) vorhanden sein.
• Infolge der jetzt anstelle des Elektromotors benutzten Brennkraftmaschine ist bei der in Fig. 6 gezeigten Ausführungsform der Erfindung das Wassersystem anders ausgebildet als bei der in Big. 1 dargestellten Anlage. Das Wasser strömt über eine Wasserzuleitung 73 zur Wasserpumpe 29 und von dort über ein einstellbares Ventil 35 zum'Kühlmantel 36 des Kompressors P. Vom Kompressorkühlmantel gelangt das Wasser übereine Rohrleitung 74 zu einem Kühlmantel 75, der die Brennkraftmaschine E umgibt. Das Wasser wird also bereits beim-Kühlen der Maschine E vorerwärmt, und gelangt von dieser Maschine übe-r die Leitung 76 zum Kühlmantel der-Brennkammer.
• Es sind also im vorliegenden Falle drei Vorwärmstufen vorhanden, die vor dem Einlaßpunkt des Wassers in die Gasströmung am Paßstück 16 liegen. Zwischen dem Brennkammerkühlmantel undPdem Paßstück 16 befindet sich noch ein Absperrventil 37 in der Wasserleitung.-Wie bei der Anlage nach Pig. 1 enthält die Anordnung nach Fig. 6 Paßstücke und Ventile 43, 44, 46, 47, 49 und 53a, die in ähnlicher Weise angeordnet sind-. Das automatische Druckwinderventil 53a ist jedoch nicht an eine Reinigungsmittel-Rückgewinnungsvorrichtung angeschlossen, obwohl eine derartige Vorrichtung vorhanden sein könnte. Bei der in Fig. 6 gezeigten Anlage wird das Gas über das Ventil 53a direkt nach außen abgegeben.
• Ferner ist bei der Anordnung, nach Fig. 6 eine getrennte, unabhängige Druckluftquelle, die in Fig. 1 an der Stelle 59 angedeutet ist, nicht gezeigt. Die Reinigungsmittel- und Kraftstoff- oder Brennstoffbehälter werden anfangs durch, Schließen der Ventile 44 und 46 bei angetriebenem Kompressor P und abgesperrter Kraftstoff- und Wasserzufuhr, also bei geschlossenen Ventilen 21 und 37, unter Druck gesetzt.
• Diese Vorgang wurde bereits im Zusammenhang mit Fig. 1 beschrieben.
• Die in Fig. 7 gezeigte Ausführungsform der Erfindung stimmt in vielen Punkten mit der Anlage nach Fig. i überein. Die Reinigungsmittel-Rückgewinnungsvorrichtung wurde jedoch bei der Anlage nach Fig. -7 durch einen Sammelbehälter A ersetzt, der, obwohl auch er die Flüssigkeit von den Verbrennungs-produkten trennt, anders arbeitet als die in Fig. 1 dargestellte Reinigungsmittel-Rückgewinnungsvorrichtung. In Fig. 7 haben ähnliche Teile die gleichen Bezugszeichen wie in Fig.1.
• Bei dem in Fig. 7 dargestellten Sammelbehälter A handelt es sich um einen Druckkessel, der zur Vermeidung von Wärmeverlusten mit einer Isolierschicht 77 ausgekleidet ist. Die Leitung 42, durch die die Verbrennungsprodukte und der Dampf strömt, führt zu einem T-Paßstück 78 und von dort zu einem weiteren Paßstück 79, an dem die beiden Leitungen 50 und 51 angeschlossen sind, die zu den Druckdüsen'N rühren. Ein weiterer Anschluß des Paßstücks 79 ist mit der Reinigungsmittel-Zuleitung 54 verbunden.
• Wenn die Düsen N geschlossen sind, strömen die gasförmigen Verbrennungsprodukte zusammen mit dem Dampf oder den Wasserteilchen über die Leitung 42'zum T-Paßstück 78 und von dort über ein ltückstromven-til 80 und eine Leitung 81 in den unteren Teil des Sammelbehälters A. In dem Sammelbehälter werden die gasförmigen Verbrennungsprodukte abgeschieden und steigen in dem ammclbehälter nach oben. Das Wasser bleibt im unteren Abschnitt des Druckked'sels. Vom oberen Teil des Druckkessels strömen die Verbrennungsprodukte über eine Gasauslaßleitung 82 und ein Druckminderventil 83 zu einem Wärmeaustauscher 84. Von dort gelangen sie schließlich über einen Auslaß 5 nach außen. In dem Wärmeaustauscher 84 werden die noch heißen Verbrennungsprodukte in Wärmeaustausch mit dem über eine Leitung 86 zugeführten Wasser gebracht. Vom Wärmeaustauscher 84 strömt das auf diese Weise vorerwärmte Wasser über die Wasserleitung 30 zur Wasserpumpe 29. Von der Wasserpumpe gelangt das Wasser über andere bereits beschriebene Kühlmäntel, die weitere Vorwärmstufen darstellen, am Einlaß, 17 in die Verbrennungsproduktströmung.
• Bei einer typischen Anlage kann das Druckminderventil 83 derart eingestellt sein, daß es beispielsweise bei einem Druck von 5,6 bis 7 kg/cm2 (80 bis 100 psi) öffnet. An die* Leitung 82 ist vorzugsweise ein Druckmeßgerät 87 angeschlossen.
• Im Boden des Sammelbehälters A befindet sich eine AuslaBleitung 88, durch die das Wasser (und ggf. auch das Reinigungsmittel) unter Druck einer Düse Z zugeführt wird. Diese Düse kann grundsätzlich in der gleichen Weise aufgebaut sein, wie die bereits beschriebenen Düsen N. Ein Absperrventil 52 dient zum Schließen, der Düse Z.Am Auslaßende 89 der Düse Z befindet sich eine Mündung oder Öffnung mit einer Größe von etwa 0,30 mm (0,0120 Zoll) (Nr. 30) bis etwa 0,46 mm (0,0180 Zoll) (nur. 18).
• Diese Mündung oder Öffnung ist am Ende der fächerartigen Düsenspitze angeordnet. Die Verwendung einer derart'kleinen Öffnung oder Mündung an dieser Stelle trägt dazu bei, daß in dem Sammelbehälter A auf der Oberstromseite der Mündung der vollständige Druck aufrechterhalten wird, jedoch ein gewisser Prozentsatz der überhitzten Flüssigkeit (oder Reinigungsmittellösung) abgelassen wird, die augenblicklich in Dampf umgesetzt wird, wenn sie die fächerartige Düse auf der Unter stromseite der Mündung verläßt. Dadurch entsteht eine fächerartige Auslaßströmung, die für verschiedenartige Reinigungszwecke benutzt werden kann.
• Beim Betrieb der in Fig. 7 dargestellten Anlage sammeln sich die Gase im oberen Abschnitt des Druckkessels an-. Dabei nimmt der. Gasdruck bis auf den am--Druckmindervent-il 83 eingestellten Wert zu-. Falls dieser eingestellte Druck dberachritten wird, öffnet sich das Ventil 83,und die Gase werden dem Wärmeaustauscher 84 zugeführt. Wenn die Ventile 52 der Düsen N geöffnet sind, verhindert das Rückschlagventil 80, daß die im Sammelbehälter A aufbewahrte Flüssigkeit zurückströmt.
• Durch Öffnen des Ventils 52 an der Düse Z kann man die im Sammelbehälter A aufbewahrt'e Flüssigkeit (und ggf. Reinigungsmit-tel) über diese Düse Z ablassen. Die abgelassene Menge strömt dabei -durch die kleine Mündung oder Blende, die nahe bei dem fächerartigen Düsenende angeordnet ist. Durch diese Anordnung ist es möglich, nicht nur eine Gas-Dampf-Mischung (und ggf. ein beigemischtes Reinigungsmittel) durch die Düsen N, sondern auch lediglich Dampf (und ggf. ein zugesetztes Reinigungstittel) durch die Düse-Z ausströmen zu lassen. Bei manchen Anwendungszwecken is.t es von Vorteil; wenn die Verbrennungsgase in der Ausströmung vorhanden sind, während bei anderen Anwendungszwecken die Anwesenheit von Verbrennungsgasen nicht erwünscht ist. Die Anordnung nach Fig.7 weist in dieser Hinsicht eine große Flexibilität auf, da sie beide Arten von Ausströmungen liefern kann.
• Die Verwendung des Sammelbehälters A ist nicht nur im Hin-.
• blick auf die oben erwähnte Flexibilität von Vorteil, sondern ermöglicht zusätzlich die Wiedergewinnung von Druckenergie und Wärmeenergie, die sonst verloren ginge. Die Vorerwärmung des zugeführten Wassers im Wärmeaustauscher 84 ist besonders vorteilhaft, da dabei das Wasser in erheblichem Maße erwärmt wird, bevor es durch den Kühlmantel 36 des Kompressors P und durch den Kühlmantel der Brennkammer c strömt. Infolge der zahlreichen Vorwärmstufen ist die Temperatur des Wassers, bevor es am Ausströmpaßstück 14 den aus der Brennkammer ausströmenden Verbrennungsprodukten zugesetzt wird, bereits so stark erwärmt, daß die augenblickliche Umsetzung des Wassers in Dampf erheblich erleichtert wird.
• Das Wasser kann noch an weiteren Stellen vorerwärmt werden, wozu man weitere Wärmeaustauscher, beispielsweise der bei 84 beschriebenen Art, benutzen kann. Eine weitere Vorwärmstufe ist beispielsweise im Kühlsystem einer Brennkraftmaschine möglich, die nach der in Fig. 6 dargestellten Weise den Kompressor antreibt Je nach den Anforderungen und Bedingungen kann man auch einige Teile der beschriebenen Anlagen abändern oder weglassen.
• Eine abgeänderte, nach der Erfindung aufgebaute Reinigungsan-lage braucht beispielsweise keinen angetrB benen Kompressor zu enthalten, wenn bereits anderweitig Druckluft mit genügend hohem Druck und ausreichendem Volumen zur Verfügung steht. In e-inem solchen Falle kann man die Brennkammer vorzugsweise irgendwo fest anbringen? wobei das Ausstromende nach unten gerichtet ist. Die Brennstoff- und Reinigungsmittelbehälter könnten in der beschriebenen Art und Weise von der unabhängigen Druckluftquelle unter Druck~gesetzt werden.
• Falls kein Wasser hinreichend hohen Drucks vorhanden ist, müßte man zur Erzeugung des Wasserdrucks eine von einem Motor geringer Leistung angetriebene Wasserpumpe benutzen. Im allgemeinen soll der Druck 10,5 kg/cm2 (150 psi) und die benötigte Menge 760 1 (200 gallons) pro Stunde betragen. Das Wasser kann wiederum in dem'Kühlmantel der Brennkammer vorerwärmt werden, wie es bereits beschrieben ist.
• Als Brennstoff wird Gasolin oder Benzin bevorzugt, obwohl man auch minderwertigere Brennstoffe benutzen kann, beispielsweise Dieselöl oder Kerosin. Allerdings ist es stets zweckmäßig, die Anlage.mit den besseren Brennstoffen anzuheizen, um nachher eine gute Zündung zu gewährleisten. Die beschriebenen, nach der Erfindung ausgebildeten Anlagen sind äußerst kompakt und einfach aufgebaut und enthalten im wesentlichen keine beweglichen Teile, die einem hohen Verschleiß unterliegen.

Claims (14)

Patentansprüche

1. lampfversorgungsanlage mit einer Ausströmdüse und einer 9 ennkammer, die unter Verbrennung eines Brennstoffs'mit Luft Energie zur Dampferzeugung liefert., d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß eine Einrichtung den Brennstoff und die Luft über eine Einlaßeinrichtung der Brennkammer (C) unter Druck zuführt und dad eine steuerbare Einrichtung den durch eine Auslaßeinrichtung strömenden Verbrennungsprodukten Wasser zusetzt, das dabei momentan in Dampf umgesetzt und zusammen mit den Verbrennungsprodukten der Ausströmdüse (N) zugeführt wird.

2. Anlage nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß eine weitere steuerbare Einrichtung der Verbrennungsproduktströmung ein Reinigungsmittel zusetzt, das zusammen mit den Verbrennungsprodukten der Ausströmdüse (N) zugeführt wird.

3. Anlage nach Anspruch 2, d a d u r c h g e ke n n z e i c h n e t , daß das Reinigungsmittel der Verbrennungsproduktströmung an einer gegenüber der Wasserzuführung abstromliegenden Stelle zugeführt wird.

4. Anlage nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das Wasser und das Reinigungsmittel gemeinsam der Verbrennungsproduktströmung zugegeben werden.

Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, d a d u r c h g c-k e n n z e i c h n e t , daß die der Brennkammer (C) Luft zuführende Einrichtung einen Luftkompressor (P) mit einem als Wärmeaustauscber ausgebildeten Rühlmantel aufweist und daß eine Einrichtung dem Kompressorkühlmantol Wasser zuführt, das später zur momentanen Dampferzeugung der Verbrennungsproduktströmu; zugeaetzt wird.

6. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Brennkammer (C) ebenfalls einen als Wärmeaustauscher ausgebildeten Kühlmantel aufweist und daß eine Einrichtung dem Brennkammer-Kühlmantel- Wasser-zuführt, das später der Verbrennungsproduktströmung zugesetzt wird.

7. Anlage nach Anspruch 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß eine Maschine (E) mit einem als Wärmeaustauscher ausgebildeten Kühlmantel -den Kompressor (P) antreibt und daß eine Einrichtung dem Maschinenkühlmantel das Wasser zuführt, bevor es in den Brennkammer-Kühlmantel gelangt.

8. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n-e t , daß die Ausströmdüse (N) ein Absperrventil enthält und daß an der Auslaßseite der Anlage eine Wiedergewinnungsvorrichtung mit einer Einrichtung angeschlossen ist, die das Wasser wiedergewinnt, wenn das Absperrventil der Ausströmdüse geschlossen ist,

9. Anlage nach Anspruch 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Wiedergewinnungsvorrichtung.eine weitere Einrichtung aufweist, die das wiedergewonnene Wasser dem Wasserzuleitungssystem zuführt.

10. Anlage nach Anspruch 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Wiedergswinnungavorrichtung zur Trennung des Wassers von den Verbrennungsprodukten einen Zyklonenscheider und einen zur Aufnahme des getrennten Wassers dienenden Wasserbehälter aufweist, d«ß der, Wasserbehälter mit dem Wasserzuleitungssystem verbunden ist und für das Wasserzuleitungssystem eine Wasserversorgungseinriohtung darstellt.

11. Anlage nach einem der vorstehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Verbrennungskammer (c) zur Bildung des Wasserkühlmantels doppelwandig ausgebildet ist und daß in einem Abstand von der Innenseite der Innenwand des Kühlmantels eine hitzebeständige Innenauskleidung in der Brennkammer angeordnet ist.

12. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß an den Auslaß der Brennkammer (C) eine von den gasförmigen Verbrennungsprodukten durchströmte Leitung angeschigssen ist, daß von dieser Leitung eine Verbindungsleitung zu einem Sammelbehälter führt, daß durch ein in der Verbindungsleitung angeordnetes, druckbetätigtes Ventil der Dampf und die gasförmigen Verbrennungsprodukte von der an den Aus laß der Brennkammer angeschlossenen -Leitung in den Sammelbohälter strömen, wenn der Druck in dieser Leitung einen vorgegebenen Wert übersteigt, daß die sich im oberen Teil des Sammelbehlters ansammelnden Verbrennungsgase über ein druckempfindliches Ventil aus dem Sammelbehälter abströmen und daß über eine weitere Einrichtung. das sich im unteren Teil des Sammelbehälters ansammelnde Wasser unter Druck getrennt abströmt.

13. Anlage nach Anspruch 12.

d a d u r c h g -e k esn n z e i c h n e t , daß die aus dem oberen Teil des Sammelbehälters ausströmenden gasförmi gen Verbrennungsprodukte in einem Wärmeaustauscher im Wärmeaustausch mit dem der Verbrennungsproduktströmung zugesetzten Wasser stehen.

14. Anlage nach eines der Ansprüche 1 bis 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Auslaß der Brennkammer mit' einer von den Verbrennungsprcdukten durchströmten Leitung verbunden ist, daß; Eïrtrichtungen von dieser Leitung Dampf und gasförmige -Verbrennungs-produkte einem geschlossenen Druckkessel zufii-hren,- in dem sich de,r Dampf und die gasförmigen Verbrennungsprodukte unter Druck sammeln, daß eine Einrichtung' die gasformigen Verbrennungsprodukte aus'dem oberen Teil des Kessels abführt und da-B eine Einrichtung das im unteren Teil des Kessels- unter Druck stehende Wasser getrennt abführt.