DE2623537A1

DE2623537A1 - Verfahren und vorrichtung zum vergasen einer fluessigkeit

Info

Publication number: DE2623537A1
Application number: DE19762623537
Authority: DE
Inventors: Paul Andre; Pierre Debrus; Pierre Mazer
Original assignee: Compagnie des Gaz de Petrole Primagaz SA
Current assignee: Compagnie des Gaz de Petrole Primagaz SA
Priority date: 1975-06-11
Filing date: 1976-05-26
Publication date: 1976-12-30
Also published as: ES441866A1; FR2314437B1; BE842807A; FR2314437A1; NL7606246A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Vergasen einer Flüssigkeit und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens. .

Unter Flüssigkeit im obigen Sinne sind in erster Linie verflüssigte Kohlenwasserstoffgase zu verstehen, wie beispielsweise handelsübliches Butan, welches nachfolgend als Butan bezeichnet wird.

Man weiß, daß die Verwendung von Butan an Stelle von Propan wirtschaftliche Vorteile mit sich bringt, obwohl die Verteilung des Butans über Leitungen und seine Lagerung problematischer ist. Die wirtschaftlichen Vorteile des Butans sind in erster Linie in seiner weit besseren Verflüssigbarkeit zu sehen, was jedoch auch die Ge-

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fahr mit sich bringt, daß flüssiges Butan in die damit betriebenen Geräte eindringt.

Man kennt verschiedene Vorrichtungen zum Vergasen von verflüssigtem Kohlenwasserstoffgas. Es handelt sich hierbei in erster Linie um beheizte Heizschlangen und um Verdampfungswannen mit einem Vergaserschwimmer. Diese bekannten Vorrichtungen weisen Nachteile auf, beispielsweise verschmutzen die Heizschlangen mehr oder weniger rasch infolge des Absetzens von Unreinheiten und die Arbeitsweise der Schwimmervorrichtungen ist mehr oder weniger sicher.

Diese Nachteile sollen vermieden werden. Es ist insbesondere die Aufgabe zu lösen, eine sichere Vergasung zu gewährleisten und hierbei die Unreinheiten abzutrennen, welche auf einfache Weise zurückgehalten werden sollen. Um den Sicherheitsanforderungen zu genügen, soll eine sichere Arbeitsweise gewährleistet sein. Das Reinigen und der Unterhalt der Vergasungsvorrichtung sollen einfach sein.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß man die Flüssigkeit, insbesondere das verflüssigte Kohlenwasserstoff gas , wie beispielsweise Butan, auf ein Heizelement ausfließen läßt, dessen Temperatur mindestens gleich der Verdampfungstemperatur der Flüssigkeit ist, wobei dieses Heizelement in einem geschlossenen Raum angeordnet ist, dessen Druck gesteuert wird und von welchem die vergaste Flüssigkeit abgenommen wird.

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Gemäß dem Verfahren wird die zugeführte Flüssigkeitsmenge auf die Temperatur des Heizelements gebracht. Die Flüssig· keitszufuhr wird unterbrochen, sobald sich die Temperatur unterhalb eines bestimmten Wertes befindet. Man steuert den Druck der zugeführten Flüssigkeitsmenge und man begrenzt die Menge der zu entnehmenden vergasten Flüssigkeit auf einen Wert, welche vereinbar ist mit der Vergasungskapazität des Heizelements.

Die Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens, welche aus einem Vergasungshohlkörper besteht, in welchem mindestens ein Heizelement eingeschlossen ist. Die Vorrichtung umfaßt weiterhin eine Temperaturregeleinrichtung zur Regelung der Temperatur des Heizelements, ein Speiserohr zum Zuführen der Flüssigkeit, unter dessen Austrittsöffnung das Heizelement angeordnet ist, eine Druckregeleinrichtung zur Regelung des Speisedrucks in dem Hohlkörper, ein Austrittsrohr für die vergaste Flüssigkeit, welches an den Hohlkörper angeschlossen ist und umfaßt weiterhin Mittel zur Steuerung der Menge der vergasten Flüssigkeit aus dem Vergasungshohlkörper.

Das Heizelement besteht vorzugsweise aus einem geschlossenen elektrischen Widerstandsheizstab, welcher vertikal angeordnet ist, wobei die Austrittsöffnung des Speiserohres für die zugeführte Flüssigkeit sich oberhalb des oberen Endes des Heizstabes befindet. Die aus dem Zuführrohr austretende Flüssigkeit fließt daher an den Wandungen des Heizstabes entlang und wird hierbei in den gasförmigen Zustand überführt.

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Die Vorrichtung umfaßt weiterhin Sicherheitseinrichtungen, insbesondere solche zur Vermeidung einer Überhitzung, eines Überdrucks oder eines Überströmens der Vergasungskammer mit Flüssigkeit.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 schematisch eine teilweise im Schnitt dargestellte Seitenansicht der Vorrichtung;

Fig. 2 eine Ansicht von unten auf die Vorrichtung nach Fig. 1 und

Fig. 3 ein Schaltschema zur Erläuterung der Funktionsweise der Vorrichtung.

Die Vorrichtung gemäß den Fig. 1 und 2 besteht im wesentlichen aus einer Vergasungskammer 1, einem Heizelement 2, einem Speiserohr 3 zum Zuführen der Flüssigkeit und einem Austrittsrohr 4 für die vergaste bzw. verdampfte Flüssigkeit.

Die Mittel' zur Temperaturregelung des Heizelements 2 bestehen aus einem Thermostaten 5, welcher die Stromzufuhr zu dem Widerstand 6 im Innern des Heizelements 2 regelt. Der Thermostat 5 funktioniert derart, daß die Temperatur des Heizelements 2 zwischen zwei bestimmten Werten gehalten wird.

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Die Mittel zur Steuerung der zugeführten Flüssigkeitsmenge bestehen aus einem Elektroventil 7, welches in die Zuführleitung geschaltet ist, und einem Thermostaten 8, welcher die Öffnung des Elektroventils 7 steuert, sobald die Betriebstemperatur des Heizstabes erreicht ist und der das Ventil 7 zum Schließen veranlaßt, wenn eine Temperatur unterhalb dieser Betriebstemperatur erreicht wird.

Die Drucksteuermittel zum Regeln des Drucks der zugeführten Flüssigkeit bestehen aus einem Druckminderventil 9, welches in der Zuführleitung 3 dem Elektroventil 7 nachgeschaltet ist. Auf diese Weise wird sichergestellt, daß der Druck der zufließenden Flüssigkeit unabhängig ist vom Druck im Flüssigkeitsbehälter, von welchem die Flüssigkeit zufließt.

Die Mittel zum Steuern der austretenden Menge der vergasten Flüssigkeit werden gebildet durch ein Diaphragma 10, welches entsprechend kalibriert und in der Austrittsleitung 4- angeordnet ist. Der Durchtrittsquerschnitt dieses Diaphragmas 10 wird bestimmt in Abhängigkeit der energetischen Masse und der Maximalenergie, welche die Änderungs· wärme bei der Zustandsänderung von flüssig in gasförmig liefert. Die Mittel zum Steuern der Austrittsmenge können gleichermaßen einen Pressostat umfassen, der in der Austrittsleitung 4 angeordnet ist und der dazu dient, die Zufuhr an elektrischer Energie zur Vorrichtung zu unterbrechen für den Fall, wo der Druck hinter dem Diaphragma unterhalb eines vorbestimmten Wertes sinkt.

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Die Vorrichtung umfaßt weiterhin einen Sicherheitsthermostaten 11, der die Stromzufuhr im Falle einer Überhitzung unterbricht und weiterhin ist ein Überdruckventil 12 vorgesehen, welches bewirkt, daß überschüssiges Gas in der Verdampfungskammer 1 in Richtung der Speiseleitung 3 abgeleitet wird.

Die Vergasungskammer 1 besteht in ihrem unteren Teil aus einem Ansatzstück 13, in welches ein Trägerteil 14· eingeschraubt ist. Eine dichte Verbindung wird gewährleistet durch eine Dichtung 14-¹. Das Heizelement 2 ist mit dem Trägerteil Ib fest verbunden und besteht aus einer unten offenen Röhre 15, in welcher ein elektrischer Heizwiderstand 6 senkrecht angeordnet ist. Das oben geschlossene Rohr 15 ragt vertikal in das Innere der Vergasungskammer Die Austrittsöffnung 16 der Flüssigkeitszuführleitung 3 ist oberhalb des oberen Teiles 17 des Stabes 15 angeordnet. Um eine gleichmäßige Verteilung der Flüssigkeit auf dem Heizelement 2 zu gewährleisten, ist ein zylindrischer Mantel 18 vorgesehen, welcher den oberen Bereich des Stabes 15 umfaßt und sich in den Bereich der Öffnung 16 des Zuführrohres 3 erstreckt. Der Mantel 18 ist mit Stahlwolle 19 ausgefüllt.

Das Rohr 16 ist nach unten über die Vergasungskammer 1 hinaus verlängert und trägt an ihrem Ende 20 ein Tragblech 21, auf welchem die Thermostaten 8 und 11 angeordnet sind. Der Thermostat 5 ist an der äußeren Fläche 22 des Trägerteils 14- angeordnet. Mit der Bezugszahl 23 ist ein Filter bezeichnet, beispielsweise ein Siebfilter, welches in der Speiseleitung 3 vor dem Elektroventil 7 angeordnet ist.

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Die Vorrichtung ist an eine Speisespannungsquelle 24 angeordnet und das Ein- und Ausschalten wird über einen zweipoligen Unterbrecher 25 bewirkt.

Die Vorrichtung besteht vorzugsweise aus Eisen bzw. Stahl, jedoch besteht das Tragblech 21, welches die Thermostaten und 11 trägt, bevorzugt aus Kupfer.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist folgende charakteristische Merkmale auf:

a) Eine genaue Regelung der Temperatur ist sichergestellt durch den Thermostaten 5, wobei die Schaltpunkte eng beieinanderliegen können infolge der eng benachbarten Anordnung zum Heizelement 2 und zur Verdampfungsoberfläche für die Flüssigkeit.

b) Die Entnahme der vergasten Flüssigkeit ist begrenzt unter Berücksichtigung der thermischen Kapazität der Vorrichtung beim Betrieb infolge der Anordnung eines Diaphragmas 10.

c) Die Vorrichtung kann sich nicht mit Flüssigkeit auffüllen, und noch weniger die nachgeschalteten Leitungen, da:

1. Wslches auch immer der Druck des verflüssigten Gases ist, welches die stromaufwärts angeordnete Vorrichtung epeist, die Flüssigkeit in dieser bei einem schwachen Druck ankommt und eingestellt wird entsprechend einer geeigneten Ausgleichstemperatur. Aufgrund der Arbeitsweise der Vorrichtung steigt die Temperatur rasch auf einen Wert, der um ein'Mehrfaches über der letzgenannten liegt.

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2. Das Diaphragma nur einen Austritt ermöglicht, der noch vereinbar mit einem internen Temperaturanstieg ist, bei einem Betriebszustand, der das Eindringen der Flüssigkeit verbietet.

3. Im Falle der plötzlichen Unterbrechung der Wärmezufuhr (Schaden am elektrischen Heizwiderstand und/oder am Thermostaten 5) der Thermostat 8 anspricht, der auf eine geringere Temperatur eingestellt ist und der somit ein Schließen des Elektroventils bewirkt.

Im Falle einer Stromunterbrechung geht das Elektroventil in seine Ruhestellung, bei welcher es geschlossen ist, womit folglich das Eindringen von Flüssigkeit in das Innere des Geräts verhindert wird.

d) Ein Überhitzen der Vorrichtung ist ausgeschlossen infolge des Thermostaten 11, der in Nähe des Heizelements 2 auf dem Teil 21 angeordnet ist, wobei dieser Thermostat 11 alle Funktionen des Vergasers unterbricht, selbst für den Fall, daß der Thermostat 5 fehlerhafterweise geschlossen bleibt.

e) Ein Überdruck im Vergaser ist ausgeschlossen infolge des Überdruckventils 12, selbst wenn die Thermostaten 11 und 5 beide schadhaft sein sollten und das Heizelement 2 blockiert ist und ständig aufheizt. Für diesen Fall ist der Druck im Vergaser trotzdem begrenzt auf einen definierten und geringen Wert.

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f) Der Zugang zum Innern zum Zwecke der Reinigung und der Beseitigung von Verschmutzungen, welche sich im Innern der Vergaserkammer abgesetzt haben, ist einfach: Es genügt die Demontage des Teiles 14.

Als Beispiel werden nachfolgend die Werte eines Vergasers genannt, der eine Hohe von etwa 30 cm und einen Durchmesser von etwa 7 cm aufweist und dessen Gasaustrittsmenge an Butangas etwa 3 kg/h beträgt:

Der Thermostat 5 regelt die Temperatur des Heizelementes 2 in den Grenzwerten zwischen 57⁰C und 50⁰C.

Der Thermostat 8 steuert das Elektroventil 7 zwischen 30 und 4O⁰C.

Der Sicherheitsthermostat 11 zur Sicherung gegen Überhitzung spricht bei 175°C an.

Anstelle eines Sicherheitsthermostaten können auch Schmelzsicherungen verwendet werden, die die Stromzufuhr bei einer Temperatur unterbrechen, bei welcher noch keine Überhitzung erreicht ist.

Man kann mehrere erfindungsgemäße Vorrichtungen parallel zueinander betreiben, wodurch die Vergasungskapazitat entsprechend der Anzahl der Vorrichtungen vervielfacht wird .

- 10 Ansprüche

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Claims

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Ansprüche

ί 1.)Verfahren zum Vergasen einer Flüssigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß man die Flüssigkeit auf ein Heizelement fließen läßt, dessen Temperatur mindestens gleich der Verdampfungstemperatur der Flüssigkeit ist, wobei dieses Heizelement im Innern einer Vergasungskammer angeordnet ist, deren Druck kontrolliert wird und von der die vergaste Flüssigkeit abgezogen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Flüssigkeit ein verflüssigtes Kohlenwasserstoffgas ist.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Flüssigkeit im wesentlichen aus flüssigem Butan besteht.

k. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß man die zugeführte Flüssigkeitsmenge auf die Temperatur des Heizelements bringt und die Flüssigkeitszufuhr unterbrochen wird, falls die Temperatur unter einen bestimmten Wert abfällt und daß man weiterhin den Druck der zugeführten Flüssigkeit regelt.

- 11 -

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5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis k, dadurch gekennzeichnet , daß man den Austritt der vergasten Flüssigkeitsmenge auf einen Wert begrenzt, der vereinbar ist mit der Vergasungskapazität des Heizelements.

6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeich· net, daß mindestens eine Vergasungskammer vorgesehen ist, die ein Heizelement einschließt, Reguliermittel für die Regulierung der Temperatur des Heizelements vorgesehen sind, ein Zuführrohr für die Flüssigkeit oberhalb des Heizelementes endet, Druckreguliermittel den Druck der zugeführten Flüssigkeit für die Druckkammer regulieren, eine Ausgangsleitung für die vergaste Flüssigkeit an die Vergasungskammer angeschlossen ist und weiterhin Mittel vorgesehen sind, welche die Ausströmmenge der vergasten Flüssigkeit aus dieser Vergasungskammer kontrollieren.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß da's Heizelement aus einer einen elektrischen Widerstand einschließenden Röhre besteht, welche senkrecht angeordnet ist und bei welcher ein Zuführrohr zum Zuführen der Flüssigkeit oberhalb des oberen Endes der Röhre mündet.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet , daß Mittel zum geeigneten Verteilen der Flüssigkeit auf dem Heizelement vorgesehen sind.

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9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet , daß die Mittel zum Verteilen der Flüssigkeit aus einem zylindrischen Mantel bestehen, welcher sich vom Ende des Zuführrohres bis zum oberen Teil des Heizelements erstreckt, wobei der Mantel mit Stahlwolle gefüllt ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die zugeführte Flüssigkeit auf die Temperatur des Heizelements gebracht wird und die Flüssigkeitszufuhr unterbrochen wird bei Temperaturen, welche unter einem bestimmten Wert liegen.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Regulierung der Temperatur des Heizelements aus einem ersten Thermostaten bestehen, welcher die Stromzufuhr zum elektrischen Widerstand dieses Elements steuert, die Flüssigkeitszufuhr gesteuert wird durch ein Elektroventil, welches in der Zuführleitung angeordnet ist und seiner· seits gesteuert wird durch einen zweiten Thermostaten, die Mittel zur Regulierung des Drucks der zugeführten Flüssigkeit aus einem Druckminderventil bestehen, welches in der Zuführleitung dem Elektroventil nachgeschaltet ist und weiterhin Mittel zur Steuerung der abgehenden vergasten Flüssigkeitsmenge vorgesehen sind, welche mindestens aus einem Diaphragma bestehen, welches in der Austrittsleitung angeordnet ist.

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12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet , daß die Vergasungskammer in ihrem unteren Teil aus einem Ansatzstück besteht, an welchem lösbar ein Trägerteil angeordnet ist, wobei das Trägerteil starr die Röhre des Heizelements trägt, die sich in das Innere der Vergasungskammer erstreckt, und das äußere Ende dieser Röhre ein Tragblech trägt, auf welchem der Thermostat zur Steuerung des Elektroventils angeordnet ist, während der Thermostat zur Regulierung der Temperatur des Heizelements an der Unterfläche der Vergasungskammer sich befindet.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet , daß ein Sicherheitsthermostat vorgesehen ist, der im Falle einer Überhitzung den Betrieb der Vorrichtung unterbricht, wobei dieser Thermostat ebenfalls am Tragblech am unteren Ende der Röhre angeordnet ist.

14·. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet , daß vor dem Elektroventil ein Filter angeordnet ist.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 14·, dadurch gekennzeichnet , daß. ein Überdruckventil an die Vergasungskammer angeschlossen ist, deren anderes Ende mit der Zuführleitung verbunden ist und bei einem Überdruck vergaste Flüssigkeit in diese Zuführleitung abläßt.

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16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 15, dadurch gekennzei c.h net, daß die Mittel zur Steuerung der Menge der vergasten Flüssigkeit aus einem Pressostat bestehen, welcher in der Abführleitung angeordnet ist.

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