DE28017C - Apparat zur Verwendung flüssiger Kohlenwasserstoffe zu Heizzwecken - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

KLASSE 24: Feuerungsanlagen.

Patentirt im Deutschen Reiche vom 14. November 1883 ab.

Der Zweck dieser Erfindung ist, ein Verfahren und Apparate zu liefern, vermittelst deren Kohlenwasserstoffe (wie z. B. rohes Petroleum u. dergl.) mit oder ohne Zuhülfenahme eines mit gewöhnlichen Heizmaterialien (z. B. Kohle) unterhaltenen Feuers und in Verbindung mit Dampf und Wasser verbrannt werden können. Die Kohlenwasserstoffe werden oberhalb der gewöhnlichen Feuerung, falls solche in Anwendung kommt, derart in den Feuerungsraum eingeführt, dafs sie sich in einer dünnen Schicht über dem Heizmaterial ausbreiten.

Um jedoch flüssige Wasserstoffe mit Vortheil in einer Feuerungsanlage zu verbrennen, ist es erstens nöthig, dafs diese Flüssigkeiten vollständig verdampft sind und dafs den Dämpfen ein hoher Grad von Wärme mitgetheilt werde; zweitens, dafs man sie rasch mit den passenden Mengen von Luft und dem dem Dampf entnommenen Wasserstoffe vereine, ehe sie in den Feuerraum gelangen.

Ferner ist es nöthig, dafs diese Stoffe, wenn so vereint, in einer ausgebreiteten Fläche und in solcher Weise in den Feuerraum eingeführt werden, dafs sie sich in einer dünnen Schicht über dem Heizmaterial ausbreiten.

Fig. ι der beiliegenden Zeichnungen stellt einen detaillirten Schnitt der Kohlenwasserstoff-Feuerungsanlage dar.

Fig. 2 ist eine ähnliche Darstellung einer Feuerungsanlage, worin die Vorrichtungen zum Einführen von Dampf und Luft modificirt sind.

Fig. 3 zeigt die perspectivische Ansicht der Retorte, die in Fig. 1 und 2 im Schnitt gezeichnet ist.

Fig. 4 ist ein Grundrifs derselben,

Fig. 5 eine Ansicht einer Modification der Retorte,

Fig. 6 ein Gmndrifs derselben,

Fig. 7 eine Seitenansicht derselben.

Gleiche Buchstaben bezeichnen gleiche Theile. in sämmtlichen Zeichnungen.

In vorliegender Beschreibung ist . die Erfindung als an einer gewöhnlichen Kesselfeuerung angebracht beschrieben, worin sich der Kessel längsweise oberhalb des Feuerraumes hinzieht, und zwar in einer horizontalen Ebene. Die Feuerungsanlage ist mit Roststäben versehen, die für Kohle oder sonstiges Heizmaterial dienen. Diese Stäbe sind unterhalb einer Brücke angebracht, hinter der sich ein Verbrennungsraum befindet. Mein oben genanntes Verfahren ist für jede beliebige Feuerungsanlage, in der sich ein Verbrennungs- oder Feuerraum vorfindet (also auch für Lokomotiv- und Schiffsmaschinen-Feuerungsanlagen),verwendbar, ganz unabhängig davon, ob nun die Kohlenwasserstoffe zusammen mit den Heizmitteln oder mit Ausschlufs derselben zur Verwendung kommen.

Die Vorrichtung, deren ich mich am liebsten bediene, um den Dampf und die Luft zu injiciren, ist am besten in Fig. 1 dargestellt. C ist ein Einlafsrohr, das durch die Vorderwand, und zwar in horizontaler Ebene oberhalb des Rostes hindurchgeht. Es mündet dasselbe am vortheilhaftesten dicht über einer Schicht von brennendem Heizmaterial. Am äufseren Ende dieses Rohres ist eine kugelförmige Vacuumkammer D aufgeschraubt. In

die letztere mündet ein am besten senkrecht von der Vacuumkammer abgehendes Luftzuführungsrohr E. Die freie Oeffnung des Rohres E kann theilweise durch einen hohlen Konus F abgeschlossen sein, dessen Spitze in das Rohr hineinragt. Letzteres dient dazu, die Reibung und demnach das Geräusch der einströmenden Luft zu vermindern. Man kann jedoch das Rohr statt dieser Anordnung mit einer Leitung oder Kammer für die Luft verbinden, deren Oeffnung von der Feuerungsanlage entfernt ist.

Die Kugel D ist vorn am besten mittelst einer abnehmbaren Hülse G abgeschlossen, so dafs das Innere der Kugel im nöthigen Falle zugänglich ist, damit man fremde Körper daraus entfernen kann. Durch diese Hülse geht eine Dampfdüse H, die so gebogen ist, dafs sie in Richtung der Achse des Rohres C. in dieses einmündet. Die Düse H geht über das Centrum der Kugel hinaus und ist mit einem Dampfleitungsrohr / verbunden, das am besten von dem Dampfdom ausgeht, wo sich der heifseste und trockenste Dampf des Kessels befindet. Zwischen der Kugel und der Wand der Feuerungsanlage befindet sich eine OeI-düse J, die durch das Rohr C unter einem rechten Winkel zur Dampfdüse H hindurchgeht. Die Oeldüse ist am vortheilhaftesten so arrangirt, dafs das OeI sich beim Entweichen in einer Ebene mit dem Dampfstrahl befindet, und so nahe der Dampfdüse, als zulässig ist, damit die vollkommenste Verflüchtigung erreicht und Kühlung durch die einströmende Luft vermieden werden soll.

Die Oeldüse J ist lösbar in einem Halter von passender Construction angebracht und in eine Platte eingeschoben, die ein Glasrohr K trägt, durch welche das OeI, von der Düse L kommend, die sich oben in dem Glasrohr befindet, nach Düse J geleitet wird. Die Düse L ist an dem Abspeisungsrohr M angeschraubt, in der ein Kugelventil von üblicher Construction angebracht werden kann, um eventuell den Oelzuflufs nach der Düse J zu verhindern, Fig. ι und 2.

Eine beliebige Anzahl von Kohlenwasserstoff-Speisungsvorrichtungen der bezeichneten Construction können an einer Feuerungsanlage angebracht werden, und zwar in passender Stellung, d. h. vorn an den Seiten oder rückwärts oder in mehreren dieser Stellungen gleichzeitig, je nachdem es für die betreffende Feuerungsanlage erforderlich ist.

Ein einziges Dampfrohr mag zur Speisung sämmtlicher Speisungsvorrichtungen dienen. Ebenso kann ein Rohr durch passende Abzweigung OeI in alle die Apparate leiten, und bediene ich mich passender Ventile oder Hähne, um die Zuführung von Dampf oder OeI nach einer beliebigen Düse zu unterbrechen, ohne die Strömung nach der anderen zu hindern.

Um Dampf von möglichst hoher Temperatur zu erlangen, kann das Dampfrohr mit einem in dem Feuerraum befindlichen gewundenen Rohr verbunden werden, und ist dieses mit Cbamotte bekleidet oder in der Vermauerung eingefügt, so dafs also der Dampf überhitzt wird, ehe er in die Düsenvorrichtung gelangt.

Das OeI wird am besten einem auf passenden Trägern ruhenden Reservoir entnommen, das genügend hoch placirt ist, um nicht bei der Handhabung des Kessels im Wege zu sein, und zwar so fern vom Kessel, dafs die Hitze des letzteren den Inhalt des Reservoirs nicht wesentlich beeinflufst.

In Vorstehendem sind die Mittel beschrieben, um dem Feuerraum in passenden Mengenverhältnissen Luft und überhitzten Dampf und auch regelmäfsige Quantitäten von OeI zuzuführen.

Da jedoch Dampf nur die leichteren Theile des Oeles oder Kohlenwasserstoffes zu verdampfen im Stande ist, so würden die schwereren Theile des Kohlenwasserstoffes in flüssigem Zustande in den Feuerraum gelangen, wodurch nicht allein Verlust an Kohlenwasserstoff, sondern auch Rauch und andere unverbrannte Gase und dementsprechend Verlust an Wärme hervorgerufen werden würde.

Um diese Uebelstände zu beseitigen und um die schwereren Theile des Kohlenwasserstoffes nicht nur zu verdampfen, sondern auch stark zu erhitzen und dementsprechend zu expandiren, bringe ich eine Retorte S von besonderer Construction an. Diese Retorte S ist an dem inneren Ende des Einlafsrohres C angeschraubt und der im Feuerraum entwickelten Hitze ausgesetzt. Hauptzweck der Retorte ist, in das Feuer bezw. den Feuerraum einen Strahl einzuführen, der Dampf, Luft und Kohlenwasserstoff in passenden Mengenverhältnissen enthält, stark erhitzt ist und genügende Kraft und Geschwindigkeit besitzt: Um dies zu ermöglichen, verwende ich die in Folgendem beschriebenen Vorrichtungen, welche in ihrer Construction und Anordnung wesentlich verschieden sind.

Die Retorte S besteht aus einem länglichen Gefäfs aus Eisen, feuerfestem Thon oder sonst passendem Material, das an seinen Enden geschlossen ist und sich mehr oder weniger nach unten verjüngt und unterhalb des Einlafsrohres angebracht ist, so dafs ein Gefäfs entsteht, worin die flüssigen Kohlenwasserstofftheile aufgefangen werden, wenn Dampf und Luft sie nach dem Feuerraum zu mitreifsen. An der inneren oberen Seite hat die Retorte einen länglichen Schlitz oder eine Oeffnung K, durch welche der zusammengesetzte Strahl eintritt, Fig. i, 2 und 3.

Dieser Schlitz K ist am vortheilhaftesten ge-

rade und waagrecht angebracht, könnte jedoch auch bogenförmig sein, und hat solche Dimensionen, dafs der Strahl als eine dünne Fläche in den Feuerraum gelangt, da dies die Form ist, in welcher derselbe am raschesten und gründlichsten verbrennt.

Wie in den Zeichnungen, Fig. i, 2, 3 und 4» gezeigt, ist die Retorte oben etwas erweitert und der Schlitz befindet sich in der Erweiterung. Jedoch beschränke ich mich nicht auf diese besondere Construction der Retorte, obschon sie den Vortheil bietet, dafs für die Kohlenwasserstoffgase oder Dämpfe ein erweiterter Raum geschaffen ist, und zwar an dem Punkt, wo sie, wenn sie aufsteigen und expandiren, ausströmen.

■Wie gezeichnet, befindet sich der Schlitz höher als das Centrum des Einlasses, jedoch könnten beide in der Ebene sich befinden. Durch die höhere Stellung des Schlitzes erzielt man jedoch den Vortheil, dafs flüssiger Kohlenwasserstoff nicht durch die Retorte hindurch und beim Schlitz hinaus mitgerissen werden kann.

Um etwa in der Retorte befindliche fremde Körper entfernen zu können, ist im Boden ein Stöpsel / angebracht, und um das Verbrennen der grofser Hitze ausgesetzten Retorte zu vermeiden, kann dieselbe ganz oder theilweise mit feuerfesten Ziegeln oder dergleichen bekleidet sein.

Eine andere Anordnung zum Verdampfen der schwereren Theile des Kohlenwasserstoffes ist in Fig. 5, 6 und 7 dargestellt. Diese Anordnung besteht in einer Düse T, deren Form sich der des oberen Theiles der Retorte nähert, d. h. die Düse ist erweitert, so dafs sie einen Behälter zum Auffangen und Verdampfen der flüssigen Kohlenwasserstoffe bildet, in dem auch die Dämpfe expandiren können.

Diese Düsen können da verwendet werden, wo Kohlenwasserstoffe in geringeren Quantitäten zur Verwendung kommen oder wo dieselben nur aus leichteren Bestandtheilen bestehen, wie z. B. aus raffinirtem Petroleum, und in solchen Fällen, wo man sich der Injectionsapparate in gröfserer Anzahl als der Retorten bedient. Man kann dieselben aber auch in Feuerungsanlagen mit Retorten zusammen verwenden.

In anderen Worten gesagt, diese Düsen bilden einen wesentlichen Theil meiner Erfindung und bringen dieselben Resultate hervor wie die Retorten, jedoch in geringerem Mafsstabe; sie sind also Modificationen meiner Erfindung, die an dem Wesen derselben nichts ändern.

Als Vortheile meiner Erfindung, sofern sich dieselbe auf die Retorte bezieht, erwähne ich, dafs dieselbe an jeder beliebigen Feuerungsanlage angebracht werden kann, ohne darum den Feuerraum wesentlich zu beschränken, denn die Hitze der Feuerung, wenn dieselbe in Gang ist, genügt stets, die Retorte nach Bedarf zu erhitzen. Ferner fängt die Retorte mit Sicherheit allen flüssigen Kohlenwasserstoff, der vom Einlafsrohr tropft, auf, so dafs kein Kohlenstoff anders als in Dampfform aus der Retorte entweichen kann. Ein weiterer Vortheil der Retorte ist der, dafs derselbe die möglichst directe Einführung des Strahles in den Feuerraum sichert, so dafs die volle Kraft des Wasserdampfes und die wirksame Vermischung von Dampf, Luft und Kohlenwasserstoffdämpfen stattfindet, ehe dieselben in den Feuerraum treten.

Wird die Retorte in Verbindung mit einer kugelförmigen Vacuumkammer benutzt, so wirken alle die Vortheile, die diese bietet, wenn Luft und Dampf mittelst derselben eingeführt werden, dahin, die Verwendung der Retorte nutzbringender zu machen. Diese Vortheile sind unter anderem die stetige Zuführung eines dichten Stromes von reiner Luft, einer angemessenen Menge von Dampf, wobei die Temperatur der Luft (sowohl durch Wärmeausstrahlung von den Wänden der Kammer, wie auch durch den Dampf) erhöht wird. Dieser so combinirte Strahl trifft dann mit seiner vollen Kraft den einfliefsenden Strom von Kohlenwasserstoff, und alles dieses leistet der Retorte bedeutenden Vorschub in der Hervorbringung des günstigsten Resultats, und ist keine andere Construction bekannt, mittelst deren eine so complete Combination erzielt werden kann.

Ob nun die Retorte mit der oben beschriebenen Anordnung verbunden oder sonstwie zur Verwendung kommt, so werden die Gase doch stets in der Retorte stark expandirt, ehe sie entweichen. Die Gase werden folglich sozusagen aus eigenem Antrieb mit erhöhter Kraft in den Feuerraum getrieben, so dafs sie in entsprechender Weise gleichmäfsig -über den ganzen Raum vertheilt werden.

Ich kann hier noch bemerken, dafs die Wirkung der Retorte eine so vollkommene ist, dafs keinerlei Rückstand irgend welcher Art verbleibt, was durch Experimente nachgewiesen ist.

Schliefslich ist noch zu bemerken, dafs, obschon ich die in Fig. 1 gezeigte Kugelform des Injectors aus naheliegenden Gründen vorziehe, der Werth meiner Erfindung in keiner Weise von der angewendeten Form des Injectors abhängt, da z. B. die in Fig. 2 gezeigte und zahlreiche andere im allgemeinen Gebrauch befindliche Formen von Injectoren für Dampf oder Luft und Dampf benutzt werden -könnten, und zwar im Verein mit der Oelzuleitung und der Retorte. Die besondere Form von Injectoren, deren man sich bedient, übt nicht nothwendiger Weise Einflufs auf die Wirkung und Function der Retorte oder eines gleichwerthigen Apparates aus.

Claims (1)

1. Patent-AnSprüche:

   Bei einem Apparat zur Verwendung flüssiger Kohlenwasserstoffe für Heizzwecke:
   ι. Die Retorte 5, welche an das Einlafsrohr angeschraubt und der im Feuerraum entwickelten Hitze ausgesetzt ist, bestehend aus einem länglichen Gefäfs von Eisen oder feuerfestem Thon mit der schlitzförmigen Aiistrittsöffnung K.

   An Stelle der im Patent-Anspruch i. bezeichneten Retorte die Düse T mit schlitzförmigem Mundstück.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen.

   BERLIN. GEDRUCKT IN DER REICHSDRUCKEREI.