DE2904222A1

DE2904222A1 - Verfahren und vorrichtung zum aufbessern des heizwertes, der zuendgeschwindigkeit und der zuendtemperatur von brenngasen

Info

Publication number: DE2904222A1
Application number: DE19792904222
Authority: DE
Inventors: Guenter Hoener
Original assignee: BOEX SCHWEISSTECH
Current assignee: BOEX SCHWEISSTECH
Priority date: 1979-02-05
Filing date: 1979-02-05
Publication date: 1980-08-07
Also published as: FR2448104A1

Description

Dipl.-Ing. Günther Rau
Bielefeld

Boex Schweißtechnik Vertriebs GmbH, Bielefeld

Verfahren und Vorrichtung zum Aufbessern des Heizwertes, der Zündgeschwindigkeit und der Zündtemperatur

von Brenngasen

Für bestimmte Aufgaben beim Einsatz von Brenngasen besteht das Bedürfnis, Brenngase mit möglichst hohem Heizwert, hoher Zündgeschwindigkeit und Zündtemperatur zur Verfügung zu stellen. Die Wahl des zu verwendenden Brenngases hängt von den jeweiligen Kosten und den Qualitätsanforderungen ab. Dieses Problem stellt sich z.B. beim Sehneidbrennen, wenn zwischen Erdgas und anderen Brenngasen wie z.B. Azetylen als Brenngas gewählt werden muß«, Da es inzwischen bekannt ist, daß mit Erdgas und geeigneten Düsen wesentlich kostengünstiger gearbeitet werden kann als z.B. mit Azetylen, gewinnt die Frage an Bedeutung, ob es möglich ist, den Heizwert, die Zündgeschwindigkeit und die Zündtemperatur von Brenngasen aufzubessern. Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Aufbessern des Heizwertes, der Zündgeschwindigkeit und der Zündtemperatur von Brenngasen vorzuschlagen, in dem pro m Heizgas bei wechselnden Vordrücken im stationären Leitungssystem und unterschiedlichen Umgebungstemperaturen eine konstante Menge Kohlenwasserstoffgemisch abgegeben

03 0 032/0404

wird. Die Aufgabe Bollte ohne Zuführung zusätzlicher Fremdenergie gelöst werden, um eine hohe Betriebssicherheit bei größtmöglicher Wirtschaftlichkeit zu gewährleisten.

Die gestellte Aufgabe wird bei dem Verfahren zum Aufbessern des Heizwertes, der Zündgeschwindigkeit und der Zündtemperatur von Brenngasen gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß dem Brenngas ein flüssiges Kohlenwasserstoffgemisch in einem einstellbaren festen Verhältnis beigemengt wird, indem das flüssige Kohlenwasserstoffgemisch in einem Entspannungsraum auf konstanter Füllhöhe gehalten und über dem Flüssigkeitsspiegel ein Kohlenwasserstoffgas mit einem von der Umgebungstemperatur unabhängigen Druck gebildet wird, das flüssige Kohlenwasserstoffgemisch und das Kohlenwasserstoff gas vom Entspannungsraum getrennt einem verengten Bereich eines vom Brenngas durchströmten Mischkanals zugeführt wird, der Strahl des Kohlenwasserstoffgases im Mischkanal auf die Mündung der Zuleitung des flüssigen Kohlenwasserstoffgemisches gerichtet wird und die Menge des in den Mischkanal abgegebenen flüssigen Kohlenwasserstoffgemisches durch den Druck des Kohlenwasserstoffgasstrahls abhängig von der Strömungsgeschwindigkeit des Brenngases geregelt wird.

Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens weist einen Entspannungsraum mit einem schwimmergesteuerten Ventil in der Zuleitung für ein flüssiges Kohlenwasserstoffgemisch auf, das den Flüssigkeitsspiegel im Entspannungsraum auf konstanter Höhe hält, eine unter dem Flüssigkeitsspiegel angeschlossene Flüssigkeitsleitung zur Abgabe des flüssigen Kohlenwasserstoffgemisches über ein Dosierungsventil zum verengten Bereich eines in einer Brenngasleitung angeordne-

030032/0404

-f-

ten Mischkanals, eine über dem Flüssigkeitsspiegel angeschlossene Gasleitung zur Führung des im Entspannungsraum durch Verdampfen entstehenden Kohlenwasserstoffgases über einen Druckregler zum verengten Bereich des Mischkanals, wo die Austrittsdüse der Gasleitung genau auf die
Mündung der Flüssigkeitsleitung gerichtet ist.

Vorteilhafterweise weist der Mischkanal im Bereich der
Mündung der Flüssigkeitsleitung eine einen Stauraum bildende muldenförmige Ausbuchtung auf. Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, die Zuflußleitung des Kohlenwasserstoffgemisches in den Entspannungsraum bis nahe über den Boden desselben zu führen.

Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnung, die schematisch den Aufbau der Vorrichtung aufzeigt, erläutert.

Das dem Brenngas beizumischende Kohlenwasserstoffgemisch wird in flüssiger Form in Gasflaschen 1 bereitgestellt und über eine leitung einem Flüssigkeitsdruckregler 2 zugeführt, Am Ausgang dieses Reglers steht das Kohlenwasserstoffgemisch mit einem Druck von ca 30 mbar zur Verfügung und
wird über einen Strömungsbegrenzer 3, der den Flüssigkeitsstrom beruhigt, in einen Entspannungsraum 4 geleitet, in dem das Kohlenwasserstoffgemisch auf einer bestimmten Füllhöhe konstant gehalten wird. Hierzu ist ein Ventil 5 mit Schwimmer 6 eingesetzt. Das Zuflußrohr 7 für das Kohlenwasserstoffgemisch 8 reicht bis dicht über den Boden des Entspannungsraumes 4, um eine laufende Umwälzung des flüssigen Kohlenwasserstoffgemisches sicherzustellen. Entsprechend der herrschenden Temperatur des Kohlenwasserstoffgemisches im Entspannungsraum stellt sich über dem Flüssigkeitsspiegel durch Ausgasen und Verdampfen der leichtflüchtigen Bestandteile ein Gasdruck von etwa 20 bis 500 mbar ein.

030032/040 ;

- y-

Das flüssige Kohlenwasserstoffgemisch wird über eine Rohrleitung 9 mit einem Peindosierungsventil 10 einem Mischkanal 11 zugeführt. Der Mischkanal 11 ist im Zuge einer Brenngasleitung 12 angeordnet und verengt sich gleichmäßig bis zu seinem mittleren Bereich, und erweitert sich anschließend wieder auf den normalen Querschnitt der Brenngasleitung nach Art einer Venturidüse. Die Rohrleitung 9 mündet im Mischkanal 11 an dessen engster Stelle. Das Peindosierungsventil 10 erhält eine arundeinsteilung, die abgestimmt auf den Brenngasdruck den Zufluß der gewünschten Zugabemenge des Kohlenwasserstoffgemisches zum Brenngas gestattet. Der Brenngasvordruck ist im allgemeinen bei den jeweiligen Verbrauchern konstant und kann zwischen 20 mbar und 1 bar betragen.

Aus dem Entspannungsraum 4 ist oberhalb des Flüssigkeitsspiegels eine Rohrleitung 15 über einen Ausgasungsdruckregler 16 ebenfalls zum Mischkanal 11 geführt, die im engsten Bereich des Mischkanals 11 gegenüber der Mündung 17 der Rohrleitung 9 mündet, daß der aus der Düse 18 austretende Gasstrahl genau auf die Mündung 17 der Rohrleitung 9 gerichtet ist. Die Achse der Düse 18 ist dabei zur Mittelachse des Mischkanals 11 geneigt und bildet mit der Eingangsseite des Brenngases einen spitzen Winkel. Der Mischkanal 11 weist im Bereich der Mündung 17 eine einen Stauraum bildende muldenförmige Ausbuchtung 21 auf, die die steuernde Wirkung des Gasstrahls verstärkt und stabilisiert.

Der Ausgasungsdruckregler 16 sorgt dafür, daß der Grunddruck des Gases im Entspannungsraum den Wert von ca 5 mbar nicht unterschreiten kann. In der Rohrleitung 15 ist kurz vor der Düse 18 ein Strömungsventil 19 angeordnet, das einen Druckausgleich des Brenngasdrucks über die Rohrleitung 15 zum Entspannungsraum 4 verhindert.

- 5 0 3 C 0 3 2 / 04 0 /♦

— J5 —

Bei geringer Brenngasentnahme, d.h. bei geringer Strömungsgeschwindigkeit im Mischkanal 11 wirkt der aus der Düse austretende Gasstrahl so auf die Ausbuchtung 21 mit der Mündung 17 der Rohrleitung 9, daß kein flüssiges Kohlenwasserstoffgemisch austreten kann. Mit zunehmender Brenngasentnahme wird infolge der vergrößerten Strömungsgeschwindigkeit der aus der Düse 18 austretende Gasstrahl in Strömungsrichtung abgelenkt, die Mündung 17 mehr oder weniger freigegeben, so daß proportional der Auslenkung eine entsprechende Menge des flüssigen Kohlenwasserstoffgemisches bezogen auf die durch den Mischkanal 11 strömende Brenngasmenge an den Mischkanal 11 abgegeben werden kann. Bei weiterer Zunahme der Strömungsgeschwindigkeit wird durch die Venturiwirkung im verengten Bereich des Misch— kanals 11 eine entsprechend größere Menge des flüssigen Kohlenwasserstoffgemisches abgegeben.

- Patentansprüche -

030032/0404

ι *·♦

Leerseite

Claims

Patentansprüche

Verfahren zum Aufbessern des Heizwertes , der Zündgeschwindigkeit und der Zündtemperatur von Brenngasen, dadurch gekennzeichnet, daß dem Brenngas ein flüssiges Kohlenwasserstoffgemisch in einem einstellbaren festen Verhältnis beigemengt wird, indem das flüssige Kohlenwasserstoffgemisch in einem Entspannungsraum auf konstanter Füllhöhe gehalten und über dem Flüssigkeitsspiegel ein Kohlenwasserstoffgas mit einem von der Umgebungstemperatur unabhängigen Druck gebildet wird, das flüssige Kohlenwasserstoffgemisch und das Kohlenwasserstoff gas vom Entspannungsraum getrennt einem verengten Bereich eines vom Brenngas durchströmten Mischkanals zugeführt wird, der Strahl des Kohlenwasserstoffgases im Mischkanal auf die Mündung der Zuleitung des flüssigen Kohlenwasserstoffgemisches gerichtet wird und die Menge des in den Mischkanal abgegebenen flüssigen Kohlenwasserstoffgemisches durch den Druck des Kohlenwasserstoffgasstrahls und die Auslenkung des Kohlenwasserstoffgasstrahls abhängig von der Strömungsgeschwindigkeit des Brenngases geregelt wird.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Entspannungsraum (4) mit einem schwimmergesteuerten Ventil (5) in der Zuleitung für ein flüssiges Kohlenwasserstoffgemisch, das den Flüssigkeitsspiegel im Entspannungsraum (4) auf konstanter Höhe hält, eine unter dem Flüssigkeitsspiegel angeschlossene Flüssigkeitsleitung (9) zur Abgabe des flüssigen Kohlenwasserstoffgemisches über ein Dosierungs-

030032/0404

2S04222

ventil (10) zum verengten Bereich eines in einer Brenngasleitung angeordneten Mischkanals (11), eine über dem Flüssigkeitsspiegel angeschlossene Gasleitung (15) zur Führung des im Entspannungsraum (4) durch Verdampfen entstehenden Kohlenwasserstoffgases über einen Druckregler (16) zum verengten Bereich des Mischkanals (11), wo die Austrittsdüse (18) der Gasleitung (15) genau auf die Münduftg (17) der Flüssigkeitsleitung (9) gerichtet ist.

J. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Mischkanal (11) im Bereich der Mündung (17) der Flüssigkeitsleitung (9) eine einen Stauraum bildende muldenförmige Ausbuchtung (21) aufwe i st.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuflußleitung (7) des Kohlenwasserstoffgemische in den Sntspannungsraum (4) bis nahe über den Boden desselben geführt ist.

0 3 ^- j 3 2 / 04 G -;