DE293754C

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Publication number: DE293754C
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Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- te 293754 KLASSE 13#. GRUPPE

TURBOWERK G. m. b. H. in SOHLAND a. Spree.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 25. Februar 1913 ab.

Es ist bekannt, Dampf mittels direkt im Kesselinnern brennender Stichflammen zu erzeugen. Alle diese bekannten Verfahren haben aber infolge ihrer Anordnung mehr oder weniger gegenüber den gewöhnlichen Dampferzeugern mit Rostverbrennung keinen Vorteil. Der Grund hierfür liegt darin, daß die brennenden Gase, welche in das Kesselwasser hineingeschleudert werden, nicht genug Zeit

ίο finden, um ihren großen Wärmeinhalt an das Wasser abzugeben. Sie steigen demnach schnell hoch in den Dampfraum und überhitzen den Dampf so sehr, daß man denselben in einen weiteren Kessel leiten muß, der zum Teil mit Wasser gefüllt ist, um dort eine weitere Verdampfung (Oberflächenverdampfung) stattfinden zu lassen.

Dieser zweite Kessel (Oberflächenverdampfer) muß natürlich immer eine sehr große Wasseroberfläche bieten, um seinen Zweck zu erfüllen, und das ist der große Nachteil dieses Systems. Hierzu kommt noch der Umstand, daß gerade auf der Oberfläche des Wassers die kälteste Luftschicht sich lagert, infolge ihres größeren spezifischen Gewichtes, und somit die Verdampfung sehr hemmt.

Dagegen besteht diese Erfindung darin, daß die heißen Gase gezwungen werden, durch eine besondere Anordnung des Verdampfers beliebig oft in innigste Berührung mit dem Wasser zu kommen. Es wird dadurch erreicht, daß die heißen Gase genügend Zeit haben, ihren großen Wärmeinhalt an das Wasser sowie den Dampf abzugeben. Ferner wird durch das wiederholte Durchdrücken der heißen Gase durch das Wasser eine ungewöhnlich große Oberfläche der hierbei entstehenden kleinen Luftbläschen gebildet, die hierbei als Heizfläche die Verdampfung sehr beschleunigt, so daß ein weiterer Oberflächenverdampfer oder eine diesen Zweck unterstützende Vorrichtung entbehrlich wird.

Der so entstandene Dampf wird bei den bisherigen Anlagen, so wie er ist, zu Kraftoder Heizzwecken benutzt.

Dort besteht der Dampf aus einem Gemisch von Dampf, Kohlensäure und Stickstoff und ist z. B. in Dampfmaschinen nicht zu kondensieren, da die Kondensatorpumpen sehr groß ausfallen würden. Man muß daher die Dampfmaschinen mit Auspuff arbeiten lassen und büßt dadurch den ganzen Vorteil, den man durch die Heizung gewonnen hat, ein. Dasselbe erzielt man bei Zentralheizungen, die man nicht geschlossen, sondern offen arbeiten lassen muß.

Nach dieser Erfindung wird dagegen das entstandene Dampfgasgemisch, bevor es zu irgendeinem Zwecke benutzt wird, in die ungefähre mittlere Höhe eines senkrecht angeordneten Rohres eingeleitet und hierbei die Zentrifugalwirkung zur schnellen Scheidung der beiden Stoffe (Gas und Wasserdampf) voneinander benutzt.

Es wird hierbei das Dampfgasgemisch unter kleinerem Druckgefälle tangential durch eine Düse in das Rohr geleitet, wodurch es gezwungen wird, infolge der Rohrkrümmung schnell zu kreisen. Da nun das spezifische Gewicht der beiden Gase (Stickstoff und Kohlensäure) größer ist als das des Dampfes, so werden sich die beiden Gase nach dem Außen-

umfang zu schichten und sinken, während der Dampf nach dem Mittelpunkt gedrückt wird und steigend den oberen Teil des Rohres füllen wird.

Die so getrennten Stoffe können nun sehr einfach oben und unten abgenommen und ihrem Verwendungszweck zugeführt werden.

Man kann die unten aus dem Rohr abziehenden Gase durch eine Kolbenmaschine oder ίο Turbine arbeitleistend ausnutzen und sie dann ins Freie ausstoßen lassen, während man den reinen Dampf in der üblichen Weise verwenden kann.

Bei Verwendung des Dampf-Gasgemisches in Zentralheizungen kann man auch die Gase erst nach der Abkühlung von dem Dampf trennen und sie ins Freie stoßen.

In der Zeichnung bezeichnet:

a die Stichflamme,
I₁, b₂ und b₃ die Überströmräume,

C₁ und C₂ die Zylinder, durch welche die Überströmräume b_1} b₂ und b₃ gebildet werden,

A₁ und A₂ die unteren zylindrischen Einsätze, welche den Gasbläschen den Weg vorschreiben, während die durch sie gebildeten Wasseräume unten miteinander in Verbindung stehen,

e den kleinen Dampferzeuger, welcher etwa zur Erzeugung von hochgespanntem Dampf dient,

f dessen Dampfableitung,

g₁ und g₂ die Hauptdampfleitungen vom Dampferzeuger sowie vom Gaserzeuger,
h den Kessel, welcher zur Scheidung von Gas und Dampf dient,

i die Dampfableitung,

j die Gasableitung, welche zweckmäßig in einer Kraftmaschine ausgenutzt und dann ins Freie. ausgestoßen wird,

k die Gasleitung vom Gaserzeuger in die Luftpumpe q und dann zum Verbrennungsraum a,

I das Wasserverbindungsrohr zwischen den beiden Dampferzeugern,

m den Schlammhahn,

η den Dampferzeuger, in den der Gaserzeuger eingebaut ist,

0 den Gaserzeuger,
j> den Abgasmotor,

q die Luftpumpe,

r die Ableitung für hoch überhitzten Dampf,

s die Ableitung für weniger überhitzten Dampf.

Das ganze Verfahren läßt sich verhältnismäßig leicht durchführen, solange nur flüssige Brennstoffe oder fertige Gase in Frage kommen, denn es gehören dazu nur eine Luft- und eine Brennstoffpumpe nebst dem zugehörigen Verdampfer.

Anders ist dies aber bei der Verwendung fester Brennstoffe, wie Kohle und Koks, als Heizmaterial. Hier muß erst der feste Brennstoff in einen gasförmigen umgewandelt werden. Dies wird man durch einen Gaserzeuger bewirken lassen, den man- zweckmäßig in bekannter Weise in einen Kessel einbaut.

Die Gasabsaugung kann man hier auf verschiedene Art und Weise vornehmen.

Man muß der Luftpumpe wegen stets für reines Gas sorgen, da sie sonst zu sehr unter dem scharfen Staub leidet. Andererseits würde es ein großer Vorteil sein, wenn man die • Kosten und den Raum des Gasreinigers sparen könnte. Der Reiniger hat hier noch einen weiteren Nachteil, nämlich den, daß durch ihn ein großer Teil des teerartigen Niederschlages zurückgehalten wird und so nicht zur Verbrennung gelangt, wodurch der Heizwert des zu verwendenden Brennstoffes herabgemindert wird und die Betriebssicherheit ebenfalls größere Anforderungen stellt.

Die Erfinder ordnen zu diesem Zweck in der Gasleitung des Gaserzeugers einen Injektor an, in den die frische Luft von einer Luftpumpe unter etwas höherem Druck eingeführt wird. Sie saugt dort das ungereinigte (oder gereinigte) heiße Generatorgas an und schafft es in den Verbrennungsraum. Oder man ordnet zwei Luftpumpen an; die eine schließt man an den dichtgeschlossenen Ascheraum des Gasgenerators an, und die andere verbindet man direkt mit dem Mischventil der Gasleitung. In diesem Falle muß allerdings der Gasgenerator unter dem vollen Betriebsdruck arbeiten. Es wird aber in beiden Fällen der Gasreiniger erspart bleiben. Ferner kann man die Luftpumpen auch durch einen Dampfinjektor ersetzen.

In Fällen, in denen man nur Dampf von niedriger Spannung zu erzeugen hat (Zentraldampfheizung) und dabei keine Kraft zum Antrieb der erforderlichen Luftpumpen zur Verfügung hat, ordnet man zweckmäßigerweise in dem Dampferzeuger noch einen zweiten kleinen Dampfkessel an, in dem dann der Dampf von höherer Spannung erzeugt wird. Mit diesem hochgespannten Dampf kann man dann die Luftpumpen -durch eine Dampfmaschine oder Turbine antreiben und dann den Auspuff direkt in den Hauptdampferzeuger hineinleiten.

Die Antriebsmaschine, Luftpumpe und Saugpumpe, für die verbrannten Gase wird man bei kleineren Anlagen stets direkt in Verbindung bringen, während bei großen Anlagen es zweckmäßig sein wird, die Luftpumpe und Saugpumpe als Turboaggregat besonders für sich anzutreiben und die nutzbare Arbeit durch eine zweite Maschine, sei es Turbine oder KoI-benmaschine, zu verrichten, und zwar aus dem Grunde, weil die ersteren mit einer viel höhe-

ren Umdrehungszahl wirtschaftlicher arbeiten können als letztere, wodurch eine Verbilligung der Anlage und Betriebskosten erzielt wird.

Claims

Patent-Ansprüche:

1. Vorrichtung zur Dampferzeugung mittels unter Wasser brennender Stichflammen, dadurch gekennzeichnet, daß die brennenden Gase durch um die Flamme angeordnete Zylinder (C₁, C₂, A₁, d₂) von verschiedenem Durchmesser und von verschiedener Höhe gezwungen werden, wiederholt durch das zu verdampfende Wasser hindurchzutreten.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gemisch von Wasserdampf und Abgasen nach Austritt aus dem Dampferzeuger tangential in einen Abscheideraum (h) geleitet wird, um dort durch Zentrifugal- und Schwerkraftwirkung den Wasserdampf und die Abgase voneinander zu trennen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder, der die Stichflamme unmittelbar umgibt, doppelwandig hergestellt und mit Wasser gefüllt ist, um Dampf höherer Spannung entnehmen zu können.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder durch die Zylinder (C₁, c₂) abgeteilte Ringraum mit besonderen Ableitungsstutzen (r, s) versehen ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Dampf-Gasgemisch erst nach vollendeter Abkühlung, z. B. durch Verwendung bei Zentralheizungen, voneinander getrennt und das Gas darauf ins Freie geleitet wird, während der abgeschiedene Dampf noch weiter ausgenutzt werden kann.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen.