DE32072C - Neuerung an Apparaten zur Erzeugung und Vertheilung von Gasen und Dämpfen für Beheizungs- und Erleuchtungszwecke - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Fig. ι der beiliegenden Zeichnung veranschaulicht in centralem Verticalschnitt die Anordnung von vertical aufgebauten Zwillingsretorten und deren Verdampfapparat oder Vaporisator nebst Rohranschlüssen nach Mafsgabe der Erfindung.

Fig. 2 und 3 zeigen Verticalschnitte von zugehörigen Fülltrichtern mit deren Ventilen oder Verschlüssen.

Fig. 4. zeigt den Fülltrichter, Fig. 3, mit niedergelassenem Konus.

Fig. 5 ist ein der Fig. 1 ähnlicher Schnitt, in welchem hinten eine dritte .Retorte hinzugekommen ist und die Regulirungsvorrichtungen etc. schematisch dargestellt sind.

Fig. 6 zeigt die dritte Retorte vor den beiden ersten angefügt, stimmt aber im übrigen mit Fig. 5 überein.

Die Hauptelemente des Apparates bilden die Retorten A¹ und A^, welche, wie aus Fig. 1 ersichtlich, zur Erreichung der nöthigen Stärke und Dichtigkeit aufsen mit einem Mantel aus Schmied- oder Gufseisen versehen sind, während ihre Innenwandungen aus feuerbeständigen Ziegeln bestehen.

Die Retorte A¹ enthält eine Verbrennungskammer B¹ mit gasdichter Thür, Rohrstäben E¹ und Aschenfall C¹ mit ebenfalls gasdichter Thür. Der Innenraum D¹ wird vollständig oder theilweise mit metallischen, mineralischen oder kohlenstoffhaltigen Materialien gefüllt, welche auf dem die Verbrennungskammer überdeckenden feuerbeständigen Rost .F¹ ruhen. Am oberen Ende der Retorte befindet sich ein Rauchrohr G^λ mit gasdichtem Ventil oder Schieberg·¹ und aufserdem ein mit Schieber il versehenes Rohr J¹ für Gas, Luft und Dämpfe. Ein ■ Rohr K^l mündet vortheilhaft in die Verbrennungskammer B¹ oder auch, wie durch punktirte Linien bei K³ angedeutet, in den RaumD¹ oberhalb der durchbrochenen Decke F¹ ein. Dieses Rohr enthält einen Schieber k\ und zwischen letzterem und der Retorte besitzt es ein Zweigrohr H¹ mit Schieber h^l, wodurch ermöglicht wird, die Verbrennungsproducte erforderlichenfalls abzuleiten.

Da die Retorte je nach dem. Zwecke, welchem sie dienen soll, bald mit unverbrennlichem, bald mit verbrennlichem Material beschickt wird, so mufs die durchbrochene Decke F¹ so eingerichtet sein, dafs sie sowohl den einen wie auch den anderen Materialien den nöthigen Halt gewährt. In den verschiedenen Figuren ist diese Decke aus regelmäfsig gesetzten feuerbeständigen Ziegeln gebildet, natürlicherweise aber kann man ebensogut ein anderes . feuerbeständiges Material anwenden, welches in losem Gefüge den Gasen, Dämpfen oder Verbrennungsproducten den Durchgang gestattet.

Oben ist die Retorte so eingerichtet, wie es die Einbringung oder Herausschaffung der Materialien und ein gas- and dampfdichter Verschlufs erfordert.

Wenn Kohle in der Retorte benutzt wird, kann es nothwendig werden, dieselben während des Betriebes einzuführen. Für solchen Fall ist ein Fülltrichter G³ mit Verschlufskonus

vorgesehen, welcher von oben her direct in das Retorteninnere führt. Dieser Trichter kann auch wie F⁵ in Fig. 2 construirt sein, so dafs er im Stande ist, eine ganze Kohlen- oder andere Füllung aufzunehmen. Er enthält dann einen Schieber /³, welcher lose eingepafst ist und auf welchem das Material zunächst ruht. Oberhalb /³ befindet sich ein dichtschliefsender Schieber/⁴ und unterhalb der Konus /⁵, welcher durch Stäbe e⁵ in Position gehalten wird und eine ringförmige Oeffnung bildet, durch welche die Materialien beim Oeffnen des Schiebers /³ möglichst vertheilt in die Retorte gelangen. Beim Einfüllen während des Betriebes öffnet man den Schieber/³ erst nach Schliefsung des Schiebers /⁴.

Für Retorten von grofsen Dimensionen empfiehlt sich, dem Fülltrichter F⁵ die Construction Fig. 3 und 4 zu geben. Hier ist der Konus/⁵ mittelst Kette n^s an die Rolle i^s gehängt und kann durch Drehen der durch Stopfbüchse Z³ nach aufsen geführten Welle /z³ mittelst der Kurbel m³ gehoben oder gesenkt werden, je nachdem frisches Material in den Trichter gefüllt oder nach Schliefsung des Schiebers/⁴ aus dem Trichter in die Retorte gelassen werden soll. Zur Arretirung des Konus in gehobener Position, wo er einen den Schieber/³ ersetzenden Verschlufs bildet, dient ein in ein Sperrrad auf der Welle h^s einfallen der Sperrkegel oder eine andere passende Vorrichtung.

Die zweite Retorte A² ist in jeder Hinsicht der ersteren A¹ analog. Die übereinstimmenden Theile beider sind daher mit. gleichen Buchstaben bezeichnet, der Index der Buchstaben ist aber ein anderer bei IJ wie bei A\ um eine Unterscheidung zu ermöglichen.

Die beiden Retorten A¹ und A² stehen oben durch ein Rohr JL¹ mit Schiebern α^Λ b¹ und unten, unterhalb der durchbrochenen Decken der Feuerräume, durch ein Rohr M¹ mit Schiebern c^l und d¹ mit einander in Verbindung. Zwischen ihnen und in Communication mit den Röhren L¹ und M¹ befindet sich eine verticale Kammer, der Verdampfapparat oder Vaporisator 2V¹ welcher mit einem feuerbeständigen Mantel so umgeben ist, dafs er mit demselben einen ringförmigen Raum O¹ bildet, in welchem die von einem separaten Rost Q.¹ kommenden Beheizungsgase circuliren, ■ um schliefslich durch G⁵ zu entweichen.

Der Feuerraum R¹, in dem sich der Rost Q.¹ befindet, ist so eingerichtet, dafs er sich sowohl für Kohle als für gasförmiges oder anderes Brennmaterial eignet. Auf dem oberen Ende besitzt der Vaporisator N¹ ein Rohr A mit Ventil a, durch welches die zu verdampfende kohlenwasserstoff haltige Flüssigkeit eintritt, und ein Rohr G⁶ dient zur Abführung der Dämpfe. Der Apparat ist ein trockener Vaporisator, da sich keine Flüssigkeit in ihm ansammelt, sondern sogleich bei ihrem Eintritt durch Dampf oder heifse Luft verflüchtigt und abgeführt wird, e¹ ist ein Pyrometer, mittelst welchen die zur Verflüchtigung von Flüssigkeit von verschiedenem specifischen Gewicht nöthigen Temperaturen leicht geregelt werden können.

Im übrigen ist es für die Construction ohne Belang, ob die beschriebenen Retorten in der Reihenfolge A¹A² oder A²A¹ betrieben werden, und ebenso ist es Sache des Gutdünkens, ob man die Retorten separat arbeiten lassen oder ob man die Verbrennungsproducte von der einen zur anderen leiten, oder durch H¹ bezw. H² abführen will.

Die Röhren zur Einführung von Dampf, Gas, Dämpfen oder Luft, oben oder unten, sind in Gruppen zu je vieren angeordnet, wie rechts und links in Fig. 1 angegeben. Die Beschreibung einer Gruppe oben und einer unten wird zum Verständnifs derselben genügen. Die oben befindliche Gruppe an jeder Retorte mündet in den oberen Theil des Schachtes, die untere dagegen etwas oberhalb des Rostes in den Feuerraum ein. Oben dient das Rohr U¹ mit Ventil u^l zur Einführung von Dampf; V¹ mit Ventil v¹ zur Einführung von kohlenstoffhaltigen Dämpfen, vermischt mit Dampf oder heifser Luft; F³ mit Ventil v³ für Gas und X¹ mit Ventil x¹ für Luftzuführung. Diese Röhren führen in den oberen Theil der Retorte alle zu behandelnden Materialien ein, mit Ausnahme von OeI, Naphta oder anderen kohlenwasserstoff haltigen Flüssigkeiten, die ihrerseits bei A¹ durch Rohr A^s und bei A² durch Rohr A^ so eingeleitet werden, dafs sie auf das im Ofeninnern befindliche glühende Material fallen. In der unteren Gruppe dient das Rohr W¹ mit Ventil τν^Λ zur Einführung von Dampf in den Feuerraum, F¹ mit Ventil y^l zur Einführung von kohlenstoffhaltigen Dämpfen, vermischt mit Dampf oder heifser Luft, Y^s mit Ventil jA für Gas und Z¹ mit Ventil ^¹ für Luft. Diese verschiedenen Röhren, ausgenommen etwa das Luftzuführungsrohr, werden sowohl oben wie unten vortheilhaft so angeordnet, dafs sie in ein gemeinschaftliches Hauptrohr münden, wie auch in den betreffenden Figuren dargestellt. Das Rohr Z¹ besitzt übrigens ein Zweigrohr Z^z mit Ventil ^³, damit auch unter den Rost in den Aschenfall Luft eingeführt werden kann. Aufserdem sind an passenden Stellen auf den Retorten Manometer und Sicherheitsventile angebracht, und die Röhren P und /² sind mit Thermometern/¹ und/² ausgerüstet, wie es zu einem geregelten Betriebe erforderlich.

Die in Fig.. 5 und 6 vorgeführten Constructionen sind Modificationen, welche eine Vermehrung der mit dem Apparate ausführ-r

baren Processe gestatten. Die Retorten in diesen Figuren sind in ihrer Verbindung und Construction denjenigen in Fig. ι völlig gleich. Von links nach rechts gerechnet, befindet sich aber in Fig. 5 der Vaporisator zwischen der zweiten und dritten Retorte angeordnet, während er in Fig. 6 den Raum zwischen der ersten und zweiten einnimmt.

Für die meisten Zwecke sind die Retorten mit geeignetem nicht verbreniilichen Material angefüllt, welches womöglich gleichförmige und gut yertheilte Räume enthält, ähnlich wie diejenigen zwischen auf einander gehäuften Kanonenkugeln. Für gewöhnliche Fälle genügen auch gewöhnliche feuerbeständige Ziegel oder dergleichen, und in besonderen Fällen, z. B. wenn ein Gas von geringerem specifischen Gewicht verlangt wird, füllt man die Retorte A"² mit Eisenstücken, wie Ketten oder durchbrochenen Eisenkugeln. Das nicht brennbare Material in den Retorten, Fig. 1, wird durch Verbrennung von Kohle in den Feuerräumen erhitzt, und es wird hierbei die Zuführung von Luft durch Z^s und Z⁴ einem natürlichen Zuge vorgezogen. Beide Retorten können gleichzeitig durch Feuer auf jedem Rost beheizt werden, während man die Verbrennungsproducte durch Zuführung von Luft durch Z¹ sich vollständig zwischen dem unverbrennlichen Material verzehren läfst. Wenn man die Verbrennungsproducte der ersten Retorte zur Beheizung oder zur Unterstützung der Beheizung der zweiten benutzen will, so führt man sie durch Rohr L¹ und den Vaporisator hinab nach Rohr M¹,' von wo sie in die zweite Retorte gelangen und deren Füllung durchstreichen, um schliefslich durch den Schornstein zu entweichen.

Sollen die Retorten mittelst kohlenwasserstoffhaltigerDämpfe undLuft oder kohlenwasserstoffhaltiger Dämpfe und Dampf beheizt werden, so führt man diese Substanzen durch oben erwähnte Röhren ein, so dafs es also ermöglicht ist, sowohl festes als dampf- oder gasförmiges Brennmaterial zu benutzen. . Da die Luftzuführungsröhren so angeordnet sind, dafs sie eine Lufteinführung sowohl über als unter dem Rost gestatten, so lassen sich die Luftquantitäten ober- und unterhalb sowohl absolut als auch mit Bezug auf einander reguliren, wodurch die Erzeugung der in jedem einzelnen Falle erforderliehen Hitze wesentlich erleichtert wird. . Ist eine intensive concentrate Hitze, hervorzubringen, so führt man die Luft entweder ganz oder zum gröfseren Theil unterhalb ein, um eine verstärkte Verbrennung des festen Brennmaterials herbeizuführen. Wird aber eine gröfsere Flamme und eine mehr vertheilte Hitze gewünscht, so führt man eine geringere Menge Luft unter den Rost, dagegen mehr über denselben, ein, so..dafs. die brennbaren Producte aus dem festen Brennmaterial im Feuerraum und zwischen der feuerbeständigen Füllung der Retorte zur Verbrennung gelangen. Auch mit Hülfe der Ventile in den Luftzüführungsröhren und nach Malsgabe der Manometer läfst sich die Quantität Luft, welche dem Kohlenstoff zur Ermöglichüng einer vollkommenen Verbrennung beigesellt werden mufs, genau bestimmen, so dafs nicht nöthig ist, Luft in überschüssiger Menge einzuführen. Wenn es sich einfach darum handelt, das unverbrennliche Material im Ofen zu erhitzen, und so dasselbe zur Ueberhitzung von Dampf oder Luft oder zur Verflüchtigung von flüssigen Kohlenwasserstoffen zu präpariren oder zu veranlassen, als Zersetzungsretorte auf die vermischten Dämpfe zu wirken, so führt man sowohl oberhalb wie unterhalb des Feuerrostes Luft ein, wobei dann die kohlenstoffhaltigen Dämpfe und Gase, welche von dem festen Brennmaterial aufsteigen, auf ihrem Wege durch die Füllung der Retorte verbrennen und eine gleichförmige Hitze erzeugen. Wird anderentheils beabsichtigt, die von dem festen Brennmaterial entwickelte Hitze durch dampfförmiges, in den oberen Theil des' Apparates eingeführtes Brennmaterial zu verstärken, so kann man eine intensive und concentrirte Hitze; auf dem Feuerrost durch Luftzufuhr von unterhalb erzeugen, während man die Luftzufuhr oberhalb des . Rostes völlig abstellte. In diesem Falle ist die Strömung in der Retorte von oben abwärts durch das unverbrennliche Material über den Feuerrost nach dem horizontalen Rohr M¹ ■ und dem Feuerraum der zweiten Retorte gerichtet. Es ist zu verstehen, dafs die Retorten abwechselnd geheizt und benutzt werden, d. h. mit Hülfe des Feuers auf dem Rost oder mittelst dieses Feuers und der Hitze von den Kohlenwasserstoffdämpfen werden die unverbrennlichen Füllmaterialien zunächst auf eine geeignete Hitze gebracht. Sodann wird die Retorte entweder als Ueberhitzer oder Vaporisator oder Zersetzungs- bezw. Binderetorte oder überhaupt nach Mafsgabe des auszuführenden Verfahrens benutzt, bis die Hitze derart reducirt ist, dafs sie einer Erneuerung bedarf. Diese Erneuerung erfolgt in derselben Weise wie das Anheizen, wobei die Schieber der zu erzeugenden Richtung der Circulation entsprechend geöffnet oder geschlossen werden, und zwar kann man die Circulation entweder aufwärts durch die Retorte und durch das Rohr L¹ oder abwärts und durch M¹, sowie entweder auf- oder abwärts durch den Vaporisator oder auf- oder abwärts durch die zweite Retorte oder umgekehrt von der zweiten Retorte in derselben Weise durch die erste stattfinden lassen.

In' Fig. 5 gelangt der Dampf vom Generator B⁴· durch Rohr B nach dem Druckapparat E

und führt die durch Rohr oder Oeffnung L zugelassene Luft mit sich nach dem Vertheilungsreceptor C, von welchem der Druck durch die Röhre t dem Druckregulator R mitgetheilt wird. Der Receptor C, eine geschlossene Kammer, steht mit dem Druckapparat E in Verbindung. Er ist der Vermittler allen Druckes, welcher zur Ueberführung der Luft, der Dämpfe oder Gase und flüssigen Kohlenwasserstoffe nach den Retorten erforderlich ist. Durch G gelangt die Luft direct nach dem Lufteinführungsrohr X¹ der Retorte A¹, und ein Zweigrohr führt die Luft zu den nach den Feuerräumen und Aschenräumen aller Retorten und dem Aschenraum des Vaporisators mündenden Röhren. Das Rohr F (mit Ventil/) vom Receptor C führt Luft nach einem Heizapparat im Ofen G³ zur Aufnahme von Kohlenwasserstoffdämpfen, wenn es beabsichtigt wird, die erste Retorte mit solchen Dämpfen zu speisen. Ein anderes Rohr J communicirt seinerseits durch ein Rohr Y mit den Verdampfungskammern in dem Ofen G³, von wo aus die Dämpfe durch Rohr F nach den Röhren Y^x und V¹ der ersten Retorte gelangen. Das Rohr V¹ zudem steht mit den Röhren in Verbindung, welche in die zweite und dritte Retorte münden, so dafs jede Retorte an den früher bezeichneten Punkten Kohlenwasserstoffdämpfe zugeführt erhalten kann.

Das Rohr K communicirt mit dem Behälter F¹, welches dazu bestimmt ist, den flüssigen Kohlenwasserstoff in die Retorten und den Vaporisator einzuführen und dementsprechend¹ mit dem Rohr A^s der Retorte Ĺ und dem Rohr A des Vaporisators in Verbindung steht. Von den Verbindungen nach .den Retorten ä¹ und A⁵ sind nur die einmündenden Rohrenden dargestellt, um die Uebersichtlichkeit der Figur nicht zu gefährden.

Vom Dampfgenerator J3⁴ führt auch ein Rohr B³ direct nach den Retorten, und zwar bildet u¹ den Anschlufs nach A¹, während die Anschlüsse nach der zweiten und dritten Retorte nur angedeutet sind. Bei C³ enthält das Rohr B^s einen Druckregulator. D³ ist ein Ventil, E³ ein Manometer und F^s ein Ueberhitzer, welcher durch geeignet angebrachte Ventile mit dem Dampfrohr B^s in Communication treten kann. Das von B³ ausgehende Zweigrohr W¹ führt Dampf nach den Feuerräumen der Retorten.

' Die Gaszuleitungsröhren F³ Y³ F* Γ⁴ und F⁸ Y^ä stehen mit einem Gasbehälter oder mit eigenem separaten Druckapparat in Verbindung.

Alle Röhren sind mit Ventilen und Manometern versehen, so dafs man den voraus bestimmten Druck erzielen kann, welcher nachher automatisch durch die automatisch regulirten Druckapparate regulirt und erhalten wird.

Fig. 6 stimmt, abgesehen davon, dafs die Retorte A⁶ vor' den Retorten A¹ und 'A² angeordnet ist, wie bereits eingangs erwähnt, mit der Fig. 5 überein. Die Buchstaben der Röhren sind daher dieselben wie in Fig. 5; nur ist zu bemerken, dafs die rechtsseitigen Röhren der Retorte .A⁵, Fig. 5, in Fig. 6 sich auf der linken Seite der Retorte A⁶ befinden.

Der beschriebene Apparat in seinen verschiedenen Modifikationen ist in der verschiedensten Weise verwerthbar, so unter anderem auch zur Ausführung der in der englischen Patentschrift No. 4138 vom Jahre 1883 veröffentlichten Processe und Methoden zur Bereitung von allerlei Gasen, Dämpfen und Gasgemischen.

Die gas- oder dampfförmigen und flüssigen Materialien, welche zur Bildung der Dämpfe oder Gase dienen, werden den Retorten und dem Vaporisator unter regulirtem Druck zugeführt und können den Apparat unter Druck passiren. Die Heizgase und Dämpfe, welche im Apparat bereitet werden, können daher erforderlichenfalls direct, d. h. ohne Inanspruchnahme von Reservoiren oder Druckvorrichtungen, nach dem Orte ihrer Verbrennung geführt werden, und zwar mit einem dem Kesseldruck entsprechenden Druck oder (mit Hülfe passender Regulirvorrichtungen) mit einem beliebig geringeren Drucke. Für Leuchtgase ist ein Druck nicht erforderlich.

Es ist zu beachten, dafs in all den nach Mafsgabe der Erfindung ausgeführten Processen die Ingredienzien der Gase und Dämpfe sowohl bezüglich Qualität als Quantität genau bemessen, werden sollten. Ebenso ist es von Wesenheit bei der Fabrikation der- besagten Gase und Dämpfe, dafs die Verhältnisse der Ingredienzien immer genau dieselben bleiben, und dafs man, mögen nun die Gase oder Dämpfe zur Bildung eines Leucht- oder Heizgemisches oder zur Unterhaltung einer Verbrennung oder zur Behandlung von Erzen oder Metallen verwendet werden, immer im Stande ist, nach Belieben die Verhältnisse zu variiren und in jedem Augenblick zu wissen, dafs der Betrieb wirklich unter den gewünschten Verhältnissen von Statten geht. Dieselbe Accuratesse ist bezüglich der Zufuhr der Luft und der Veränderung der eingeführten Luftmenge erforderlich, damit die Verbrennung den verschiedenen Brennmaterialien und der zu erzeugenden Flamme leicht angepafst werden kann.

Zur Vermeidung von Complicationen und zur möglichsten Beschränkung der Theile des Apparates ist es wünschenswerth, nur einen Regulirapparat, welcher den Zwecken mehrerer entspricht, anzuordnen. Es ist bereits vorgeschlagen worden, die Luft und die Gase mit

Hülfe regulirter Kohlenwasserstoffe einfach einfliefsen zu lassen.

Die Gebläse, welche für hohen Druck nothwendig sind, erfordern aber kostspielige und complicirte Anlagen, und die Einführung der Flüssigkeit durch ihre eigene Schwere ist nicht geeignet zur Ermöglichung einer leichten und genauen Controle. Diese Uebelstände werden durch den Vertheilungsreceptor C vermieden, welcher zwischen dem Druckapparat und den nach den Retorten führenden Röhren eingeschaltet ist.

Claims (1)

1. Patent-Ansprüche:

   i. Ein Apparat zur Erzeugung von Gasen und Dämpfen, bestehend in einer verticalen Retorte, welche mit einem unten angeordneten geschlossenen Feuerraum versehen ist, ferner mit einer über dem Feuerraum befindlichen durchbrochenen Decke zum Tragen der lose eingefüllten kohlenstoffhaltigen oder unverbrennlichen Materialien, ferner mit einer Oeffnung zur Einbringung dieser Füllmaterialien, ferner mit einem mit Ventil ausgerüsteten Rauchabzugskanal, einem Rohr A³ zur Einführung kohlenwasserstoffhaltiger Flüssigkeiten auf die heifse Retortenfüllung, einem Rohr I¹ für Gas, Luft und Dämpfe, sowie mit Röhren C/¹ F¹ F³ X^s bezw. TF¹F¹F³ZYZ³;, welche zur Einführung von Kohlenwasserstoffdämpfen, Luft, Dampf und Gasen in den oberen Theil der Retorte und in den Feuerraum (Aschenfall) dienen und einzeln oder in jeder beliebigen Weise combinirt in Benutzung genommen werden können, je nach Mafsgabe wie der Apparat betrieben werden oder welchem Zwecke er dienen soll.
   In Combination mit einer Retorte der unter τ. beanspruchten Art: ein Vaporisator N¹, welcher oben und unten durch j Rohre L¹ bezw. M¹ mit der Retorte in Communication treten, aber auch selbstständig durch einen Feuerraum R¹ (O^l)~ beheizt werden kann, und welcher mit einem Einführungsrohr für die zu verdampfende Flüssigkeit sowie mit einem Abführungsrohr für die entwickelten Dämpfe versehen ist.

   Die Combination zweier oder dreier verticalen Retorten, welche mit Röhren, wie unter 2. beansprucht, ausgerüstet sind, und eines nach Art der Fig. 1, 5 oder 6 zwischengeschalteten Vaporisators, so dafs es blos des Oeffnens oder Schliefsens der entsprechenden Hähne, Ventile oder Schieber bedarf, um die Retorten separat oder combinirt und mit irgend welchen oder allen ihren Anschlüssen arbeiten zu lassen.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen.