DE3339842A1 - GAS COMBUSTION ARRANGEMENT - Google Patents
GAS COMBUSTION ARRANGEMENTInfo
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Abstract
Description
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Engelbert Frank
Bahnhofstraße 26-28
6467 Hasselroth 2Engelbert Frank
Bahnhofstrasse 26-28
6467 Hasselroth 2
Die Erfindung bezieht sich auf eine Gasverbrennungsanordnung umfassend eine Gasdüse, eine Brennkammer und ein Gasaustrittsrohr.The invention relates to a gas combustion arrangement comprising a gas nozzle, a combustion chamber and a gas outlet pipe.
Es sind Gasverbrennungsanordnungen bekannt, die mit Kohle, Öl, Propangas oder ähnlichem arbeiten. Bei der Verbrennung entstehen Rückstände, die zum Teil zu einer erheblichen Umweltbelastung führen. Bei der Verwendung von Öl als Brennstoff tritt ferner der Nachteil auf, daß man sich in die Abhängigkeit von den Ölförderländern begibt, so daß nach Möglichkeiten gesucht werden muß, mit in der Natur vorhandenen Rohstoffen, die für Jedermann in hinreichendem Umfang zur Verfügung stehen, Gasverbrennungsanordnungen zur Verfügung zu stellen.There are known gas combustion arrangements which work with coal, oil, propane gas or the like. When burned arise Residues, some of which lead to considerable environmental pollution. When using oil as fuel also occurs The disadvantage is that you are dependent on the oil-producing countries, so that you have to look for possibilities with Natural raw materials that are available to everyone in sufficient quantities, gas combustion arrangements for To make available.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Gas Verbrennungsanordnung der zuvor beschriebenen Art so auszubilden, daß unter Verwendung von in hinreichendem Umfang vorhandenen Rohstoffen ein hoher Wirkungsgrad gegeben ist, wobei die Verbrennung rückstandslos erfolgen soll.The object of the present invention is to design a gas combustion arrangement of the type described above so that under The use of sufficient raw materials is given a high degree of efficiency, with the combustion leaving no residue should take place.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß als Gas ein Wasserstoff-Luft-Gemisch benutzt wird, das über ein Flatterventil in 25 The object is achieved according to the invention in that a hydrogen-air mixture is used as the gas, which via a flutter valve in 25
M *M *
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die Brennkammer strömt, und daß das Gasaustrittsrohr koaxial von einem Fluide aufnehmenden Zylinder mit an gegenüberliegenden Enden vorhandenen Ein- und Austrittsöffnungen umgeben ist.the combustion chamber flows, and that the gas outlet pipe coaxially from a fluid receiving cylinder with at opposite ends existing inlet and outlet openings is surrounded.
Durch die Verwendung von dem Wasserstoff-Luft-Gemisch wird ein Arbeitsmittel benutzt, das im hinreichenden Umfang zur Verfügung steht. Außerdem erfolgt die Verbrennung des Gemisches rückstandslos, so daß eine Umweltbelastung ausgeschlossen ist. Die bei der Verbrennung freiwerdende Energie wird sodann unmittelbar vorzugsweise von dem Wasser führenden Zylinder abgeleitet, wobei im Zylinder selbst das Wasser bereits verdampft, so daß der Dampf am Austrittsende des Zylinders entnommen und zum Beispiel zur Erzeugung anderer Energiearten wie zum Beispiel elektrische Energie benutzt werden kann. Diese selbst kann wieder benutzt werden, um Wasser in Sauerstoff und Wasserstoff zu spalten, welches seinerseits mit zur Betreibung der erfindungsgemäßen Gasverbrennungsanordnung benutzt v/erden könnte.By using the hydrogen-air mixture, a working medium is used that is sufficiently available stands. In addition, the mixture is burned without leaving any residue, so that environmental pollution is excluded. The one in the incineration Any energy released is then derived directly, preferably from the cylinder that carries water, in the cylinder even the water has already evaporated, so the steam is taken at the outlet end of the cylinder and used, for example, to generate others Types of energy such as electrical energy can be used. This itself can be used again to get water in To split oxygen and hydrogen, which in turn is used to operate the gas combustion arrangement according to the invention v / could earth.
Der Wasserstoff selbst ist mit der Luft in einer mit einem Deckel verschließbaren Vorkammer vermischbar, von der auf einer Kreisperipherie angeordnete Löcher, die brennkammerseitig von Abschnitten des Flatterventils verschließbar sind, das Wasserstoff-Luft-Gemisch in die Brennkammer strömt. Der Wasserstoff selbst wird über eine Düse in die von der Vorkammer in Richtung der im Bodenbereich angeordneten Löcher gelenkt, um dabei gleichzeitig Luft mitzureißen, so daß das gewünschte Wasserstoff-Luft-Gemisch in die Brennkammer gelangen kann. Um die gewünschte Vermischung bzw. Zumischung zu erzielen, ist in weiterer Ausgestaltung der Erfindung der Innenraum der Vorkammer in Richtung der Löcher, also zum Bodenbereich hin verjungt. Um ein einfaches reproduzierbares Anordnen der Wasserstoffdüse, in der Vorkammer zu ermöglichen, weist diese mittig eine ein Gewinde aufweisende Ausnehmung auf, in die eine ein Außengewinde aufweisende Ansatz der Düse schraubbar ist. Die in dem Düsenkopf vorhandenen Löcher, deren Durchmesser jeweils in etwa 0,3 mm betragen können, weisen eine Richtung auf, die der Richtung der Löcher im Bodenbereich der Vorkammer entspricht.The hydrogen itself can be mixed with the air in an antechamber that can be closed with a lid, one of which is on the periphery of a circle arranged holes, which can be closed on the combustion chamber side by sections of the flutter valve, the hydrogen-air mixture in the combustion chamber flows. The hydrogen itself is fed through a nozzle from the antechamber in the direction of the one in the bottom area Guided holes in order to entrain air at the same time, so that the desired hydrogen-air mixture get into the combustion chamber can. In order to achieve the desired mixing or admixture, in a further embodiment of the invention, the interior is the Antechamber in the direction of the holes, i.e. tapered towards the bottom area. In order to enable a simple, reproducible arrangement of the hydrogen nozzle in the antechamber, it has a thread in the middle having recess, into which an external thread having approach of the nozzle can be screwed. The ones present in the nozzle head Holes, each of which can have a diameter of approximately 0.3 mm, have a direction that corresponds to the direction of the holes in the bottom area corresponds to the antechamber.
Um den Verbrennungsvorgang einleiten zu können, ist in der Brennkammer eine Zündkerze angeordnet, die aus einem an einer Spannungsquelle angeschlossenem Wolframdraht besteht. Sobald das Wasserstoff-Luft-Gemisch in die Brennkammer einströmt und durch den glühenden Wolframdraht gezündet wird, erfolgt ein Verbrennen des Wasserstoff-Luft-Gemischs, wodurch sich das Flatterventil an die Löcher der Vorkammer anlegt. Das verbrannte Gas kann aus dem Gasaustrittrohr hinausströmen und gibt dabei seine Energie an das den Hohlzylinder durchströmende Fluid ab. Gleichzeitig entsteht ein Unterdruck in der Brennkammer, wodurch das Flatterventil geöffnet wird. Dadurch kann das Wasserstoff-Luft-Gemisch erneut in die Brennkammer einströmen, um dort erneut gezündet zu werden. Hierzu ist es jedoch nicht erforderlich, daß die Zündkerze weiterhin an eine Spannungsquelle angeschlossen ist. Vielmehr reicht die durch den vorherigen Verbrennungsvorgang in der Brennkammer vorherrschende Temperatur aus, um das Wasserstoff-Luft-Gemisch erneut zu zünden. Demzufolge läuft der Verbrennungsvorgang automatisch ab und wird erst dann unterbrochen, wenn entweder kein Wasserstoff oder keine Luft mehr in die Vorkammer strömt. Letzteres kann dadurch bewerkstelligt werden, daß die Vorkammer durch den Deckel verschlossen wird.In order to be able to initiate the combustion process, is in the combustion chamber Arranged a spark plug, which consists of a tungsten wire connected to a voltage source. As soon as the hydrogen-air mixture flows into the combustion chamber and is ignited by the glowing tungsten wire, the hydrogen-air mixture burns, whereby the flutter valve rests against the holes in the antechamber. The burned gas can come out of the gas outlet pipe flow out and gives off its energy to the fluid flowing through the hollow cylinder. At the same time, there is a negative pressure in the Combustion chamber, which opens the flutter valve. This allows the hydrogen-air mixture to flow into the combustion chamber again, to be re-ignited there. For this, however, it is not necessary for the spark plug to continue to be connected to a voltage source connected. Rather, that is enough through the previous combustion process temperature prevailing in the combustion chamber in order to reignite the hydrogen-air mixture. As a result, runs the combustion process stops automatically and is only interrupted when there is either no more hydrogen or no more air in the Antechamber flows. The latter can be achieved in that the antechamber is closed by the lid.
Die erfindungsgemäße Gasverbrennungsanordnung arbeitet nicht nur mit dem nahezu unversiegbaren Rohstoff Wasser, sondern ermöglicht auch eine saubere rückstandslose Verbrennung, die zu keiner Umweltbelastung führt.The gas combustion arrangement according to the invention not only works with the almost inexhaustible raw material water, but also enables it also a clean, residue-free incineration that does not pollute the environment.
Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus dem in der Zeichnung dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispial.
30Further details, advantages and features of the invention emerge from the preferred exemplary embodiment shown in the drawing.
30th
Es zeigen:Show it:
Fig. i eine Verbrennungsanordnung in Seitenansicht, teilweise weggebrochen,
35 I shows a combustion arrangement in side view, partially broken away,
35
IiJl* ·IiJl *
Fig. 2 ein Schnitt entlang der Linie 2-2 in Fig. 1 und
Fig. 3 ein Flatterventil.Fig. 2 is a section along the line 2-2 in Fig. 1 and
3 shows a flutter valve.
In Fig. 1 ist eine Gasverbrennungsanordnung 10 dargestellt, die im •wesentlichen aus einer Vorkammer 12, einer Brennkammer 14 und einem Gasaustrittsrohr 16 besteht. Dabei ist das Gasaustrittsrohr ί. ·.■£*-* al von einem ein Fluid wie Flüssigkeit vorzugsweise in Form Von Wasser führenden Zylinder 18 umgeben, der in seinen Endbereichen eine Eintrittsöffnung 20 und eine Austrittsöffnung 22 für das Fluid aufweist. In der Brennkammer 24 befindet sich ferner eine Zündkerze 2ί, die im Ausführungsbeispiel ein in die Brennkammer 14 ragenden Wolframdraht 26 umfaßt, der über eine nicht dargestellte Spannung squelle zum Glühen gebracht wird.1 shows a gas combustion arrangement 10 which essentially consists of an antechamber 12, a combustion chamber 14 and a gas outlet pipe 16. The gas outlet pipe is ί. ·. ■ £ * - * al surrounded by a cylinder 18 carrying a fluid such as liquid, preferably in the form of water, which has an inlet opening 20 and an outlet opening 22 for the fluid in its end regions. In the combustion chamber 24 there is also a spark plug 2ί, which in the exemplary embodiment comprises a tungsten wire 26 protruding into the combustion chamber 14 and which is brought to glow via a voltage source, not shown.
In dem Übergangsbereich zv/ischen der Brennkammer 14 und der Vorkammer 12 befinden sich durchgehende Ausnehmungen 32, die im Bodenbereich 30 der Vorkammer 12 eingelassen sind. Diese Löcher 32 können brennkammerseitig 14 von Abschnitten 34 eines Flatterventils 28 verschlossen werden. Dieses Flatterventil 28 besteht dabei vorzugsweise aus Titan, um auch bei hohen Verbrennungstemperaturen keine Ermüdungserscheinungen zu zeigen.In the transition area between the combustion chamber 14 and the prechamber 12 there are continuous recesses 32, which in the Bottom area 30 of the antechamber 12 are embedded. These holes 32 can be on the combustion chamber side 14 of sections 34 of a flutter valve 28 are locked. This flutter valve 28 is preferably made of titanium, so as not to be even at high combustion temperatures To show signs of fatigue.
Vom Bodenbereich 30 der Vorkammer 12 geht ferner eine Düse 36 aus, über die durch Ausnehmungen 38 Wasserstoff in die Vorkammer 12 in Richtung der Löcher 32 gelangen kann, damit dieser dann zusammen mit der über die Öffnung 40 der Vorkammer 12 mitgerissene Luft in die Brennkammer 14 strömen kann. Dabei ist die Öffnung 40 gegebenenfalls mit einem Deckel 42 verschließbar, um so den Verbrennungsvorgang in der Brennkammer 14 unterbinden zu können. Ferner ist erkennbar, daß sich der Innenraum der Vorkammer 12 zum Bodenbereich hin verjüngt.A nozzle 36 also extends from the bottom area 30 of the antechamber 12, Via which hydrogen can pass through recesses 38 into the antechamber 12 in the direction of the holes 32, so that these then come together with which air entrained via the opening 40 of the antechamber 12 can flow into the combustion chamber 14. The opening 40 is optionally can be closed with a cover 42 in order to be able to prevent the combustion process in the combustion chamber 14. Furthermore is it can be seen that the interior of the antechamber 12 extends to the bottom area tapered towards.
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Die erfindungsgemäße Gasverbrennungsanordnung 10 arbeitet nun wie folgt. Über eine Leitung 44 wird Wasserstoff über den Düsenkopf 36 und den in diesen vorhandenen Ausnehmungen 38 in Richtung der im Boden 30 der Vorkammer 12 vorhandene Löcher 32 abgegeben. Gleichzeitig strömt Luft über die Öffnung 40 in die Vorkammer 12. Dieses Wasserstoff-Luft-Gemisch gelangt über die Öffnung 32 in die Brennkammer 14· Dort erfolgt eine explosionsartige Verbrennung des Gemisches, die durch glühenden Wolframdraht eingeleitet wird, der zu Beginn des Betriebs der Gasverbrennungsanordnung 10 an eine Spannungsquelle angeschlossen sein muß. Durch die explosionsartige Verbrennung werden die Abschnitte 34 des Flatterventils 28 an die Öffnungen 32 gedrückt. Demzufolge kann weiteres Wasserstoff-Luft-Gemisch nicht in die Brennkammer 14 strömen. Vielmehr gelangt das verbrannte Gas über das Gasaustrittsrohr 16 ins Freie. Dabei wird «Energie auf das in dem Hohlzjrlinder 18 vorhandene Fluid abgegeben, ist das Fluid zum Beispiel Wasser, so wird es aufgrund der Energieabgabe derart erwärmt, daß es verdampft. Verdampftes Wasser gelangt dann aus der Öffnung 22, um zum Beispiel einen Generator, eine ^Turbine oder ähnliches anzutreiben.The gas combustion arrangement 10 according to the invention now works as follows. Hydrogen is supplied via a line 44 via the nozzle head 36 and the recesses 38 present in these in the direction of the holes 32 present in the bottom 30 of the antechamber 12. Simultaneously Air flows through the opening 40 into the prechamber 12. This hydrogen-air mixture reaches the combustion chamber through the opening 32 14 · There an explosive combustion of the mixture takes place, which is initiated by glowing tungsten wire, which leads to Beginning of operation of the gas combustion arrangement 10 must be connected to a voltage source. Due to the explosive During combustion, the sections 34 of the flutter valve 28 are pressed against the openings 32. As a result, a further mixture of hydrogen and air can be used do not flow into the combustion chamber 14. Rather, the burned gas reaches the outside via the gas outlet pipe 16. It will «Energy delivered to the fluid present in the hollow cylinder 18, if the fluid is water, for example, it becomes because of the energy given off heated so that it evaporates. Evaporated water then passes out of the opening 22, for example a generator, a ^ To drive a turbine or the like.
Während des Ausströmens des verbra.nnten Gases entsteht in der ^Brennkammer 14 ein Unterdruck. Dieser Unterdruck bewirkt, daß das Flatterventil 28 und damit seine strahlenförmigen Abschnitte 34 von den Öffnungen 32 abgehoben werden. Demzufolge kann weiteres Wasserstoff-Luft-Gemisch in die Brennkammer 14 gelangen, um dort erneut gezündet zu werden. Dabei braucht jedoch der Wolframdraht 26 nicht mehr an eine Spannungsquelle angeschlossen sein, da aufgrund der durch die vorherige Verbrennung hervorgerufene Temperatur eine Zündung automatisch hervorgerufen wird. Dieser Vorgang läuft wie «beschrieben fortwährend ab und kann entweder durch Absperrung der -Wasserstoffzufuhr oder durch Verschließen der Vorkammer 12 mittels des Deckels 42 unterbunden werden.While the burned gas is discharged, the ^ Combustion chamber 14 a negative pressure. This negative pressure causes the Flutter valve 28 and thus its radial sections 34 are lifted from the openings 32. As a result, a further mixture of hydrogen and air can be used get into the combustion chamber 14 to be reignited there. However, the tungsten wire 26 is not required must be connected to a voltage source, as a. due to the temperature caused by the previous combustion Ignition is generated automatically. This process runs continuously, as described, and can either be done by shutting off the The supply of hydrogen or by closing the antechamber 12 by means of the cover 42 can be prevented.
Claims (5)
Bahnhofstraße 26-28
Hasselroth 2Engelbert Frank
Bahnhofstrasse 26-28
Hasselroth 2
dadurch gekennzeichnet,Gas combustion arrangement comprising a gas nozzle, a combustion chamber and a gas outlet pipe,
characterized,
dadurch gekennzeichnet,2. Gas combustion arrangement according to claim 1,
characterized,
20holes (32) arranged on a circular periphery, which can be closed on the combustion chamber side by sections (34) of the flutter valve (28), the hydrogen-air mixture flows into the combustion chamber (14).
20th
dadurch gekennzeichnet,3. Gas combustion arrangement according to claim 1,
characterized,
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