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Verfahren zur Ausnutzung der Abwärme eines Wassergaserzeugers in einem
Wärmespeicher und Dampfkessel. Bei Wassergasanlagen, die mit Abhitzekessel verbunden
sind, werden die beim. Heißblasen des Wassergaserzeugers entstehenden Abgase in
der Weise ausgenutzt, daß während der Blasezeit ein Teil der Eigenwärme der Abgase
sowohl als auch die durch Verbrennung der brennbaren Bestandteile der Abgase entstehende
Wärme im Steingitterwerk eines zwischen dem Wassergaserzeuger und dem Abhitzekessel
angeordneten @,#'ärmespeichers aufgespeichert wird. Diese aufgespeicherte
Wärme
soll während der Gasezeit des Wassergaserzeugers durch das erzeugte Wassergas bei
seinem Durchgang durch den Wärmespeicher aufgenommen und auf den Abhitzekessel übertragen
werden.
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Es besteht nun aber ein Mißverhältnis zwischen der in der Zeiteinheit
während der Blasezeit einerseits und der Gasezeit anderseits erzeugten Gasmenge,
welches zur Folge hat, daß die Menge des erzeugten Wassergases nicht ausreicht,
die in dem Wärmespeicher während der Blasezeit aufgesammelte Wärme im Verlaufe der
Gasezeit an den Dampfkessel zu übertragen. Die Folge ist eine unvollkommene Wärmeausnutzung.
Mit dem Verfahren und der Einrichtung nach vorliegender Erfindung sollen diese Nachteile
beseitigt werden. ' Es sei erwähnt, daß bei früheren Verfahren die in der Zeiteinheit
zur Wärmeübertragung an den Dampfkessel verfügbaren bezüglichen Mengen Abgase und
Wassergas sich wie 12:1 verhalten. Ein solches Mißverhältnis tut der Haltbarkeit
des Kessels durch die wechselnde Beanspruchung großen Abbruch und hat mangelhafte
Ausnutzung c'_er in den Abgasen verfügbaren Wärme zur Folge.
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Nach den früheren Verfahren werden die Heißblasegase in einer mit
Steingitterwerk ausgesetzten Vorkammer entzündet und verbrannt. Hierbei entsteht
die höchste Temperatur an der Entzündungsstelle. Das nach dem Heißblasen in die
Vorkammer (Wärmespeicher) eintretende Wassergas kann wegen seiner geringen Menge
(1/12) nur wenig Wärme weitertragen. Die Folge ist, daß beim ferneren Heißblasen
das Steingitterwerk überhitzt und schmilzt und zerstört wird, wenn nicht zeitweilig
die Zündung und vollkommene Verbrennung der Abgase (Heißblasegase) unterlassen wird.
Das bedeutet aber einen beträchtlichen Verlust an Wärme insoweit, als Abgase unverbrannt
entweichen und die Verbrennungswärme der nicht gezündeten Abgase verlorengeht.
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Weiter wurde beobachtet, daß die den Abhitzekessel verlassenden abgekühlten
Abgase eine Temperatur von beispielsweise 230 'hatten; das Wassergas, welches
in der Zeiteinheit denselben Abhitzekessel mit 1/l2 der Menge der Abgase durchströmt
hatte, wies überraschenderweise am Kesselausgang die gleiche Temperatur auf. Daraus
ist zu folgern, daß der Kessel mit Leichtigkeit auch in der Zeiteinheit der Gasezeit
die Ufache N,%'ärmemenge aufnehmen kann, wenn die Bedingungen der Blasezeit hergestellt
werden, d. h. wenn statt der einfachen Menge im Wärmespeicher erhitzten Wassergase
die 12fache Menge eines auf gleiche Weise erhitzten Gases (oder Luft) durch den
Kessel geleitet wird.
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Nach der Erfindung wird die Ausnutzung der Heißblasegase eines Wassergaserzeugers
sowie die Schonung des Steingitterwerkes, überhaupt des Wärmespeichers, und des
angeschlossenen Abhitzekessels dadurch erreicht, daß durch den Wärmespeicher und
den Dampfkessel während des Heißblasens die Abgase aus dem Wassergaserzeuger, dagegen
während des Gasens an Stelle des Wassergases ein anderes wärmeübertragendes Gas
geleitet werden. Auf diese Weise wird es ermöglicht, die Wärmeübertragung an den
Kessel in der Gasezeit genau so wirkungsvoll zu gestalten wie während des Heißblasens.
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Auf der Zeichnung sind in den Abb. i bis 3 drei verschiedene Einrichtungen
zur Durch= führung des neuen Verfahrens dargestellt. In den drei Ausführungen ist
a der Wassergas-. erzeuger, b der an den Wassergaserzeuger anschließende Wärmespeicher
und c der Abhitzekessel. a1 bedeutet die Windzuführung zum Wassergaserzeuger. Von
dieser M indzuführung zweigt die Leitung a3 ab für die Speisung des Wärmespeichers
und der Vorkammer mit Nachluft. a'= ist ein Absperrglied zwischen Wassergaserzeuger
und Wärmespeicher, f und ä sind Rohrleitungen, welche das Wassergas aus dem Wassergaserzeuger
abführen. In Abb. i und 2 ist h ein Aufsatz auf dem Wärmespeicher, der von der Wassergasleitung
im Zickzack durchzogen wird. In Abb. 3 ist k ein Bläser zum Zurückführen der den
Kessel verlassenden, auf etwa 230' abgekühlten Abgase zum Wärmespeicher.
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Die Wirkungsweise dieser Anlage ist bezüglich des Heißblasens für
die Ausführung nach Abb. i bis 3 die gleiche. Nach früheren Verfahren erfolgt das
Heißblasen des Wassergaserzeugers durch den diesem vermittels des Rohres a1 zugeführten
Gebläsewind. Die den Wassergaserzeuger a alsdann oben verlassenden Abgase werden
in dem als Verbrennungskammer ausgebildeten Wärmespeicher b unter Luftzuführung
durch das Rohr a3 verbrannt. Die hierbei entstehenden Verbrennungsgase erhitzen
das Gitterwerk und treten danach mit noch verhältnismäßig hoher Temperatur zum Abhitzekessel
c über, den sie nach Abgabe ihrer Wärme durch den Schornsteine verlassen. Nach Abb.
i und 2 treten die im Kessel abgekühlten Abgase ins Freie, während nach Abb. 3 die
den Kessel mit etwa 23o' verlassenden Abgase während der Heizzeit zwar auch durch
den Schornstein ins Freie entweichen, aber bei einsetzenden Gasen vermittels des
Bläsers k zum Wärmespeicher b zurückgeführt werden.
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Nachdem das Blasen beendet ist, wird der zwischen Wassergaserzeuger
und Wärmespeicher liegende Schieber a2 geschlossen und in den Wassergaserzeuger
Dampf eingeführt, wodurch sich Wassergas bildet. Dieses gelangt durch die Rohrleitung
f oder g entweder gemäß Abb. 3 in üblicher Weise zur Abkühlung in den Wascher und
weiter zum Gasbehälter, oder es wird nach Abb, i und 2 die Wassergasleitung,
welche
das heiße `Wassergas führt, im Zickzack durch den Luftüberhitzer lt geleitet und
erst von hier aus gelangt das Wassergas, wie sonst üblich, zum Wascher und Gasbehälter.
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Während der Gasezeit sind nun die Vorgänge bei den dargestellten drei
Ausführungen zunächst insoweit gleich, als während derselben zur Übertragung der
im ,Wärmespeicher in der Blasezeit aufgesammelten Wärme an den Kessel das Wassergas
grundsätzlich ausgeschaltet wird. Damit nun der Kessel auch während dieser Gasezeit
Wärme in ausreichendem Maße erhält, wird gemäß der Anlage nach Abb. 2 die Übertragung
der Wärme aus dem Wärmespeicher an den Kessel durch Luft bewirkt, welche durch das
zur Wassergaserzeugung während des Heißblasens des Wassergaserzeugers benutzte Gebläse
nach Schließung des Schiebers cc2 in den «:7ärmespeicher b gedrückt wird. Die Luft
kann vor ihrem Eintritt in den Wärmespeicher durch den Aufsatz h vermittels der
Eigenwärme des Wassergases, welches in der Rohrleitung den Überhitzer durchzieht,
vorgewärmt werden. Durch die Ausschaltung des Wassergases von der Durchleitung durch
den Wärmespeicher und den Abhitzekessel sowie durch Verwendung der Luft als Wärmeüberträger
an Stelle des Wassergases ist es mit Hilfe des Gebläses möglich, auch in der Gasezeit
dem Kessel in der Zeiteinheit die der Heizzeit entsprechende Gasmenge und `Äärmemenge
zuzuführen. Der Wärmespeicher wird so in der Gasezeit hinreichend abgekühlt, und
es findet eine weitgehende Ausnutzung der Heißblasegase und eine gleichmäßigere
Beanspruchung des Kessels während der Blase- und der Gasezeiten statt. Ferner wird
durch das grundsätzliche Ausschalten des Wassergases als Wärmeübertrager ein Vermischen
von Nutz- und Abgasen innerhalb der Anlage vermieden.
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Bei der in Abb. 3 dargestellten Anlage erfolgt die Wärmeübertragung
von dem Wärmespeicher b auf den Abhitzekessel c durch kreisende Abgase, die von
dem vorangegangenen Heißblasevorgang noch imWärmespeicher und Kessel verblieben
sind, in der Weise, daß die Abgase aus dem Dampfkessel c durch das Gebläse k im
Kreislauf durch den Wärmespeicher b und Dampfkessel c geleitet werden. Nachdem nämlich
die Blasezeit des Wassergaserzeugers vorüber ist, werden die Schieber in der Luftleitung
a1 und a3 geschlossen, ebenso wird die Verbindung zwischen W assergaserzeuger und
Wärmespeicher unterbrochen und der Bläser k, saugt aus dem Kessel c die abgekühlten
Abgase an und drückt sie in den Wärmespeicher b zurück, wobei die Klappe l sich
selbsttätig öffnet. Die Abgase werden dann in dem Wärmespeicher b wieder stark erhitzt
und dem Kesselc abermals zugeführt. Es findet demnach während des Gasens ein ununterbrochener
Kreislauf der Abgase, d. h. eine dauernde Erhitzung in dem Wärmespeicher und Abkühlung
im Kessel statt. Der Wärmeinhalt der den Kessel nach dem ersten Durchgang verlassenden
Abgase geht also nicht verloren. Auch für diesen Fall nach Abb. 3 kann mit Hilfe
des Bläsers k die Geschwindigkeit der kreisenden Gase so abgestimmt werden, daß
die Wärmeübertragung an den Kessel während der Gasezeit derjenigen der Blasezeit
entspricht.
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Das Wesen der Erfindung bleibt bestehen, auch bei einer Arbeitsweise,
gemäß welcher während der Gasezeit das unmittelbar erzeugte Wassergas durch Wärmespeicher
und Kessel geleitet und das den Dampfkessel verlassende abgekühlte Wassergas nach
Abb. 3 durch das Gebläse k im Kreislauf durch den Wärmespeicher b und Dampfkessel
c zurückgeleitet wird.
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In Abb. r ist eine Anlage dargestellt, mit welcher die Wärmeübertragung
aus dem Wärmespeicher an den Kessel während der Gasezeit gleichfalls durch Luft
erfolgt. In diesem Falle jedoch wird die die Anlage durchstreichende Luft durch
Schornsteinzug bewegt. Man hat es in der Hand, durch Anbringung von künstlichem
Zug die Menge so weit zu steigern, daß die Wärmeübertragung aus dem Wärmespeicher
in den Kessel während der Gasezeit derjenigen der während der Blasezeit an den Kessel
übertragenen entspricht.