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Verfahren zur flammenlosen Oberflächenverbrennung. Es ist nach dem
Verfahren der »Oberflächenverbrennung« bekannt, ein Gas-Luft-Gemisch flammenlos
zu verbrennen, indem das von einem Kompressor kommende Preßgas die Luft oder die
von einem Kompressor o. dgl. kommende Preßluft das Gas ansaugt und das dadurch entstehende
Gas-Luft-Gemisch beispielsweise in oder gegen- eine Schicht (Haufen) feuerfester,
poröser Körper oder Körner oder tangential zu einer Wölbung oder einer gekrümmten
Wand geleitet und sodann entzündet wird. Die Verbrennung findet infolge der durch
die genannten Mittel eintretenden Verzögerung der Geschwindigkeit des ausströmenden
Gas-Luft-Gemisches bis unter die Verbrennungsgeschwindigkeit desselben ohne Rückschlagen
statt.
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Bei dieser bekannten Verbrennungsart werden viele Vorteile der flammenlosen
Verbrennung erreicht; doch hat sie auch Übelstände, die aus dem folgenden klar werden.
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur flammenlosen Oberflächenverbrennung,
das darin besteht, daß gespannter Dampf sowohl den gasförmigen Brennstoff als auch
die Luft bzw. ein Gas-Luft-Gemisch ansaugt und der Verbrennungsstelle zuführt. Während
bisher die Meinung vertreten war, daß Wasserdampf einer derartigen Feuerung schädlich
sei, wird er nunmehr nicht nur zur strahlartigen Zuführung von Gas und Luft, d.
h. zur Bildung des Gas-Luft-Gemisches an sich, sondern auch zur Erzeugung der gewünschten
Gas-Luft-Mischung mit der jeweilig theoretisch erforderlichen Luftmenge benutzt,
indem bei einem gegebenen Dampfstrahl (also abgesehen von der Regelungsmöglichkeit
des Dampfstrahles) Gas und Luft geregelt werden.
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Es ist eine bekannte Tatsache, daß ein mit dem üblichen überdruck
ausströmendes Leuchtgas mittels eines Strahlsaugers im Maximum zu wenig Luft für
seine vollständige Verbrennung ansaugt und daher auch keine vollständige Ausnutzung
des Gases im gedachten Sinne eintreten kann, wozu noch kommt, daß derartige Strahlsauger
nur bei einem bestimmten, schwer einstellbaren Druck richtig arbeiten. Es ist ferner
bei gewöhnlichen Gas. Brennern bekannt, durch einen Dampfstrahl den gasförmigen
Brennstoff und die Verbrennungsluft anzusaugen, doch handelt es sich hier nicht
um eine flammenlose Oberflächenverbrennung. Der Dampf bildet lediglich das Mittel
zur Zuführung von Gas und Luft dort, wo es notwendig ist. Wird jedoch der Erfindung
zufolge bei einer flammenlosen Oberflächenverbrennung Gas und Luft von gespanntem
Dampf angesaugt, so ist eine Regelung aller Strahlen in verschiedener Art derart
möglich, daß mit dem Gas die erforderliche Luftmenge zur Mischung und mithin ein
theoretisch richtiges Gas-Luft-Gemisch zur Verbrennung kommt. Dadurch ergibt sich
praktisch eine bessere Ausnutzung der Heizkraft des Gases und damit eine Ersparung
an Gas, in weiterer Folge aber durch Benutzung höher gespannten Dampfes die Möglichkeit
der Zuführung einer größeren Gas- und Luftmenge zu einer gegebenen Verbrennungsstelle
von bestimmter Größe und damit deren erhöhte Nutzbarmachung. Dazu kommt, daß der
Dampf nicht die Rolle eines indifferenten Bildners des Gas-Luft-Gemisches spielt;
sondern ein Gemisch von sehr feiner Verteilung der Komponenten schafft. Durch das
größere spezifische Gewicht des Dampfes wird ferner die Reibung, die das Gemisch
an den eingangs erwähnten, allmählich wirkenden Hindernissen (poröse Körner, Wölbung
oder gekrümmte Wand usw.) findet, erhöht. Infolgedessen wird das Gemisch bei einer
Wölbung oder gekrümmten Wand mehr an diese angedrückt. Dampf besitzt zu derartigen
Hindernissen aber auch eine größere Adhäsion. Aus diesen Gründen kann man z. B.
gekrümmten Wänden einen größeren Krümmungsradius oder größere Glattheit geben wie
bisher, was für verschiedene Feuerungen, z. B. für Glüb-und Schmelzöfen, von Vorteil
ist. Ferner wird bei dieser Verbrennungsart der häufig ausscheidende
Kohlenstoff
durch den Dampf vergast und sodann verbrannt. Kohlenoxyd oder kohlenoxydreiche Gase
verbrennen überdies mit Wasserdampf rascher. Weiter aber ermöglicht der Dampf eine
Regelung der an bestimmten Stellen- geschaffenen Temperatur und verhindert beispielsweise
auch ein sonst öfter vorkommendes Zusammenbacken der den Verbrennungsherd bildenden
feuerfesten Körper oder Körner durch Verringerung der auftretenden Temperaturen;
dadurch wird die Lebensdauer solcher Herde wesentlich verlängert.
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Es ist auch möglich, zwei Dampfstrahlen zu benutzen und von dem einen
Dampfstrahl Gas und vom anderen Luft ansaugen zu lassen und sodann beide Strahlen
zu mischen. In diesem Falle werden zur Erreichung des gewünschten Gas-Luft-Gemisches
- entweder die Dampfstrahlen oder die angesaugten Komponenten geregelt.
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Alle diese Vorteile erlangen dann eine erhöhte Bedeutung, wenn der
gespannte Dampf mittel- oder unmittelbar durch die Wärme der Feuerung erzeugt wird,
weil dann der früher erwähnte Kompressor entfällt und der Dampf kostenlos erzeugt
wird.
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Da= zur Verwendung gelangende Gas kann entweder schon vorhanden sein
oder aus flüssigen Brennstoffen erst gebildet werden. Vorhandenes Gas kann vor dem
Ansaugen durch den Dampfstrahl unter atmosphärischem oder einem erhöhten Druck stehen;
im letzteren Fall wird die Saugwirkung des Dampfstrahles unterstützt. Das Ansaugen
des Gases und der Luft durch denselben Dampfstrahl kann entweder gleichzeitig oder
hintereinander in beliebiger Reihenfolge vor sich gehen.
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Das beschriebene Verfahren ist überall dort anwendbar, wo die flamrr.enloseOberflächenverbrennung
durchführbar oder möglich ist; dies ist sowohl bei großer wie auch bei kleiner Ausführung,
also sowohl bei Kochern wie auch bei verschiedensten Feuerungen, Herden oder Öfen
für industrielle Zwecke, möglich.
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Die Zeichnungen veranschaulichen in den Abb. i und 2 zwei beispielsweise
Anwendungsarten des angegebenen Verfahrens.
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Die Abb. i zeigt eine Art Kocher in lotrechtem Schnitt, bei dem die
Verbrennung des hergestellten Gas-Luft-Gemisches in einer Schicht poröser, feuerfester
Körper oder Körner erfolgt. Die Erzeugung des gespannten Dampfes vollzieht sich
in der Weise, daß der die porösen Körner i aufnehmende Feuerherd (das Feuerbecken)
von einem Verdampfer 2 gebildet wird, dem das Wasser aus einem Gefäß 3 durch eine
Leitung ¢ über einen zum Regeln des Abflusses dienenden Hahn oder ein Ventil 5 zugeführt
wird. Der im Verdampfer 2 erzeugte Dampf wirkt mittels des Druckausgleichrohres
6 auf den Wasserbehälter 3 zurück und gelangt durch die Leitung ; zu eines schematisch
gezeigten Doppelstrahlvorrichtung 8, mittels welcher er bei 9 Gas und bei io Luft
in regelbarer Menge ansaugt. Das dadurch entstandene Dampf-Gas-Luft-Gemisch gelangt
durch das Mischrohr i i in die mit einem Sieb überdeckte Kammer i 2 und von dort
in die porösen Körner, in welchen nach erfolgtem Entzünden die flammenlose Verbrennung
infolge der durch diese Körner gebotenen Verzögerung der Geschwindigkeit des austretenden
Gemisches erfolgt. Die Abgase bestreichen beispielsweise den auf ein Untergestell
13 aufgestellten Kochtopf 1;4.
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Um die Dampfbildung im Verdampfer 2 zu sichern, sind an diesem Rippen
15 vorgesehen, die von den abziehenden Heizgasen bestrichen werden.
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In Abb. 2 ist als weiteres Beispiel ein Ofen dargestellt, der mit
Vorteil als Schmelz- oder Glühofen verwendbar ist. Bei diesem Ofen ist wieder 7
die Dampfleitung, die den Dampf von einem getrennten Dampferzeuger oder von einem
vom Ofen selbst geheizten Dampferzeuger erhalten kann. Der Dampf saugt wieder im
Doppelstrahlgebläse 8 bei 9 Gas und bei io Luft in regelbarer Menge an, und das
dadurch entstehende Dampf-Gas-Luft-Gemisch wird durch die Leitungen i i, Kanäle
16 und Ausström.düsen 17 in tangentialer Richtung zum Gewölbe 18 eingeleitet, längs
welchem in bekannter Weise die flammenlose Verbrennung erfolgt, während die entwickelte
Wärme durch Rückstrahlung auf das im Ofen befindliche, zu behandelnde Gut übertragen
wird.