DE42690C - Feuerung für zerstäubte flüssige Brennstoffe - Google Patents

Description

j oi αι e-iu α miw

PATENTAMT.

KLASSE 24: Feuerungsanlagen.

Vorliegende Erfindung bezieht sich auf Verbesserungen an Feuerherden für Kohlenwasserstoff-Brennmaterial und den hierbei zu verwendenden Dampferzeugern, und besteht in der eigenthümlichen Construction und Anordnung des Brennmaterialbehälters, des Herdes und des Dampfkessels, sowie in den Vorrichtungen zum Einspritzen und Zerstäuben des ' Brennmaterials in diesen Herd und in der automatischen Regulirung der Speisung oder Zuführung des Brennmaterials.

Auf den Zeichnungen ist:

Fig. ι eine perspectivische Ansicht des Dampfkessels und eines Theiles der ihn umgebenden Feuerbüchse in Verbindung mit einer Dampfluftpumpe und der mit dem Dampfkessel verbundenen Regelvorrichtungen, sowie mit einem unterhalb des letzteren angebrachten Behälter für das flüssige Brennmaterial.

Fig. 2 ist eine perspectivische Ansicht einer Ecke der Feuerbüchse und des Brennmaterialbehälters und Details.

Fig. 3 ist eine perspectivische Ansicht einer Stütze des Kessels und mehrerer mit ihr verbundenen Röhren, einer hohlen Grundplatte für die Stütze und einiger mit ihr verbundenen Wasserzuflufsrohre.

Fig. 4 ist eine vergröfserte Seitenansicht eines Brennmaterial-Ejectors und Zerstäubers, sowie Schnitt eines Theiles des Brennmaterialbehälters und der Dampfkesselgrundplatte mit Luftzuführungsrohr.

Fig. 5 ist eine perspectivische Ansicht des Brennmaterialbehälters, der Grundplatte des Kessels in Verbindung mit den Brennmaterial-Ejectoren, welche am Behälter befestigt sind. Das Innere des letzteren ist durch eine Oeffnung der Wandung sichtbar.

Fig. 6 ist ein theilweiser Schnitt des Brennmaterialbehälters, sowie der Dampfkesselgrundplatte und zeigt die Verbindung der letzteren mit einer Lampe zum Anzünden des zerstäubten Brennmaterials.

Fig. .7 ist ein Längenschnitt durch den Brennmaterialbehälter und die Dampfkesselgrundplatte.

In Fig. 8. 9 und 10 sind Regulirventile dargestellt.

Fig. 1 ι ist Seitenansicht und Schnitt eines Dampfkessels mit Feuerbüchse, eines Behälters für Brennmaterial, eines Zerstäubers, der Luftzuführungsanordnung und eines automatischen Ventils zur Regulirung des Luftdruckes im Brennmaterialbehälter. Dieses Reservoir zur Aufnahme der comprimirten Luft und die Luftpumpe bilden eine Variante der in Fig. 1 dargestellten gleichen Theile.

In einer metallenen geeigneten Feuerbüchse 1 1 ist, wie Fig. 1 und 2 zeigen, ein Röhrendampfkessel 26 eingesetzt. Die Seitenwände der Feuerbüchse sind durchlocht, um die zur Verbrennung erforderliche Luft einzulassen, und an den Enden derselben sind geeignete Oeffnungen, durch welche das flüssige Brennmaterial mittelst Injectoren und Zerstäuber 12 eingebracht wird. Lbroere befinden sich in

den beiden gegenüberliegenden Enden des Brennmaterialbehälters 13 (s. Fig. 1, 4 und 1 1).

Der Dampfkessel besteht aus der mit hohlen Stützen versehenen Wand 27 von geeigneter Metallconstruction, in welcher von jeder Seite eine Anzahl Rohre 28 einmünden, deren freie Enden verschlossen sind.

Während der obere Theil der Wand 27 eine gröfsere Anzahl in entsprechender Entfernung von einander placirte Rohre 28 aufnimmt, nehmen die Stützen nur eine verticale Reihe von Röhren 26 auf, die gewissermafsen eine Röhrenwand bilden. In dem hierdurch gebildeten freien Feuerraum ist es möglich, durch Verbrennung von zerstäubtem Kohlenwasserstoff-Brennmaterial rasch und billig, d. h. mit geringem Brennmaterialverbrauch. Dampf zu erzielen. Die Grundplatte des Kessels 30 kann hohl und mit einer Asbestfüllung 31 versehen sein (s. die Fig. 5,6,7 und 11). Dieselbe kann aber auch, wie in Fig. 3 dargestellt, mit den hohlen Stützen 27 des Kessels in Verbindung stehen und so bei Aufnahme der Speisewasserröhren 32 und 33 das durch dieselben fliefsende Wasser vorwärmen.

Damit das zerstäubte Brennmaterial auf kürzestem Wege vom Behälter 13 in die von den Röhren 26, 28 gebildete Verbrennungskammer gelangt, ist der Behälter direct unter dem Kessel angebracht (s. Fig. 1). Um den Inhalt des Brennmaterialbehälters aber vor der sich entwickelnden Hitze zu schützen, befindet sich die hohle, mit Asbest, Lampenschwarz oder einem anderen Isolirmittel gefütterte Grundplatte 30 noch durch eine Luftschicht von ihm isolirt, indem sie auf kurzen Stützen bezw. vorstehenden Rohrenden ruht, welche mit dem Behälter 13 durch Schrauben 34 verbunden sind. Man kann auch die Wärme des Feuerraumes dadurch vom Brennmaterialbehälter abhalten, dafs man kaltes Speisewasser durch die Grundplatte zu den Kesselröhren führt. Zur Befestigung des Dampfkessels in der FeuerbUchse 11 und . um die Grundplatte fest mit ihr zu verbinden, sind mehrere eiserne, unten im Winkel umgebogene Bänder 33, Fig. 2, angebracht. Durch das auf der Scheidewand 27 angebrachte Rohr 29 wird der Dampf zur Maschine geleitet.

Der Brennmaterialbehälter 13 ist ungefähr von der in der Zeichnung dargestellten Form, d. h. derselbe ist in seinem mittleren Theil flacher, wie an den beiden Seiten, so dafs derselbe, von der Seite gesehen, wie ein Doppel-T gestaltet, unterhalb des schmaleren Theiles einen freien Raum läfst.

Zwischen der Grundplatte 30 und dem mittleren Theil des Brennmaterialbehälters geht das Luftzuführungsrohr 36, Fig. 6 und 7, welches, von oben kommend, durch den einen vorstehenden Theil des Behälters 13 hindurchgeht und daselbst mit Ausströmungslöchern versehen ist, während es im anderen Theile frei ausmündet.

Die das flüssige Brennmaterial vertheilenden ; Injectoren und Zerstäuber 12 bestehen jeder aus einem äufseren gebogenen Rohr 37, Fig. 4. : auf deren äufserstem Ende eine Düse 38 mit Klemmmutter 39 aufgeschraubt ist. Letztere ■ dient zum Festlegen der Düse in solcher Ent-.-, fernung von der Oeffnung des im Innern von 37 durchgehenden Spritzrohres 40, dafs die bestmöglichste Zerstäubung hervorgebracht wird.

Das Rohr 37 ist auf dem oberen Theile des Brennmaterialbehälters 13 befestigt. Das durch dieses Rohr reichende Röhrchen 40 steigt von der Nähe des Bodens des Behälters 13 empor, geht durch Rohr ^7 und reicht durch das obere Ende desselben, Fig. 4. Es wird auf diese Weise ein Luftstrom zwischen diesen beiden Röhrchen hoch gehen. ; der im Innern des Behälters 13 beginnt und . beim Austritt des Röhrchens 40 innerhalb der Düse 38 endigt, durch deren Oeffnung die aus dem Brennmaterialbehälter 13 kommende geprefste Luft mit Vehemenz durchgetrieben wird.

Die durch Luftpumpe 64, Fig. 2, im Behälter 13 geprefste Luft wirkt nämlich auf die Oberfläche des flüssigen Brennmaterials, treibt dieses durch Röhrchen 40 hoch (s. die Pfeile in Fig. 4) und tritt innerhalb der Düse in einem feinen Strahl aus, um in Verbindung mit dem Luftstrom zerstäubt durch die in der Düse befindliche Oeffnung nach aufsen zu ! treten, Fig. 4 und 5. a'u

Damit nun die für die Verbrennung des zerstäubten Brennmaterials günstigste Quantität^ Luft mit dem aus dem Röhrchen 40 tretenden Brennmaterialstrahl durch die Oeffnung in der Düse 38 austrete, ist letztere mittelst Schraube 39 derart zu reguliren, dafs die Entfernung der Austrittsöffnung von 40 bis zur Düsenöffnung den besten Verhältnissen entsprechend festgestellt wird. Mutter 39 stellt die Düse 3$ auf dem Rohr 37 unverschiebbar fest.

Auf diese Weise kann der Luftzutritt so regulirt werden, dafs eine Verbrennung des brennbaren Gemisches ohne Raucherzeugung stattfindet. Der Brennmaterialbehälter ist mit einer Reihe durchbrochener Trennungswände 42 versehen, welche jeder hinderlichen Bewegung, Schaukein und Umherschleudern des Brennmaterials 41, wie es bei Dampfbooten etc. leicht vorkommt, entgegentreten. Der Brennmaterialbehälter wird durch ein mit Deckel oder Kappe versehenes Rohr 43, Fig. 5, gefüllt.

Um das Gasgemisch stets wieder anzuzünden , ist eine fortbrennende Lampe 44 mit ihrer Dochtröhre und Docht 45 in die Grundplatte 30 eingeschraubt und reicht unten in

eine Aussparung des Brennmaterialbehälters 13. Die Dochtröhre ist an einer hohlen Mutter befestigt, die in eine Muffe 47 der Grundplatte eingeschraubt ist, wodurch die Mittheilung von Wärme zum Lampenbrennmaterial, falls man eine flüssige Brennsubstanz zur Unterhaltung des Lichtes verwenden will, vermieden wird. Um ferner jede Anhäufung von entzündlichem Gas in der Lampe 44 zu verhindern, ist eine Röhre 48 in derselben angebracht, welche über der Oberfläche des Brennmaterials beginnt und nach unten durch den Boden des Oelbehälters der Lampe geht, wodurch jedes sich allenfalls entwickelnde Gas frei abströmen kann. Die Lampe ist erforderlichenfalls leicht ab- und wieder anzuschrauben.

Auf jeder Seite des Brennmaterialbehähers kann eine beliebige Zahl von Injectoren und Zerstäubungsröhreben aufgeschraubt werden. In der Zeichnung sind deren nur drei auf jeder Seite dargestellt. Die Oeffnungen, durch welche die Luft rund um die Zersta'ubungsröhrchen mit eintritt, sind bedeutend weiter wie der Durchmesser der Röhrchen, um möglichst viel Luft einzulassen und so den Zug zu vermehren, welcher durch die Ausströmung aus der Düse 38 durch Aspiration hervorgebracht wird.

Die Speisepumpe des Dampfkessels ist mit dem Rohr 32 verbunden, welches durch den Verbrennungsraum geht und durch Abzweig mit den Röhren 33, sowie den damit in Verbindung stehenden Enden zweier Kesselröhren 28, Fig. i, communiciren. Um zu verhindern, dafs mehr Wasser in den Kessel gepumpt wird, wie erforderlich, d. h. nur bis zu einer bestimmten Wasserlinie, ist an vorbenannten Abzweigen der Röhren 32 und 33 ein Ventil 55 angebracht, welches durch Spindel 56 mit dem Schwimmer 57 im Gehä'use 58 (s. Fig. 8) verbunden ist.

Der mittlere Theil des T-Stückes nimmt das Ventil 55 auf, welches, hochgehoben, die Oeffnung 59 vollständig bedeckt und den Wasserzuflufs zum Kessel absperrt. Steht das Ventil unten, so kann das Wasser ungehindert durchströmen, weil die Spindel 56 genügenden Spielraum lä'fst. Ein Rohr 60 (s. Fig. 1) verbindet das hohle Gehäuse 58 mit einer der höchsten Kesselröhren, so dafs der Dampfraum des Kessels mit dem Gehäuse 58 communicirt; durch die Verbindung des unteren Endes dieses Gehäuses mit dem Speisewasserrohr tritt Wasser in das Gehäuse und steigt so hoch in demselben, wie im Kessel; hat das Wasser in diesem die bestimmte Höhe erreicht, so wird durch den Schwimmer 57 das Ventil 55 gehoben und es sperrt dann den Wasserzuflufs ab.

Zur regelmäfsigen oder intermittirenden Speisung des Feuerraumes mit zerstäubtem, flüssigem ' Brennmaterial zum Zweck der Dampferzeugung ι im Kessel dient eine mit Dampf betriebene Luftpumpe 64, Fig. 1 , welche die Luft nach dem Behälter 13 drückt. Ein im Dampfrohr 69 ' zwischen Dampfcylinder 67 und dem Dampf- : kessel angebrachtes Ventil 73 im Gehäuse 71 gestattet dem Dampf, zum Cylinder zu gelangen, während der Druck im Kessel innerhalb einer gewissen Grenze verbleibt. Durch das zwischen Dampfrohr 69 und Luftdruckrohr 70 angebrachte Kolbenventil 78, Fig. 9. wird der Luftdruck im Brennmaterialbehälter regulirt, indem der Dampf vom Dampfcylinder der Luftpumpe abgesperrt wird und letztere zum Stillstand kommt, wenn im Behälter des Brennmaterials ein bestimmter Druck erreicht ist. Die Luftpumpe 64 ist von bekannter Construction, die Kolbenstange 65 tritt durch die j vordere Cylindenvand hervor, ist mit einem ! Handgriff 66 versehen und wird durch den Kolben des Dampfcylinders 67 in Betrieb gesetzt. Die Kolben beider Cylinder sitzen auf derselben Kolbenstange. Das Rohr 68 ist das Abzugsrohr für den Cylinder 6j, während Rohr 69 das Dampfzuleitungsrohr ist. Das Rohr 70 verbindet die Luftpumpe 64 mit dem Brennmaterialbehälter 13. Das selbsttätige Dampfabsperrventil 73, Fig. 10, steht durch eine Spindel mit dem Kolben 72 im Gehäuse 71 in Verbindung, welcher durch eine ! Feder so lange hoch gehalten wird, bis eine bestimmte Dampfspannung überschritten ist: alsdann wird durch den Dampfdruck auf dem Kolben 72 die Federkraft überwunden und ! das Ventil herunter auf seinen Sitz gepreist und hierdurch der Dampfzutritt zum Cylinder 6y abgesperrt. Sowie die Spannung des Dampfes im Kessel sich vermindert, d. h. : unter die einmal normirte Spannung niedergeht, hebt Feder 74 das Ventil 73 wieder von seinem Sitz, läfst Dampf zum Cylinder 6j gelangen, und die Luftpumpe tritt wieder in : Wirkung; zerstäubtes Brennmaterial wird dem Verbrennungsraum wieder zugeführt und erhitzt, indem es sich an der fortbrennenden Lampe 45 entzündet, das Wasser zur Dampfbildung und treibt den Dampf wieder bis zu seiner normalen Spannung. Um ein möglichst sparsames Zuführen von flüssigem Brennmaterial zu erzielen, wird im Brennmaterialbehälter .13; ein möglichst geringer Druck erhalten, und' es ist Sorge getragen, dafs der Luftdruck möglichst gleichmäfsig bleibt.

Zu diesem Zweck ist das Kolbenventil im Gehäuse 75, jy zwischen dem Dampfrohr 69 und dem Luftdruckrohr 70 (s. Fig. 2 und 9) eingebaut. Das Ende der Kolbenstange 78 bildet ein Ventil, welches im T-Stück 80 des Rohres 69 seinen Sitz hat und durch den Kolben 76 im Gehäuse 75, yj geschlossen wird , sobald der Luftdruck eine

bestimmte Grenze überschritten hat. Die Spiralfeder 79 öffnet das Ventil wieder, wenn der Luftdruck auf die normale Spannung herabgegangen ist, d. h. sobald die Wirkung der Pumpe 64 aufhört.

Das Druckrohr 70, welches von der Luftpumpe zum Brennmaterialbehälter 13 führt, ist mit dem Ventilgehäuse ηη verbunden, und zwar auf jeder Seite des Durchganges n, welcher mit dem inneren Raum des Gehäuses -jy communion.

Die allgemeine Wirkungsweise des Feuerherdes, Dampfkessels, der Injectoren und Zerstäuber und deren vorbeschriebener Regulirungsvorrichtungen sind wie folgt:

Das Wasser wird dem Kessel durch eine geeignete Pumpe zugeführt. Die Lampe 44 wird angezündet und die Luftpumpe wird durch einige Kolbenstöfse mittelst der Handhabe 66 am Ende der Kolbenstange 65 in Bewegung gesetzt, bis so viel. Druck im Brennmaterialbehälter hervorgebracht ist, dafs die ersten Zerstäubungen stattfinden können. Das zerstäubte Brennmaterial wird sofort an der Lampe entzündet, worauf in kurzer Zeit ein betriebsfähiger Dampfdruck im Kessel erzeugt wird, der sofort die Dampfluftpumpe in Betrieb setzt und den erforderlichen Druck im Brennmaterialbehälter erhält. Sobald nun die vorgeschriebene Spannung überschritten, wird Ventil 73 im Gehäuse 71 geschlossen und läfst keinen Dampf mehr durch , das Feuer in der Verbrennungskammer erlischt bezw. die Zerstäubungen des Brennmaterials hören auf, weil gleichzeitig die Wirkung der Luftpumpe aufhörte und keine Luft mehr in den Brennmaierialbehälter hineingedrückt wurde. Sobald jedoch die Dampfspannung nachgelassen, giebt der Dampf Ventil 73 wieder frei (d. h. der Federdruck überwindet den Dampfdruck). Die Luftpumpe beginnt wieder zu arbeiten, drückt Luft in den Verbrennungsraum und auf das Brennmaterial, welches sich zerstäubt und sich wieder an der Lampe entzündet, worauf die Dampfbildung von neuem beginnt.

Wird dem Dampfkessel Dampf zum Betriebe einer Maschine entnommen, so ist die Wirkungsweise der Luftpumpe eine continuirliche und regelmäfsige; arbeitet die Maschine aber nicht, so tritt eine intermittirende Wirkung der Luft und Brennmaterial zuführenden Theile ein. (Die Wirkungen dauern langsam fort, so lange noch Wasser im Kessel vorhanden ist.)

Bei der Fig. 11 dargestellten Anordnung ist ein Luftreservoir 82 angewendet, welches die von der Luftpumpe 88 nach dem Behälter 13 gedrückte Luft aufnimmt, sobald der Luftdruck in 13 eine gewisse Grenze überschritten hat. Zur Regulirung des Luftdruckes dient das einem Hahn ähnliche Ventil mit.,der Spindel 98 und der Durchbohrung 97 , welche ähnlich wie das Ventil 78, wirkt. Der Kolben 102 im Gehäuse 103 schliefst dasselbe, sobald der Luftdruck zu stark wird, während die Spiralfeder 101 den Kolben hebt und das Ventil öffnet, wenn der Luftdruck wieder auf die gewünschte Stärke zurückgegangen ist. Das Ventil wird gebildet durch die verstärkte Spindel 98, welche mittelst Stopfbüchse durch das ein Kreuzstück im Luftdruckrohr 94 bildende Ventilgehäuse 95 geht. Das obere Ende des Kolbengehäuses 103 ist durch Bogenrohr 99 mir dem Luftraum im Behälter 13 verbunden. Rohr 94 ist durch Mutter 93 mit Rohr 91 verschraubt, welches nach dem Luftreservoir 82 geht und durch Rohr 87 mit der Luftpumpe 88 in Verbindung steht. 92 und 86 sind Absperrhähne, 83 Manometer, 85 Luftdruckventil, welches mit Regulirschraube 84 versehen ist. Bei der hier vorbeschriebenen Anordnung dient natürlich die im Reservoir aufgespeicherte Luft zum Ingangsetzen der ganzen Maschine, d. h. zur Hervorbringung der ersten Zerstäubungen des Brennmaterials, nachdem man die betreffenden Hähne 92 und 86 geöffnet hat.

Ein derartiges Reservoir mit comprimirter Luft kann auch ein- für allemal ohne Anwendung einer besonderen Dampfpumpe zum Betriebe eines Dampfkessels auf Schiffen und anderen Fahrzeugen benutzt werden, weil die Regulirung des Luft- wie auch Dampfdruckes bei der vorliegenden Anordnung der ganzen Anlage eine automatische ist.

Die Kraft der sämmtlichen hier vorbeschriebenen . den einzelnen Spannungen entgegenwirkenden Federn kann natürlich eine beliebige sein und ist infolge dessen auch die ganze Anlage tür jede beliebige Kraftentwickelung bemefsbar.

Claims (1)

Patent-Ansprüche:

1. Eine Feuerungsanlage für zerstäubtes flüssiges Brennmaterial, bestehend aus einem Röhrendampfkessel mit hohler Scheidewand 27 und den Röhren 26, 28, welche den eigentlichen Feuerraum einschliefsen, der hohlen Grund- und Isolirplatte 30, welche entweder mit der Scheidewand 27 communicirt oder mit einem schlechten Wärmeleiter ausgefüllt und unmittelbar über dem das flüssige Brennmaterial enthaltenden Behälter 13 befestigt ist, in Verbindung mit der durch Dampfmaschine 67 mittelst Rohres 69 vom Dampfkessel aus betriebenen Luftpumpe 64, welche durch Rohr 70 die Luft auf das flüssige Brennmaterial im Behälter 13 drückt und dieses zugleich mit der Luft durch die doppelten Rohre 37, 40 und die verstellbare Düse 38 nach dem

Feuerraum hin zerstäubt, wobei das zwischen Rohr 69 und 70 angebrachte KoI- j benventil 76, 78 mit Spiralfeder 79 bei zu | starkem Luftdruck regulirend auf die Dampfzuströmung nach dem Cylinder 6y wirkt, während das Kolbenventil 72, 73 mit Feder 74 bei zu starkem Dampfdruck den Dampf absperrt und dadurch die Wirkung der Luftpumpe 64 und das Auspressen des flüchtigen Brennmaterials unterbricht, indessen das Schwimmerventil 55, 57 den Zuflufs des Wassers zum Kessel regulirt.

Bei der unter 1. genannten Feuerungsanlage die Anwendung eines Luftreservoirs 82, welches bei zu starkem Luftdruck die durch Kolbenventil 98, 102 vom Behälter 13 abgesperrte Luft aufnimmt und beim Anblasen der Feuerung wieder hergiebt, wobei das Regulirventil 85 zur Begrenzung eines bestimmten Luftdruckes im Reservoir dient.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen.