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Verfahren zum Betrieb von Tauchflammen. Um beim Betrieb von unmittelbar
in Flüssigkeiten brennenden sogenannten Tauchflammen eine möglichst hohe Wirkung
zu erzielen, hat man es für nötig gehalten, den Umlauf der Flüssigkeit auf die unmittelbare
Nachbarschaft der Flamme zu beschränken, damit die Flamme nur möglichst heißes Wasser
berührt. Diese Maßnahme und die zu ihrer Durchführung bisher angewandte Einrichtung
hat sich jedoch als unvollkommen und für manche Anwendungsfälle als falsch erwiesen.
Jedenfalls ist damit in der Praxis eine ständig hohe Mehrverdampfung nicht unter
allen Umständen zu erreichen.
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Die auf hohe Temperatur gebrachte Flüssigkeitsmenge ist verhältnismäßig
klein. Sie ist bei schnell gesteigerter Dampfentnahme bald verbraucht. Dann kommt
wesentlich kältere Flüssigkeit an die Flamme und den Brenner. Dadurch wird die Flammen-
und die Dampfentwicklung gestört, und die Leistung fällt, bis durch besondere Eingriffe
die Störung beseitigt ist.
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Dieser Mangel wird dadurch beseitigt, daß gemäß der Erfindung der
Umlauf nicht wie bisher auf die nächste Nachbarschaft der Flamme beschränkt, vielmehr
der gesamte Flüssigkeitsinhalt (oder jedenfalls dessen größter Teil) der Arbeitsräume
in Umlauf und zur Berührung mit der Flamme gebracht wird.
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Die ganze Flüssigkeitsmenge wird dadurch gleichmäßig hoch erhitzt,
und auch bei stark wechselndem Dampfverbrauch werden Flamme und Brenner stets von
gleich warmer Flüssigkeit bespült und dadurch für die Zündung und Verbrennung in
Brenner und Flamme gleichbleibende Bedingungen gewährt.
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Die Erzwingung eines geregelten Umlaufes, um die ganze Flüssigkeitsmenge
an die Flamme zu führen und hoch zu erhitzen, kann in mannigfacher Weise geschehen.
Ausführungsbeispiele sind durch die schematischen Abbildungen erläutert.
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Für manche Anwendungszwecke, z. B. beim Eindampfen chemischer Flüssigkeiten,-genügt
es, wie in der Abb. r im Längsschnitt und der Abb. z im Querschnitt dargestellt
ist, um den Brenner g ein Rohrstück anzuordnen. Durch die Tauchflamme i und ihre
Verbrennungsgase wird die Flüssigkeit in Richtung der Pfeile durch das Rohr geschleudert
und dadurch die ganze Füllung des Behälters in Umlauf gebracht.
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Bei einer anderen Ausführungsmöglichkeit (Abb. 3) wird die Flüssigkeit
etwa vom Speiserohr y aus _ in gleichmäßigem Strome an der in Rohr k brennenden
Tauchflamme i vorbeigeführt, und zwar mit solcher Geschwindigkeit, daß sie
die gewünschte Höchsttemperatur in Höhe der Brennermündung erreicht. Die Geschwindigkeit
kann z. B. durch die Speisung geregelt werden. Gegebenenfalls kann in diesem Rohr
noch eine zweite Flamme w, beispielsweise von unten nach oben brennend, vorgesehen
werden, -um die Flüssigkeit stufenweise zu erhitzen, damit unbedingt
nur
sehr heiße Flüssigkeit an die obere Flamme! gelangt, um sie zur Höchstleistung zu
befähigen.
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Diese Ausführungsweise ist besonders für Lieferung großer Dampfmengen
geeignet. Es können dann sowohl auf beiden Seiten zwischen Speiserohr y und Dampfsammler
lt
solche Verdampfer k, i, w angeordnet werden als auch nebeneinander.
Die Anordnung von Speiseraum, Verdampferelementen, Dampfsammler, etwaigen Nachverdampfräum@en
kann auch in anderen Lagen zueinander und nach Gesichtspunkten geschehen, nach denen
z. B. Steilrohrkessel gebaut werden. Die Verdampfrohre k mit Innenfeuerungen treten
gewissermaßen an die Stelle der außenbefeu@eifien Siederohre bei jenen Kesseltypen.
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Bei den Ausführungsbeispielen nach den Abb. ¢ und 5 ist in bekannter
Weise außer dem eigentlichen Arbeitsraum b der Tauchflamme i noch ein Vorratsraum
a für Flüssigkeit und Dampf vorgesehen. Das kn Raum m sich sammelnde Gemisch
von Dampf und von Verbrennungsgasen wird durch die Rohre Y und t im Kessel a bis
nahe auf dessen Boden in die Flüssigkeit eingeführt. Letztere wird dadurch gleichmäßig
und hoch erhitzt, weil das Dampf-Gas-Gemisch stark überhitzt ist, da die sehr heißen
-Verbrennungsgase nicht Zeit haben, sich beirrt Durchströmen der Flüssigkeit in
b auf deren Temperatur abzukühlen. Das Rohr t kann noch mit geeigneten Verteilern
für das Einführen des Dampf-Gas-Gemisches ausgerüstet werden.
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach der Abb. 5 wird die hoch erhitzte
Flüssigkeit zwangläufig durch einen Teil des Dampfes mittels Düse o in den Fangtrichtern
und in den Arbeitsraum b an die Tauchflamme i getrieben.
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Die Überhitzung des Dampfes und somit die Erwärmung der Flüssigkeit
im Kessela kann durch besondere Brenner u noch weiter gesteigert werden. Durch die
Einleitung des Dampfes unten in die Flüssigkeit bei der Anordnung gemäß der Abb.
q. und 5 ist unter allen Umständen auch beim Einspeisen kalter Flüssigkeit, die
sofort durch den Dampf erhitzt wird, vollständig gleichmäßige und hohe Temperatur
des- gesamten Flüssigkeitsinhaltes gewährleistet. Dadurch sind die den bekannten
Einrichtungen- eigentümlichen störenden Einflüsse kälterer Flüssigkeit auf die Flamme
unbedingt ausgeschaltet.
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Es bedarf bei der neuen Einrichtung nicht der Speisung mit hoch erhitzter
Flüssigkeit. Der neue Dampferzeuger ist, wie sich im Betrieb erwiesen hat, sehr
unempfindlich auch gegen- starke Schwankungen der Dampfentnahme- Durch die zwangsweise
Voxbeifühxung der Flüssigkeit an der Flämme hat diese stets ihre volle Eintauchtiefe
und somit dauernd größte Berührung mit der Flüssigkeit, während bisher die dauernde
Innehaltung eines bestimmten Flüssigkeitsspiegels und somit der die Verbrennung
und Verdampfung bestimmenden Tauchtiefe der Flamme schwierig ist.
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Es ist weiter gefunden worden, daß außer durch die vorbeschriebene
hauptsächliche Maßnahme durch Heranbringung des gesamten Flüssigkeitsinhaltes an
-die Flamme eine Hüchstwir-. kung und eine bei Tauchflammen mögliche Verdampfung,
die höher ist, als dem kalorimetrisch gemessenen Heizwert entspricht, dann erzielt
werden kann, wenn man die Temperatur der Flamme über 165o° C hält, die Flammenhöchsttemperatur
dicht an die Brennermündung verlegt und hier auch die höchste Flüssigkeits- und
Dampftemperatur entstehen läßt.
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Diese Höhe der Temperatur der- Flamme wird durch eine entsprechende
Regelung der Brenngemischmenge erzielt und die Hinzwingung der Höchsttemperatur
an die Brennermündung durch eine entsprechende Gestaltung der Bewegung des Brenngemisches
in den Brennerkanälen. Dies wird durch zunächst hohe Geschwindigkeit mit starker
Reibung an den Kanalwandungen und Wirbelbildung erreicht, die dann nahe der Brennermündung
die Geschwindigkeit auf die Zündgeschwindigkeit herabmindern.
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Ein weiteres Mittel zur Erzielung jener Mindesttemperatur der Flamme
und deren Festlegung an der Brennermündung ist die Anordnung eines elektrischen
Lichtbogens an dieser Stelle. Die Verbindung eines solchen mit einer durch Brennstoffe
gespeisten offenen Flamme und geeignete Einrichtungen hierfür sind an sich bekannt,
nicht aber die Benutzung dieses Mittels für den eigenartigen neuen Zweck, Bedingungen
für eine sichere Erzielung der Mehrverdampfung von Tauchflammen zu ermöglichen,
welche selbst auch neu sind. Die Elektroden werden so angeordnet, daß der Lichtbogen
nähe der Mündung des Brenners für den Brennstoff liegt, Letzterer wird also hier
entzündet und hier die Brennstoffflamme festgehalten und ihre Höchsttemperatur gewährleistet.
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Man kann natürlich such. die Stetigkeit des Arbeitens der Tauchflamme
noch durch Anordnung von Wärmespeichern, Speiseraumspeichern u. dgl. steigern.
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Die den Gegenstand. der Erfindung bildenden neuen Gesichtspunkte für
die Regelung der Arbeitstätigkeit der Tauchflamme und die angegebenen Einrichtungen
kommen auch in Betracht bei Verwendung der Tauchf.amme zu der bekannten Darstellung
voxi Sticköxyden.. .. . .