DE520942C

DE520942C - Method and device for generating gas-free steam by means of internal pressure firing

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Publication number: DE520942C
Application number: DESCH76078D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1925-11-10
Filing date: 1925-11-10
Publication date: 1931-03-19

Description

Verfahren und Einrichtung zum Erzeugen gasfreien Dampfes mittels Druckinnenfeuerung Bei Druckinnenfeuerungen, bei denen feste, staub- oder gasförmige oder flüssige Brennstoffe in geschlossenen Behältern unter Druck in offenen Flammen oder in Tauchflammen verbrennen, und die zu verdampfende Flüssigkeit in die Flamme oder Verbrennungsgase eingesprüht wird oder die Tauchflamme einhüllt, stehen die Menge und der Druck des so unmittelbar erzeugten Dampfes zu der Menge und dem Druck der benötigten Verbrennungsluft in einem festen Verhältnis. Für hohen Druck und große Verdampfungsmengen muß auch die gesamte Verbrennungsluft auf diesen hohen Druck verdichtet «-erden. Ebenso ist es, wenn Gas als Brennstoff dient. Durch diese bisherige :Abhängigkeit sind in Anlage und Betrieb umständliche Verdichteranlagen bedingt, die z. B. bei Verkehrsmaschinen (Lokomotiven, Schiften, Kraftwagen, auch Dampfpflügen u. dgl.) unbequem werden.Method and device for generating gas-free steam by means of internal pressure firing With internal pressure firing where solid, dusty, gaseous or liquid Fuels in closed containers under pressure in open flames or in submerged flames burn, and the liquid to be evaporated into the flame or combustion gases is sprayed in or envelops the immersion flame, the amount and pressure of the so directly generated steam to the amount and pressure of the required combustion air in a fixed relationship. For high pressure and large amounts of evaporation must also the entire combustion air is compressed to this high pressure. Likewise is it is when gas is used as fuel. Through this previous: Dependency are in attachment and operation cumbersome compressor systems, the z. B. in traffic machines (Locomotives, ships, cars, steam plows, etc.) become uncomfortable.

Diese Mängel werden durch die Erfindung beseitigt. Deren Wesen besteht darin, von der zur Erzeugung einer bestimmten Dampfmenge erforderlichen Wärme einen Teil unmittelbar durch die Druckinnenfeuerung und den Rest durch weitere Wärtnequellen einzubringen.These deficiencies are eliminated by the invention. Their essence exists in it, one of the heat required to generate a certain amount of steam Part directly through the internal pressure firing and the rest through other heat sources bring in.

Durch die Erfindung wird die Erzeugung von seiner Beschaffenheit (Druck, Überhitzung) und seiner Menge (oder beiden) nach anderem Enddampf als ihn die Druckinnenfeuerung in ihrer bisherigen Arbeitsweise unmittelbar zu erzeugen vermag, ermöglicht und dadurch für die Einrichtungen zur Lieferung von Verbrennungsluft und Heizgas eine Unabhängigkeit ihrer Arbeitsbedingungen von Druck und Menge des Enddampfes geschaffen. Der gelieferte Enddampf kann höheren oder niedrigeren Druck und andere Temperatur als der unmittelbar von der Druckinnenfeuerung erzeugbare haben.Through the invention, the generation of its nature (pressure, Overheating) and its quantity (or both) for other final steam than the pressure internal combustion able to produce directly in their previous way of working, enables and thus one for the facilities for the supply of combustion air and heating gas Creation of independence of your working conditions from pressure and amount of final steam. The final steam supplied can be higher or lower pressure and different temperature than that which can be generated directly by the internal pressure firing system.

Eine Einrichtung, mittels Tauchflamme erzeugtes Dampfgasgemisch durch eine in diesem Gemisch brennende Flamme zu überhitzen, ist bekannt. Von diesem Bekannten unterscheiden sich die Ausführungsweisen der Erfindung dadurch, daß letztere sich auf die Erzeugung von Dampf ohne Beimengung von Verbrennungsgasen beziehen.A device through which a vapor gas mixture generated by means of a submerged flame It is known to overheat a flame burning in this mixture. From this friend the embodiments of the invention differ in that the latter differ refer to the generation of steam without the addition of combustion gases.

Ebenso ist es auch bekannt, bei einer Anlage mit einer unter Wasser brennenden Tauchflamme Dampf verschiedener Spannung zu erzeugen. Doch wird hierbei der Dampf höherer Spannung nicht durch unmittelbare Berührung mit der Flamme, sondern durch Wärmeübergang über eine Wandung gebildet.It is also known for a system with an underwater burning immersion flame to generate steam of different voltage. But here is the higher tension vapor not through direct contact with the flame, but rather formed by heat transfer through a wall.

Die Erfindung wird in einigen Ausführungsmöglichkeiten an Hand der schematischen Abbildungen erläutert. Als Beispiel der für diese Ausführungsarten in Frage kommenden Druckinnenfeuerungen ist die Tauchflamme genommen und als Zweck der dargestellten beispielsweisen Einrichtungen die Erzeugung von Dampf für Kraft- oder Heizzwecke aus Flüssigkeiten.The invention is in some possible embodiments on the basis of schematic illustrations explained. As an example for these types of execution In the case of internal pressure firing systems in question, the immersion flame is taken and used as a purpose of the examples shown, the generation of steam for power or heating purposes from liquids.

Bei der Einrichtung nach Abb. r erhitzt die Tauchflamme f, unmittelbar in die Flüssigkeit s im Gefäß b eintauchend, diese z. B. bis nahe an die Siedetemperatur. Der Behälter b steht in bekannter Weise mit einem Vorratsbehälter a in Verbindung. In beiden Behältern herrscht daher derselbe Druck und ungefähr gleiche Temperatur. Der aus der Flüssigkeit zu entwickelnde gasfreie Dampf soll jedoch z. B. zur Energieerzeugung höheren Druck haben, dies wird bei vorliegendem Ausführungsbeispiel der Erfindung dadurch erreicht, daß man die Verdampfung in einem zweiten Raum h, in dem die Flüssigkeit z. B. durch einen Injektor i gepumpt wird, nach Zuführung weiterer Wärme zu dieser Flüssigkeit vor sich gehen läßt.In the device according to Fig. R, the immersion flame f, heats immediately into the liquid s immersed in the vessel b, this z. B. to near to the boiling temperature. The container b is in a known manner with a storage container a in connection. In both containers there is therefore the same pressure and approximately same temperature. The gas-free vapor to be developed from the liquid should however z. B. have higher pressure to generate energy, this is in the present case Embodiment of the invention achieved by the evaporation in one second space h in which the liquid z. B. is pumped through an injector i, after adding more heat to this liquid can go on.

Zu diesem Zwecke ist der Dampfrauen des Behälters lt über eine Leitung d mit dem Injektor i verbunden. von dem aus eine Leitung L zum Wasserraum des Behälters h. führt. Die Leitung L ist an einer Stelle schlangenförmig gewunden. Hier wird der aus dem Behälter a durch den In j ektor i eingesaugten Flüssigkeit durch eine Innenfeuerung u und auch durch das in den Behältern a, b entstehende heiße Dampfgasgemisch die weitere Wärme zugeführt und dadurch Dampf von anderer Beschaffenheit erzeugt als der durch die Tauchflamme f im Behälter a gebildete.For this purpose, the steam pipe of the container lt is connected to the injector i via a line d. from which a line L to the water space of the container h. leads. The line L is wound in a serpentine fashion at one point. Here, the liquid sucked in from the container a through the injector i is supplied with additional heat by an internal furnace u and also by the hot vapor gas mixture arising in the containers a, b , thereby generating steam of a different nature than that produced by the immersion flame f im Container a formed.

Ein Ausführungsbeispiel, bei dein die für die Erzeugung andersartigen Dampfes erforderliche Wärmemenge durch elektrische Heizung zugeführt wird, ist in Abb. 2 schematisch dargestellt. Aus dem Behälter a, der gleichfalls mit einem neben ihm liegenden und die Tauchflamme f aufnehmenden Behälter b in Verbindung steht, wird Flüssigkeit einem in seinem Innern angeordneten Behälter h durch den Injektor i zugeführt, der zu diesem Zweck an den Dampfrauen des Behälters l, durch eine Leitung d' angeschlossen ist. Das durch die Tauchflamme f erhitzte Speisewasser wird darauf in diesem Behälter h in bekannter Weise durch den mittels der Elektroden h zugeführten Strom verdampft.An exemplary embodiment in which the amount of heat required to generate different types of steam is supplied by electrical heating is shown schematically in FIG. From the container a, which is also connected to a container b located next to it and which receives the immersion flame f, liquid is fed to a container h arranged in its interior through the injector i , which for this purpose passes through the steam pipes of the container l a line d 'is connected. The feed water heated by the immersion flame f is then evaporated in this container h in a known manner by the current supplied by means of the electrodes h.

Für vorliegenden Zweck besonders geeignet ist auch die Einschaltung von Wärmeträgern, wie z. B. hochsiedender Öle, Paraffin, geschmolzener Metalle o. dgl. zwischen Wärmequelle und zu verdampfenden Stoff. Zwecks Wärmeabgabe können diese Wärmeträger unmittelbar mit dem Speisewasser oder Dampf in Berührung gebracht werden.Activation is also particularly suitable for the present purpose of heat carriers, such as. B. high-boiling oils, paraffin, molten metals o. Like. Between the heat source and the substance to be evaporated. In order to give off heat this heat transfer medium is brought into direct contact with the feed water or steam will.

Statt durch besondere Wärmequellen oder elektrischen Strom kann man die Einbringung der weiteren Wärmemenge dadurch herbeiführen, daß man in der Anlage erzeugten Dampf überhitzt und diesen überhitzten Dampf als Wärmeträger verwendet.Instead of using special heat sources or electricity, you can bring about the introduction of the further amount of heat that one in the plant generated steam is superheated and this superheated steam is used as a heat carrier.

Ein derartiges Ausführungsbeispiel ist in Abb. 3 dargestellt. Hierbei bedeutet u wiederum den Behälter, der mit dem die Tauchflamme f aufnehmenden Behälter b in Verbindung steht. In dem Behälter a ist eine nach unten offene und sich nahezu bis an den Boden des Behälters a, erstreckende Glocke g angeordnet. Der im Behälter g gebildete, annähernd gasfreie Dampf dient nun in dein dargestellten Ausführungsbeispiel als Wärmeträger zur Erzeugung des Dampfes von anderer Beschaffenheit als des in den Behältern a, b gebildeten. Er wird hierzu durch eine Strahlpumpe jaus dem Behälter g angesaugt und in die Flüssigkeit des Behälters li. hineingeblasen, der von dem Behälter a gespeist werden kann. Auf dem Wege nach dem Behälter lt wird dem Dampf die entsprechend der beabsichtigten höheren Spannung oder zur Überhitzung notwendige `-eitere Wärme irgendwie, z. B. in der Schlange 1, durch Feuerung zt zugeführt. Unter Abgabe seiner Überhitzungswärme bildet er dann hochgespannten Dampf im Behälter lt, der durch eine Leitung c teils den Verbrauchern zugeführt wird, teils über eine Leitung v den zum Betrieb der Strahlpumpe j erforderlichen Dampf liefert.Such an embodiment is shown in FIG. Here, u again means the container which is connected to the container b receiving the immersion flame f . A bell g, which is open at the bottom and extends almost to the bottom of the container a, is arranged in the container a. The approximately gas-free steam formed in the container g now serves in the illustrated embodiment as a heat carrier for generating the steam of a different nature than that formed in the containers a, b. For this purpose, it is sucked out of the container g by a jet pump and into the liquid in the container li. blown in, which can be fed from the container a. On the way to the container, the steam is somehow given the additional heat necessary for the intended higher voltage or for superheating, e.g. B. in queue 1, zt supplied by firing. With the release of its superheating heat, it then forms high-pressure steam in the container lt, which is partly supplied to the consumers through a line c and partly via a line v supplies the steam required to operate the jet pump j.

Die Fördervorrichtung jerübrigt sich bei geringerem Druck in li als in g: der Dampf strömt dann durch die gestrichelt gezeichnete Leitung zE, durch Rohrschlange l nach dem Behälter h. Ebenso kann in solchem Falle das Speisewasser, wenn es aus a. entnommen werden solle von selbst durch Leitung y nach la übertreten, um dort durch die Überhitzungswärme des z. B. durch die Feuerung ii überhitzten Dampfes verdampft zu «-erden. Schließlich kann zur Zuführung der weiteren Wärmemenge eine Wärmepumpe dienen.The conveying device is unnecessary at a lower pressure in li than in g: the steam then flows through the line zE, shown in dashed lines Pipe coil l after the container h. In such a case, the feed water, if it comes from a. should be removed by itself through line y to cross over to la, to there by the overheating of the z. B. overheated by the furnace ii Steam evaporates to be grounded. Finally, the additional amount of heat can be supplied serve as a heat pump.

Eine solche Wärmepumpenanlage ist schematisch in Abb. 4. dargestellt. Es soll Enddampf mit höherem Druck erzeugt werden als das Brenngas und die Preßluft hat, mit denen die Tauchflamme f gespeist wird. Der Hochdruckkessel lt liegt hier beispielsweise im Niederdruckkessel a, dessen Inhalt durch die Tauchflamme erhitzt wird. Kessel la wird durch die Pumpe p und Leitungen ;i und o mit heißem Wasser aus dem Niederdruckkessel a gespeist. Die von der Kraftmaschine t angetriebene Wärmepumpe q saugt Dampf aus Kessel h durch Leitung r, verdichtet diesen Dampf, erhöht dadurch seine Temperatur und drückt ihn durch das Rohr in in das Speisewasser im Kessel h. Der eingeblasene Dampf erzeugt durch Abgabe der aufgenommenen Wärme an das Speisewasser weiteren Dampf.Such a heat pump system is shown schematically in Fig. 4. It is intended to generate final steam at a higher pressure than the fuel gas and the compressed air with which the immersion flame f is fed. The high pressure boiler is located here for example in the low-pressure boiler a, the contents of which are heated by the immersion flame will. Boiler la is powered by the pump p and pipes; i and o with hot water fed from the low pressure boiler a. The heat pump driven by the engine t q sucks steam from boiler h through line r, compresses this steam, thereby increasing it its temperature and pushes it through the pipe into the feed water in the boiler H. The blown steam is generated by releasing the absorbed heat to the feed water more steam.

Die Wärmepumpe als Zubringer von Wärme bietet in dieser Anlage das Mittel, auch in dem mechanischen Teil von mit solchem Dampferzeugungssystem ausgerüsteten Kraftanlagen anfallende mechanische Überschußenergie wieder in Form von Wärme in dem nachgeschalteten zweiten Dampfentwicklungsraum zu speichern, um diese zurückgewonnene Energie zu anderer Zeit wieder verwerten zu können.The heat pump as a supplier of heat offers this in this system Means, also in the mechanical part of with such Steam generation system Excess mechanical energy from equipped power plants is restored to shape to store heat in the downstream second steam generation space in order to to be able to use this recovered energy at another time.

Solche Fälle liegen vor z. B. hei Lokomotiven und Bergwerksfördermaschinen. Hier erhält die Wärmepumpe ihren Antrieb , von dieser Maschine selbst und nimmt die sonst z. B. beim Fahren von Lokomotiven im Gefälle, beim Auslauf derselben oder der Fördermaschine vor dem Halten abzubremsende Energie auf und fördert Dampf gegebenenfalls auch mit stetig höherem als dem normalen Druck in den zweiten Dampfraum. Es steht dann zum Anfahren Dampf mit diesem erhöhten Druck zur Verfügung, und die Maschine hat infolgedessen eine höhere Anfahrleistung, braucht aber nur für die mittlere Leistung mit normalem Dampfdruck bemessen zu sein.Such cases exist e.g. B. hei locomotives and mining hoists. Here the heat pump gets its drive from this machine itself and takes the otherwise z. B. when driving locomotives downhill, when the same or when they run out the carrier on energy to be braked before stopping and, if necessary, conveys steam also with constantly higher than normal pressure in the second vapor space. It stands Steam with this increased pressure is then available for starting up, and the machine As a result, it has a higher starting performance, but only needs for the middle one Power to be measured with normal vapor pressure.

Eine solche Energierückgewinnung zwecks Speicherung mit späterer Dampferzeugung nach vorliegendem Verfahren kann man auch in der Weise erzielen, daß man bei Anlagen, wie sie z. B. Abb. i, 2 oder d. zeigen, heißes Speisewasser in einem Hochdruckverdampfraum durch eine- Speisepumpe fördern läßt, die mittels der abzubremsenden Energie angetrieben wird. Dieses Einpressen von Speisewasser wirkt in doppelter Hinsicht energiespeichernd. Einmal ermöglicht der größere Wasserinhalt im Verdampfraum, zu dessen Erhitzung oder Verdampfung in der Zeit, wo die auslaufende Maschine keinen Dampf entnimmt, eine größere Wärmemenge zur Verfügung steht, eine stärkere Dampflieferung für den nachfolgenden erhöhten Bedarf. Zweitens wird durch die gleichzeitige Verkleinerung des Dampfraums der Dampf zusammengedrückt und dessen Druck gesteigert, so daß für die folgende stärkere Maschinenleistung dann auch noch höher gespannter Dampf zur Verfügung steht.Such an energy recovery for the purpose of storage with subsequent steam generation according to the present process one can also achieve in such a way that one in systems, how they z. B. Fig. I, 2 or d. show hot feed water in a high pressure evaporation chamber can be promoted by a feed pump, which is driven by the energy to be braked will. This injection of feed water has two ways of storing energy. On the one hand, the larger water content in the evaporation chamber enables it to be heated or evaporation during the time when the machine that is running down is not extracting any steam, a larger amount of heat is available, a stronger steam supply for the subsequent increased need. Second is by reducing the size at the same time of the steam space the steam is compressed and its pressure increased, so that for the following stronger machine power then also produces higher tensioned steam Available.

Claims

PATENT ANSYRi1CHR: i. Method for generating gas-free steam by means of a steam generator with a submerged flame burning in the liquid to be evaporated and an evaporator connected to the container of the submerged flame, in which the liquid escaping from the heater (b) forms gas-free steam, characterized in that in the for generating gas-free vapor serving evaporation space (g, la) further heat is introduced.

2. The method according to claim i, characterized in that the additional heat which the amount of steam supplied from the evaporation chamber (h) is transferred to the liquid used to generate this amount of steam in the evaporation chamber directly through a furnace (u). 3. @@ 'learn according to claim i and characterized in that the additional heat to the liquid in the evaporation chamber (g, 7r) is transferred indirectly through a heat transfer medium. Plant for carrying out the method according to claims i and 3, characterized by a heat pump (q) which compresses steam removed from the evaporation chamber (h) to generate the additional heat and presses the compressed steam into the liquid in the evaporation chamber (1a) for steam generation . 5. Plant according to claim q. for locomotives, mining hoists etc. Like. In which energy is temporarily to be braked, characterized in that the machine of the locomotive or the conveyor can be coupled to the heat pump in order to use the temporarily available energy to drive heat pumps.