DE543622C

DE543622C - Device for the gasification of heavy oil

Info

Publication number: DE543622C
Application number: DE1930543622D
Authority: DE
Original assignee: GASIFICADOR ECONOMIZADOR VELAS
Current assignee: GASIFICADOR ECONOMIZADOR VELAS
Priority date: 1929-12-02
Filing date: 1930-04-06
Publication date: 1932-02-08
Also published as: FR699002A

Description

Die bisher bekannten Vorrichtungen zurThe previously known devices for

Verdampfung schwerer Kohlenwasserstoffe bei den üblichen Explosionsmotoren zeigen große Übelstände und erfüllen ihren Zweck nicht vollkommen.Show evaporation of heavy hydrocarbons in common explosion engines great evils and do not fully serve their purpose.

Bei fast allen diesen Vorrichtungen wird der Brennstoff, der mehr oder weniger zerstäubt und mit einer größeren oder kleineren Luftmenge gemischt wird, in Kammern ge-In almost all of these devices, the fuel is more or less atomized and mixed with a larger or smaller amount of air, in chambers

xo führt, die bei den verschiedenen Systemen verschiedene Formen haben und deren Wände im allgemeinen durch die Auspuffgase des Motors erwärmt werden. Bei anderen Vorrichtungen reißt die vorher erwärmte Luft den Kohlenwasserstoff mit und verdampft ihn dadurch, daß sie ihre Wärme an ihn abgibt.xo leads, which have different forms in the various systems and their Walls are generally heated by the exhaust gases from the engine. With others Devices, the previously heated air entrains the hydrocarbon and evaporates him by giving off her warmth to him.

Da die Luft ein schlechter Wärmeleiter ist, liegt es auf der Hand, daß die flüssigen Teilchen, welche mit den heißen Wänden der Vorrichtung nicht in Berührung kommen, kaum eine Steigerung ihrer Temperatur erfahren und unzersetzt und in flüssigem Zustand in den Motor gelangen.Since air is a poor conductor of heat, it is obvious that the liquid particles, which do not come into contact with the hot walls of the device hardly experience any increase in their temperature and enter the engine undecomposed and in a liquid state.

as Wenn andererseits, was meist der Fall ist, die Zerstäubung unvollkommen ist, sind die flüssigen Tröpfchen verhältnismäßig groß, so daß es Schwierigkeiten bereitet, sie rasch zu verdampfen, auch wenn sie mit den Wänden der Vorrichtungen in Berührung kommen. Dies ist auf die Erscheinung von Oberflächenspannungen, die sich in den Tropfen bilden, zurückzuführen.On the other hand, if, which is usually the case, the atomization is imperfect, the liquid droplets are relatively large, so that it is difficult to vaporize them quickly, even if they hit the walls of the devices come into contact. This is due to the appearance of surface tension, that form in the drops.

Wenn aber, um die Erwärmung wirksamer zu gestalten und dafür zu sorgen, daß die ganze Flüssigkeit ihrer Einwirkung ausgesetzt wird, die Oberfläche der Kammern dadurch vergrößert wird, daß rauhe Platten, Zwischenwände oder Rohre von kleinem Durchmesser sehr nahe aneinander angeordnet werden, dann wird der Krackkohlenstoff, der sich bei der Zersetzung des Kohlenwasserstoffes unter der Einwirkung der Wärme notwendigerweise absetzt, die Leitungen verstopfen, so daß das Gemisch nur schwer durch sie hindurchgeht, wodurch die innige Berührung der flüssigen Teilchen mit den Wänden der Kammer verhindert wird.If, however, to make the warming more effective and to ensure that the Whole liquid is exposed to their action, the surface of the chambers thereby is enlarged that rough plates, partitions or pipes of small size Diameter are arranged very close to each other, then the cracking carbon, which is necessarily deposited when the hydrocarbon decomposes under the action of heat, the pipes clog, making it difficult for the mixture to pass through them, thereby allowing the liquid particles to come into intimate contact with them the walls of the chamber is prevented.

Außerdem bestreicht die für die Zerstäubung und Mitnahme des Brennstoffes ver- 50, wendete Luft dauernd "die erhitzten Wände der Vorrichtung und bewirkt dadurch, daß deren Temperatur sinkt, wodurch die Heizwirkung der Wände vermindert wird.In addition, the 50, 50, constantly turning the air over the heated walls of the device and thereby causing their temperature drops, which reduces the heating effect of the walls.

Aus diesen Betrachtungen ergibt sich, daß nur eine Vergasungs- oder Zerstäubungsvorrichtung wirklich leistungsfähig ist, die folgende Merkmale in sich vereinigt: i. Sämtliche flüssigen Teile müssen, um vergast oder verdampft werden zu können, während einer bestimmten Zeit mit den erhitzten Wänden der Vorrichtung in Berührung kommen.From these considerations it follows that only one gasification or atomization device is really efficient, which combines the following characteristics: i. All liquid parts need to be to be gasified or vaporized during a certain period of time with the heated Walls of the device come into contact.

ίο 2. Die Zerstäubung des Brennstoffes soll möglichst vollkommen sein, damit die Teilchen äußerst fein werden und in sehr kurzer Zeit vergast werden können, was wiederum zur Folge hat, daß der sich absetzende kohlenstoffhaltige Rückstand sehr fein und leicht entfernbar ist.ίο 2. The atomization of the fuel should be as perfect as possible so that the particles become extremely fine and in a very short time Time can be gasified, which in turn has the consequence that the settling carbonaceous The residue is very fine and easily removable.

3. Die Zerstäubungs- oder Mitnahmeluft darf" die Wände der Vorrichtung nicht berühren, weil dadurch die Temperatur der3. The atomized or entrained air must "not touch the walls of the device, because it increases the temperature of the

ao Wände vermindert würde.ao walls would be diminished.

4. Das Gemisch des Gases oder des erzielten Dampfes mit der Verbrennungsluft soll recht innig sein, damit die Verbrennung im Motor möglichst vollkommen vonstatten geht.4. The mixture of the gas or the steam obtained with the combustion air should be very intimate so that the combustion in the engine takes place as completely as possible.

s5 Diese Bedingungen werden bei dem im folgenden beschriebenen neuen Verfahren und der neuen Vorrichtung vollständig erfüllt. s5 These conditions apply to the im the following described new method and the new device are fully met.

Die Erfindung hat einen Zentrifugalvergaser für die Verwendung von Schwerölen in Explosionsmotoren zum Gegenstand. Dieser besteht aus einer zylindrischen Trommel, deren Wände entweder durch die Auspuffgase oder durch ein anderes bekanntes Hilfsmittel kräftig erhitzt werden. In diese Trommel tritt der unvollkommen zerstäubte und von einem Teil oder der Gesamtheit der Verbrennungsluft mitgerissene Brennstoff ein; im Innern des Apparates stößt das Gemisch gegen eine umlaufende Scheibe o. dgl., deren Achse mit der der Trommel zusammenfällt und die durch eine äußere Kraft in schnelle Drehung versetzt wird. Hierdurch wird in bekannter Weise die vollkommene Trennung des noch nicht vergasten Brennstoffes vom übrigen Gemisch und gleichzeitig eine äußerst feine Zerstäubung erreicht. Die flüssigen Teilchen werden in gleichmäßiger Verteilung gegen die gesamte beheizte Oberfläche geschleudert, und zwar mit solcher Gewalt, daß sich die Flüssigkeit nach Zerstörung der Oberflächenspannung in einer außerordentlich feinen Schicht über die gesamte erwärmte Fläche verteilt, wodurch eine fast augenblickliehe Verdampfung erreicht wird.The invention has a centrifugal carburetor for the use of heavy oils in explosion engines. This consists of a cylindrical drum, their walls either by the exhaust gases or by some other known aid be heated vigorously. The incompletely atomized and some or all of the combustion air enters this drum entrained fuel a; Inside the apparatus, the mixture hits a rotating disk or the like Axis with which the drum coincides and which is rapidly transformed by an external force Rotation is offset. This results in complete separation in a known manner of the not yet gasified fuel from the rest of the mixture and at the same time an extremely fine atomization achieved. The liquid particles are evenly distributed thrown against the entire heated surface with such force that After the destruction of the surface tension, the liquid becomes extraordinarily fine layer spread over the entire heated surface, creating an almost instantaneous Evaporation is achieved.

Da die auf die Oberflächeneinheit entfallende Flüssigkeitsmenge auf diese Weise äußerst gering ist, kann die Temperatur der Trommelwand leicht auf der Höhe gehalten werden, die für die Verdampfung notwendig ist, denn diese kann sich so schnell vollziehen, daß sie beim Auftreffen neuer Teilchen schon beendet ist; gleichzeitig kann der geringe Rücksand an Krackkohle, den jedes Brennstoffteilchen beim Verdampfen bildet, verbrennen. Since the amount of liquid allotted to the surface unit in this way is extremely low, the temperature of the drum wall can easily be kept at the same level necessary for evaporation, because it can happen so quickly that it has already ended when new particles hit; at the same time the minor Burn back sand on the cracked coal that each fuel particle forms when it evaporates.

Nun ist klar, daß das Brennstoffluftgemisch beim Auftreffen auf den beweglichen Teil des Apparates zwei Kraftkomponenten unterworfen wird, die verschiedene Größe und Richtung haben:It is now clear that the fuel-air mixture when it hits the moving part of the The apparatus is subjected to two components of force, which are of different magnitude and direction:

a) der Fliehkraft, welche die Teilchen gegen die erhitzten Wände der Kammer zu schleudern sucht, und b) der Saugwirkung des Motors, die in Richtung der Trommelachse wirkt. Da das spezifische Gewicht der Flüssigkeit viel größer ist als das der Luft, ist die Resultante der beiden Kräfte für jeden der einzelnen Bestandteile der Mischung verr schieden, und die Folge davon ist, daß die Flüssigkeitsteilchen gegen die geheizte zylindrische Wand geschleudert werden, während die Luft hindurchstreicht, ohne diese zu berühren und abzukühlen.a) the centrifugal force which the particles inflict against the heated walls of the chamber seeks to spin, and b) the suction of the motor in the direction of the drum axis works. Since the specific gravity of the liquid is much greater than that of the air, is the resultant of the two forces for each of the individual components of the mixture verr separated, and the consequence of this is that the liquid particles against the heated cylindrical Wall while the air passes through it without touching it and cool off.

Die Form des umlaufenden, den Brennstoff abschleudernden Teils ist verschieden und kann sich nach den jeweiligen räumlichen und sonstigen Bedingungen richten; sein Zweck muß aber stets der sein, den Brennstoff äußerst fein zu zerstäuben und ihn gleichmäßig über die gesamte Oberfläche der geheizten Wand zu verteilen.The shape of the revolving part that throws off the fuel is different and can depend on the respective spatial and other conditions; its purpose but it must always be to atomize the fuel extremely finely and to distribute it evenly Spread over the entire surface of the heated wall.

In der Zeichnung sind beispielsweise mehrere Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes dargestellt. . Die Abb. 1 und 2 stellen eine Vorrichtung mit horizontaler Achse dar, bei der der umlaufende Teil durch eine Scheibe gebildet wird, deren Ränder stark umgebördelt sind.In the drawing, for example, several embodiments of the subject matter of the invention are shown. . Figs. 1 and 2 show a device with a horizontal axis in which the rotating Part is formed by a disc, the edges of which are strongly flanged.

Die Motorauspuffgase treten durch die Leitung A ein, durchströmen den Raum B und entweichen dann durch die Leitung C. Diese Gase erwärmen die Wand D, welche den Raum B von der Vergaserkammer E trennt. In diese Kammer E gelangt das in einem übliehen Vergaser erzeugte Gemisch von Brennstoff und Luft durch die Leitung F und trifft auf die umlaufende Scheibe G, welche das Gemisch gegen die erhitzte Trennwand D schleudert.The engine exhaust gases enter through line A , flow through space B and then escape through line C. These gases heat wall D, which separates space B from carburetor chamber E. The mixture of fuel and air produced in a conventional carburetor enters this chamber E through the line F and hits the rotating disk G, which hurls the mixture against the heated partition D.

Auf letztere treffen also nur die' flüssigen Teilchen, die dann nach ihrer Verdampfung zusammen mit der Luft zum Motor gelangen. In der Zeichnung sind außerdem noch feste Schaufeln H angegeben, die, obgleich sie nicht unbedingt erforderlich sind, angebracht werden können, um die Mischung zu begünstigen und in bekannter Weise eine Durchwirbelung zu erzeugen.The latter is only encountered by the 'liquid particles, which after their evaporation then reach the engine together with the air. In the drawing, fixed blades H are also indicated, which, although they are not absolutely necessary, can be attached in order to promote the mixing and to generate turbulence in a known manner.

Die umlaufende Scheibe G erhält ihren Antrieb durch eine Riemenscheibe K, die ihrerseits von dem Motor oder von einem unab-The rotating pulley G is driven by a belt pulley K, which in turn comes from the motor or from an independent

hängigen Elektromotor angetrieben werden kann.pending electric motor can be driven.

Wenn mit schweren Kohlenwasserstoffen gearbeitet wird, muß der Motor nach dem S üblichen Verfahren mit Benzin in Gang gesetzt werden, bis die Vergasungsvorrichtung die genügende Temperatur erreicht hat. Um dies zu erreichen, werden zwei voneinander unabhängige Vergaser angeordnet, die dasWhen working with heavy hydrocarbons, the engine must after the S usual procedures with gasoline are set in motion until the gasifier has reached the sufficient temperature. To do this, you need two of each other independent carburetor arranged that the

ίο Brennstoffluftgemisch durch die Leitungen N und O in das Innere der Vorrichtung eintreten lassen. Eine Drosselklappe M oder ein Durchgangshahn von geeigneter Form kann vorgesehen sein, um die eine oder andere Leitung JV oder O in Verbindung mit dem Motor zu bringen.ίο Allow the fuel-air mixture to enter the interior of the device through lines N and O. A throttle valve M or a through valve of suitable shape can be provided in order to bring one or the other line JV or O into connection with the engine.

Um StrahlungsVerluste zu vermeiden, ist die Vorrichtung durch eine Umkleidung/⁵ aus isolierendem Stoff geschützt.In order to avoid radiation losses, the device is protected by a covering / ⁵ made of insulating material.

In Abb. 3 ist eine Vorrichtung in vertikaler Anordnung dargestellt, in welcher der umlaufende Teil die Form einer Glocke hat und bei dem die Scheibe 5 ebenfalls stark gebördelt sein kann, um eine gute Verteilung der Flüssigkeit zu erzielen; der untere zylindrische Teil der Glocke dient dazu, zu verhindern, daß irgendein Flüssigkeitsteilchen zum Motor gelangt, ohne vorher vergast worden zu sein.In Fig. 3, a device is shown in a vertical arrangement in which the circumferential part has the shape of a bell and in which the disc 5 is also strongly crimped can be in order to achieve a good distribution of the liquid; the lower cylindrical Part of the bell serves to prevent any liquid particle from reaching the engine without first being gasified to be.

Der Brennstoff mit der gesamten Verbrennungsluft oder einem Teil davon tritt durch die Zuleitung 15 ein, wo das Hauptventil 14 angebracht ist. Die umlaufenden Teile, welche auf einer Achse 2 angebracht sind, die ihren Antrieb mittels eines Riemens 4 erhält, der auf der Riemenscheibe 1 läuft, bestehen in der Hauptsache aus einer oberen, vorzugsweise gewellten Scheibe 5, welche die Flüssigkeit aufnimmt und sie gleichmäßig auf die Wand 9 verteilt, und einem zylindrischen Teil 6, der die Gase zwingt, einen verlängerten Weg zu durchlaufen, wodurch das eventuelle Mitreißen von Flüssigkeitsteilchen erschwert wird. Die Achse 2 läuft beispielsweise auf Kugellagern 3.The fuel with all or part of the combustion air passes through the feed line 15 where the main valve 14 is attached. The rotating parts, which are mounted on an axle 2, which receives its drive by means of a belt 4, which runs on the pulley 1, consist mainly of an upper, preferably corrugated disc 5, which absorbs the liquid and spreads it evenly on the Wall 9 distributed, and a cylindrical part 6 which forces the gases to form an elongated To traverse path, which makes the possible entrainment of liquid particles difficult will. The axis 2 runs on ball bearings 3, for example.

Die Auspuffgase durchströmen den Raum, der zwischen den Wänden 9 und 10 liegt.The exhaust gases flow through the space between the walls 9 and 10.

Auf dem umlaufenden Teil 5, 6 können eventuell auch zwei oder mehr Abstreicher 7 aus Blech oder Draht angebracht werden, welche in Lagern 8 drehbar angeordnet sind und durch die Fliehkraft gegen die beheizte Wand 9 gedrückt werden, wo sie in an sich bekannter Weise die Kohlenteilchen abstreifen, die dort etwa anhaften könnten.On the rotating part 5, 6, two or more scrapers 7 made of sheet metal or wire, which are rotatably arranged in bearings 8 and are pressed by the centrifugal force against the heated wall 9, where it is in itself As is known, strip off the coal particles that might stick there.

In dem unteren Teil des Apparates befindet sich ein leicht abnehmbarer Behälter ir, in dem sich die während der Fahrt gebildete Krackkohle sammeln kann.In the lower part of the apparatus there is an easily removable container ir, in which the cracked coal formed during the journey can collect.

Die aufs neue mit der Luft gemischten Gase entweichen durch die Leitung 12, die mit dem Ansaugrohr des Motors verbunden ist.The gases mixed again with the air escape through the line 12, the is connected to the intake pipe of the engine.

Ferner sind in der Zeichnung Luftfiügel dargestellt, welche man erforderlichenfalls einbauen kann, um die Mischung zu begünstigen und in bekannter Weise nach dem Motor zu ziehen.Furthermore, air wings are shown in the drawing, which can be used if necessary can be installed to favor the mixture and to pull in a known manner after the engine.

Der umlaufende Teil kann auch aus zwei oder mehr Schaufeln in Form eines L bestehen, die mit der Achse am äußersten Ende der horizontalen Abzweigung verbunden sind und die den Vorteil haben, den Durchgang der Luft direkt nach dem Ausgangsrohr zu ermöglichen. Dadurch wird ebenfalls eine vollkommene Zerstäubung und Verteilung der Flüssigkeit erreicht.The rotating part can also consist of two or more blades in the shape of an L, which are connected to the axis at the extreme end of the horizontal junction and which have the advantage of being the passage to allow the air directly after the exit pipe. This also creates a complete atomization and distribution of the liquid is achieved.

Eine andere geeignete Form dieses umlaufenden Teils für derartige Vorrichtungen von geringem Durchmesser und hoher Drehzahl ist die eines in geeigneter Weise durchlöcherten Rohres, durch welches das Brennstoffluftgemisch hindurchgeht. Die Flüssigkeit wird durch die Öffnungen hindurch gegen die erhitzte Wand geschleudert, und 85" die Luft strömt in der Längsrichtung durch das Innere des rotierenden Rohres.Another suitable form of this rotating part for such devices of small diameter and high speed is that of one suitably perforated Tube through which the fuel-air mixture passes. The liquid will pass through the openings thrown against the heated wall, and 85 "of the air flows through in the longitudinal direction the inside of the rotating tube.

Claims

Patent claims:

1. Device for the gasification of heavy oils in explosion engines with With the help of a cylindrical drum, the walls of which are heated by the exhaust gases from the engine or some other known means and into which the imperfectly atomized fuel is drawn through part or all of the combustion air is, the mixture in the interior of the drum hits a disc on a central to the drum Axis is attached and is set in rotation by an external force, characterized in that the rotating Disc is provided with edges strongly flanged alternately in opposite directions, around the Distribution of the liquid over the entire heated surface of the drum shell to reach.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the disc with flanged edge surrounds the feed pipe in a bell shape to prevent any of the finest liquid particles from being torn directly after the engine without being previously gasified.

3. Device according to claim 1 and 2 with a stripping device, characterized in that that the scrapers revolve with the disc and than in hinges

rotatable brackets are formed, which by the centrifugal force on the cylindrical drum wall to be printed.

4. Apparatus according to claim 3, characterized in that below the coated by the scraper coat a vessel for receiving the scraped Cracked coal residue is located, which can be emptied from time to time.

1 sheet of drawings