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Verdampfen und Erhitzen von Flüssigkeiten mit Hilfe von Tauchflammen
Die Erfindung bezieht sich auf das Verdampfen und Erhitzen von Flüssigkeiten mit
Hilfe von Tauchflammen und ist dadurch gekennzeichnet, daß der Tauchflammbrenner
in ein in die Flüssigkeit hineinragendes und ihn mit Zwischenraum umgebendes Rohr
eingeführt ist, das zur Förderung der Flüssigkeit am einen Ende offen und am anderen
Ende mit einer Steigleitung verbunden ist.
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Das Verfahren läßt sich für die verschiedensten Anwendungsgebiete
brauchen und ist besonders zur Dampferzeugung geeignet, läßt sich aber auch da mit
Erfolg anwenden, wo eine vollkommene Erwärmung von Flüssigkeiten erwünscht ist.
Die Brennerflamme erwärmt unmittelbar die nachströmende Flüssigkeitsmenge, und die
in diese Flüssigkeitsmenge entweichenden Verbrennungsgase v erringern das Gewicht
der Flüssigkeit, die infolgedessen emporsteigt. Die Einrichtung arbeitet somit nach
Art eines Mischgasflüssigkeitshebers. Um zu verhindern, daß von den aus dem Arbeitsraume
der Tauchflammen entweichenden Verbrennungsgasen Teile der umlaufenden Flüssigkeit
mitgerissen werden, ist erfindungsgemäß oberhalb des Rohres zum Erzeugen des Flüssigkeitsumlaufes
in einem gewissen Abstande eine Pra.llplatte angebracht.
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In den Abbildungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.
Es zeigen Abb. z einen Teilschnitt einer Vorrichtung, die insbesondere zum Betriebe
mit schmelzbaren Metallen, z. B. Blei, bestimmt ist, Abb. 2 eine Ansicht einer Vorrichtung,
die ebenfalls insbesondere zum Betriebe mit schmelzbaren Metallen, z. B. Blei, bestimmt
ist, Abb. 3 und .4 die Einrichtung zum Erzielen des Umlaufes für die Vorrichtung
nach Abb.2, und zwar Abb.3 einen senkrechten Schnitt nach der Linie IV-IV der Abb.
.4 und Abb. 4. einen waagerechten Schnitt nach der Linie V-V der Abb. 3, Abb.3,
6 und 7 schematische Schnittansichten dreier verschiedener Ausführungsbeispiele,
die zur Förderung bzw. Hebung von Flüssigkeiten dienen.
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In der Abb. r ist eine Umlaufeinrichtung dargestellt, die zweckmäßig
mit einem Behälter zwecks Erhitzung und in Umlaufsetzung einer in diesem Behälter
enthaltenen Flüssigkeitsmenge in Zusammenhang gebracht wird. Diese Umlaufvorrichtung
enthält einen zylindrischen Teil g mit einer oberen Erweiterung h.. Der Boden des
zylindrischen Teiles ist mit einem Kniestück g1 ausgerüstet. Die obere Erweiterung
h besitzt einen Ansatz hl, der mit einem von dem oberen Teile des Behälters
herkommenden Rohr zusammenhängt. Die Wandung des Zylinders g geht dabei derart in
die Erweiter ung h über, daß eine nach
oben ragende Wand g2 entsteht.
Die Öffnung lal steht mit dem die Wandung g2 umgebenden Raum in Verbindung. Der
Deckel j dieser Vorrichtung besitzt einen gewölbten Teil j1, in den ein mittleres
Rohrstück k hineinragt. Das Rohrstück k bildet eine Führung und gleichzeitig ein
Haltestück für einen durch die Wölbung k eingeführten Brenner 1, der auf diese Weise
gut in den Zylinder g eingeführt ist. Der eigentliche Brennerkörper besitzt Nuten
zur Aufnahme von Packungsringen na, die zwischen dem Brenner und dem Rohrstück k
eine dichte Verbindung herstellen. Zwecks Anschraubung eines Abzugsrohres j3 ist
an der einen Seite des Domes j1 eine ebene Anlagefläche vorhanden. Die in dem Dom
sich sammelnden Verbrennungsgase werden durch das Abzugsrohr j3 abgeführt. Damit
nicht kleine Flüssigkeitsteilchen durch die Gase mit abgeführt werden, ist ein in
geeigneter Weise ausgestalteter Strahlenfänger n um das Rohrstück k angeordnet.
Die Umlaufvorrichtung ist besonders vorteilhaft zur Erhitzung und zur Inumlaufsetzung
einer geschmolzenen Bleimasse zu verwenden. Es sei angenommen, daß der Spiegel des
geschmalzenen Bleies der Linie X-X entspreche. Um das Blei von Zeit zu Zeit von
Unreinigkeiten zu befreien, ist die Wandung der Erweiterung 1t mit einem Handloch
ausgestattet, das durch einen Dübel oder Deckel o fest verschlossen ist. Das Handloch
ist in der Höhe des Flüssigkeitsspiegels X-X vorgesehen, so daß die Reinigung der
Bleioherfläche nach Entfernung des Dübels o in bekannter Weise vorzunehmen ist.
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Das Kniestück g1 steht in.Zusammenhang mit dem Boden oder dem unteren
Teile des Bleibadgefäßes, während die Verbindung hl mit dem oberen Teile des Badgefäß.es
zusammenwirkt. Der Brenner l wird, nachdem er angezündet worden ist, eingeführt,
und zwar so, daß er völlig vom Blei umschlossen ist. Das Blei kommt infolgedessen
in unmittelbare Berührung mit der Brennerflamme. Infolge der Erhitzung und -der
Verbrennungsgase nimmt die innerhalb des Zylinders vorhandene Flüssigkeitssäule
an Gewicht ab, steigt empor und überflutet den oberen Rand der Wandung g2. Die Flüssigkeit
fließt in den die Wand g2 umgebenden ringförmigen Raum über und wird durch die Verbindung
hl zu dem oberen Teile des Bades hingeführt. Flüssigkeit von niedrigerer Temperatur
tritt beständig durch das Kniestück g1 ein. Die Verbrennungsgase trennen sich oberhalb
des Spiegels X-X von der Flüssigkeit und strömen um den Strahlfänger n herum in
den Dom j1. Von dort werden sie durch das Abzugsrohr j3 zu einem Verbraucher, beispielsweise
einem Vorwärmer, hingeleitet. In den Abb. 2 bis q. ist eine andere Ausführungsform
einer Umlaufsvorrichtung dargestellt, die in einen Behälter, ein Badgefäß oder irgendein
anderes Gefäß w eingebracht wird, wie aus Abb.2 zu ersehen ist. Sie besteht gleichfalls
aus einem rohrartigen Körper g, der in eine obere Erweiterung h übergeht. Der rohrartige
Teil g ragt mit einem Ansatz g2 in den erweiterten Teil h hinein (vgl. Abb. 3).
Der Deckel x der Vorrichtung ist mit einem Randteil x1 versehen, so daß er eine
glockenartige Gestalt erhält. Um die Wand der oberen Erweiterung h verläuft ein
ringförmiger Behälter y, in den der Randteil x1 herabhängt, sobald der Deckel x
so weit gesenkt ist, daß Rippen oder Ansätze x2 der inneren Dekkelfläche auf dem
zylindrischen. Wandteil der Erweiterung h aufsitzen, wie in Abb. 3 gezeigt wird.
Der obere Teil der Erweiterung h ist zweckmäßig mit Rippen h2 zum Zentrieren und
Führen des Randteiles x1 versehen. Der Deckel x besitzt ein zentral angeordnetes
Führungsgehäuse k1 für ,den Brenner. Um dieses Führungsgehäuse k1 ist zum Abfangen
der mitgerissenen Flüssigkeit eine Prellplatte 7t' angeordnet. Der obere Teil des
Deckels x enthält einen domartig ausgebildeten Sammelraum für die Verbrennungsgase,
die daraus durch senkrechte Rohre z in einen gerade unter der Erweiterung h angebrachten
ringförmigen, den rohrartigen Teil g umschließenden Raum y1 überführt werden. Die
A.usbilldüng und Lage der Rohre z ist noch genauer aus A6b. 4. zu erkennen. Aus
dem ringförmigen Raum y1 werden die Verbrennungsgase mit Hilfe des Abzugsrohres
i, das mit irgendeinem geeigneten weiteren Abzugsrohr verbunden werden kann, abgeführt.
Die Wand des Behälters y besitzt obere öffnungen 2, während untere Öffnungen 3 in
dem unteren Teil der Wandung lt vorgesehen sind.
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Abb. 2 zeigt die Anwendung der Umlaufvorrichtung für einen Behälter
w. Die Vorrichtung wird so weit gesenkt, bis der Flansch 5 auf dem Behälterdeckel
aufsitzt. Säulen 6 tragen einen Querbaum 7, der in der Mitte ein Lager für eine
Mutter q besitzt. Die Mutter q ist drehbar, aber nicht längsverschiebbar angeordnet.
Eine Schraube r ist in der Mutter q geführt und mit einer Aufhängevorrichtung 8
verbunden. Der Deckel _r ist an der Aufhängevorrichtung befestigt. Eine senkrechte,
in einer der Säulen 6 geführte Welle u ist mit der Spindel eines Handrades v am
unteren Ende in Zahneingriff. Außerdem trägt die Achse u ein Zahn-rad t an
ihrem oberen Ende, das mit einem zur Drehung der Mutter q bestimmten Zahnrad kämmt.
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Die Wirkungsweise ist folgende. Es sei angenommen, daß der Behälter
w geschmolzenes
Blei enthalte, und zwar sei der Behälter bis zu
der Linie X-X angefüllt. Der Deckel befinde sich in angehobener Stellung gemäß Abb.
2. Der durch das Führungsgehäuse hl gehaltene Brenner wird angezündet, und darauf
kommt durch Betätigen des Handrades v der Deckel x in die durch Abb. 3 gezeichnete
Stellung. Die Hitze der Brennerflamme überträgt sich unmittelbar auf die in dem
rohrartigen Teil g enthaltene geschmolzene Masse, und die Durchsetzung der eingeschlossenen
-Schmelzflüssigkeit mit Verbrennungsgasen verursacht ein Steigen der Schmelzflüssigkeit,
wie bereits gelegentlich des vorhergehenden Ausführungsbeispiels erklärt worden
ist. Das geschmolzene Blei überflutet den oberen Rand des Ansatzes g= und strömt
in den diese Wandung umgebenden ringförmigen Raum im erweiterten Teil k., während
das kühlere, in dem Behälter w enthaltene Metall in den unteren Teil des rohrartigen
Teiles g nachströmt. Aus dem ringförmigen Raum des erweiterten Teiles le. gelangt
das Blei durch die unteren Öffnungen 3 dieses Teiles in den Behälter zurück. Die
oberen Öffnungen 2, die in das geschmolzene Blei eintauchen, lassen dieses in den
ringförmigen Behälterraum y übertreten, so daß ein Flüssigkeitsabschluß am unteren
Ende des Randteiles x1 des glockenartig gestalteten Deckels x vorhanden ist. Der
Aufbau dieser Vorrichtung ermöglicht schnellen Zugang zu allen Teilen, da der wirksame
Bleiabschluß Befestigungsmittel, wie Schraubenbolzen u. dgl., überflüssig macht.
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Abb.5 zeigt eine Anwendung der Erfindung für eine Druckluftpumpenvorrichtung.
:Wach dieser Anordnung stellt io einen mit Wasser gefüllten Behälter dar; i i ist
ein in einem Abzweig des Steigrohres 12 eingeschalteter Brenner. Da 'das Wasser
bis zur Höhe X-X eingefüllt ist, wirkt der Brenner i i als Tauchbrenner. Die Brennstoffzufuhr
zu dem Brenner erfolgt von oben her. Die Verbrennungsgase durchdringen die in dem
unteren Teil des Steigrohres 12 enthaltene Wassersäule, so daß sie in dem Rohr 12
emporsteigt und an dem oberen Ende abgeführt wird.
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Die Anordnung nach Abb.6 ist geeignet, unter die Oberfläche einer
in einem offenen Behälter enthaltenen Wassermenge geführt zu werden. Der Brenner
i i ist dabei in einer Glocke 13 eingeschlossen. Das untere Ende des Rohres 12 ist
mit einem rohrartigen Ansatz versehen, der durch die Glocke 13 hindurchgeht
und verengt ist. Der obere Teil 1d. verengt sich innerhalb der Glocke bis zu einer
bestimmten Stelle. Der untere Teil 15 schließt sich an diese enge Stelle an und
erweitert sich auf seinem Wege nach unten und ragt .über den unteren Rand der Glocke
13
hinaus. Der Abschnitt i-. ist gerade unterhalb der oberen Begrenzungsfläche
der Glocke 13 mit Löchern 16 versehen. Sowie der Brenner i i angezündet ist, entweichen
die Verbrennungsgase in der Glocke durch die Öffnungen 16 in die Flüssigkeitssäule
und durchsetzen sie. Sowie eine aufsteigende Bewegung in dem Steigrohr 12 erhalten
ist, erfolgt eine Druckabnahme in der Einschnürungsste.lle entsprechend der Geschwindigkeit
an dieser Stelle. Infolgedessen strömen die Verbrennungsgase mit verstärkter Gewalt
in die Säule ein, so daß die Druckluftwirkung vergrößert wird.
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Nach dem Ausführungsbeispiel der Abb. 7 ist der Brenner i i in ein
Rohr 17 eingeführt, das mit dem unteren Ende des Steigrohres i2 verbunden
ist. Der untere Teil des Rohres 17
besitzt einen größeren Durchmesser als
der obere mit dem Steigrohr i2 verbundene Teil. Brenner i i besitzt eine langgestreckte,
rohrartige Verbrennungskammer, die in eine Düse i id ausläuft. Die Zufuhr der Brennstoffmischung
erfolgt durch das Zufuhr- und Mischrohr 18 mit hoher Geschwindigkeit. Rohr 17
und Brenner i i werden nach Anzündung genügend tief in die zu fördernde Flüssigkeit
eingetaucht. Die Verbrennungsgase durchsetzen die in dem Rohr 17 und dem Steigrohr
12 enthaltene Flüssigkeitssäule, so daß die Abführung der Flüssigkeit in gewünschter
Weise vor sich geht.