DE557394C - Verfahren zum Erwaermen fluessiger oder durch Waermezufuhr verfluessigbarer fester Brennstoffe zur Speisung von Feuerungen und Brennkraftmaschinen - Google Patents

Description

• Verfahren zum Erwärmen flüssiger oder durch Wärmezufuhr verflüssigbarer fester Brennstoffe zur Speisung von Feuerungen und Brennkraftmaschinen Die Erfindung erstreckt sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Erwärmen flüssiger oder durch Wärmezufuhr verflüssigbarer fester Brennstoffe zur Speisung von Feuerungen und Brennkraftmaschinen.
• Zur Erzeugung von brennbaren Gasen, die beispielsweise zum Betrieb von Kraftmaschinen dienen sollen, hat man bereits vorgeschlagen, einen Teil des zur Verwendung gelangenden, in einem Behälter aufgespeicherten flüssigen Brennstoffs zu verbrennen und mittels der so erzeugten Wärme den restlichen Brennstoff zu verdampfen oder zu vergasen. Die Erzeugnisse dieser Teilverbrennung werden mit den unverbrannten Dämpfen und Gasen gemischt und mit diesen fortdauernd zur Verbrauchsstelle abgesaugt. Die für die Verbrennung benötigte Luft wird dabei entweder in den Behälter, in welchem die Gasbereitung erfolgt, eingesaugt oder zusammen mit dem eingespritzten Brennstoff derart eingeblasen, daß sich die Verbrennung jeweils unter annähernd atmosphärischem Druck vollzieht.
• Von diesen bekannten Verfahren unterscheidet sich dasjenige nach der Erfindung dadurch, daß die Erwärmung des Brennstoffs in einem Behälter durch eine über dem Brennstoffspiegel gebildete Flamme erfolgt, die durch eine unter Überdruck stattfindende Verbrennung einer Teilmenge des Brennstoffs unter Zuführung von Druckluft oder Drucksauerstoff unterhalten wird, wobei die Verbrennungserzeugnisse durch eine nach einem Raum niedrigeren Druckes führende veränderliche Auslaßöffnung in Abhängigkeit von der Brennstoffentnahme oder der Abkühlung des Brennstoffes in solchem Maße aus dem Behälter abgeleitet werden, daß die beliebig einstellbare Erwärmtemperatur des Brennstoffes annähernd unverändert bleibt. Auf diese Weise gelingt es, den flüssigen Brennstoff bei Erhaltung seines Aggregatzustandes auf eine Temperatur anzuwärmen, die über der Siedetemperatur bei atmosphärischem Druck liegt. Zweckmäßig wird die Brennstofferwärmung hierbei so hoch getrieben, daß die Flüssigkeitstemperatur erheblich über dem Siedebeginn bei atmosphärischem Druck liegt. Hierdurch ergeben sich besondere Vorteile, wenn der Erfindungsgegenstand in Verbindung mit einer Brennkraftmaschine, in welche der Brennstoff flüssig eingespritzt wird, zur Verwendung gelangt. Die Erzielung einer sicheren Zündung und einer vollkommenen Verbrennung des Brennstoffes in Schwerölmaschinen bedingt bekanntlich sehr hohe Verdichtungsdrücke, wenn der Brennstoff in üblicher Weise mit einer von der Außenluft wenig verschiedenen Temperatur in den Brennraum gelangt; dementsprechend erfordert die Brennstoffzufuhr sehr hohe Pumpendrücke. Beides erhöht die Herstellungskosten und macht die Maschine empfindlich für Störungen und für Schnellauf wenig geeignet. Die durch das Verfahren gemäß der Erfindung ermöglichte Einspritzung des Brennstoffes unter hoher Temperatur läßt eine Herabsetzung des Verdichtungdruckes zu und bewirkt' außerdem eine Beschleunigung und Verbesserung der Verbrennung innerhalb der Maschine.
• In der Zeichnung ist die zur Ausführung des neuen Verfahrens dienende Vorrichtung in einem Beispiel schematisch veranschaulicht, a ist der Brennstoffbehälter der Vorrich= tun-, dem der kalte Brennstoff mittels einer (nicht gezeichneten) Pumpe durch eine mit einem Schwimmerventil ausgestattete Zuführungsleitung b zugeleitet wird. Im Oberteil dieses Behälters ist eine Öffnung oder Rohrleitung c für den Austritt der Abgase der Teilverbrennung vorgesehen, deren Durchtrittsquerschnitt veränderbar ist und in beliebiger Weise in Abhängigkeit von der Flüssigkeitsentnahme oder Behältertemperatur geregelt werden kann. Außerdem besitzt der Behälter eine Öffnung oder ein Rohr d zur Einführung niedrigsiedenden Zündbrennstoffes, der zur Einleitung der Verbrennung dient, und eine elektrische Zündvorrichtung e für diesen Hilfsbrennstoff. f ist ein Drucksauerstoff- oder Druckluftbehälter, aus dem die benötigte Luft dem Brenner g, an welchem sich die Flamme bildet, in durch ein Ventil i regelbarer Weise zufließt. Der erwärmte Brennstoff wird durch die zum Verbraucher führende Brennstoffleitung h abgeleitet. h ist eine Entleerungsöffnung für Rückstände oder Verunreinigungen, die durch absatzweises Abblasen entfernt werden können, und l ist ein Druckmesser.
• Das Anlassen und der Betrieb gestalten sich wie folgt: Zunächst wird kalter Brennstoff mittels einer geeigneten Pumpe in den Behälter eingeleitet, bis das Schwimmerventil schließt. Hiernach wird leichtsiedender Zündbrennstoff, wie Benzin o. dgl., durch die Öffnung oder Leitung d eingeführt. Dieser lagert sich auf dem schweren Brennstoff ab und sättigt die Luft bei teilweise geschlossener Leitung c mit Benzindämpfen. Das entstehende Benzindampf-Luft-Gemisch wird durch Einschalten der Zündvorrichtung e entflammt und somit eine Verpuffung im Behälterinnern eingeleitet. Hat diese Verpuffung begonnen, so wird allmählich das Ventil i in der Druckluft- oder Drucksauerstoffleitüng geöffnet. Hierdurch setzt die Sauerstoffzufuhr ein, die Verpuffungen wiederholen sich immer häufiger, und der Behälter samt Inhalt beginnt- sich zu erwärmen. Sobald der Brennstoff zu sieden beginnt und die Benzindämpfe durch Öldämpfe ersetzt werden, bildet sich an der Mündung des Luft oder Sauerstoff zuführenden Brenners eine gleichmäßigere Verbrennung aus, die den Charakter einer - gewissermaßen invertierten - Flamme erreicht. Dabei wird die Sauerstoff- oder Luftzufuhr durch weiteres. Öffnen des Ventils i verstärkt, bis der gewünschte Sättigungsdruck des Brennstoffes bzw. die gewünschte Temperatur erreicht ist. Ist dies der Fall, so kann die Leitung h zum Verbraucher zwecks Entnahme heißflüssigen Brennstoffes geöffnet werden. Hierbei muß dann die Gasabfuhröffnung c derart gesteuert werden, daß die Erwärmtemperatur annähernd gleich bleibt.
• Ein Vorzug der Vorrichtung gemäß der Erfindung ist die vollkommen selbsttätige Regelung und Anpassung des Erwärmvorganges an die jeweiligen Verbrauchsverhältnisse. Steigt beispielsweise der Verbrauch, so wird sich ein gewisser Druckabfall im Behälterinnern einstellen, der einen verstärkten Luft-oder Sauerstoffzufluß aus dem Behälterfund damit eine verstärkte Wärmezufuhr verursacht, die so lange anhält, bis die Entnahme auf den vorherigen Wert zurückgeht. Mit dem Steigen des Druckes im Behälterinnern verringert sich auch die Flamme auf den ursprünglichen Grad.
• Auch bei fallendem Ölverbrauch ist die Regelung der Flamme eine vollkommen selbsttätige. Fällt der Verbrauch auf Null, so steigt der Druck unter gleichzeitiger Verkleinerung der Flamme auf den des Behälters f, d. h. die Luft- oder Sauerstoffzufuhr hört auf, und die Flamme erlischt. Es ist also ganz unmöglich, daß sich gefährliche Drücke oder Temperaturen bilden.
• Wenn die Brennstoffentnahme unterbrochen wird, kann es erwünscht sein, daß die Vorrichtung in einem Bereitschaftszustand verbleibt, aus welchem sie bei Bedarf sofort in den richtigen Betriebszustand übergeht. Zu diesem Zweck kann das Erlöschen der Flamme durch Offenhalten einer kleinen Öffnung, die z. B. nach der Außenluft führt, vermieden werden, wobei diese Öffnung zweckmäßig so eingestellt wird, daß die verringerte Teilverbrennung gerade die unvermeidlichen Abkühlungsverluste durch Leitung und Strahlung deckt. Das ist besonders wertvoll für Maschinen von Fahrzeugen, Schiffen usw., die jederzeit betriebsbereit sein müssen.
• Die Erwärmung schwerer Kohlenwasserstoffe unter Druck bewirkt in an sich bekannter Weise unter Umständen ein chemisches Auflockern oder sogar ein Kracken, wodurch sich die Brenneigenschaften verbessern.

Claims (5)

1. PATENTANSPRÜCHE: z. Verfahren zum Erwärmen flüssiger oder durch Wärmezufuhr verflüssigbarer fester Brennstoffe zur Speisung von Feuerungen und Brennkraftmaschinen, dadurch gekennzeichnet, daß die Erwärmung des Brennstoffes in einem Behälter durch eine über dem Brennstoffspiegel gebildete Flamme erfolgt, die durch eine unter Überdruck stattfindende Verbrennung einer Teilmenge des Brennstoffes unter Zuführung von Druckluft oder Drucksauerstoff unterhalten wird, wobei die Verbrennungserzeugnisse durch eine nach einem Raum niedrigeren Druckes führende veränderliche Auslaßöffnung in Abhängigkeit von der Brennstoffentnahme oder der Abkühlung des Brennstoffes in solchem Maße aus dem Behälter abgeleitet werden, daß die beliebig einstellbare Erwärmtemperatur des Brennstoffes annähernd unverändert bleibt.
2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der flüssige Brennstoff so hoch erwärmt wird, daß seine Temperatur erheblich über dem Siedebeginn bei atmosphärischem Druck liegt.
3. 3. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein bis über dieBrennstofentnahmeöffnung mit flüssigem Brennstoff gespeister Behälter (d) mit einer Zutrittsleitung (g) für Druckluft oder Drucksauerstoff und oberhalb des Flüssigkeitsspiegels mit einer Zündvorrichtung (e) und einer regelbaren Auslaßöffnung (c) für die Abgase der inneren Teilverbrennung versehen ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Absperrventil für die Abgasauslaßöffnung (c) des Behälters mit einer Einstellvorrichtung versehen ist, durch welche die Auslaßoffnung bei geschlossener Brennstoffentnahmeleitung (l2) so groß gehalten wird, daß durch die verminderte Verbrennung die unvermeidlichen Abkühlungsverluste gedeckt werden.
5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (d) eine Zuführungsöffnung (d) für leichtsiedenden Anheizbrennstoff besitzt. DERLIY. GEDRUCKT I\ DER