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Verfahren zum Betrieb von öldampfbrennern und Vorrichtung zur Ausübung
dieses Verfahrens Bei öldampfbrennern, die mit einer durch die Brennerflamme beheizten
Verdampfer kammer versehen sind, ist es bereits bekannt, das verwendete Öl in dieser
Kammer unter Beimischung eines eine hydrierende Wir-kung ausübenden Zusatzmittels
zu verdampfen. Durch die Verwendung eines-derartigen Zusatzmittels sollen Koksbildungen
in der Ver dampferkammer verhütet und damit erreicht werden, daß der Brenner längere
Zeit ohne überwachung arbeiten kann. Hierbei dient als Zusatzmittel jedoch Wasserdampf,
aus welchem der zur Hydrierung benötigte Wasserstoff nur durch Spaltung des Dampfes
unter Aufwendung von Wärme gewonnen werden kann. Die Folge ist, _ daß bei einer
Abnahme der Temperatur in der Verdampferkammer, bei der auch die Ölverdampfung und
dementsprechend der Teildruck der Öldämpfe abnimmt, zwar der Teildruck des Wasserdampfes
und damit die zugeführte Wasserdampfmenge bei gleichbleibendem Zuleitungsdruck ansteigt,
aber die Spaltung dieser erhöhten Dampfmenge dem Verdampfer noch mehr Wärme entzieht,
so daß die Temperatur noch weiter abnimmt.
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Ein derartiges Absinken der Temperatur in der Verdampferkammer kann
nun erfindungsgemäß dadurch vermieden werden, daß als Zusatzmittel ein, freien Wasserstoff
enthaltendes permanentes Gas, vorzugsweise. Leuchtgas, z. B. von einer städtischen
Leuchtgasleitung, verwendet wird. Dabei muß selbstverständlich die Temperatur in
der Verdampferkammer und damit auch die Temperatur des flüssigen Öles und der Öldämpfe
so niedrig gehalten werden, daß eine Ölspaltung und ölkoksbildung verhütet wird.
Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, daß die Wärme von den beheizten
Ver dampferwandungen auf das Öl lediglich mit Hilfe des über die beheizten Wandungen
und die Öloberfläche hinwegstreichenden Gasstromes übertragen wird. Im übrigen empfiehlt
es sich, das verwendete permanente Gas unter praktisch gleichbleibendem Druck zuzuführen.
Hierdurch wird nämlich erreicht, daß bei einer Abnahme der Temperatur in der Verdampferkammer
und bei der hierdurch bedingten Abnahme des Teildrucks der Öldämpfe der Teildruck
des Hilfsgases und damit die Hilfsgasmenge zunimmt, bis der Gesamtdruck wieder erreicht
ist. Infolge der Verbrennung der erhöhten Hilfsgasm.enge steigt dann aber die Temperatur
im Verdarnpfer und damit die öldampferzeugung wieder an, so daß die ölverdamy.fung
selbsttätig auf annähernd gleicher Höhe erhalten
bleibt. Um. hierbei
außerdem ein gleichbleibendes Verhältnis zwischen Gas- und Ölzufuhr zum Verdampfer
aufrechtzuerhalten, wird letztere zweckmäßig durch eine vin der Strömung des brennbaren
Hilfsgases beeinflußte Steuervorrichtung geregelt. Zu diesem Zweck wird vorteilhaft
zur Zuführung des Öles zur Verdampferkammer eine Fördervorrichtung vorgesehen, die
von einem in die Hilfsgasleitung eingeschalteten Gasmesser angetrieben wird.
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In der Zeichnung ist ein öldampfbrenner beispielsweise dargestellt,
bei welchem das den Gegenstand - der Erfindung bildende neue Verfahren zur Anwendung
kommt.
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Der dargestellte Brenner, der beispielsweise zur Beheizung eines Kessels
r dienen kann, besitzt eine ringförmige Gemischleitung 2 mit Ausströmöffnungen 3,
durch die das erzeugte Brennstoff-Luft-Gemisch in den Flammenentwicklungsraum austritt.
Der Gemischleitung 2 werden die ' brennbaren öldämpfe nebst dem erfindungsgemäß
beigemischten, freien Wasserstoff enthaltenden permanenten Gase aus einer Verdampferkämmer
5 über ein Röhr 6 und ein an dieses anschließendes Düsenrohr 8 mit regelbarem Mundstück
7 zugeführt. Das aus letzterem austretende öldampf-Gas-Gemisch saugt durch einen
Kanal-9 Erstluft an und vermischt sich mit dieser, worauf das Gemisch von Luft und
brennbaren Gasen bzw. Dämpfen durch ein düsenförmiges Rohr ro der Leitung 2 zuströmt.
Das Rohr 6 ist mit einer überhitzerschlange r r versehen und wird vorzugsweise hinter
dieser Schlange durch eine Isolierung 12 gut isoliert. Zur Regelung der Mundstücköffnung
dient ein Nadelventil 13, welches bei der dargestellten Ausführungsform.
durch einen von einem Fühlkörper 15 beeinflußten Thermostaten 1q. gesteuert
wird.
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Der Verdampfer 5 enthält mehrere Verdampferschalen r 7, die mit Füßen
r 8 auf Scheiben r9 ruhen, welch letztere mit öffnungen 2o für den Gas- bzw. Dampfdurchtritt
versehen sind. Die Beheizung der Verdampferkammer 5 erfolgt durch Wärmestrahlung
von der Flamme q. oder durch unmittelbare Berührung der Kammeraußenwand 2 r mit
dieser Flamme. Dabei kann der außerhalb des Flammenbereiches liegende untere Teil27
des Verdampfers gegebenenfalls mit geringerem Durchmesser als der obereTeil ausgeführt
und mit einer Isolierung 24 versehen werden.
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Das Öl wird der Kammer 5 durch ein Rohr 25 zugeführt, wobei es aus
diesem Rohr zunächst auf die oberste Schale 17 herabfließt und von dieser
über deren Überlauf 26 in die darunterliegende Schale gelangt usf. Der nicht verdampfte
Ölrest sammelt sich schließlich im Verdampferuntertei127. Zum Verdampfer führt ferner
eine Leuchtgasleitung 28, in welche eine Vorwärmschlange 29 eingeschaltet ist. Nach
Durchgang durch deise Schlange wird das stark erhitzte Leuchtgas durch ein Rohr
3o zum unteren Teil 27 des Verdampfers geführt, um aus diesem zwischen den Schalen
17 hindurch gemeinsam mit den gebildeten Öldämpfen im Gegenstrom zum flüssigen Öl
zum Verdampferoberteil aufzusteigen. Hierbei wird der Dampf- bzw. Gasstrom durch
die Führungswände r9 derart geführt, daß er abwechselnd die Öloberflächen auf den
Verdampfungstellern 17 und die stark erhitzte Außen-. wand 2 r der Kammer
5 bestreicht. Auf diese Weise führt er den Schalen 17 die zur Ölverdampfung
benötigte Wärme zu.
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Das den Verdampfer ' durchströmende Leuchtgas reichert sich allmählich
mit Öldämpfen an, bis es gesättigt worden ist, d. h. bis der Teildruck der Öldämpfe
in der Gasmischung denjenigen Dampfdruck erreicht, den die betreffende Ölsorte bei
der im Verdampfer herrschenden Temperatur besitzt. Die zur Bewirkung der Hydrierung
passende Temperatur liegt für gewöhnliche Brennöle ungefähr zwischen 3oo und 5oo°
C, und die Heizungsverhältnisse des Verdampfers sollten natürlich so gewählt werden,
daß die für die verwendete Ölsorte am besten passende Temperatur für die Hydrierung
dauernd aufrechterhalten wird, ohne daß Spaltung oder Koksbildung eintritt.
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Das gesättigte Gemisch von Öldämpfen und Leuchtgas verläßt den Verdampfer
durch das Rohr 6, strömt durch die überhitzerschlange r r und wird dem Mundstück
7 zugeführt. Bei seinem Austritt aus letzterem mischt es sich mit der durch den
Kanal 9 zuströmenden kalten Erstluft, wodurch natürlich seineTemperatur herabgesetztwird,sodaß
leicht eine teilweise Kondensierung im Rohr r o und in der Leitung 2 eintreten kann.
Um dies zu vermeiden, sollte die Gasmischung so stark als möglich überhitzt und
gleichzeitig die Erstluft vorgewärmt werden. Auch empfiehlt es sich, sämtliche durch
die Öldämpfe berührten Teile des Brenners sorgfältig zu" isolieren. Wenn eine Kondensierung
trotzdem insbesondere bei Betriebsbeginn eintreten sollte, so fließen die Niederschlagsprodukte
aus dem Rohr r o durch ein als Flüssigkeitsverschluß ausgebildetes Rohr 29' zum
unteren Teil 27 des Verdampfers 5 zurück. Die in diesem Teil27 im laufenden Betrieb
sich ansammelnden nicht mehr verdampfbaren Ölrückstände können entweder von Zeit
zu Zeit abgezogen werden, wenn die Flüssigkeitsoberfläche im unteren Teil des Vergasers
.eine gewisse Höhe erreicht
hat, oder sie können auch, wie auf der
Zeichnung dargestellt, ununterbrochen durch ein Rohr 3o' nach einem Behälter 3i
abfließen. Die :Menge dieser Rückstände ist außerordentlich klein, sie beträgt infolge
der Hydrierung nur höchstens 0,5% der gesamten ölmenge.
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Die Steuerung der ölzufuhr zum Verdampfer erfolgt bei der auf der
Zeichnung dargestellten Ausführungsform dadurch, daß ein in die Gaszuleitung 28,
41 eingeschalteter Gasmesser 32 ein Förderrad 33 antreibt, welches eine der durchströmenden
Gasmenge proportionale ölmenge von einem gleichbleibenden ölspiegel in einem Behälter
34 in einen Trichter 35 fördert. Von diesem Trichter fließt das öl weiter durch
einen Flüssigkeitsverschluß 36 und das Rohr 25 zur Verdampferkammer 5. Das Öl wird
dem Behälter 34 von einem Vorratsbehälter 37 durch eine Leitung 38 zugeführt. Um
das Verhältnis zwischen öl- und Gasmenge verändern zu können, kann die Gasleitung
41 mit der Leitung 28 durch eine den Gasmesser umgehende regelbare Nebenleitung
40 verbunden werden.
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Das bei einer bestimmten Einstellung der Nebenleitung 40 erzielte
Verhältnis zwischen Gas- und ölzufuhr bleibt auch bei Veränderung der Brennerleistung,
die durch einfache Verschiebung der Nadel i3 erfolgt, erhälten; denn die Teildruckverteilung
wird unter allen Umständen im Verdampfer 5 aufrechterhalten.
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Der ölbrenner wird wie ein gewöhnlicher Gasbrenner nach öffnung des
Hahnes 42 in der Gasleitung 41 gezündet. So lange der Verdampfer 5 kalt ist, strömt
durch ihn eine große Leuchtgasmenge hindurch, wodurch seine Erwärmung beschleunigt
wird. Um zu vermeiden, daß bei Betriebsbeginn dem Verdampfer eine zu große ölmenge
zugeführt wird, kann die Zweigleitung 4o ganz offen gehalten werden, bis der Verdampfer
gut erwärmt ist. Ist dies der Fall, so trittselbsttätig eine Drosselung des Leuchtgases
ein, und die Zweigleitung kann dann in die übliche Betriebslage gebracht werden.