-
Schlitzbrenner zur Herstellung von Gasruß Es ist bekannt, daß bei
den Verfahren zur Herstellung von Gasruß durch unvollständige Verbrennung natürlicher
oder verschiedener industrieller Gase die Gestaltung der Schlitzbrenner von großer
Wichtigkeit für die Ausbeute und die Qualität des Gasrußes ist, und zwar besonders,
wenn es sich um mit schweren Kohlenwasserstoffen beladenes Gas handelt.
-
Es wurden verschiedene Verbesserungen gefunden, durch welche man sich
den bestmöglichen Bedingungen zur unvollkommenen Verbrennung von Gasen in dem Fall
der Verwendung von Brennern mit Schlitzen nähern kann. Es wurde gefunden, daß man
die Form der Flamme, welche Hörner oder Fischschwänze mit gerollten Rändern bilden,
genau vorschreiben muß. Es wurde besonders gefunden, daß die Hörner einen grauen
Ruß liefern, welcher gegenüber dem von dem mittleren Teil kommenden matten Ruß minderwertig
ist. Die gerollten Ränder der Fischschwanzform werden durch den vorwiegenden Einfluß
der zusätzlichen Luftströmungen veranlaßt, welche in der Gegend der seitlichen Ausstrahlungen
des Gases emporsteigen. Es wurde gefunden, daß ein Mittel zur Abhilfe darin besteht,
den Brenner mit Ohren zu versehen, d. h. mit seitlichen, im wesentlichen in der
Ebene der Flamme gelegenen Ablenkvorrichtungen, wie sie in schematischer Weise in
den Abt). i, 2 und 3 der Zeichnung dargestellt sind.
-
Abb. r ist ein Teilschnitt des Brenners nach der Ebene des Schlitzes,
Abb. 2 eine Seitenansicht, senkrecht zur vorhergehenden; Abb. 3 ist eine den vorhergehenden
entsprechende Draufsicht.
-
Der in diesem Ausführungsbeispiel dargestellte zylindrische Brenner
t zeigt einen Schlitz 2 und Ohren 3 ; diese Ohren bezwecken, den Stoß der
Luftströme
zu vermeiden, welche gegen die Flügel der Flamme aufsteigen. Ihre Seitenansicht
und ihre relative Lage zur Flamme müssen nicht unbedingt wie in der schematischen
Zeichnung gewählt werden. Man kann besonders die die Brenner tragende Rampe benutzen,
um die Ablenkungswirkung zu verwirklichen; in diesem Fall soll die Ebene der Flammen
in der Achse dieser Rampe verlaufen.
-
An zweiter Stelle wurde gefunden, daß die besten Flammen erzeugt werden,
wenn bei Brennern mit Schlitz in zylindrischer Form der äußere Durchinesser der
Brenner io- bis i5mal so groß ist wie die Breite des Schlitzes.
-
Drittens wurde gefunden, daß man den Wegfall der Hörner dadurch zu
erreichen suchen muß, daß man den Druck in der Mitte, welcher die Ursache davon
ist, vermindert. Bisher hat man die Bildung von Hörnern durch Anwendung von Brennern
mit dicken Lippen zu verhindern gesucht, d. h. durch Brenner, bei welchen die Seitenwände
der Schlitze dicker sind als die Schlitze selbst. Man erreicht damit wohl eine gewisse
Einwirkung auf die Gestalt der Flamme, aber diese Wirkung wird durch eine Vermehrung
des Drucks erreicht, welche man in Kauf nehmen muß, um dieselbe Ausdehnung der Flamme
zu erhalten; alle anderen Anordnungen hielt man für unabänderlich. Unter diesen
Bedingungen verdeckt der erhöhte Druck leicht den Druckunterschied zwischen den
Rändern und dem Mittelpunkt der Flamme, indem er einerseits die relative Geschwindigkeit
der Gasströmungsfäden in der Mitte vermehrt und andererseits die relative Bedeutung
der Herabdrückung in der Mitte vermindert, welche durch die Ausdehnung der Gasströmungsfäden
in dem inneren, kugelförmigen Teil des Brenners verursacht wird.
-
Es wurde gefunden, daß es zur Erzielung einer guten Ausbeute notwendig
ist, so weiche Flammen wie möglich zu benutzen, d. h. mit dem geringsten Druck,
welcher mit der Festigkeit der Flamme verträglich ist. Ferner wurde gefunden, daß
man, anstatt die Dicke der Lippen zu erhöhen, sie im Gegenteil in ihrem mittleren
Teil herabsetzen muß, indem man entweder die Krümmung der äußeren Oberfläche vermindert,
oder die Krümmung der inneren Oberfläche in der Ebene des Schlitzes vermehrt, wie
das in der Abb.4 bzw. 5 in den mit Vierecken schraffierten Teilen gezeigt ist. Die
günstigste Gestaltung wäre offenbar die Form eines Korbhenkels. Für die praktischen
Zwecke in der Fabrik wird man sich mit der halbkugelförmigen Gestaltung begnügen
lind die Dicke der Lippen in ihrem mittleren Teil durch Wegnehmen von '.Material
vermindern.
-
Viertens wurde gefunden, daß es zweckmäßig ist, die Luftströmungsfäden
durch Allenker zu führen, in der Art, daß die Flamme nicht durch die ankommende
Zusatzluft gestreckt wird. Aber die zylindrische Form mit senkrechter Achse, von
welcher in den vorhergehenden Beispielen die Rede war, eignet sich weniger zur Anwendung
dieser Verbesserungen. Es wird daher erfindungsgemäß bevorzugt, diese mit Schlitzbrennern,
sei es mit ebenen oder zylindrischen, aber mit waagerechter Achse, zu verbinden,
wovon im folgenden die Rede ist.
-
Diese Allenker, welche in einer senkrechten Richtung zur Einflußel)ene
der obengenannten Ablenkungsohren wirken, können verschiedene Gestalt haben, wenn
sie nur den Querschnitt der Flamme vergrößern, d. h. den Schnitt der Flamme in der
zum Schlitz senkrechten Ebene. Man wird also grundsätzlich die Formen von Allenkern
vermeiden müssen, von welchen ein Beispiel in der Abb. 6 dargestellt ist, und welche
eine klare streckende Wirkung auf die Flamme ausüben würde. In dieser Abbildung
ist der Brenner, hier ein Flachbrenner, bei 4 gezeigt; das Gas kommt bei 5 an; die
Flamme entwickelt sich beim Ausgang des Schlitzes 6; der Allenker ist bei 7 dargestellt.
Die Zusatzluft läuft in ' der Richtung der Pfeile 8 im Zwischenraum zwischen den
Wänden des Brenners und den Wänden des Allenkers und streckt die Flamme.
-
Wenn die Mengen der zuströmenden Zusatzluft gering sind, wird man,
wie aus Abb. 7 ersichtlich, für diese Allenker 9 eine Form und eine diesbezügliche
Stellung wählen, welche zur Ebene der Flamme i i beinahe senkrechte Luftfäden io
ergibt, und zwar unter der leuchtenden Zone. Die Ebene des Schlitzes ist durch die
unterbrochene Linie X-X angedeutet. Zu dieser liegen die Allenker 9 in einem Winkel
von nahezu 9o°.
-
Wenn der Strom der "Zusatzluft stärker ist, was bei mit Kohlenwasserstoflen
stark beladenen Gasen der Fall sein kann, wird man, wie in Abb.8 gezeigt, für diese
Allenker 12 Formen wählen, welche auf die Fäden der Zusatzluft 13 eine etwas auseinanderlaufende
Wirkung ausüben.
-
Man kann auch die Gestaltung der Allenker 9 nach Abb.7 beibehalten.
ihnen aber die Stellung zuweisen, welche in dieser Abbildung mit unterbrochenen
Linien dargestellt ist. Diese Stellung wird angewendet, wenn größere Luftmengen
zuströmen.
-
Fünftens wurde gefunden, daß die günstigste Formgebung für Brenner
mit Schlitzen die zylindrische Form mit waagerechter Achse ist, sei es mit dünnen
Lippen, wie in Abb.9 gezeigt, sei es mit dünnen Lippen, wobei aber die Fäden innerhalb
durch fortlaufende Verminderung des inneren Querschnitts geführt werden (Alb. io)
oder sogar auch mit dicken Lippen (Alb. i i).
-
Es ist zu bemerken, daß zur Anwendung der Erfindung der Querschnitt
des Zylinders nicht unbedingt kreisrund sein muß.