-
Verfahren und Vorrichtung zum Betrieb von Rußbläsern mit Preßluft
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Betrieb von Rußbläsern
mit Preßluft. Es ist üblich, die unter der Gattungsbezeichnung Rußbläser bekannten
Vorrichtungen mit einem gespannten gasförmigen Mittel zu betreiben. Gewöhnlich wird
Wasserdampf benutzt, in manchen Fällen auch Preßluft. Diese hat vor Wasserdampf
den Vorteil, daß sie nur geringe Wassermengen an die zu reinigende Heizfläche bringt,
dagegen den Nachteil, daß bei der Expansion der Taupunkt unterschritten wird, wodurch
die geringen Wassermengen ausgeschieden werden und unter Umständen zu Eis erstarren,
das sich an den Düsen ansetzt und sie verstopft. Es ist an sich bekannt, Preßluft
vor derExpansion vorzuwärmen, um Eisbildung an den betriebenen Vorrichtungen, etwa
Bohrhämmer, zu vermeiden.
-
Im Rußbläser wird die innere Energie des Blasmittels in Strömungsenergie
umgesetzt. Die Erzeugung dieser Energie im Kompressor ist teuer, und es ist kurzzeitig
eine große Luftmenge erforderlich, welche die Aufstellung eines großen, im Dampfkesselbetrieb
sonst nicht benötigten Kompressors bedingt.
-
Diese Schwierigkeiten werden gemindert, wenn gemäß der Erfindung die
Preßluft vor der Expansion als Verbrennungsluft für einen in sie eingeführten Brennstoff
benutzt wird. Theoretisch wäre
es möglich, eine sehr hohe Verbrennungstemperatur
zu erzeugen. Praktisch müssen jedoch die Feuergase auf einen- drei- bis vierfachen
Luftüberschuß verdünnt werden mit Rücksicht auf die Festigkeitseigenschaften der
Werkstoffe. Immerhin bieten auch Gase mit einer Eintrittstemperatur von 5oo biS
700`° C in die Düsen einen beträchtlichen Energiegewinn gegenüber kalter Preßluft.
Dazu kommt, daß die heißen Gase zäher sind als kalte, wodurch der Strahl zusammengehalten
und wirksamer wird. Die Gase treffen mit einer Temperatur auf die Heizfläche, welche
deren Eigentemperatur fast gleich ist, so daß Abschreckspannungen vermieden werden.
Die erforderliche ILompressorleistung geht fast auf die Hälfte zurück, während der
Mehraufwand für den Brennstoff (etwa 8 kg/h je Blasdüse) nur geringe :Mehrkosten
verursacht.
-
In den Abb. i und 2 ist in zwei zueinander senkrechten Schnitten eine
gemäß der Erfindung ausgebildete Brennkammer dargestellt, in welcher das Feuergas
für den Rußbläser erzeugt wird.
-
Der Preßluftkanal ist ellipsoidförmig erweitert und besteht aus dem
Einlaßteil i, dem Zwischenteiles (Düsenteil) und demAuslaßteil3,welche durch Schrauben
miteinander dicht verbunden sind. Zu diesem Zweck hat der Einlaßteil i einen Flansch
.I und der Auslaßteil 3 einen Flansch 5, zwischen denen der Düsenteil 2 als Zwischenflansch
liegt. Der Düsenteil 2 ist ringförmig und umschließt einen ringförmigen Einsatz
6, der nach außen Längsrippen 7 hat, welche Längskanäle 8 einschließen. An drei
Stellen besitzt er trapezförmige Ansätze 9, welche je einen gekrümmten Kanal io
einschließen. In dieses Dreieck ist mit den entsprechenden Ausnehmungen i i der
Mischkammerkörper 12 eingesetzt. Er enthält die Mischkammer 13, welche durch Öffnungen
14 mit den Kanälen io und durch eine Öffnung 15 mit dem umgebenden Raum in Verbindung
steht. Auf der der axialen Öffnung 15 entgegengesetzten Seite ist in den Körper
12 axial eine Brrennstoffdüse 16 eingeschraubt, die eine axiale Sackbohrung 17 hat,
welche einerseits mit einem Gewindestopfen i8 verschlossen ist, auf der anderen
Seite durch kegelförmig angeordnete Bohrungen ig mit der Mischkammer 13 in
Verbindung steht. Ein Verschlußkörper 2o dichtet das Gewinde nach außen ab. In den
Kanal 17 münden radial einige Bohrungen 21 ein, welche durch einen in dem Körper
12 liegenden Ringkanal untereinander und mit dem Kanal 22 verbunden sind. Der Körper
12 ist in den ringförmigen Einsatz 6 und dieser in den Düsenteil 2 eingesetzt, wobei
die entsprechenden Ausnehmungen als Zentrierungen wirken.
-
An den Düsenteil 2 ist axial der Einlaßteil i so angesetzt, daß er
mit seinem Flansch .4 gegen den des Düsenteiles 2 liegt unter Zwischenlage eines
Dichtringes 23. Der Teil i geht in den Rohrstutzen i' über, durch welchen aus einer
angeschlossenen Rohrleitung Preßluft zuströmt. Innerhalb des Teiles i befindet sich
die Brennkammerglocke 2q.; sie ist an ihrer Außenseite mit Rippen 25 versehen, welche
in Ouerschnitt und Teilung den Rippen 7 entsprechen, so daß die Kanäle 26 bei richtiger
Lage der Rippen in die Kanäle 8 übergehen. Im Scheitel der Brennkammerglocke 24
ist eine Zündkerze oder Glühkerze 27 eingeschraubt, deren Zündraum 28 durch mehrere
Kanäle 29 mit dem Raum 30 der Brennkammer in Verbindung steht. Der Düsenteil
2 ist so eingelegt, daß die Öffnung 15 der Mischkammer 13 gegen die Zündkerze 27
gerichtet ist. Die Bremikammerglocke 2.I ist mit Spiel in den Einlaßteil i eingebaut;
sie wird durch eine Schraubenfeder 32, die sich einerseits auf den Boden einer Gehäusenut
33 des Teiles i abstützt und andererseits auf den auf den abgesetzten Rippen 25
liegenden Ring 31 wirkt, gegen die Einsätze 6, io des Düsenteiles gedrückt. Diese
Einbauweise trägt etwaigen Wärmedehnungen der Brennkammerglocke genügend Rechnung.
-
Der Auslaßteil3 ist unter Zwischenlage einer Dichtung 34 mittels Flansch
5 gegen den Düsenteil 2 geschraubt. Der Auslaßteil 3 enthält eine Hülse 35, welche
entsprechend den Teilen 6, 7 ausgebildet ist, so daß die Rippen 36 der Hülse 35
sich mit den Rippen 7 und die Kanäle 37 sich mit den Kanälen 8 sowie die Wand 38
sich mit der Ringwand des Einsatzes 6 decken. Die Kanäle 37 sind verschieden lang
und münden in die Bohrungen 39. Die Hülse 35 legt sich einerseits gegen einen Vorsprung
40 im Auslaßteil 3 und andererseits gegen den ringförmigen Einsatz 6.
-
Der Gewindehals 41, in welchen die Brennstoffdüse 16 und der Verschlußkörper
2o eingeschraubt sind, trägt auch Außengewinde, auf welches eine Strömungshaube
42 aufgeschraubt ist, deren Begrenzung etwa parallel zu der der Hülse 35 ist.
-
Der Stutzen i' des Einlaßteiles i ist mit einer absperrbaren Preßluftleitung,
die Brennstoffdüse 16 durch die Kanäle 21, 22 mit der durch den Gewindekipf 43 angedeuteten
absperrbaren Druckölleitung und der Auslaßteil 3 durch seinen Stutzen .Iq. fest
oder drehbar mit dem Düsenrohr des Bußbläsers verbunden. Die Zündkerze 27 ist durch
isolierte Drähte mit einer Stromquelle verbunden unter Einbezug eines Schalters.
-
Angenommen der Bewegungs- und Steuermechanismus sei ähnlich wie bei
den bekannten mechanisch gesteuerten und angetriebenen Bußbläsern ausgebildet, so
wird beim drehbaren Bußbläser zugleich das Blasrohr in Drehung gesetzt, dann das
Preßluftv-entil geöffnet, so daß Preßluft durch den Stutzen i' und die Kanäle 26
strömt. Diejenigen Kanäle 26, welche in die Kanäle io ausmünden, leiten die Luft
in die Mischkammer 13. Anschließend wird das Preßölventil geöffnet, wodurch flüssiger
Brennstoff durch die Kanäle 22, 21, 17, iq in die Mischkammer 13 gesprüht wird.
wo er sich mit der Luft vermischt. Das Brennstoff-Luft-Gemisch, das einen Luftüberschuß
von etwa i,1 bis 1,3 hat, tritt dann durch die Öffnung 15 mit großer, die Zündgeschwindigkeit
übersteigender Geschwindigkeit in den Brennraum 30 und zündet an dem Kopf
der inzwischen unter Strom gesetzten Glühkerze 27. Die sehr heißen Feuergase kehren
in dein Brennraum 30 um und strömen durch die
Kanäle 45,
die sich zwischen den hohlen Ansätzen 9 befinden, in den Ringraum 46, der sich zwischen
der Hülse 35 und der Haube 42 erstreckt. Hier mischt sich ihnen stufenweise die
Luft zu, welche durch die Kanäle 26, 8, 37 geströmt ist und aus den Bohrungen 39
austritt. Die Feuergastemperatur, die bis zu 2ood° C betragen kann, wird durch die
Luftbeimengungen auf 5oo bis 70ö° C herabgesetzt, mit welcher Temperatur die Feuergase
aus dem Ringraum 46 durch den Stutzen 44 in das Rußbläserrohr strömen.
-
In der oder den Düsen des Blasrohres werden die Feuergase praktisch
auf den Druck im Rauchgaszug entspannt, wozu, wie bekannt, Lavaldüsen benutzt werden.
Aus diesen Düsen strömt das Feuergasgemisch mit hoher Geschwindigkeit gegen die
zu reinigenden Heizflächen. Wird der Rußbläser außer Betrieb genommen, so wird zunächst
die Brennstoffzufuhr geschlossen, dann durch eine absperrbare Hilfsleitung Preßluft
kurz durch das Ende der Brennstoffleitung geblasen, dann die Preßluft abgestellt.
Die Glühkerze ist bereits nach erfolgter Zündung des Brennstoffes abgeschaltet worden.
Alle diese Schaltungen können in der bei Rußbläsern üblichen Weise in Abhängigkeit
voneinander und von der Blasrohrbewegung selbsttätig gesteuert werden.
-
Die Verbrennung des Brennstoffes kann vor jeder Bläserdüse einzeln,
wird jedoch wirtschaftlicher für mehrere zu einem Bläser gehörende Düsen oder für
eine Einzeldüse großer Schluckfähigkeit in einer besonderen Brennkammer geschehen,
die feststehend angeordnet und mit dem Blasrohr beweglich verbunden ist oder selbst
beweglich angeordnet ist. Zur Verbrennung eignet sich am besten ein flüssiger Brennstoff,
wie Brennöl. Soll die Aschenbildung völlig vermieden werden, so kann ein Kohlenwasserstoff,
etwa Alkohol, Benzol, Paraffin od. dgl., als Brennstoff benutzt werden. Auch feste
Brennstoffe in fester oder Pulverform sind brauchbar, besonders aber Leuchtgas,
wenn es aus einer Ferngasleitung mit einem Druck entnommen werden kann, der höher
ist als der der Preßluft.
-
Dadurch, daß die Brennkammerglocke 24 einerseits von heißen Feuergasen,
auf der anderen Seite von kalter Preßluft bespült wird, wird die Temperatur der
Brennkammerwand in Grenzen gehalten, für welche es brauchbare Werkstoffe gibt, sowohl
Metallegierungen als auch keramische Werkstoffe. Da die Brennkammerwand fast keinen
Druckunterschied auszugleichen hat, braucht sie nicht druckfest zu sein. Der Überdruck
wird von dem Einlaßteil i aufgenommen, der, da er nicht beheizt wird, aus Stahl
hergestellt werden kann. Auch das Zwischenstück 2 und der Mischkammerkörper 12 sind
so ausgebildet, daß jede Wand, die einerseits beheizt wird, andererseits von der
kalten Preßluft gekühlt wird.
-
Sowohl die Brennstoffdüse 16 als auch die Zündkerze 27 müssen gegebenenfalls
nachgesehen und ausgewechselt werden können. Bei der Zündkerze ist dies durch Abnehmen
eines Deckels oder Stopfens möglich, wenn die Luft senkrecht zur Achse zugeführt
wird. Die Brennstoffdüse kann bei anderer als der dargestellten Ausbildung durch
die Mischkammer hindurch ausgebaut werden.