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Verfahren und Anlage zur Erzeugung eines brennbaren Gemisches aus
Öldämpfen und Luft Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren sowie eine Anlage
zur Erzeugung eines brennbaren Gemisches aus Öldämpfen und Luft. Die Verdampfung
erfolgt idurch heiße Abgase, die in das Ölbad eines Verdampfers geleitet werden.
Bisher saugt ein Gebläse kalte Außenluft an und drückt sie @zu einer Dampfstrahlpumpe,
die Öldampf ansaugt. Die gesamte Vermischung zwischen Öldampf und Luft übernahmen
die Im Injektor und in der Abführleitung entstehenden Wirbelströme.
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Eine solche Gaserzeugung hat Nachteile in verschiedener Hinsicht.
Besonders verschlechtert das Einschalten eines Injektors die gesamte Gaserzeugung.
Sein Wirkungsgrad ist überaus gering. Er benötigt einen großen Luftverbrauch, der
sich in wärmetechnischer Hinsicht für das erzeugende Gemisch ungünstig auswirkt.
Der durch Injektorwirkung eingeführte heiße Dampf verliert infolge seiner innigen
Berührung mit den kalten Luftmengen in hohem Maße an Temperatur. Das hat zur Folge,
daß sich Kondensate bilden und an Wände der Anlage niederschlagen. Diese Flüssigkeitsteilchen
an den Wänden beschleunigen ihrerseits die Kondensatbildungen. Hinzu kommt, daß
die Kondensate wesentlich die Temperaturen erniedrigen, was wiederum die Kondensabbildungen
begünstigt. Diese Kondensate machen das zu erzeugende Gemisch mager, so daß es nur
einen geringen
Heizwert besitzt. Alle die aufgezeigten Vorgänge
führen dazu, daß mit den bekannten Mitteln und Maßnahmen nur leicht zu verdampfende
Brennflüssigkeiten zur Gemischerzeugung herangezogen werden können.
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Die Erfindung hat sich zur Aufgabe gestellt, einfache Vorkehrungen
zu treffen, welche die bisherigen Schwierigkeiten und Nachteile beseitigen. Ihr
Wesen wird insbesondere darin gesehen, daß die in ihren Mengen für die Verbrennung-
begrenzte Trägerluft des Öldampfes bis zu ihrer Vermischung auf eine Temperatur
gebracht wird, die eine vollkommene Aufnahme des benötigten Öldampfes unterhalb
der Sättigungsgrenze gewährleistet, und daß diese so vorgewärmte Luft durch ein
Gebläse angesaugt wird. Hierbei wird die Sättigungstemperatur bis zu den Brennstellen
durch heiße Abgase aus einer beliebigen Brennstelle aufrechterhalten. Die Anlage
zur Ausführung dieses Verfahrens kennzeichnet sich durch die H,intereinanderschaltung
von Verdampfern, Mischkammer mit Zuführungsleitungen und Gasförderer, wie Gebläse
od. dgl.
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Der Erfindungsgegenstand ist in der 7eichnung in einem A#psführungsbeispiel
schematisch dargestellt.
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Die Erfindung geht zur Lösung ihrer Aufgabe von den wärmetechnischen
Eigenschaften des zu erzeugenden Gemisches aus. Sein erreichbarer Heizwert steht
von einem gegebenen Mischver-. hältnis zwischen Öldampf und Luft in Abhängigkeit.
Für magere, arme Gemische sinkt der Wärmewert. Fette, reiche Gemische vermögen unvollkommen
zu verbrennen. Bei einem brennbaren Gemisch aus Ölen bereitet es bisher Schwierigkeiten,
die günstige Sättigung nicht zu unterschreiten. Es kommt also .darauf an, die Aufnahmefähigkeit
der Tragluft zu verbessern und diese aufrechtzuerhalten, weil bei Änderung vorzugswei,se
der Lufttemperatur sich das Mischungsverhältnis ändert. Das Gemisch wird bei höherer
Lufttemperatur luftärmer, .also fetter. Diese Tatsachen ausnutzend, schreibt die
Erfindung vor, man muß die Luft vor ihrem Mischen mit Öldampf erwärmen. Dann ist
die für den erreichbaren Heizwert günstige Mischung,des Ölgases gewährleistet. Im
Sinne der Erfindung wird der Wirkungsgrad der Anlage dadurch erhöht, daß die Temperatur
der eingeführten Frischluft durch Abgase aus den Brennstellen über einen Rekuperator
od. dgl. in dem Maße erhöht \i#,ird, daß die Temperaturen in den Gasleitungen die
betriebsnotwendigen Sättigungstemperaturen nicht unterschreiten. Um den Gehalt des
Gemisches aufrechtzuerhalten, liegt es im Sinne der Erfindung, die im Unterdruck
erfolgte Mischung zu komprimieren. Der hierzu notwendige Leberdruck wird gleichzeitig
zur Förderung des Gasgemisches zu den Brennstellen benutzt.
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Die Anlage zur Erzeugung von brennbaren Gemischen im Sinne der Erfindung
hat einen Verdampfer i, eine Mischkammer 2 und ein Gebläse 3. Auf dem Verdampfer
i sitzt der Mund q.. Dem Mund q. liegt unter Belassung eines Spaltes 5 ein Brenner
6 gegenüber. Die Flamme des Brenners 6 sm -Spalt 5 wird in den Mund q. geleitet.
Hierdurch entsteht in dem Verdampfer i eine solche Hitze, daß das eingeführte
017 verdampft. Der auf diese Weise entstandene Öldampf wird durch die Leitung
8 in den Mischer 2 abgesaugt.
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Der Mund q. des Verdampfers i hat eine Anzahl von Heizrippen
9, denen ein Einführungsstutzen io einer Zuleitung i i in dem Mischer 2 gegenüberliegt.
Der in dem Mischer 2 herrschende Unterdruck saugt Luft durch den Stutzen io und
Leitung i i an, nachdem sie die Heizrippen 9 umspült und die für das Gasgemisch
notwendige Temperatur erhalten hat. Aus. dem Mischer z gelangt das fertige brennbare
Gemisch durch die Leitung i2 .in .das Gebläse 3 und von hier .durch. die Leitung
13 zu den Brennstellen.
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Vor dem Mischer :2 befinden sich in den Zuleitungen 8 und i i für
Öldampf und warme Frischluft Dosierungsdrosseln 1d., die durch einstellbare Gestänge
15 mit einem gemeinsamen Pulsgeber 16 kraftschlüssig im Eingriff stehen. Als solche
Impulsgeber kommen vorzugsweise Membranen zur Anwendung, die auf der einen Seite
von dem durch das Gebläse geförderten Gemisch und auf der anderen Seite von der
atmosphärischen Luft beaufschlagt werden. Das zur Verdampfung kommende
Öl wird dem Verdampfer i durch eine Leitung 17 zugeleitet, in die Regler
18 eingeschaltet sind, um den Flüssigkeitsspiegel im Verdampfer i aufrechtzuerhalten.
Das Gebläse 3 saugt heißen reinen Öldampf durch die Leitung 8 und warme Frischluft
durch die Leitung i i in den Mischer 2. Wird der Gasgenerator stark belastet, so
herrscht hinter dem Gebläse 3 in der Leitung 13 ein geringer Druck. Dieser
Druck pflanzt sich bis zur Membran 16 fort, so daß sie über das einstellbare Gestänge
15 die Dosierungsdrosseln 1q. in die mehr .geöffnete Stellung bringt. Das hat zur
Folge, daß mehr Öldampf und Luft angesaugt wird. Auf diese Weise entsteht eine selbsttätige
Regelung zwischen .der jeweiligen Belastung des Generators und der Gaserzeugung
im Verdampfer und im Mischer.
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Es ist zweckmäßig, die offene Flamme des Brennens 6 in dem Spalt 5
von dem fertigen brennbaren Gemisch zu unterhalten, das von dem Gebläse 3 gefördert
wird. Zu diesem Zweck steht .der Brenner 6 durch eine Leitung i9 mit der Druckseite
des Gebläses 3 über einen Regelschieber od. dgl. Organ in offener Verbindung. Zum
Anfahren der Anlage im Sinne der Erfindung befindet sich am Brenner 6 ein zusätzlicher
Brenner 2o, der von einem Fremdgas, wie Stadtgas od. dgl., durch eine Leitung 2,1
gespeist wird. Hat die offene Flamme aus dem Brenner 2o im Verdampfer i .eine genügende
Ölmenge verdampft, bis fertiges Gemisch die Anlage durchlaufen hat, so daß der Brenner
6 vom Gemisch gespeist wird, so kann die Zuleitung 21 durch ein. Absperrorgan 22
geschlossen werden.
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Das Verfahren und die Anlage zur Erzeugung eines brennbaren Gemisches
aus Öldämpfen und Luft ermöglicht es, je nach den betrieblichen Verhältnnssen
auf
einfachste Weise einen Sauerstoffüberschuß während der Verbrennung zu gewährleisten.
So ist es beispielsweise bei keramischen Öfen notwendig, daß während der Verbrennung
eine bestimmte Menge an Sauerstoff ü'brigbleibt, die in die Oberfläche des Keramikgutes
eindringt und hier eine :die Glasur erzeugende Verbindung eingeht. Bei Schmiedeöfen,
Härteöfen od. dgl. zum Erhitzen von Stahl od. dgl. ist ein solcher Sauerstoffüberschuß
unerwünscht, da er eine Gefügeänderung herbeiführen würde. Die Regelung der jeweils
geforderten Mengen an Gemischteilen aus Öldämpfen und Luft wird dadurch vorgenommen,
daß die Dosierungsdrosseln 14 in den Zuleitungen 8 und ii entsprechend den jeweils
geforderten Mischverhältnissen zueinander eingestellt werden.
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Bekanntlich weisen Öle Bestandteile auf, die nur schwer verdampfen.
Es liegt im Sinne der Erfindung, diese Bestandteile selbsttätig abzuführen. Diese
selbsttätige Abführung erfolgt in dem Maße, wie Frischöl nachzuströmen vermag, ohne
die notwendige Betriebstemperatur des Ölbades zu unterschreiten. Die in .den Verdampfer
i geleitete Flamme 5 erzeugt eine solche Wärme, daß nur die Ölbestandteile zur Verdampfung
gelangen, die dem Brenngas :dienlich sind. Das hat zur Folge, daß :die Rückstände
des in den Verdampfer i einströmenden Öles 7 sich ständig vermehren. Hierdurch treten
Temperaturschwankungen auf, die erfindungsgemäß zur selbsttätigen Abfuhr der Rückstände
aus dem Verdampfer i benutzt werden. Zu diesem Zweck :befindet sich in dem Verdampfer
i innerhalb der Ölflüssigkeit 7 ein Thermostat 23 od. dgl. Dieser Thermostat 23
:gibt bei dem in :der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel den Impuls für
einen Schieberregler.
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Eine Leitung 24 verbindet eine Kammer 25 mit dem Bodenstück 26 :des
Verdampfers i. Am Eintritt in :die Kammer 25 befindet sich ein Rückschlagventil
27 od. dgl. Die Kammer 25 steht durch einen Kanal 28 mit einem Zylinder 29 in offener
Verbindung. In dem Zylinder 29 bewegt sich ein Kolbenschieber 30 od. dgl. Auf der
einen Seite des Kolbenschiebers 30 od. dgl. steht der Zylinder 29 durch eine Leitung
3 i mit der Ansaugseite des Gebläses 3 und auf :der ,anderen Seite durch ein offenes
Rohrstück 32 mit der atmosphärischen Luft in offener Verbindung. Ferner besitzt
die Kammer 25 ein Abflußröhr 33.
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Ändert sich im Verdampfer i durch Anwachsen der Verunreinigungen im
Öl 7 die Temperatur, so spricht der Thermostat 23 an. Der Kolbenschieber 3o bewegt
sich über den Kanal 28 hinweg, bis die Kammer 25 durch die Leitung 31 mit
der Ansaugstelle des Gebläses 3 in offener Verbindung steht. Das hat zur Folge,
daß 01 mit seinen Verunreinigungen aus dem Verdampfer i in die Kammer 25
:eingesaugt wird. Frischöl strömt durch die Leitung 17 über den Flüssigkeitsspiegelregler
18 nach, so daß der Flüssigkeitsspiegel im Verdampfer i aufrechterhalten bleibt.
Stellt sich auf diese Weise das zweckmäßige Verhältnis zwischen den zu ver--dampfenden
und nicht zu verdampfenden Bestandteilen des Öles selbsttätig ein, so ändert sich
von selbst die Temperatur im Verdampfer i auf die Betriebstemperatur. Das hat zur
Folge, daß der Kolbenschieber 30 in- die entgegengesetzte Richtung bewegt,
bis idie Kammer 25 mit der Außenluft durch das offene Rohr 32 in offener Verbindung
steht. Das Rückschlagventil 27 schließt sich, so daß das in !die Kammer 25 eingesaugte
Öl nicht zurückzuströmen vermag. Auf diese Weise wird eine selbsttätige Regelung,der
Konsistenz des zur Verdampfung kommenden Öles verwirklicht. Hierbei erfolgt die
Abfuhr der schwer zu verdampfenden Bestandteile nach außen langsam, wodurch vermieden
wird, daß zu große Mengen frisches Öl mit einem Male in den Verdampfer einströmen,
-welche einen zu starken Temperaturrückgang hervorrufen würden. Das wird durch ein
regelbares Steuerventil in einem Rohr verwirklicht, welches im Sinne der Erfindung
mit Gas gefüllt ist. Wäre dieses Rohr mit Ölflüssigkeit gefüllt, .so kann sich die
erforderliche kleine Durchlaßöffnung leicht verstopfen.