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Die Erfindung bezieht sich auf die Herstellung von fixem Gas aus tierischen, pflanzlichen oder mineralischen Ölen (Ölgas). Die Erfindung bezweckt die Gasherstellung in einer einfachen Weise ohne merklich feste Ablagerungen von festen Rückständen.
Zur Erreichung dieses Zweckes werden in bekannter Weise Brennstoff und Luft in Form eines Sprühstromes in die Verbrennungskammer eingebracht und unvollkommen verbrannt. Der Erfindung gemäss werden die Produkte der unvollkommenen Verbrennung zu dem Sprühstrom im Gegenstrom geleitet, wodurch die Zone, welche die Stelle des Gemischbeginnes und des Verbrennungsbeginnes umgibt, auf einer eine Ablagerung von festen Rückständen verhindernden Temperatur von fiber 600'C erhalten wird. Die Produkte der unvollkommenen Verbrennung können innerhalb oder ausserhalb des
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unmittelbare oder mittelbare Wärmeübertragung auf die erwähnte Zone erfolgt.
In der Zeichnung ist in Fig. 1 eine zur Ausführung des Verfahrens dienende Betriebsanlage im Aufriss dargestellt. Die Fig. 2 und 3 veranschaulichen ein Ausführungsbeispiel der Verbrennungskammer
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Ausführungsbeispiel in gleicher Darstellung. Fig. 6 zeigt eine vierte Ausführungsform im Längsschnitt.
Zur Ausführung der Erfindung gemäss Fig. 1 bis 3 ist eine Verbrennungskammer b vorgesehen, die einen Belag a aus feuerfestem Material besitzt. Durch die Mitte des einen Endes c desselben ist eine Brennerdüse d so in das Innere geführt, dass deren Längsachse senkrecht zur gegenüberliegenden Wand p der Kammer b liegt. Der Brenner d besteht aus zwei in Fig. 6---8 gezeigten konzentrischen Leitungen, von welchen die eine ein Luftzuführungsrohr t und die andere ein Brennstoffzuführungsrohr c ist. In der Nähe des Brenners ist ein Auslass j vorgesehen, durch welchen die Gase, nachdem sie teilweise verbrannt sind, für den Gebrauch abgeleitet werden. Dieser Auslass ist so angeordnet, dass die Gase, bevor sie die Kammer b verlassen, in nächster Nähe der Düse d vorbeistreichen müssen.
Um den Erzeuger kalt anzulassen, wird in die Verbrennungskammer Holzkohle eingeführt und entzündet. Sobald ein kleiner Teil der Holzkohle rotglühend ist, wird die Tür e, in welche der Brenner d eingepasst ist, geschlossen und das Luftgebläse h angelassen, das die Holzkohle auf Weissglut bringt. Sobald die abziehenden Gase eine Temperatur von über 200 C haben, wird das Ölventil e1 (Fig. 1) langsam geöffnet, so dass wenig Öl in die Kammer b eingespritzt wird, das innerhalb der Kammer in einem Überschuss von Luft verbrennt. Wenn die Temperatur des gebildeten Gases 5000 C übersteigt, wird der Ölzufluss weiter geöffnet ; Luft und zerstäubtes Öl treten aus der Düse d unter Druck aus und das Gemisch wird teilweise verbrannt.
Die Luftzufuhr vom Gebläse h wird durch ein Ventil fil geregelt ; der Brennstoff in dem Tank g ist diesem Luftdruck unterworfen (Fig. 1), so dass Brennstoff dem Brenner durch die Leitung e zugeführt wird.
Die Flamme ist so gerichtet, dass sie gegen die Endwand p des Behälters stösst und zurück im
Gegenstrom zum Sprühstrom so abgelenkt wird, dass sie sich teilweise mit dem Sprühstrom mischt und endlich die Oberfläche der Düse cl selbst bestreicht (um so die Temperatur der letzteren entsprechend aufrecht zu erhalten), bevor die Verbrennungsgase durch das Auslassrohr j austreten. Das im normalen Betrieb aus der Düse austretende Öl wird teilweise verbrannt ; die erhaltenen Produkte werden mit der Flamme geführt und treten schliesslich durch die Auslassleitung j aus, ohne dass feste Rückstände abge-
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lagert werden.
Auf diese Weise wird die Temperatur des aus d heraustretenden Ölgasluftgemisches, also die Zone, welche die Stelle des Gemischbeginnes und des Verbrennungsbeginnes umgibt, auf einer Höhe erhalten, die 600 C überschreitet.
Wenn das austretende Gas zur direkten Verbrennung in einer Kesselfeuerung od. dgl. verwendet wird, ist ein Filtrieren nicht erforderlich ; für Verbrennungskraftmaschinen od. dgl. soll es jedoch in bekannter Weise filtriert und gereinigt werden.
Eine Minimaltemperatur von ungefähr 6000 C ist für die Zone des Verbrenmmgsbeginnes wesentlich ; die Arbeitstemperaturen (gemessen am heissesten Teil der Flamme) sind natürlich höher und die Zu- sammensetzung und der kalorische Wert des erzeugten Gases sind je nach den besonderen in der Ver- bi'ennungskammer angewendeten Arbeitstemperaturen verschieden. Es ist erwünscht, für die Erzeugung von Gas für Kraftzweeke Arbeitstemperaturen zu vermeiden, die 10500 C Überschreiten.
Ein anderes Anlassverfahren mit Benützung von Holzkohle besteht darin, dass die Verbrennungskammer zuerst etwa auf elektrischem Wege bis auf eine Temperatur von ungefähr 5000 C oder bis zur schwachen Rotglut erhitzt wird, worauf das Öl bis zu der für die Erzeugung von Gas notwendigen Menge eingelassen wird. Die Innenseite der Kammer kann auch durch Brenner bis auf eine Temperatur von
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Wenn die für das Verfahren wesentliche Temperatur unter das notwendige Minimum fällt, kann der Brennstoff mit Luft innerhalb der Kammer vorübergehend auch vollständig verbrannt werden, um die Temperatur in ihr zu erhalten. Wenn mit vollständiger Verbrennung gearbeitet wird, werden die Verbrennungsprodukte durch eine andere als die normale Gasauslassleitung abgeleitet, z. B. abgesaugt.
Die Rückwand der Verbrennungskammer kann auf der Innenfläche so geformt sein, dass sie die Rückkehr der Flamme zur Düse erleichtert ; die Kammer kann eine zylindrische, rechtwinkelige oder irgendeine passende Form haben. Es ist nicht wichtig, die Düse in der Mitte der Kammerwand anzuordnen oder sie von der rückkehrenden Flamme tatsächlich bestreichen zu lassen ; die Düse kann auch ausserhalb der Mitte angeordnet sein und die Gase können durch geeignete Anordnung des Auslasses und von Ablenkvorrichtungen so geleitet werden, dass sie das Brennstoffluftgemisch bestreichen.
Gemäss der in den Fig. 4 und 5 dargestellten Ausführungsform ist die Düse d in eine Tür oder Platte c wie vorher eingepasst, aber ein feuerfestes Material q schützt einen grossen Teil des Brenners gegen die Verbrennungshitze. Innerhalb der Kammer b ist ein zylindrischer Behälter m aus feuerfestem Material so vorgesehen, dass er einen Zwischenraum r für den Durchgang der heissen Produkte zwischen der äusseren Kammerwand und dem Zylinder m freilässt. Hier werden die Produkte der unvollkommenen Verbrennung im Gegenstrom zum Sprühstrom geleitet und es erfolgt eine mittelbare Wärmeübertragung auf die erwähnte Zone. Der Raum r kann als eine Anreicherungskammer benützt werden, in welchem Falle Öl durch das Rohr n zugeführt wird.
Ein Pyrometer & wird zur Ermittlung der innerhalb des Ofens herrschenden Temperatur vorgesehen. In den beschriebenen Beispielen werden verschiedene Gasqualitäten erhalten, je nach der relativen Menge des gebrauchten Öles und der Luft und je nach der herrschenden Temperatur.
Es kann eine selbsttätige Regelung des relativen Verhältnisses von Brennstoff und Luft zur Erhaltung einer annähernd gleichbleibenden Wirkungsweise der Vorrichtung mit verschiedener Ausbeute vorgesehen werden ; hiezu dienen thermostatisch oder pyrometrische Vorrichtungen. Durch bloss3 Regelung des Luftzuführungsventdes kann eine verschieden grosse Gasmenge erzeugt werden, wobei die
Qualität des Gases nicht wesentlich verändert wird. Statt Luft und Öl unter Überdruck zuzuführen,
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organ oder durch zwei gekuppelte Organe, wie Hähne od. dgl., geregelt werden.
Die Wirkung des Gaserzeugers und die Bedeutung des Ausdruckes "Zone des Verbrennungbeginnes"wird in Fig. 6 erklärt, in der eine abgeänderte Konstruktion mit zur Kammer b konzentrischer
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der unvollkommenen Verbrennung besitzt. Der Brenner besteht aus den bereits erwähnten konzentrischen Rohren e, f, von denen das Ölzuleitungsrohr e einige Millimeter über der Mündung des Luftrohres f hervorragt ; beide Rohre sind in einem feuerbeständigen Block v zentral eingebaut. Der Block v sitzt an dem einen Ende des Rohres m, welches an beiden Enden von mit zentralen Öffnungen versehenen feuerfesten Scheiben w getragen und zwischen Endplatten a : gehalten wird.
Ein feuerfester Block y ist am entgegengesetzten Ende des Rohres m angeordnet und seine freie Fläche liegt gerade hinter den Austrittsöffnungen M im Rohr m. Beim Betrieb des Erzeugers treten Öl und Luft durch die Düsen aus und die teilweise Verbrennung beginnt unter Bildung des bekannten unverbrannten Kernes.
Eine typische, aus der unvollkommenen Verbrennung resultierende Flamme ist durch die punktierte Fläche t im Längsschnitt veranschaulicht, von welcher der durch die Umhüllung 2 begrenzte und durch die Fläche s dargestellte Kegel die Mischung des unverbrannten Öles und Luft bei einer niederen Temperatur, beispielsweise 2000 C, darstellt, während die Umhüllung 2 des Kegels s die"Zone des Verbrennungsbeginnes"dar-
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streicht, den an den Kegel s angrenzenden Raum 81 und damit die Zone 2 des Verbrennungsbeginnes durch Wärmeübertragung auf der Temperatur von 6000 C oder darüber.
Die Temperatur der Zone 2 muss gemäss der vorliegenden Erfindung im wesentliche bei oder über 600 C erhalten bleiben, damit die Wirkung des Erzeugers eine kontinuierliche sei, obgleich die Temperatur innerhalb dieser Zone, d. i. im Kegel s, infolge des Luftstromes geringer ist. Die Flamme streicht nach vorne und die Produkte der unvollkommenen Verbrennung gehen durch die Öffnungen u im Rohr m nach aussen und kehren ausserhalb desselben im Gegenstrom zum Sprühstrom zurück, um endlich bei i auszutreten.
Die Flächen (Kegel) s und t können sich beträchtlich ändern, beispielsweise durch das geänderte Verhältnis von Luft und Öl. Die Ausführungen über die Wirkungsweise der Vorrichtung sind nur zum Zweck einer Erklärung gegeben. In Fig. 6 ist auch gezeigt, dass die Querabmessungen der Zone 2 des Verbrennungsbeginnes kleiner als die Querabmessungen des Rohres m sind, so dass die Zone 2 die Wände der Verbrennungskammer m nicht bertihrt.
In den Fig. 7 und 8 ist das Gehäuse b mit einer Längswand 3 mit Öffnung 4 versehen ; v, y sind feuerfeste Blöcke. Die Flamme kehrt in der Öffnung 4um und bestreicht sodann die Wand 3, wodurch gleichfalls die Temperatur der Zone des Verbrennungsbeginnes gesichert ist.
Durch Verbrennung von Öl in Gegenwart von Luft gemäss der Erfindung kann stetig Gas von gleichbleibender Zusammensetzung erzeugt werden, das aus Stickstoff, gasförmigen Kohlenwasserstoffen, Wasserstoff und Kohlenoxyd besteht. Der kalorische Wert des Gases, welcher durch das Verhältnis der verschiedenen Gasbestandteile bestimmt ist, kann durch eine geeignete Regelung der Öl-und Luftzufuhr geändert werden.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Erzeugung von fixem Gas durch unvollkommene Verbrennung von flüssigen Kohlenwasserstoffen mit Luft in Form eines Sprühstromes in einer Verbrennungskammer, dadurch gekennzeichnet, dass die Produkte der unvollkommenen Verbrennung zu dem Sprühstrom im Gegenstrome geleitet werden, um die Zone, welche die Stelle des Gemischbeginnes und des Verbrennungsbeginnes umgibt, auf einer Temperatur von über 600 C zu erhalten und dadurch die Ablagerung von festen Rückständen möglichst zu vermeiden.