DE266133C

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Publication number: DE266133C
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Description

KAISERLICHES Λ

PATENTAMT.

Die Erfindung bezieht sich auf die Verbrennung explosiver Gase in einer Zwischenräume und Durchtrittsöffnungen zwischen sich frei lassenden Schicht oder losen Schüttung stückiger feuerfester Körper nach dem Verfahren gemäß Patent 258065. Die Erfindung bezweckt, die Feuerung von Kesseln oder ähnlichen Heizvorrichtungen dem genannten Verbrennungsverfahren anzupassen und entsprechend umzugestalten.

Der übliche Feuerungsvorraum, in dem die Verbrennung des Brennstoffes vor sich geht, und von dem aus die Feuergase gewöhnlich in die,Feuerrohre, -kanäle oder -züge des Kessels geleitet werden, gelangt bei dem Gegenstand der Erfindung in Wegfall; vielmehr ist die zur Verbrennung des gasförmigen Brennstoffes erforderliche Schicht oder lose Schüttung feuerfester Körper im Innern der Heizrohre des Kessels untergebracht.

Am Gaseintrittsende der Heizrohre ist gemäß der Erfindung eine aus feuerfestem Stoff bestehende Düse angebracht, durch welche die explosiven Gase an die feuerfesten Verbrennungshilfskörper herangeleitet werden.

Um die Schwierigkeiten, die sich bei dem Inbetriebsetzen der Feuerung dadurch ergeben können, daß beim Anheizen eines Rohres die Flamme durch die feuerfeste Düse ganz hindurch nach rückwärts bis in die Gasgemischzuführkammer zurückschlägt und so die Verbrennung stört, ist gemäß der Erfindung¹ das Eintrittsende der Heizrohre mit einer in dieselben hineinragenden Hilfsdüse versehen, durch welche der Ort der anfänglichen Mischung der Gase beim Anheizen in das betreffende Heizrohr selbst verlegt werden kann.

Zunächst soll die Erfindung in ihrer Anwendung an einem Dampferzeuger geschildert werden, der aus einem zylindrischen Mantel mit einem einzigen von körnigen Bestandteilen angefüllten Rohr besteht (Fig. 1 und 2).

In dem Kesselmantel A befindet- sich das Rohr B, dessen eines Ende durch eine Düse C aus feuerfestem Ton oder anderem geeigneten Stoff mit einer Öffnung D zur Einführung der Gasmischung verschlossen ist. Ein Bund C¹ der Düse C ragt etwas aus dem Rohr B heraus, um eine dichte Verbindung bei C² durch Umwickeln der Düse ζ. B. mit Asbestschnur zu bewirken, die mit Bleiweiß ο. dgl. vor dem Einsetzen in das Rohr überzogen ist. Das Rohr B ist mit Stücken eines feuerfesten Stoffes G, beispielsweise Ton, Schamotte, Magnesit, Carborund o. dgl. angefüllt. Die Masse G wird an dem Austrittsende des Rohres B durch ein Sieb D¹ ο. dgl. zurückgehalten. An dem Eintrittsende befinden sich zweckmäßig gröbere Brocken.

Der Durchmesser der Öffnung D der Düse C muß dem verfügbaren Gasdruck entsprechen, und zwar so groß sein, daß der Gasstrom die

zur Verhütung der Rückzündung erforderliche Strömungsgeschwindigkeit erhält. Ein Durchmesser von etwa 17 mm hat sich für diesen Zweck als geeignet erwiesen, wenn etwa 2,83 cbm Kohlengas in der Stunde verbrannt werden sollen. Die Gasmischung wird der mittleren öffnung D mittels eines Rohres E zugeführt. Die Luft und das brennbare Gas werden unter . Druck in das Rohr E von einem Kniestück E^

0. dgl. geleitet, wobei beide Zulasse durch Ventile geregelt werden können. Jedes Rohr ist vorzugsweise mit einem Rückschlagventil ausgerüstet. Gas und Luft treffen sich in dem Kniestück und werden bei ihrem Durchtritt durch das Rohr E und die öffnung D gemischt. Beim Anheizen kann man in der Weise verfahren, daß man zunächst einen Bestandteil der Gasmischung, das Gas oder die Luft in das Heizrohr einläßt, eine Flamme dem. Austrittsende des Rohres B nähert und hierauf den anderen Bestandteil langsam einführt, bis die entstehende Flamme rückwärts durch die körnige Schicht streicht und die Verbrennung in der Nähe der Eintrittsstelle stattfindet, so daß die Körner in der Verbrennungszone glühend werden. Die Gas- und Luftzufuhr wird am besten derart geregelt, daß ein geringer Überschuß an Sauerstoff über das erforderliche Maß vorhanden ist, um eine vollständige Verbrennung des brennbaren Gases zu gewährleisten.

Um die entwickelte Wärme gleichmäßiger längs des Heizrohres zu verteilen, ist es zweckmäßig, das Rohr mit feuerfester Masse auf einem Teil seiner Länge in der Nähe der heißesten Stelle auszufüttern.

Die geeignetste Länge der Heizrohre B hängt von ihrem Durchmesser, von der Heizkraft der verwendeten Gase, von der Menge der in der Zeiteinheit zu verbrennenden Gase und von der Temperatur ab, mit welcher die Verbrennungsprodukte den Kessel verlassen sollen. Im allgemeinen hat es sich gezeigt, daß die Anwendung der Erfindung dazu führt, die Heizrohre kurzer zu machen, als sie sonst üblich sind.

Es hat sich z. B. als zweckmäßig erwiesen, bei der Verbrennung von Kohlengas oder Koksofengas das Heizrohr oder die Rohre des Kessels 1 m lang zu machen und ihnen einen inneren Durchmesser von 75 mm zu geben.

Gas und Luft werden unter einem solchen Druck e'ngeführt, daß die Gasmischung eine Strömungsgeschwindigkeit erhält, bei der eine Rückzündung durch die öffnung D der Düse C verhindert wird. Die nötige Strömungsgeschwindigkeit hängt von der mehr oder minder heizkräftigen Natur der betreffenden explosiven Gasmischungen ab. Bei Anwendung von Kohlengas kann mit einem Druck von 250 bis 750 mm Wassersäule befriedigend gearbeitet werden.

Um einen Anhalt von der durch die Erfindung

Wassertemperatur	C.
100°	C.
148°	C.
170°

erreichbaren Wärmeübertragung zu geben, mögen die folgenden Daten dienen, welche sich auf einen wagerechten Kessel mit einem 1 m langen Rohr (Fig. 1) von einem Innendurchmesser von 75 mm ,und einer Düse aus feuerfestem Ton beziehen, die 10 cm in das eine Ende des Rohres hineinragt, während der übrige Teil des Rohres mit feuerfesten Ziegelbrocken von einer derartigen Größe, ausgefüllt ist, daß sie durch ein Sieb von einer Masche pro 25 mm, jedoch nicht durch ein solches von zwei Maschen pro 25 mm hindurchgehen. Wenn in dem derart ausgefüllten Rohr eine Gasmischung von Kohlengas und Luft verbrennt, so daß nur eine Spur von Sauerstoff in den Verbrennungsgasen vorhanden ist und ein Gasverbrauch von etwa 2,83 cbm pro Stunde stattfindet, hat es sich gezeigt, daß die Verbrennungsgase aus der Rohrmündung mit folgenden, von der Temperatur des umgebenden Wassers abhängigen Temperaturen austraten:

Temperatur der Verbrennungsgase bei ihrem Austritt

219⁰C.

251⁰C.

266⁰C.

Beim Anheizen kann eine Schwierigkeit
auftreten, darin bestehend, daß die Flamme beim Rückwärtsstreichen durch die körnige Schicht das Bestreben hat, durch die öffnung in der Düse aus feuerfestem Ton zu treten. Die Vorrichtung der Fig. 3 hat sich als zweckmäßig erwiesen, um die Gefahr einer solchen Rückzündung wesentlich zu verringern. Zu diesem Zweck ist eine Kammer F durch ein Gehäuse F¹ gebildet, dem ein Gehäuse H¹ vorgelagert ist, welches eine andere Kammer H bildet und aus der eine Hilfsdüse H² zur Düse C in die öffnung D führt. Die Kammer H wird mit Gas von einem Rohr H^s gespeist, während die Kammer F durch ein Rohr i⁷² mit der Gasmischung oder Luft allein gespeist wird. Bei der Verwendung eines einzigen Rohres kann die Kammer H fortfallen, in welchem Falle das Rohr H³ mit dem Rohr H² aus einem Stück besteht.

Beim Anheizen wird zunächst Luft allein in Kammer F geleitet, welche durch die Düse C und das Rohr B hindurchtritt. Hierauf wird brennbares Gas der Kammer H zugeführt, welches von hier in das Rohr B übertritt, worauf eine Flamme dem Austrittsende dieses Rohres genähert wird. Die Zufuhr von Luft oder verbrennbarem Gas wird, wie es gerade der vorliegende Fall erfordert, gesteigert, bis die Flamme rückwärts streicht und eine Verbrennung in der körnigen Schicht stattfindet. Wenn die Körner in der Nähe der Düse C glühend

geworden sind, wird die Zufuhr des brennbaren Gasgemisches zur Kammer H abgestellt und brennbares Gas in die Kammer F geleitet, welches sich mit der Luft mischt, die ebenfalls in diese Kammer geführt wird.

Wenn das verwendete Gas nur geringe Heizkraft besitzt, wie beispielsweise Hochofengas, dessen Heizkraft nicht genügt, um die feuerfeste Schicht anfänglich in der erforderlichen

ίο Glühtemperatur zu erhitzen, kann der Kessel zunächst mit einem heizkräftigen Gase, z.B. Kohlengas, mit Luft gemischtem Benzin o. dgl. angeheizt werden. Darauf wird dieses heizkräftigere Gas abgestellt und das heizärmere Gas zugelassen, um sich mit der in die Kammer F eingeführten Luft zu vermischen.

Wendet man vorliegende Erfindung auf Kessel mit einer größeren Zahl von an eine gemeinsame Gasgemischzufuhrkammer angeschlossenen Röhren an, so wird die oben erwähnte Neigung der explosiven Gase zur Rückzündung durch die feuerfeste Düse hindurch gesteigert. An der Hand der Fig. 4 und 5, welche zwei Schnitte eines Kessels gemäß der Erfindung mit zehn Röhren zeigen, soll daher erläutert werden, wie diese Schwierigkeit der Inbetriebsetzung überwunden werden kann. Die Rohre B sind an ihrem Eintrittsende durch ein oder mehrere Gehäuse, beispielsweise durch Gehäuse H und F, verschlossen, welche mit Zuleitungen, wie sie bezüglich der Ausführungsform der Fig. 3 beschrieben sind, versehen sind. Diese Gehäuse sind am Kessel befestigt und durch Scheidewände /, J¹ (Fig. 5) in drei Abteile unterteilt, wobei jedes Abteil seine eigenen Zuführrohre besitzt.

Die Rohre sind in Gruppen angebracht, und zwar in zwei Gruppen zu je vier und in einer Gruppe zu zwei Röhren. Hierbei ist es zweckmäßig, die Zuleitungsrohre F² für die Gasmischung in der Mitte jeder Gruppe anzubringen, um eine möglichst symmetrische Zufuhr zu erzielen.
Wasser, welches sich aus den Verbrennungsgasen niederschlägt, bevor die körnige Masse vollkommen erhitzt ist, muß abgeführt werden.

Beim Vorsehen gesonderter Zuleitungen für

einzelne oder für gruppenweise vereinigte Rohre bieten sich gewisse Vorteile insofern, daß eine oder mehrere Gruppen von Röhren benutzt werden können, je nach der erforderlichen Dampfmenge, die gerade benötigt wird.

Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 4 und 5 können beispielsweise 2, 4, 6, 8 oder 10 Rohre je nach Bedarf in Betrieb gesetzt werden.

Die Kammern, in welche die Gasmischung geleitet wird, können mit Explosionstüren, wie beispielsweise bei 0 angedeutet, versehen werden. Es können beispielsweise Hängetüren verwendet werden, die gegen ihren Sitz mittels derart angebrachter Federn gepreßt werden, daß sich die Türen öffnen, wenn irgendeine Explosion in der Kammer stattfindet.

Es hat sich gezeigt, daß das Bestreben zur Rückzündung durch die Düsen aus feuerfestem Ton entsprechend der Menge der in der Speisekammer befindlichen Gasmischung wächst, so daß es wünschenswert ist, die Abmessungen der Speisekammer so gering wie möglich zu halten, und zwar in Übereinstimmung mit der geeigneten Verteilung der Gasmischung auf die Röhren. Dies ist besonders der Fall, wenn Gase mit verhältnismäßig hoher Heizkraft, wie beispielsweise Kohlengas, verwendet werden, tritt jedoch in geringerem Maße ein, wenn heizärmere Gase, beispielsweise Hochofengas, benutzt werden.

Es ist ermöglicht worden, bei der Heizung der zehn Rohre des Dampferzeugers der Fig. 4 und 5 mit Kohlengas nur eine einzige Speisekammer F gemäß der Fig. 8 und 9 zu verwen- ' den, indem die Entfernung K in Fig. 8 auf 18 mm ermäßigt war und die Kesselrohre 9 bis 12 mm über die Endplatte des Kessels hinaus in die Speisekammer hineinragten.

Anstatt unregelmäßig geformter Körner oder Brocken feuerfester Masse können auch regelmäßig geformte, etwa Kugeln o. dgl., verwendet werden.

Wenn die Heizrohre des Kessels senkrecht angebracht sind, können sie gleichmäßig durch ein bloßes Hineinschütten der Körner angefüllt werden. Bei einer wagerechten Lage der Rohre, wie sie in der Zeichnung dargestellt ist, wird ihre Füllung durch ein besonderes Werkzeug erleichtert (Fig. 6 und 7). Dieses besteht aus einer Scheibe L mit Fingern oder Vorsprüngen L¹ in der Nähe ihres Umf anges, während ein Handgriff zu seiner Handhabung dient. Die körnige Masse wird in das Rohr eingelegt und in diesem mittels der Scheibe verschoben, welche dabei gedreht werden kann.

Die Erfindung ist in ihrer Anwendung zum Heizen von Kesseln beschrieben. Sie kann jedoch ebenfalls für Heizvorrichtungen anderer Art verwendet werden.

Claims

Patent-Ansprüche:

1. Feuerung für Kessel oder ähnliche Heizvorrichtungen zur Verbrennung explosiver Gase in einer Zwischenräume und Durchtrittsöffnungen zwischen sich frei lassenden Schicht oder losen Schüttung stückiger feuerfester Körper, dadurch gekenn-

' zeichnet, daß diese Schicht im Innern der Heizrohre oder -kanäle des Kessels untergebracht ist.

2. Feuerung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine am Eintrittsende der

Heizrohre angebrachte, aus feuerfestem Stoff bestehende Düse (C).

3. Feuerung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Eintrittsenden mehrerer an eine gemeinsame Gasgemisch-Zuführkammer (F) angeschlossener Heizrohre mit je einer in die Rohre hineinragenden Hilfsdüse (H²) versehen sind, durch welche der Ort der anfänglichen Mischung der Gase beim Anheizen in das Heizrohr selbst verlegt werden kann.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen.