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Öl- und Luftzufährungseinrichtung für Vergasungsretorten. Die
vorliegende Erfindung betrifft einen neuen Apparat zum Mischen und Fortleiten eines
flüssigen Kohlenwasserstoffes oder anderen Brennstoffes und Luft oder eines die
Verbrennung unterhaltenden Gases in einem ständig aufrechterhaltenen Verhältnis
fär jede gewünschte Menge der Abgabe. Die neue Vorrichtung zur Mischung und Fortleitung
ist in ileuartiger Weise mit einem Apparat verbunden, der zur Herstellung eines
perma,-nenten brennbaren Gases durch Oxydation der Mischung von Kohlenwasserstoff
und Luft in einer Retorte dient. Es soll ein brennbares Gas erhalten werden, welches
gleichmäßigeBeschaffenheit besitzt, ohne Rücksicht darauf, in welcher Menge es hergestellt
wird. Der neue Vergasungsapparat liefert nicht nur ein Gas von gleichmäßiger Beschaffenheit
auch bei wechselndem Bedarf, sondern kann auch benutzt werden, um eine bestimmte
Menge von Kohlenwasserstoff in ein permanentes brennbares Gas zu verwandeln, welches
bei der vollkommenen Verbrennung in einer Gasmaschine oder für Heiz- und andere
Zwecke das Maximum von Wärmeeinheiten liefert. Die Vorrichtung zur Leitung, welche
die Aufrechterhaltung einer gleichmäßigen Beschaffenheit des durch den Vergaser
erzeugten Gases bei schwankendem Verhältnis der Abgabe von Kohlenwasserstoff und
Luft ermöglicht, kann auch benutzt werden, um den Kohlenwasserstoff unmittelbar
vollständig zu verbrennen.
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Die weiteren Merkmale der Erfindung sind im fQlgenden dargelegt.
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Abb. i ist eine Vorderansicht eines Apparates nach der vorliegenden
Erfindung, wobei einige Teile im Risse gezeigt sind. Abb. 2 ist eine vertikale Ansicht
senkrecht zu Abb. i, teilweise im Schnitt und teilweise im Aufriß.
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Abb. 3 ist ein längsgerichteter zentraler Schnitt des Injektors
für den Kohlenwasserstoff und ein Schnitt in der Ebene eines der Konverter nach
der vorliegenden Erfindung.
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Abb. 4 ist ein Schnitt nach der Linie x-x von Abb. 3.
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In den Zeichnungen ist die Einrichtung für zwei Einheiten veranschaulicht.
Es kann aber auch nur eine Einheit oder eine beliebige Zahl derselben verwendet
werden.
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Eine Konverterkammer i ist vorteilhaft mit einem Metallgehäuse 2 und
einer Auskleidung aus feuerfestem Material 3 versehen. In der Kammer i sind
passend gestützt Konverter oder Retorten 4 angebracht. Ihre Stellung zueinander
bei Verwendung von mehr als einem Konverter ist in Abb. i in gebrochenen Linien
gezeigt. Die Konverter 4 sind mit Prallwänden versehen.
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DLr mit einem die Verbrennung unterhaltenden Gase, wie Luft, gemischte
Kohlenwasserstoff tritt in den Kanal 5 ein und geht um die einzelnen Prallwände,
wie in Abb. 3 durch Pfeile angezeigt ist. Nach der Vergasung tritt das Gas
in den Gasabzug 6 und gelangt von hier zu einem (in den Zeichnungen nicht
dargestellten) Gasbehälter.
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Beim Beginn des Betriebes werden Kohlenwasserstoff und Luft durch
die Flamme & in den Kanal 7 gezogen. Die brennenden Gase gehen
durch den Kanal o um die Konverter und erhitzen diese auf die Temperatur, welche
erforderlich ist, um die Mlischung von Kohlenwasserstoffdampf und Luft in die gasförmigen
Bestandteile
zu zersetzen. Die Produkte der die Heizung hervorrufenden Verbrennung gehen durch
die Abzüge io in den Bodenabzug ii und durch das Rohr 12 zu dem Schornstein.
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Wenn die Konverter auf die für die erwähnte Zersetzung notwendige
Temperatur gebracht sind, wird das Gas entweder von der Gasleitung oder dem Gasbehälter
durch das Rohr 13 zugelassen. Die Flamme 8 wird abgestellt. Es wird
Luft in die Luftleitung 14 gezogen oder gepreßt, geht durch den Kanal 15 in den
Behälter und durch die öffnungen 16 der Auskleidung 3. Hier vereinigen sich
Gas und Luft und halten die für die Gaserzeugung notwendige Temperatur in dem Konverter
aufrecht. Die Verbrennungsprodukte gehen durch die beschriebene Leitung zu dem Schornstein.
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Bei der technischen Erzeugung von Gas aus flüssigem Kohlenwasserstoff
mit einem vorbestimmten kalorischen Wert und chemischer Beschaffenheit muß der Apparat
erstens eine Vorrichtung zur Aufrechterhaltung eines bestimmten Verhältnisses zwischen
Kohlenwasserstoff und Luft, sowie zweitens die Aufrechterhaltung dieses Verhältnis##es
für alle Volumina von vereinigtem Kohlenwasserstoff und Luft besitzen. Der Druck
auf Kohlenwasserstoff und Luft muß in gleicher Weise für alle Schwankungen
der erzeugten Volumina wechseln. Der Flüssigkeitsdruck, welcher mit jeder Veränderung
der Niveaus in dem Flüssigkeitsbehälter, aus dem eine unmittelbare Entnahme durch
den Injektor eintritt, schwankt, genügt, das Verhältnis zwischen Kohlenwasserstoff
und Luft zu verändern, obgleich der Luftdruck sowohl auf Kohlenwasserstoff wie Luft
in einem gegebenen _A-ugenblick der gleiche ist.
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Zur Erfüllung der angegebenen Bedingungen wird eine Mischvorrichtung
vetwendet, welche ein Nadelventil 17 besitzt. Durch dasselbe wird Kohlenwasserstoff
in ein Rohr 18 abgegeben. Ein Hauptluftrohr ig gibt durch ein Ventil 38 Luft
in das Rohr 2o, welches durch den Kanal 5 in den Konverter führt. Der Luftdruck
kann von irgendeiner gemeinsamen Leitung erhalten werden, beispielsweise von einem
Kompressor 21, der Luft in die Hauptleitung 2-z, die mit dem Rohre ig in Verbindung
steht, führt. (Im folgenden wird eine Einrichtung für eine einzige Einheit geschildert.)
Ein Ansatzrohr 23 tritt von dem Rohr ig in den oberen Teil des Behälters
42 bei 23a ein (Abb. 3). Ein Aiisatzrohr 24 führt von der Hauptleitung -,2
zu der Flamme 8
und bringt durch ein Ventil 25 Luft zu der Leitung
14 (Abb. 2). Ein anderes Zweigrohr 26 führt von dem Hauptrohr 22, zu dem
Kohlen-,vasserstoffbehälter 27 und bringt Druck auf den Kohlenwasserstoff (Abb.
i). Es wird so Luftdruck auf den Kohlenwasserstoff in dem Behälter 42 und dem Behälter
27 ausgeübt, und zwar im wesentlichen ein Luftdruck, der dem Luftdruck des
Kompressors 21 gleich ist. Der Druck der Luft am Punkte der Mischung der Luft mit
dem Kohlenwasserstoff ist etwas niedriger, da ein Teil des Luftdruckes in Bewegung
umgesetzt ist.
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Ein Rohr 28 (Abb. i) führt nahe vom Boden des Kohlenwasserstoffbehälters
27 zu einer Pumpe 29, die von irgendeiner Energiequelle, beispielsweise von
der Welle, die den Kompressor c-i treibt, betrieben werden kann. Die Pumpe preßt
den Kohlenwasserstoff durch Röhren 30 und 31 in den Injektorbehälter
422 an dem Punkte 31a in Abb. 3. Ein -Überlauf 32 (Abb.
3) hat seine Öffnung vorteilhaft gerade unter der Achse des Nadelventils
17 und steht mit einer Rückleitung 33 (Abb. i) in Verbindung, die zu dem
Kohlenwasserstoffbehälter 27 zurückführt. Das Volumen des zugepumpten Kohlenwasserstoffes
ist etwas größer als der höchste Verbrauch dcs Injektors, so daß die Injektorkammer
bis zu dem Überlauf 32 gefüllt gehalten wird. Das ]#adelventil erhält seinen
Zufluß von einem Rohr 34, das in die Injektorkammer 4z herabreicht, wodurch eine
Abgabe von Luft verhindert wird. Das Ansatzrohr 23 ist mit einem
Ab-
sperrventil 35 versehen, um ein Zurücktreten von Luft oder Kohlenwasserstoff
aus dem Injektor zu verhindern. -Der Stiel des Nadelventils 17 ist mit einem Zeiger
36 versehen, der durch den Stiel über die Fläche cines festen geteilten Zeigerblattes
37 geführt wird. Das Rohr ig, welches Luft zuführt, ist mit einem Ventil
38 versehen, das gleichfalls mit einem Zeiger und geteilten Zeigerblatt versehen
ist. Mittels dieser Ventile kann das Verhältnis von Kohlenwasserstoff und Luft durch
eine vorangehende Einstellung festgesetzt werden. Diese Einstellung ist gleichzeitig
für die Herstellung der höchsten Ausbeute von Gas des besonderen gewünschten kalorischen
Wertes und der chemischen Zusammensetzung endgültig, sowie für die Regelung des
Luftdruckes. Es wird einer wechselnden Forderung nach Gas oder einem Wechseln des
Luftdruckes infolge der Geschwindigkeitsänderung oder der Änderung der Wirksamkeit
des Kompressors Rechnung getragen.
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Die Lufthauptleitung 2,2 ist mit einem Ventil 39 versehen,
welches einen verlängerten Hebel 40 trägt. An dem Schwimmer des nicht gezeichneten
Gasbehälters ist einstellbar und mit ihm steigend und fallend ein Arm 41 angebracht,
dessen L-föriniges Ende unter dem Ende des Hebels 4o eingreift- Wenn der Schwimmer
des Gasbehälters steigt und den Arm 41 mit nach oben nimmt, so wird, sobald
der
Gasbehälter eine vorher bestimmte Grenze erreicht hat, der Hebel 4o gehoben und
das Ventil 39 geöffnet. Hierdurch wi-d unmittelbar der Luftdruck auf den
Kohlenwasserstoff in dem Behälter 42 verringurt, ebenso der Druck an der Stelle
der Luftabgabe für die Vermischung mit dem Kohlenwasserstoff. Das Verhältnis der
Abgabe zwischen Luft und Kohlenwasserstoff bleibt aber gleich, wenn auch der Luftdruck
und das Volumen des erzeugten Gases sich ändert. Beim Sinken des Gasbehälters wird
das Ventil 39 entweder durch ein Gewicht oder in anderer Weise geschlossen.
Hierdurch wird der Luftdruck gesteigert und ebenso direkt proportional zu diesem
das Volumen des erzeugten Gases.
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Nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die Retorte
4 und auch der Hilfsapparat für den Gebrauch der Retorte fortgelassen werden, so
daß die Mischung von Kohlenwasserstoff und Luft unmittelbar am Ende des Rohres 2o
von Abb. 3 verbrannt werden kann.
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Die Gasleitung 6 umgibt das Ableitungsrohr 7,o, welches Kohlenwasserstoff
und Luft nach dem Konverter führt. Hierdurch wird eine Vorwärmung von Kohlenwasserstoff
und Luft erreicht und eine bessere Vermischung des Kohlenwasserstoffes mit der Luft
erzielt. Durch diese Ausnutzung der sonst verlorenen Abhitze kann aus einer gegebenen
Menge von Kohlenwasserstoff eine wesentlich größere Menge von permanentem Gas erhalten
werden und die Temperatur des Gases vor seinem Eintritt in den Gasbehälter wesentlich
erniedrigt werden.
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Nach der in Abb. 3 und 4 veranschaulichten Anordnung wird die
Leitung 5 mit den Prallwänden zusammengegossen und in dem Verbindungsrohr
2o nur durch ein enges verjüngt zulaufendes Gewinde eingesetzt. Es wird weiter nur
ein einziger Flansch verwendet, an dem der Flansch des Rohres 6 befestigt
ist. Wie aus Abb- 4 ersichtlich, wird das Gehäuse des Konverters im Querschnitt
in der Form einer abgeplatteten Ellipse gegossen. Durch die angeführten Anordnungen
wird ein Reißen des Konverters verhindert.
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Der Kohlenwasserstoffinjektor und die Vorrichtung zur Aufrechterhaltung
eines beständigen Flüssigkeitsnivea-us in Verbindung mit einem beständigen Verhältnis
des Luftdruckes können auch für andere Zwecke als die Herstellung von Gas aus Kohlenwasserstoff
benutzt werden.
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Es ist bereits bekannt (deuts, schrift 231:975 und amerikanische Patentschrift
101305o) Gas aus Ölen dadurch herzustellen, daß man Luft und 01 in die Generatorkammer
fördert und das Gas durch die infolge der Verbrennung eines Teiles des Öles gebildete
Wärme erzeugt wird. Bei den bekannten Einrichtungen wurde die Zufuhr des Brennstoffes
durch den Druckunterschied geregelt, der auf beiden Seiten eines in den Luftzuführungskanal
eingeschalteten Widerstandes vorherrscht. Bei der vorliegenden Einrichturg werden
-Öl und Luft in den Ofen als Mischung eingeführt, während bei der bekannten
Einrichtung eine Mischung durch Verdampfung innerhalb des Ofens erfolgt und das
01 nicht konstantes Niveau hat, vielmehr entsprechend dem schwankenden Niveau
in dem Vorra,tsbehälter wechselt. Nach der vorliegenden Einrichtung erfolgt die
Mischung durch einen Strahlapparat, während nach den bekannten Einrichtungen eine
Rieselfläche benutzt wird. Durch die Anwendung der Zerstäubung wird ei-reicht, daß
der Kohlenwasserstoff mit den erwärmenden Flächen nicht in Berührung tritt und eine
Abset7urg von Ruß, Teer u. dgl. unterbleibt.