CH94396A - Verfahren zur Verbrennung von brennbaren Gemischen. - Google Patents

Description

  Verfahren zur Verbrennung von brennbaren Gemischen.    Die vorliegende Erfindung bezieht sich  auf ein Verfahren zum Verbreinen von brenn  baren     Oremischen    mit Hilfe von aufeinander  folgenden Verpuffungen und ist dadurch ge  kennzeichnet, dass mit grosser Geschwindig  keit abgeführte Abgase einer Verpuffung in  einem Verbrennungsraum einen Unterdruck  erzeugen, durch welchen Spülluft und Ver  brennungsluft für eine neue Verpuffung ein  gesaugt werden.

   Erreicht kann dies zum Bei  spiel dadurch werden, dass der Verbrennungs  raum mit freifallenden     Lufteinlassventilen    und  mit wenigstens je einem     Brennstoffeinlass-    und       Abgasaustrittsventil,    welch letztere auch mit  einander gekuppelt sein können, versehen  wird, und für die Abgase hinter dem Aus  lassventil eine genügend lange Ableitung zur  oder durch die Verbrauchsstelle geschaffen  wird, so dass die mit grosser     Energie    nach  der     Verpuffung    ausströmenden Gase eine  hohe Gassäule grosser Geschwindigkeit bilden,

    die beim Abschluss des     Auspuffes    eine starke  Druckminderung im Verbrennungsraum her  vorruft und dadurch die     Ansaugung    der Spül  luft, der Verbrennungsluft und des zum Bei-    spiel gasförmigen Brennstoffes bewirkt. Die  Verwertung der erzeugten Wärme und des  erzeugten Druckes kann in beliebiger Weise  durchgeführt werden, beispielsweise zur Rei  zung von Räumen, von Kesseln oder der  gleichen, wobei je nach der Zweckbestim  mung die Temperatur oder der Druck oder  die Geschwindigkeit durch Ansaugen von  Luft, Dampf oder Wasser oder durch     Q,uer-          schnittsänderungen    beeinflusst werden kann.

    Um den     Brennstoff    in dem heissen Verbren  nungsraum gegen vorzeitige     Entzündung    zu  schützen, führt man zweckmässig Luft und       Brennstoff    zeitlich und räumlich getrennt von  einander ein, und zwar zunächst die Luft  unter hohem Unterdruck durch seitliche Ven  tile und dann den     Brennstoff    in eine     unaus-          gespülte,    mit     Abgasen    gefüllte Vorkammer,,  dem zum Schluss der Beschickung etwas Luft  zur Einleitung der Verbrennung beigemischt  wird.

   Die hierbei eintretende Bewegung der       Brennstoffüllung    bewirkt die Mischung mit  der in einer     Hauptkammer    des Verbrennungs  raumes vorhandenen Verbrennungsluft und  damit die     Verpuffung    des Gemisches. .

        Das Verfahren, und zwar zur Verbrennung  <B>von</B> Gas, wird anhand der in beiliegender  Zeichnung gegebenen Skizze eines Schnittes  durch ein Ausführungsbeispiel einer Vorrich  tung zur Ausführung des Verfahrens nach  folgend beispielsweise erklärt  Die Hauptkammer b des Verbrennungs  raumes hat eine nach der Hauptkammer hin       unabgeschlossene    Vorkammer     a    mit dem Gas  eintrittsventil     e.    In der Hauptkammer b be  finden sich seitlich die Spül- und Verbren  nungslufteinlassventile     g    und das Abgasaus  lassventil e, an welch letzteres sich die Gas  ableitungen<I>f,</I>     f'    anschliessen.

   Die bei der  Entzündung eintretende plötzliche Druck  steigerung schliesst einerseits das Gasventil c  (die     Luftsaugventile    ,g schlossen sich schon  vorher) und drückt anderseits das     Auslass-          ventil    e auf, so dass die Verbrennungsgase  durch die Leitungen<I>f, f zu</I> den Verwen  dungsstellen strömen können.

   Während dieses  Vorganges sinkt der Druck im Verbrennungs  raum mehr und mehr, und es erzeugt die in  lebhafter Bewegung abfliessende Abgassäule  durch ihre lebendige Energie im     Verbren-          nungsrauen    einen solchen Unterdruck, dass die  Luftventile g zum Einlass der Spülluft in die  Hauptkammer sich     öffnen.    Die Spülluft kann  wegen der seitlichen Anordnung der     Einlass-          ventile    nur die Kammer b spülen und wird  zum Teil von der Abgassäule mit herausge  nommen. Sowie der Druckausgleich sich bis  zu einem gewissen Grade vollzogen hat,  schliessen die Saugventile g unter ihrer Be  lastung von selbst.

   Um die Wiederholung des  Vorganges weiterhin selbsttätig zu gestalten,  ist eine besondere Steuerung vorgesehen, in  dem das Gestänge     lt,    i,<I>k</I> der beiden mitein  ander. gekuppelten Ventile c und e im Augen  blick des Schliessens des Ventils c einem  Pendel     l    einen Anstoss gibt, dessen Schwin  gungsdauer so zu regeln ist, dass es bei der  Rückkehr auf den     1VTitnehmernocken        7n    des  Steuergestänges     k    zur     Öffnung    des Gasven  tils c und zum Abschliessen des     Auslassven-          tils    e erst dann auftrifft, wenn Frischluft  durch die Ventile     g    bereits eingetreten ist.

      Der Innenraum ist zweckmässiger weise  mit feuerfestem     11Taterial    ausgekleidet, da  durch die fortdauernden     Verpuffungen    grosse       Wärmemengen    bei hohen Temperaturen frei  werden, wobei die Wände. sich so stark er  hitzen, dass die Zündungen jeweilen durch  letztere veranlasst werden. Alsdann können  die elektrischen Zündvorrichtungen d abge  schaltet werden.

   Um eine     Vorzündung    .zu ver  meiden, wird Luft und Gas zeitlich und räum  lich getrennt eingeführt, und zwar das Gas  in die urigespülte Vorkammer a, so dass es  zunächst die     Verbrennungsrückstände    zu ver  drängen hat, ehe es in der Kammer b mit  der     Frischluft        zusammentrifft.    Wegen des  späteren Gaseintrittes und zur Vermeidung  einer     Vorzündung    muss das Gas unter einem  gewissen Druck und mit entsprechender Ge  schwindigkeit     eintreten,    die die Zündge  schwindigkeit übersteigt.

   Die     Gaseinströmung     würde nun bis zum Druckausgleich zwischen  Gasleitung und den Kammern     a,   <I>b</I> dauern,  wenn die Zündung nicht vorher eintritt. Bei  Inbetriebnahme der noch kalten Vorrichtung  oder bei     geringwertigem    Gas wird die Zün  dung am Schluss der Gasfüllung dadurch  sichergestellt, dass ein     Luftsaugeventil    n durch  den Steuerstift o im letzten Teil des Hubes  des Gasventils     c    angehoben wird und das  Gas sich nunmehr durch die Düse r die Zünd  luft selbst mitnehmen kann.

   Damit der Unter  druck auch nach Abschluss des     Auslassven-          tils    e in der Kammer b wirken und die rück  kehrende Druckwelle zwecks     Verdichtens    der  inzwischen in die Kammern     a,   <I>b</I> eingetretenen  Neufüllung in diese Kammern gelangen kann,

    sind im     Auslassventil    e mehrere kleine     Off-          nungen    p     vorgesehen.    Die Höhe des     Verpuf-          fungsdruckes    und die     Ziffer    der in einer Zeit  einheit eintretenden Verpuffungen richtet sich  nach der Länge und dem Gegendruck der       Auspuffleitungen    f und nach der Pendellänge  und seinem Gewicht.

   Durch die     Verpuffung     von     Gasluftgemischen    in dem geschlossenen  Raum     a,   <I>b</I> kann einerseits eine höhere Ver  brennungstemperatur als bei freier Verbren  nung erzielt werden, so dass die     Ausnützung     wegen des grösseren Wärmegefälles sich inten-           siver    gestaltet, und anderseits kann auch ein  höherer Druck erzeugt werden, wodurch der  bei freien Feuerungen im Kamin entstehende  grosse Wärmeverlust vermieden wird. Das  neue Verfahren eignet sich auch für feste oder  flüssige Brennstoffe.

   An Stelle des Gasventils c  tritt dann eine Einstäube- oder     Einspritzvor-          richtung.    Die durch die Verbrennung freige  wordene Energie der Abgase kann dem Ver  wendungszweck entsprechend     umgeformt    wer  den, indem man den Druck oder die Ge  schwindigkeit oder die Temperatur oder mehrere  von diesen Eigenschaften beeinflusst; so kann  zum Beispiel zur Herabsetzung der hohen  Temperatur hinter dem     Gasauslassventil    e  durch     Injektoren    oder Schnüffelventile oder  dergleichen Luft, Dampf oder Wasser zuge  führt werden.

   Zur Erzielung einer gleich  mässig, ohne rückkehrende Druckwelle ab  ziehenden Gassäule können mehrere Vorrich  tungen der beschriebenen Art nebeneinander  gestellt werden, deren Steuerungen sich so  gegenseitig beeinflussen, dass deren Verpuf  fungen gegeneinander versetzt werden.  



  In manchen Fällen empfiehlt sich eine  Vereinfachung der Vorrichtung durch Weg  lassen des     Auslassventils    e und des     Gasein-          lassventils    e, so dass die Öffnungen für Gas  eintritt und Abgasaustritt durch die Gassäule  der Gasleitung und der Abgasleitung vermöge  ihrer Trägheit geschlossen werden. Es stehen  alsdann nur noch die     Lufteinlassöffnungen     unter dem Einfluss von belasteten Ventilen     g.     Durch den Unterdruck wird solange Luft und  Gas angesaugt, bis sie durch die Zündung  verpuffen.

   Der     Verpuffungsdruck    bleibt etwas  niedriger als bei der zuerst     beschriebenen     Ausführungsart des Verfahrens, weil die Ab  gase durch den     Auslass    frei abströmen. Bei  der     Verpuffung    wird ein Teil der Abgase in  die Frischgasleitung unter     Znrückdrängen    der  Gassäule hineingedrückt. Der übrige Teil  strömt durch den     Auslass   <I>f, f</I> ab und er  zeugt zum Schluss wieder den     Unterdrück    im  Verbrennungsraum.

   Nach Eintritt des Unter  drucks öffnen sich die Luftventile g zum  Spülen und Füllen, während das Frischgas  erst dann wieder einströmen kann, wenn die    durch den     Verpuffungsdruck    auch in die Gras  leitung eingetriebenen Verbrennungsgase durch  die Reaktion des Frischgases wieder in den  Verbrennungsraum zurückgelangt sind.  



  Als Zündvorrichtung kann auch eine Gas  zündkerze verwendet werden, die aus einem  in den Verbrennungsraum     beutelartig    hinein  ragenden geschlossenen Rohrstück besteht,  in welches nahe am Ende ein dünnes beider  seitig mit dem     Verpuffungsraum    in Verbin  dung stehendes und von aussen durch einen  Brenner beheiztes Porzellanrohr eingelassen ist.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Verbrennung von brenn baren Gemischen mit Hilfe von aufeinander folgenden Verpuffungen, dadurch gekennzeich net, dass mit grosser Geschwindigkeit abge führte Abgase einer Verpuffung in einem Ver brennungsraum einen Unterdruck erzeugen, durch welchen Spülluft und Verbrennungsluft für eine neue Verpuffung eingesaugt werden. UNTERANSPRüCHE 1.

   Verfahren nach dem Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass Luft und Brenn stoff zeitlich und räumlich getrennt in den Verbrennungsraum geführt werden, indem die Luft in eine Hauptkammer des Ver brennungsraumes durch den Unterdruck eingesaugt wird, der Brennstoff aber nach Öffnung eines Brennstoffeinlassventils in eine von der Hauptkammer nicht abgeschlossene und durch Luft nicht ausgespülte Vor kammer unter geringem Überdruck eintritt. 2. Verfahren.nach dem Unteranspruch 1, da durch gekennzeichnet, dass gegen Ende des Öffnungshubes des Brennstoffeinlassveritils vom einströmenden Brennstoff Luft zur Einleitung der Verbrennung in die Vor kammer gefördert wird. S.

   Verfahren nach dem Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass miteinander ge- kuppelte Brennstoffeiulass- und Abgasaus lassventile durch den Verpuffungsdruck um gesteuert werden und hierbei auf ein ver stellbares Pendel derart einwirken, dass dieses nach der Rückkehr die gegenläufige Umsteuerung bewirkt. 4. Verfahren nach dem Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die Verpuffungen in mehreren nebeneinandergeschalteten glei chen Vorrichtungen mit gegenseitig sich beeinflussenden Steuerungen für Brennstoff einlass- und Abgasauslass herbeigeführt werden. b.

   Verfahren nach dem Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die mit grosser Geschwindigkeit abfliessenden Abgase sich Luft, Dampf oder Wasser zur Herabsetzung der Temperatur und Umsetzung der Ener gieform ansaugen. 6. Verfahren nach dem Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass der Verbren nungsraum durch die anstehenden Drücke einer Brennstoffzuleitung und der Abgas abführung abgeschlossen wird und nur Eintrittsöffnungen für den Eintritt der Spül luft und Verbrennungsluft durch belastete Ventile beeinflusst werden.