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Vorrichtung zur Erzeugung von Gas im Feuerraum von Dampfkesseln. Kesselfeuerungsanlagen,
bei denen in der Feuerung selbst Wassergas erzeugt werden soll, sind bekannt.
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Bei einer dieser Einrichtungen wird der aus dem Dampfraum entnommene
Dampf unmittelbar, und zwar auf dem kürzesten Wege, nämlich durch die allseitig
gekühlte Aschenkammer, zur Feuerbrücke geführt, um hier durch Düsen in die Flamme
geblasen zu werden. Hierbei kann der Dampf unmöglich die für die Erzeugung von Wassergas
unumgänglich notwendige Überhitzung erhalten. Daher wird auch die Absicht, Wassergas
zu erzeugen und unter dem Kessel zu verbrennen, nicht erreicht. Eine andere bekannt
gewordene Einrichtung unterscheidet sich von dieser nur dadurch, daß der Dampf nicht
durch Düsen in der Feuerbrücke, sondern durch einen besonderen, hinter der Feuerbrücke
angeordneten Düsenkörper den Verbrennungsgasen zugeführt wird. Mit dieser Einrichtung
ist die gestellte Aufgabe ebensowenig zu lösen.
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Ferner wurde vorgeschlagen, die Roststäbe in mit Wasser gefüllte Rinnen
eintauchen zu lassen. Der hierbei entwickelte Dampf strömt teils durch die Rostspalten,
teils durch Öffnungen in der hohlen Feuerbrücke in den Verbrennungsraum. Da der
Dampf bei dieser Anordnung ebenfalls mit ungenügender Temperatur der Flamme beigemischt
wird, kommt es gar nicht zu seiner Verbrennung, sondern er zieht, ähnlich dem Stickstoffe,
hoch erhitzt als Ballast ab und entführt die ihm ganz zwecklos gegebenen Wärmeeinheiten.
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Die Vorrichtung gemäß der Erfindung arbeitet nun auf eine Weise, welche
diese alten, als falsch erkannten Wege verläßt, und löst die Aufgabe, Dampf in wirtschaftlicherer
Weise zu erzeugen als es bisher möglich war, indem sie zunächst den Dampf und die
Luft gesondert und nach ihrer Vereinigung gemeinsam solche Wege führt, daß sie mit
der praktisch erreichbaren Höchsttemperatur aus den Düsen austreten, um unmittelbar
Wassergas zu verbrennen.
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Eine Verbesserung der neuen Vorrichtung besteht darin, daß Mittel
vorgesehen sind, um nach Herstellung der geeigneten Verhältnisse und für deren Dauer
auf dem Roste kein Generatorgas, sondern nur Wassergas zu erzeugen und zu verbrennen.
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Die Vorrichtung gemäß der Erfindung kennzeichnet sich durch zwei Injektoren,
die durch an den Dampfdom angeschlossene, über ein Absperrventil durch Regelventile
gesteuerte, durch Feuerzüge geführte Leitungen, gespeist sind, und deren Saugseiten,
mittels zweier Rohre über die Abwärme der Fuchsgase mittels einer beiderseits gerippten
gemeinsamen Wand ausnutzende Vorwärrner mit durch Klappen verschließbaren Luftsaugkanälen
in Verbindung stehen; während von der Druckseite des einen ein durch das Flammrohr
geführtes Überhitzungsrohr zum Gasbrenner, von der Druckseite des anderen ein Rohr
durch einen Feuerzug nach vorn zum allseitig geschlossenen Rostkasten führt.
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Auf den Zeichnungen ist eine Ausführungsform der Vorrichtung beispielsweise
dargestellt. Fig. z zeigt den vorderen Teil der in einem Flammrohrkessel eingebauten
Vorrichtung im Längsschnitt;
Pig. 2 zeigt den dazugehörigen hinteren
Teil ebenfalls im Längsschnitt; Fig. 3 ist eine Vorderansicht des Flammrohrkessels
mit eingebauter Vorrichtung; Fig. ,¢ stellt einen Schnitt nach der Linie
A -B
dar; in Fig. 5 ist der verkleidete Kessel in Rückansicht und der Fuchs
mit dem Vorwärmer im Schnitt gezeichnet; Fig. 6 zeigt eine der den Gasbrenner bildenden
Düsenscheiben, welche die Feuerbrücke ersetzen, in Seitenansicht, Fig. 7 diesen
Teil im Schnitt; Fig. 8 stellt eine Ansicht desselben von der anderen Seite dar;
Fig. 9 ist eine Draufsicht auf den Gasbrenner. In den Fig. z und 5 sind
a, ci zwei voneinander getrennte, beispielsweise an der Rückwand des Kesselhauses
vorgesehene, fast bis zur Decke reichende Luftkanäle, die durch Klappen
b, b' mehr oder weniger geschlossen werden können. Der Grad der Drosselung
läßt sich bei c (Fig. 3) einstellen. Die Kanäle a, a'
führen, jeder in einen
Vorwärmer d,.d', der vom Fuchse e nur durch eine mit Rippen f versehene Platte g
getrennt ist (Fig. 2 und 5). Die beiden Vorwärmer stehen durch, Rohre k, h' mit
Dampfinjektoren i, i in Verbindung.
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Aus dem Dampfdome k (Fig. i und 3) führt ein durch ein Absperrventil
L verschließbares Dampfrohr na zur Vorderseite des Kessels. Hier verzweigt es sich
in die beiden mit Regelventilen n und n' versehenen Rohre o, o'. Diese Dampfrohre
führen zwecks Überhitzung des Dampfes durch die Seitenzüge zu den Injektoren
i, i' (Fig. 2 und 5). Von dem Injektor i' führt ein durch das Flammrohr geleitetes
Überhitzungsrohr p' (Fig. 2 und i) zum Gasbrenner q. An den Injektor
i schließt sich ein zwecks Überhitzung durch einen Seitenzug geführtes Rohr
P, welches an der Vorderseite des Kessels (Fig. i und 3) in den vollständig geschlossenen
Rostkasten r mündet. Dieser ist bedeckt von besonders gestalteten Roststäben s (Fig.
i und q), die mit einem Zwischenraum von nur o,6 mm aneinander liegen, der sich
in regelmäßigen Abständen zu düsenförmigen Öffnungen von 4,5 mm Durchmesser erweitert,
so daß im ganzen die freie Rostfläche 3,5 Prozent der gesamten beträgt.
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An die Rostfläche schließt sich an Stelle einer Feuerbrücke der im
wesentlichen ebenso ausgebildete und bemessene Gasbrenner q an. Dieser besteht aus
ebenfalls auf o,6 mm aneinanderliegenden, gekrümmten Düsenplatten v, deren blattartig
gestaltete Stege w tief in den Hohlraum des Brenners q hineinragen zwecks weiterer
Überhitzung des Luftdampfgemisches. Durch Putzen x wird der richtige und gleichmäßige
Abstand der Stege untereinander gesichert. Die beschriebene Vorrichtung wird folgendermaßen
benutzt: Nachdem in der gewöhnlichen Weise der Kessel angeheizt ist, wird durch
Öffnen des Absperrventiles l Dampf aus dem Dome k
entnommen und durch
passende Einstellung der Regelventile n und ia' den Injektoren i
und
i' zugeführt. Zugleich werden die Klappen b
und b' geöffnet, so daß
die Injektoren durch die Kanäle a, a' die warme Luft aus den oberen Schichten
des Kesselhauses ansaugen. In den Vorwärmern d, d' werden die warmen Luftströme
noch weiter erhitzt, indem sie oberhalb der eisernen, von den Fuchsgasen erhitzten
Platte g und zwischen deren Rippen f entlangstreichen. In den Injektoren mischt
sich der überhitzte Frischdampf mit der erhitzten Luft.
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Der Injektor i drückt dieses Gemisch durch das Rohr p in den
vollständig geschlossenen Rostkasten y. Von hier strömt es durch die zwischen den
Roststäben s gelassenen, nur o,6 mm breiten Schlitze und die düsenförmigen Öffnungen,
zu denen sich die Schlitze in regelmäßigen Abständen erweitern, und gelangt zur
Glühschicht. In dieser wird der Wasserdampf in Wassergas zerlegt, das sofort verbrennt.
Die mitgeführte, bis auf etwa 3oo° erwärmte Luft erhält die Verbrennung der festen
Stoffe aufrecht. In dem Maße, wie diese erfolgt, wird bei c (Fig. 3) die Luftzufuhr
durch Steuerung der Klappe b gedrosselt, um nach vollendeter Verbrennung ganz geschlossen
zu werden, bis die nächste Beschickung des Rostes ein Öffnen nötig macht.
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Aus dem Injektor i' strömt das Luft-Dampf-Gemisch durch das Rohr p'
zum Gasbrenner q, t.
Auf diesem Wege wird es durch die Feuergase überhitzt.
Ergibt eine unmittelbare Verbindung durch ein gerades Rohrstück keine genügende
Überhitzung, so steht nichts im Wege, das Rohr p' im Flammrohr hin und her zu führen.
Das auf etwa 7oo° überhitzte Gemisch tritt aus dem Gasbrenner durch die Spalten
und Düsen v aus und zersetzt sich unter der Einwirkung der glühenden Gase in Wassergas,
welches" sofort verbrennt. Ergibt die Rauchgasanalyse -eine vollkommene Verbrennung,
so wird auch die Klappe b' bis an die zulässige Grenze geschlossen, um den Luftüberschuß
möglichst gering zu halten.
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Die Düsen sowohl des Rostes wie des Gasbrenners lassen das Gemisch
in vielen verschiedenen Richtungen ausströmen, um eine innige Mischung desselben
mit den Feuergasen und so eine vollständige Verbrennung zu erzielen.
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Wesentlich für den Erfolg _ sind die Abmessungen der Spalten und Düsen
sowie das Verhältnis der freien Rostfläche zur gesamten. Am besten bewährt hat sich
eine Spaltenbreite von o,6 mm, eine Ausströmungsöffnung der
Düsen
vön 4,5 mm Durchmesser und eine freie Rostfläche von 3,5 Prozent.