DE82409C

DE82409C -

Info

Publication number: DE82409C
Application number: DENDAT82409D
Authority: DE

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

KLASSE 24: Feuerungsanlagen.

Feuerungsanlage.

Die vorliegende Erfindung betrifft die Verbrennung von Feuerungsmaterial zu ausgiebigster Wärmeentwickelung durch Verwandlung des Brennmaterials in brennbare Gase mit Hülfe von Luft oder Luft und Dampf; sie besteht aus dem Verfahren und dem Apparat zur Dampferzeugung, und bezweckt die möglichst vollständige Umwandlung des ■ Brennmaterials in brennbare Gase. Kohlenwasserstoff und andere sich leicht verflüchtigende Bestandtheile des Feuerungsmaterials vermögen sich nicht in Rauch und Rufs zu verdichten, sondern werden, . da sie den Charakter leicht brennbarer Gase annehmen, bei der Verbrennung mit den übrigen brennbaren Stoffen des Feuerungsmaterials voll ausgenutzt.

Das Verfahren ist folgendes: Man entzündet die Füllung einer Kesselfeuerung oder Retorte von beträchtlicher Länge und wartet, bis diese mit Hülfe des natürlichen Zuges vollständig in Brand ist. Bis zu diesem Zeitpunkt können die Verbrennungsproducte entweichen. Hiernach wird die Feuerung geschlossen und nun werden mehr oder weniger erhitzte Luftströme durch Oeffnungen quer durch die Retorte oder Feuerungskammer geführt. Das Brennmaterial rückt in dem Mafse, wie es verzehrt wird, im Ofen oder durch die Retorte in ihrer ganzen Länge vorwärts und sendet die gasigen, mit Luft oder Dampf verbundenen Verbrennungsproducte quer durch denjenigen Theil des Brennmaterials, der vorher schon der gleichen Handhabung unterworfen worden, aber nur theilweise verbrannt, war. Wiederholt man dies Verfahren so oft, als erforderlich, dafs Kohlenwasserstoffgase und andere brennbare Bestandtheile des Materials in ein brennbares Gas verwandelt werden, welches Kohlenstoff nicht abgiebt, so wird dadurch eine sehr gute Ausnutzung des Feuerungsmaterials erzielt.

Sobald die Heizmasse verbrannt ist und in der Retorte sich gesenkt hat, wird von Zeit zu Zeit neues Brennmaterial aufgeschüttet, das sich an dem in der Retorte befindlichen Material und durch die Hitze des Raumes entzündet; in dieser Weise bleibt die Wirkung ununterbrochen und wird somit eine beständige Zuführung von Heizgas mit rauchloser Verbrennung erreicht.

Der für dieses Verfahren geeignete Apparat zur Dampferzeugung, welcher ein wichtiger Theil dieser Erfindung ist, läfst zum Schütze des Feuerraumes gegen die Hitze und zur Vermehrung der Dampferzeugung des ganzen Apparates Wasser durch Theile desselben umlaufen.

Fig. ι zeigt im Verticalschnitt einen Apparat, in dem Luft und Verbrennungsproducte sechsmal das Brennmaterial durchziehen,

Fig. 2 einen Apparat, in welchem sie einmal zurückkehren und zweimal quer durch das Brennmaterial einer senkrecht angeordneten Retorte gehen,

Fig. 3 eine schräg liegende Retorte für denselben Vorgang und

Fig. 4 eine senkrechte Retorte, bei welcher das Feuerungsmaterial am Boden eingeführt und nach oben geprefst wird; Gas und Verbrennungsproducte durchziehen das Material zweimal.

Fig. 5 zeigt den Querschnitt einer vortheilhafteren Retortenform.

Fig. 6 ist der Querschnitt eines Ofens, dem waagerecht in seiner Längsrichtung das Feue-

rungsmaterial, sowie quer durch dasselbe Luft oder Luft und Dampf gemischt zugeführt wird,

Fig. 7 eine stehende cylindrische Retorte oder Ofen mit ringförmig um denselben angeordneter Luftzuführung und Gasleitungskammern, und

Fig. 8 eine kreisförmige Retorte mit einer centralen Kammer, sowie einer Anzahl ringförmig um dieselbe angeordneter Luftzuführungen und Gasleitungskammern.

Fig. 9 zeigt den Querschnitt des in Fig. 7 der Zeichnung gezeigten Ofens nach Linie %-% und

Fig. 10 den Querschnitt nach Linie \ -\ in Fig. 8.

Fig. 11 und 11 a zeigen im Anschlufs an diese Erfindung den Verticalschnitt eines Dampfkessels mit Innenfeuerung und Wasserumlauf durch Röhren an den Seiten der Feuerungskammer.

Fig 12 und 12 a geben den Schnitt einer für die Aufsenfeuerung eines liegenden Zugkessels eingerichteten Ausführungsform,

Fig. 13 den Schnitt einer Innenfeuerung eines Schiffskessels und

Fig. 14 eine Abänderung des in Fig. 13 dargestellten Apparates.

Fig. 15 ist ein bei einem Röhrenkessel angewendeter Apparat und

Fig. 16 die Vorderansicht verschiedener Constructionen des durchlochten Feuerungsraumes.

Bei Fig. 1 und 2 wird das Brennmaterial in die Retorte 1 geschüttet und das Anfeuern auf dem Rost in der gewöhnlichen Weise besorgt; darauf schüttet man Brennmaterial bis zu ungefähr zwei Dritttheilen Füllung hinzu. Während des Anfeuerns und der Verbrennung, bei natürlichem Zuge, gehen die Verbrennungsproducte verloren; ist jedoch das Material in vollem Brand, Retorte 1 und Vorraum 1¹ darüber mit Feuerungsmaterial angefüllt und verschlossen, so hört der Verlust an Verbrennungsproducten auf und die normale Arbeit beginnt wie folgt:

Der Luftstrom tritt durch die Oeffnung 6 des Mauerwerks am oberen Theil der Retorte ein und dringt quer gehend in die Kammer 3, von dieser durch das Feuerungsmaterial der Retorte nach Kammer 4, von dort zur nächstfolgenden u. s. w., wobei er stets das Feuerungsmaterial quer durchstreicht; inzwischen wird das Brennmaterial nach Bedarf in die Retorte von oben nachgeschüttet. Ist das Material erschöpft, so sinkt es in ■ der Retorte, wird weifsglühend und kommt nun mit den Producten der voraufgegangenen 'Verbrennung und der, wenn möglich, erhitzten Luft, oder der mit Dampf gemischten Luft aus den Kammern 3 und 4 in Berührung, wodurch eine Vermehrung der Sauerstoffmenge und Förderung der Gasentwickelung erzielt wird.

Hat das Gas endlich die Glut auf dem Rost durchzogen, so kann es sofort zum Verbrennen verwendet oder aber gesammelt, gewaschen und gereinigt zum Zweck späterer Verwendung aufbewahrt werden.

Der Abstand zwischen der Stelle des Austritts von Gas und Verbrennungsproducten aus der Retorte und der Stelle des Eintritts der Luft, in die Retorte aus dem Eintrittskanal mufs zum Durchmesser der Retorte in entsprechendem Gröfsenverhältnisse stehen, damit Gase und Luft oder die mit Dampf gemischte Luft einen bequemen Weg zur nächsten Kammer, sowie zu dem nächsten Eingange auf der gegenüberliegenden Seite der Retorte finden, um nicht durch die Feuerungsmasse der Länge nach zu entweichen.

. In Fig. 3 ist die.Retorte 1 in geneigter Lage angeordnet; das Brennmaterial wird schräg in die Retorte eingeführt · und die Feuerung in der oben beschriebenen Weise entzündet, gespeist und zur Glut gebracht. Nahe am oberen Ende streicht die durch die Oeffnungen der Ummauerung 6 eintretende Luft quer durch die Retorte, geht von da zur Kammer 5, vermischt sich dort mit der weiter zuströmenden Luft, dringt abermals quer durch die Retorte und den Theil der bereits vorher mit Luft behandelten Füllung und zieht dann unterhalb der Retorte als brennbares Gas ab.

Bei der in Fig. 4 gezeigten Form ist die Retorte 1 stehend angeordnet. Das Brennmaterial wird jedoch von unten eingeführt und nach oben gedrückt. Der erste Luftstrom tritt von unten in die Retorte, steigt anfänglich darin auf, geht dann quer bezw. seitlich ab, kehrt, durch anderweitig zugeführte Luft vermehrt, nach der Seite wieder zurück u. s. f., hin- und herströmend, bis das obere Ende der Retorte erreicht ist. Man kann auch Versetzungen j, j in der Retorte anbringen, mittelst welcher die Verbrennungsproducte gezwungen werden, ihren Weg quer durch die Retorte anstatt nach oben zu nehmen. Bei dieser Retorte wird das Brennmaterial von unten angezündet, die obere Oeffnung wird erst geschlossen, nachdem das Material voll in Brand ist; die Zuführung von Feuerungsmaterial von unten nimmt dann seinen Fortgang. 1

Eine bessere Retortenform ist in Fig. 5 im Schnitt gezeichnet.

In der Retorte nach Fig. 6 wird das Brennmaterial wie in einem gewöhnlichen Ofen angezündet, dann aufgeschüttet und darauf der Länge nach, d. h. von rechts nach links durch Druck nachgeschickt. Ist das Feuerungsmaterial in Brand und zur Weifsglut gebracht, so streicht der Luftstrom in waagerechter Richtung quer • hindurch; jedesmal, wenn der Luftstrom in die Retorte zurückgeht, erhält er eine Verstärkung durch Luft oder durch mit Dampf gemischter Luft. Dadurch werden die Luft

und die durch die Verbindung von Luft und zersetztem Dampf frei gewordenen Gase mit Kohlenstoff gesättigt und demgemäfs in gröfstmöglichem Grade brennbar. Das so erzeugte Gas hat nach Durchgang durch die Weifsglut einen hohen Heizwerth. . .

Wird das Gas sofort gebrannt, so kommt ihm die bei seiner Erzeugung frei gewordene Hitze zu Gute; wenn aufbewahrt, ist es zum Gaskraftmaschinenbetriebe für Hochöfen, Dampferzeugung u. s. w., kurz zu allen den Zwecken geeignet, wo Gasfeuerung angewendet werden kann.

Bei der Anordnung nach Fig. 7 und 9 wird das Feuerungsmaterial entzündet, wie in dem Fall der Retorte Fig. 1, und beständig von oben in die cylindrische Retorte 10 eingeführt. Sobald die Feuerung in Brand und zur Weifsglut gebracht ist, strömt durch die Oeffnungen 6 Luft in die Retorte 10 und Gas aus derselben in. die ringförmige Kammer 11, wo sich dasselbe mit der zugeführten Luft oder mit Dampf vermischter Luft verbindet, von dort zu wiederholten Malen die Retorte zur weiteren Verbindung quer durchströmt und dies bis zum Zugkanal 12 fortsetzt, durch welchen endlich das bereitete Gas ausströmt.

Bei Fig. 8 und 10 wird das Brennmaterial ebenso wie bei Fig. 1, 7 und 9 am oberen Ende der durchlochten Retorte 13 entzündet und nachgeschüttet, nur ist die Retorte von ringförmiger Gestalt; die Verbrennungsproducte und die zugeführte Luft bezw. Luft mit Dampf vermischt kommen und gehen durch die Retorte von und zu centralen Kammern 14 und ringförmigen Aufsenkammern 15, bis sie endlich durch die Zugkammer 16 in derselben Weise und mit gleicher Wirkung wie bei den vorhergehenden Anordnungen ausströmen.

Nach Fig. 11 wird der Raum 1 für das Brennmaterial von zwei Reihen gebogener ringförmiger Roststa'be 17 und 17' gebildet, die in entsprechendem Abstand von einander liegen.

Die Röhren 17 und 17¹ sind an ihren oberen und unteren Enden durch Röhren 18 und 19 mit dem Wasserraum des Kessels 20 verbunden, wodurch ein beständiger Wasserumlauf durch diese Röhren erzielt wird und aller in ihnen erzeugte Dampf in den Kessel 20 strömen mufs.

An der Vorderseite der Röhren 17¹ ist eine Rechenzugvorrichtung 21 angeordnet, bestehend aus Segmenten 22, welche auf Achsen 23 sitzen, die durch Gelenk 24 mit einem Hebel 25 in Verbindung stehen. Mittelst dieses Hebels wird die Vorrichtung bewegt und damit das Feuerungsmaterial allmälig vorwärts gegen den geneigten Theil des Raumes 1 geschoben.

Unterhalb der genannten . Vorrichtung 21 liegt.eine Kammer 26, in welche durch die ThUr 27 Luftzug eintritt. Das auf einen Rost 29 von beliebiger Construction fallende und das zwischen den Röhren .17^! etwa durchfallende Brennmaterial wird mit Hülfe der durch die Thür 28 in die unter dem Rost befindliche Aschengrube oder Kammer 39 eintretenden Luft verbrannt.

■·. Eine Scheidewand 31 schliefst einen Raum oder eine Kammer 32 ab, die zwischen dieser Scheidewand und dem gekrümmten Theil der Röhren 17¹ liegt, und eine Kammer 33 ist am oberen Ende von einer Wasserwand 34, am unteren Ende von einer Mauer 35 begrenzt; zu diesem Raum führt eine nach der Kammer 39 sich öffnende Reinigungsthür 36.

Die in die Kammer 26 eintretende Luft steigt zwischen den Röhren 17¹ aufwärts durch das theilweise brennende Feuerungsmaterial in die Kammer 1; von da ziehen die Producte der begonnenen Verbrennung durch den oberen Theil der Röhren 17, kehren im weifsglühenden Zustande durch das Brennmaterial zurück in· den Theil der Kammer 1, welcher zwischen den gebogenen Enden der Röhren 17 und 17¹ liegt, gehen weiter in die Kammer 32 und von dort wieder durch das weifsglühende Brennmaterial der Kammer 1, zur Kammer 33, von wo sie mit Brennstoff gesättigt durch die Züge 37 des Kessels 20 ausströmen,

Oberhalb der Reinigungsthür 36 im Aschenraum 39 ist ein gezahnter oder mit Ansätzen versehener Cylinder 38 angeordnet, der den Boden der Kammer 1 schliefst. Beim Drehen desselben werden Schlacken und Steine des Materials zerkleinert und in den Aschenraum 39 befördert.

In Fig. 12 hat die Kammer 1 einen schrägen Boden oder Rost 17¹, hergestellt aus Wasserröhren, die durch Röhren 18 und 19 mit der Wasserwand des Kessels 20 verbunden sind; eine Scheidewand 31 trennt den Aschenraum 39 von der Gas- und Verbrennungskammer 33; eine Schürvorrichtung 21, ähnlich derjenigen in Fig. 11, angeordnet zwischen den Röhren 17¹ vor der Scheidewand 31, dient dazu, das Feuerungsmaterial auf dem Rost 17¹ von vorn nach hinten zu bewegen. Unter der Schürvorrichtung 21 liegt ein Rost 29, während zur Kammer 33 eine vom Aschenraum 39 aus zu öffnende Reinigungsthür 36 führt.

Das Feuerungsmaterial wird von vorn auf den Rost der Kammer 1 geschüttet und in der üblichen Weise entzündet. Sobald dasselbe bis zur Weifsglut erhitzt . ist, stöfst man es nach hinten und setzt dies fort, bis das tiefe Ende des Wasserrostes . 17^α über Kammer 33 mit weifsglühendem Brennmaterial gänzlich gefüllt ist; das vorn neu. hinzugeschüttete Material entzündet sich, die Dämpfe und Verbrennungsproducte. desselben gehen abwärts durch die Weifsglut in. die Kammer. 33, von. wo sie. in Gasform mit rauchloser Verbrennung unter den

Kessel 20 gelangen und, weiter durch die Züge 37 strömend, das Wasser erhitzen und Dampf erzeugen.

An dem in Fig. 13 gezeichneten Apparat ist am Kessel 20 eine Beschickungsvorrichtung 40 angebracht, die fortgesetzt Brennmaterial auf den in diesem Falle. gesenkten Wasserrohrrost 17¹ führt. Das Hinabrollen des Materials von dem vorderen, sowie hinten abschüssigen geneigten Rost über der Kammer 33 wird durch den Wasserröhrenrost 17 verhindert. Die Wasserröhrenroste 17 und 17¹ sind durch Röhren 18 und 19 mit der Wasserwand des Kessels 20 verbunden. Die Luft streicht zunächst nach oben, durch das frische Material vorn in der Kammer, geht von da mit den Producten der theilweisen Verbrennung durch das Feuerungsmaterial innerhalb der Wasserroste 17 und 17¹ in die Kammer 33, und verläfst diese in Gasform mit rauchloser Verbrennung in der angezeigten Pfeilrichtung durch die Züge 37 des Kessels 20 zur Erhitzung des Wassers und Erzeugung von Dampf-

Bei Fig. 14 ist der das Weifsglühende Material enthaltende innere Theil4i der Kammer 1 senkrecht gestellt, die Wirkung ist die gleiche wie vorher.

Es ist für das erfolgreiche Gelingen dieses Verfahrens wesentlich, das Feuerungsmaterial in der Kammer derartig einzubringen, dafs die Prodücte der ersten Verbrennung stets wieder durch das weifsglühende Material gehen; ein Versehen bei Füllung der Kammer 1 in dem Theil über der Kammer 33 würde ein Mifslingen zu Folge haben.

Bei Fig. 15 wird die Kammer 1 für das Brennmaterial durch zwei mit einander parallele Reihen senkrechter Wasserröhren 17 und 17¹ gebildet, die durch Röhren 18 und 19 mit der ■ Wasserwand des Kessels 20 verbunden sind, so dafs das Kesselwasser in denselben umläuft. Durch einen über der Kammer 1 angebrachten Materialtrichter wird das Brennmaterial ununterbrochen zugeführt. Auf einen Rost 29 fällt durch die Röhren 17 aus der Kammer 1 etwas Feuerungsmaterial, das sich bei der aus Kammer 39 durch Thür 28 einströmenden Luft entzündet. In die Kammer 26 tritt Luft durch die Oeffnung 26' und geht waagerecht oben durch das Brennmaterial der Kammer 1 in die Kammer 32, wodurch das Material zum Theil in Brand gesetzt wird. Die Producte dieser Verbrennung senken sich hierauf in dieser Kammer und strömen wiederum waagerecht unten durch das weifsglühende Material der Kammer 1 hinein in die Verbrennungskammer, wo sie in rauchloser Verbrennung zur Kesselfeuerung dienen.

In Fig. 16 sind verschiedene Constructionen von Oeffnungen für die Ummauerung der Kammer ι gezeigt.

Der mittlere Theil besteht aus Wasserröhren 42, die oben und unten mit vielfach verzweigten . Röhren 43 und 44 verbunden sind und mittelst an diesen sitzender Ansätze 45 und 46 mit der Wasserwand des Kessels in Verbindung gebracht werden; links sind senkrechte Wasserröhren 42' mit dazwischen eingefügten feuerfesten Lochziegeln, rechts die Constructionen aus solchen Lochziegeln gezeigt; rechts oben liegen Ziegel 48, nach der Mitte zu Ziegel 49 auf hoher Kante, bei beiden sind entsprechende Spalten für den Luftdurchgang frei gelassen; darunter liegen feuerfeste Ziegel 51. mit seitlichen Aussparungen, durch welche nach dem Zusammensetzen die erforderlichen Zwischenräume gebildet werden.

Claims

Patent-Ansprüche:

ι . Ein Verfahren zur völligen Vergasung fester Feuerungsmaterialien ohne Rauchentwickelung, darin bestehend, dafs, während das Material sich in seinem Behälter (1) (Retorte, Kammer, Gefäfs) entsprechend der Verbrennung senkt oder mechanisch vorgeschoben wird, dieser Behälter von Luft oder Luft mit Dampf in Verbindung mit den Producten der beginnenden Verbrennung wiederholt quer zur Achse des Behälters in auf einander folgenden Zonen desselben durchströmt wird und nach Passiren der stärksten Wärmzone zur Verwendungsstelle geführt wird, zum Zweck, das bei den ersten Durchzügen der Luft nur theilweise verbrannte Material infolge continuirlich folgender Durchzüge sammt den Producten der beginnenden Verbrennung nach und nach so stark zu erhitzen, dafs eine völlige Verbrennung ermöglicht wird und somit das Feuerungsmaterial voll ausgenutzt und an der Abgangsstelle in rauchlos brennende Gase verwandelt ist.
2. Zur Ausführung des unter 1. gekennzeichneten Verfahrens die Verwendung von Retorten, die der Länge nach in Zonen mit Luftdurchlässen eingetheilt sind, an welche sich im Zickzackweg auf einander folgende Kammern (3, 4, 5 ... .) anschliefsen, welche durch die Luftdurchlässe der Retortenwandung in Verbindung stehen, so dafs der bei (6) zutretende Luftstrom entsprechend der Aufeinanderfolge der Kammern (3, 4, 5 ....) die Retorte bezw. die aufgeschichteten Feuerungsmaterialien durchquert und deren Verbrennungsproducte mitführt, wobei.mittelst des durch die" Dampfdüsen (9..., Fig. .1 bis 10) in die Luftkammern (3, 4, 5 . . . .) eintretenden Dampfes die Wirkung noch weiterhin verstärkt werden, kann.
3. Das unter 1. gekennzeichnete Verfahren in Anwendung auf Retorten, bei welchen die .Feuerungsmaterialien

a) in einem Schacht (Fig. ι, ι und 7) oder in einer schräg liegenden Retorte (Fig. 3 und 5) aufgeschichtet liegen, und die zutretende Luft entsprechend dem durch fortschreitendes Feuer nachfallenden Brennmaterial im Zickzackweg von oben nach unten geführt wird (Fig. 1 und 2),

b) in einem Schacht 1 (Fig. 4) aufgeschichtet liegen, der von unten nachgefüllt wird,

c) in einer horizontalen Feuerungskammer geschichtet sind (Fig. 6),

d) in einem Schacht von ringförmigem Querschnitt mit äufseren Luftkammerm (6) und axialen Luftkammern (15, Fig. 8 und 10) aufgeschichtet sind

und die zutretende Luft oder Luft mit Dampf in allen Fällen im Zickzackweg quer zur Achsenrichtung durch die Schachte im Fortschreiten nach dem Roste zu bis zur Verwendungsstelle geführt werden.
4. Das unter 1. gekennzeichnete Verfahren in Anwendung auf Kesselfeuerungen, bei welchen

a) das Brennmaterial in einem Schacht (40, Fig. 15) aufgeschichtet liegt, dessen Verbrennungskammer (1) durch Wasserrohren (17 und 17¹) gebildet wird, die mit dem Kesselwasser durch Rohre (18, 19) communiciren, so dafs das Kesselwasser in demselben circulirt und .die Verbrennungsluft vom Kanal (26) aus quer durch die Röhrenkammer (1) nach Kammern (32) ein oder mehrere Male hin und zurück bis zur Verbrennungsstelle geführt wird, wobei noch ein Unterrost (29) angeordnet sein kann;

b) das Brennmaterial in einem flachen Rost (Fig. ί ι) oder Korbrost (Fig. 11, 13 und 14) aus Wasserrohren aufgeschichtet wird, die mit dem Kesselwasser communiciren, und die zugeführte Verbrennungsluft infolge Anordnung von zu beiden Seiten des Brennmaterials angeordneten Kammern

(39) i) 33> ^Fig· ^I2> ¹¹J ^J3 ^und Η) ⁱⁿ Verbindung mit den anfänglichen Verbrennungsproducten die Brennmaterialien mehrmals quer durchströmt, wobei ein Unterrost (29) angeordnet und der Vorschub der Brennmaterialien auf dem Hauptrost durch einen Rechen (21) erfolgen kann.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen.