CH246215A - Gaserzeugungsanlage für feuchte, feste Brennstoffe. - Google Patents

Description

      Gaserzeugungsanlage        für    feuchte, feste     Brennstoffe.       Bekanntlich muss das in     Gaserzeugungs-          anlagen    hergestellte Gas, um es mit     Vorteil     in     Verbrennungskraftmaschinen        verwenden     zu können, neben dem     Kohlenoxyd    auch  Wasserstoff enthalten, der üblicherweise bei  der     Herstellung    des Gases durch die Zer  setzung von Wasserdampf aus der     Feuchtig=          keit    des Brennstoffes erzeugt wird.

   Es er  geben sich dabei insofern Schwierigkeiten, als  die Zersetzung des Wasserdampfes Tempera  turen von über 1000  C     erfordert    und bei der  Verbrennung von Holz     Höchsttemperaturen     von 1200  nur erreichbar sind,     wenn    voll  kommen trockenes Holz     verwendet    wird. Bei  feuchtem Holz reicht die Verbrennungstem  peratur zur Zersetzung des Wasserdampfes  nicht aus.     Ebenso    können die sich bildenden  Teer- und Harzdämpfe nicht vollkommen  verbrannt werden, so dass sie     in    das Gas  kommen und die Arbeit der     Verbrennungs-          kraftmasohine    stören.

   Man sollte deshalb bei       Holzgaserzeugern    möglichst trockenes Holz       verwenden.    Es ist bereits     vorgeschlagen    wor  den, um ein feuchtes Holz     verwenden    zu  können, an den     obern    Teil des unten     mit     dem Verbrennungsraum     verbundenen    Brenn  stoffbehälters einen Kondensator anzuschlie  ssen und dessen untern Teil     mit    dem Herd  des Gaserzeugers zu verbinden. Es liess sich  aber     ein    regelrechter Umlauf der Gase, der  durch den Gewichtsunterschied erfolgen       sollte,    bei den verschiedenen Temperaturen  nicht erreichen.

   Es ist auch schon vorge  schlagen worden, einen     Verbrennungsraum       mit zwei Brennzonen anzuwenden und dabei  in der     obern    Zone mit natürlichem Zug zur  Abfuhr des überschüssigen Wasserdampfes  zu arbeiten. Diese Anordnung hat sich aber  auch nicht bewährt, da z. B.     eine    durch  das Gas getriebene     Verbrennungskraftma-          schine    infolge des übermässigen Feuchtig  keitsgehaltes des Gases     quaImte.    Ausserdem  konnte auch hier nur Holz bis zu etwa 25  Feuchtigkeit     verwendet    werden.  



  Die vorliegende Erfindung     beseitigt     diesen Nachteil und ermöglicht die Verwen  dung von festen Brennstoffen grossen Feuch  tigkeitsgehaltes unter gleichzeitiger Siche  rung des erforderlichen Wasserstoffgehaltes  des     erzeugten    Gases. Die Erfindung betrifft  eine     Gaserzeugungsanlage    mit einem zwei  Brennzonen aufweisenden Verbrennungs  raum.

   Im Gegensatz zu den bekannten Aus  führungen werden erfindungsgemäss die in  der     obern        Brennzone    des Verbrennungsrau  mes gebildeten Gase und Dämpfe zwangs  weise nach .oben durch den     Brennstoffvor-          ratsbehälter    hindurch über einen Konden  sator abgesaugt und in die untere Brennzone  des Verbrennungsraumes hineingesaugt, wo  bei der Wasserdampf in dem     Kondensator     niedergeschlagen     wird,    und es wird nieder  geschlagenes Kondensat einem beheizten, mit  der untern Brennzone in Verbindung stehen  den Behälter, zugeführt,

   wobei     Mittel    zum       Konstanthalten    des Wasserstandes im Be  hälter vorgesehen sind, zum Zwecke, den für  die Bildung von Wasserstoff     erforderlichen         Wasserdampf der     untern        Brennzone    unab  hängig vom Feuchtigkeitsgehalt des Brenn  stoffes in gleichbleibender Menge zuzuführen.  



  Die Zeichnung zeigt beispielsweise zwei  Ausführungsformen der Erfindung, und  zwar stellt:       Fig.    1 die erste,       Fig.    2 die zweite Ausführungsform und       Fig.    ss einen Schnitt nach der Linie     A-B     in     Fig.    2 dar.  



  Bei     beiden    Ausführungsformen ist a der       Brennstoffvorratsbehälter,    der vorzugsweise  aus Blech besteht. Unterhalb dieses Behälters  a liegt der Feuerherd b, der von einem Man  tel umgeben ist, der zur Lufterwärmung       .dient.    Der Herd besteht aus feuerbeständi  gem     Gusseisen.    Seine Innenwandung ist ge  wellt und     besitzt    zwei in die beiden     Brenn-          zonen    führende Reihen von Düsen c und d,  die etwa unter 45  gegen die Achse des Ver  brennungsraumes schräg nach abwärts ge  richtet sind.

   Der Zweck der     Wellungen    ist  es, die     Durchgangsgeschwihdigkeit    der Gase  in der Nähe der Düsen zu erhöhen.  



  Bei dem in     Fig.    1 gezeigten Ausführungs  beispiel sind die beiden Düsenreihen c und d       mit        einer        gemeinsamen,    durch den     Mantel     des Feuerherdes b gebildeten Kammer ver  bunden und unterhalb dieser Düsen ist in  der Herdwandung eine weitere Kammer ge  bildet, von der Düsen e horizontal in das  Innere des Verbrennungsraumes münden.  Unterhalb der Düsen c befindet sich die  obere Brennzone, während von den     Düsen    d       abwärts    die untere     Brennzone    sich erstreckt.

    Nach unten hin wird der Herd durch den  Rost f abgeschlossen, der aus feuerbeständi  gem Gusseisen     hergestellt    ist und aus zwei  in gewissen Abständen     übereinanderliegenden     Lagen von flachen Stäben besteht. Die Stäbe  der untern Lage überdecken die Zwischen  räume der Stäbe der obern Lage und die  untere Lage kann von aussen durch einen  nicht gezeichneten     Handgriff    bewegt (ge  rüttelt) werden.  



  Zum Anzünden dient eine Öffnung, die  durch eine     Verschlusskapsel    g abgeschlossen  werden kann.    Die durch den Mantel des Feuerherdes b  gebildete obere Kammer steht durch eine  Anzahl über den Umfang     verteilter    Rohre     h     mit dem obern Ende eines Ringraumes in Ver  bindung, der durch die zwei den Brennstoff  behälter<I>a</I> und den Feuerherd<I>b</I> umgebenden  Wände i und j gebildet wird. Diese Wände  haben unten eine Aussparung, die durch  einen dicht schliessenden Deckel k abge  schlossen ist. Dieser Deckel schliesst dadurch  den Aschenraum ab.  



  Der Zutritt der Verbrennungsluft erfolgt  durch die     Rückschlagklappe        nz.     



  In Verbindung mit dem eigentlichen Gas  erzeuger ist ein     Oberflächenkondensator    n  vorgesehen, dessen unterer Teil durch eine  Rohrleitung o mit dem nach den Düsen e  führenden Ringraum verbunden ist. An den  Boden dieses untern     Kondensatorteils    schliesst  sich ein Rohr p an, welches das Kondensat  nach dem durch den Doppelmantel<I>i,</I>     j    unten  gebildeten Sammelraum führt. Dieser     Sam-          melraum    ist mit einem     Überlaufrohr        q    ver  sehen, durch das das überschüssige Kondens  wasser     abgeführt    wird.  



  An der höchsten Stelle des Brennstoff  vorratsbehälters a ist ein     thermostatischer     Regler r vorgesehen. Er liegt in dem Ver  bindungsstück zwischen dem Behälter a und  dem obern Teil des Kondensators n. Der  Regler wirkt über ein Gestänge<I>s, t</I> auf eine  Drosselklappe     u,    die in dem genannten Ver  bindungsstück liegt, so dass durch den Regler  die Verbindung zwischen dem     Einfülltrichter     und dem Kondensator     n    geregelt     bezw.    unter  brochen werden kann.  



  An die oberste Stelle des den Behälter a  umgebenden Raumes schliesst sich das z. B.  zu     einer        Verbrennungskraftmaschine    füh  rende Saugrohr<I>v</I> an, und der Behälter<I>a</I>  selbst ist nach oben hin durch einen Deckel l  dicht abgeschlossen.  



  Die Arbeitsweise der beschriebenen An  lage ist folgende:  Durch eine     Saugwirkung    am Ende des  Rohres v, z. B. erzeugt durch eine     Ver-          brennungskraftmaschine,        entsteht        unterhalb     des Rostes f     ein.    Unterdruck. Das von dem      entzündeten feuchten     Brennstoff    in der  untern     Brennzone    gebildete Gas     wird    durch  den Rost hindurch abgezogen. Es steigt hoch,  erwärmt hierbei den     Mantel    des Brennstoff  behälters<I>a,</I> die     Luftzuführungsrohre   <I>h</I> und  den Mantel i.

   Es     tritt    dauernd frische Luft  durch die Klappe m ein, die sich an dem  Mantel<I>i</I> erwärmt und durch die Rohre<I>h</I> in  die in dem Feuerherd     gebildete    obere Kam  mer     eintritt,    um von dieser aus durch die  Düsen c, d in den     Verbrennungsraum    zu       treten.        Unterhalb    der Düsen c, also im Be  reich der obern Brennzone, wird durch die  eintretende Luft die     Verkohlung    des bereits  vorher im Brennstoffbehälter vorgetrock  neten Brennstoffes vorgenommen. Dabei ent  wickeln sich Gase und Wasserdämpfe.

   Da  auch     in    dem die Düsen e umgebenden Ring  raum (Kammer) ein     Unterdruck    erzeugt  wird, werden die in der     obern    Brennzone  gebildeten Gase und der Wasserdampf  zwangsweise nach oben durch den Brenn  stoffvorratsbehälter     a        hindurch    und durch  das Verbindungsstück zwischen Kondensator  <I>5 n</I> und     Brennstoffbehälter   <I>a</I> und durch den  Kondensator hindurch über die     Leitung    o  abgesaugt. Im     Kondensator    wird der Wasser  dampf verflüssigt.

   Das     gebildete    Wasser  fliesst durch das Rohr p in den Raum zwi  schen den Mänteln<I>i</I> und     j    hinein. Hier ver  dunstet ein Teil des Wassers wieder durch  die Wärme der Wand i. Das überschüssige  Wasser fliesst durch das Rohr q ab. Der  durch die     Verdunstung    des Wassers gebildete  Dampf gelangt zusammen mit der Verbren  nungsluft durch die Rohre h in     die    obere  Ringkammer des Feuerherdes. Die den Kon  densator durchströmenden Gase treten durch  das Rohr o in den Ringraum um die Düsen, e  in die untere     Brennzone        ein.     



  Durch die an den Düsen d eintretende  Verbrennungsluft erfolgt eine     Steigerung    der  Temperatur     in    der untern Brennzone     zwi-          schen    den Düsen<I>d</I> und dem Rost<I>f.</I> Hier  findet die     Umformung    der Kohlensäure     in     Kohlenoxyd statt und die     Zersetzung    des  Wasserdampfes in Wasserstoff und Sauer  stoff, ferner auch die     Spaltung    der Harz-    dämpfe.

   Der     thermostatische    Regler r wird  durch die Wärme     in    dem     Einfülltrichter        be-          einflusst,@    er drosselt den Durchgang     bezw.     schliesst den Durchgang der     gebildeten    Gase  nach dem Kondensator, wenn die     gewünschte          Höchsttemperatur    im     Brennstoffvorratsbe-          hälter    erreicht ist.  



  Die zweite, in     Fig.    2 und ss dargestellte  Ausführungsform unterscheidet sich von der  beschriebenen im wesentlichen dadurch, dass  die     untere    Düsenreihe weggelassen ist. Es  sind nur zwei     Düsenreihen    c und d entspre  chend der obern und untern Brennzone vor  handen, von denen jede eine getrennte Zu  führungskammer aufweist. Die Verbren  nungsluft, die durch die Klappe m     eintritt,     wird unterteilt. Ein Teil strömt durch die  Rohre     h'    der     obern        Düsenreihe    c zu, die in  der gleichen Weise wirkt wie bei dem ersten  Ausführungsbeispiel.

   Der zweite Teil der Luft  wird über einen     Strahlapparat    w in den Kon  densator n hineingeleitet. Er mischt sich     dort     mit dem aus dem     Verbrennungsraum    durch  den Brennstoffbehälter hindurchgehenden  Gas- und     Wasserdampfstrom.    Im     Konden-          ,sator    wird der Wasserdampf wiederum  niedergeschlagen und die verbleibenden Gase  gehen zusammen mit der Verbrennungsluft  durch den zwischen den Mänteln<I>i</I> und     j   <I>ge-</I>  bildeten     Ringraum    hindurch, wo sie sich mit  Wasserdampf mischen,

   um schliesslich in die  Kammer der     untern    Düsenreihe d     einzutreten.     An dieser Stelle erfolgt     dann    wie bei dem       ersten.        Ausführungsbeispiel    die weitere Zer  setzung der gebildeten Gase     und    des Wasser  dampfes und das fertige     Gasgemisch        tritt     durch den Rost f     hindurch    aus. Im übrigen       -#tirkt    diese Einrichtung genau so wie die an  erster Stelle beschriebene.  



  Der     Strahlapparat    w dient zur besseren  Führung der Luft beim     Übergang    von der  Drosselklappe     u    in das Gehäuse des Ther  mostaten r und von da nach dem Kondensa  tor. Der Thermostat r wirkt über das Ge  stänge<I>s</I> auf die Drosselklappe     u,    die die       Verteilung    der Luft auf     die    beiden Düsen  reihen regelt. Bei steigender Temperatur im  Brennstoffbehälter wird der     Luftzutritt    nach      den Rohren     h'    und damit zu der obern  Düsenreihe c verringert     bezw.    abgesperrt und  der Luftzutritt zu der untern Düsenreihe d  entsprechend erhöht.  



  Die beiden Teile des Feuerherdes mit den  Düsenreihen c und d haben im Querschnitt  quadratische Form, wie aus     Fig.    3 zu ersehen  ist, und bestehen aus je vier innern und vier  äussern gleichartigen auswechselbaren Teilen  aus Gusseisen. Die     innern:    Teile sind wellen  förmig gestaltet und die äussern     muldenartig.     Die Düsenreihen c und d liegen je an der       Unterseite    eines Wellenberges. Ferner sind  die Düsen in den Seitenflächen des Feuer  herdes nach den Ecken zu versetzt, weil bei  der Anordnung in der Mitte der Seiten  flächen sich in den Ecken kalte Zonen bilden  würden.

   Der Brennstoffbehälter a reicht mit  seiner Wandung nach unten über den Herd  hinaus und an ihn sind innen die innern und  aussen die     äussern        Feuerherdteile    (Fug. 3) an  geschlossen. Zur Bildung der die Düsen um  gebenden Kammern ist die Wandung des  Behälters a hier durchbrochen und die Kam  mern sind nach aussen hin durch die dicht  schliessenden     Feuerherdteile    x abgeschlossen,  an die sich die Rohre<I>h</I>     bezw.        lau    anschliessen.  Der Rost f wird von einem     topfartigen    Teil       y    getragen, der     unten    mit dem Herd b ver  bunden ist.

   Das     Überlaufrohr        q    ist hier an  den untern Teil des Kondensators n ange  schlossen, und es ist ein     Schwimmerventil    z  vorgesehen, das den Wasserstand in dem  Ringraum zwischen den beiden Mänteln i  und 3 regelt. Wenn die hergestellten Gase  nicht     unmittelbar    einer Verbrennungskraft  maschine zugeführt werden, muss natürlich  an das     Rohr    v eine Saugvorrichtung, z. B.       ein        Ventilator,    angeschlossen werden.  



  Da in dem Ringraum zwischen den beiden  Mänteln i und j das Kondenswasser bei  beiden Ausführungsbeispielen in einer be  stimmten Höhe gehalten wird, verdampft bei  gleichmässiger     Erwärmung    des Innenmantels  i     (stationärer    Betrieb) immer eine gleich  bleibende Wassermenge und dadurch bleibt  der Gehalt der     erzeugten    Gase an Wasser  stoff, unabhängig von dem Gesamtfeuchtig-         keitsgehalt    des Brennstoffes, immer der  gleiche.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Gaserzeuglingsanlage für feuchte, feste Brennstoffe, insbesondere für feuchtes Holz, mit einem zwei Brennzonen aufweisenden Verbrennungsraum, dadurch gekennzeichnet, da.ss die in der obern Brennzone des Verbren nungsraumes gebildeten Gase und Dämpfe zwangsweise nach oben durch den _Brenn- stoffvorratsbehälter hindurch über einen Kondensator (n) abgesaugt und in die untere Brennzone des Verbrennungsraumes hinein gesaugt werden, wobei der Wasserdampf in dem Kondensator niedergeschlagen wird,

   und da.ss niedergeschlagenes Kondensat einem beheizten, mit der untern Brennzone in Ver bindung stehenden Behälter zugeführt wird, wobei Mittel zum Konstanthalten des Was serstandes im Behälter vorgesehen sind, zum Zwecke, den für die Bildung von Wasser stoff erforderlichen Wasserstand der untern Brennzone unabhängig vom Feuchtigkeits- gehalt des Brennstoffes in gleichbleibender Menge zuzuführen.

   UNTER.ANSPRtrCHE 1. Gaserzeugungsanlage nach Patentan spruch, dadurch gekennzeichnet, dass Kon denswasser einem durch die gebildeten Gase beheizten Ringraum (i., j) zur Verdampfung zugeführt wird. 2. Gaserzeugungsanlage nach Unteran spruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die durch den Kondensator hindurchgesaugten Gase über eine unterste Düsenreihe (c) der untern Brennzone zugeführt werden.

   3. Gaserzeugungsanlage nach Patentan spruch, dadurch gekennzeichnet, dass zur Regelung der Temperatur im Brennstoffbe hälter dieser mit einem thermostatischen Regler versehen ist, der den Durchgang vom Brennstoffbehälter nach dem Kondensator beherrscht. 4. Gaserzeugungsanlage nach Unteran spruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die durch den Kondensator (n) hindurchgesaug- ten Gase mit Verbrennungsluft gemischt durch Düsen (d) der untern Brennzone zuge führt werden.

   5. Gaserzeugungsanlage nach Unteran spruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil der Verbrennungsluft der obern Brenn- zone unmittelbar zuströmt und ein zweiter Teil den in der obern Brennzone erzeugten Gasen und Dämpfen beigemischt und durch den Kondensator hindurch der untern Brenn- zone zugeführt wird. 6.

   Gaserzeugungsanlage nach Unteran sprüchen 3 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterteilung der angesaugten Ver- brennungsluftmenge durch den Thermostaten erfolgt. 7. Gaserzeugungsanlage nach Patentan spruch, dadurch gekennzeichnet, dass in die Brennzonen mündende Düsenreihen des Feuer herdes von mindestens einer Kammer ausge hen, deren Innenwandungen wellenförmig ausgebildet sind.

   B. Gaserzeugungsanlage nach Unteran spruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Düsen für die Zufuhr von Verbrennungsluft an der Unterseite eines Wellenberges der Kammerinnenwandung unter 45 gegen die Achse des Verbrennungsraumes geneigt vor gesehen sind.

   9. Gaserzeugungsanlage nach Unteran spruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass für jede Brennzone eine Düsenreihe und eine zugehörige Kammer vorgesehen ist und dass jeder eine Düsenreihe enthaltende Feuerherd teil aus mehreren unter sich gleichen innern wellenförmig gestalteten und äussern mulden artigen Teilen besteht.

   10. Gaserzeugungsanlage nach Unteran spruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbrennungsraum im Querschnitt recht eckige Gestalt aufweist, wobei die Düsen aus der Mitte der Seitenflächen versetzt an gebracht sind,. um kühlere Zonen in den Ecken des Verbrennungsraumes zu vermei den.

   11. Gaserzeugungsanlage nach Unteran spruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die innern Feuerherdteile innen und die äussern Feuerherdteile aussen an der über den Herd nach unten verlängerten Wandung des Brennstoffbehälters angeschlossen sind, wel che Wandung zur Bildung der die Düsen umgebenden Kammern an diesen Stellen durchbrochen ist.

   12. Gaserzeugungsanlage nach Patentan spruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Rost (f), durch den hindurch die Gase ab gesaugt werden, aus zwei übereinanderliegen- den Stabreihen besteht, von denen die untere bewegt werden kann.