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Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von teerfreiem, für Explosionsmotorenbetrieb mit stark wechselnder Belastung geeignetem Gas aus Holz oder anderen wasserhaltigen Brennstoffen.
Gase, aus wasser-und teerhaitigen festen Brennstoffen hergestellt, die für den Antrieb von Explosionsmotoren Verwendung finden und daher weitergehend frei von Teer, Essigsäure, Wasserdampf, Kohlensäure usw. sein müssen, werden in Gaserzeugern oft nach dem Prinzip des Abwärtszuges erzeugt.
Nach den Grundbedingungen der Generatorgaserzeugung ist in solchen Gaserzeugern bei gleichmässiger und genügend grosser Gasmengenentnahme bzw. Zufuhr von Vergasungsluft zum Brennstoff
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14000 ; auch die weitgehende Zersetzung von Teerdämpfen in permanente Gase und unschädliche Dämpfe benötigt Zonen höchster Temperaturen. Ausser den hohen Temperaturen spielt aber auch die Zeitdauer der Berührung der Gase und Dämpfe mit dem glühenden Brennstoff eine grosse Rolle und sind um so höhere Temperaturen im Brennstoffbett notwendig, je kürzer die Berührungszeit ist.
Ebenso ist das Schüttgewicht des glühenden Brennstoffes in den gasbildenden Zonen von Wichtigkeit, denn ein geringes Schüttgewicht ist infolge einer geringen Wärmekapazität leicht starken Temperatursehwankungen unterworfen.
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leicht erfüllbar und sind Verfahren und Vorrichtungen bereits bekannt (s. z. B. österr. Patentschrift Nr. 117871), wo unter Zuhilfenahme von Thermoelementen oder Druckreglern gewünschte Betriebszustände selbst bei schwankender Gasentnahme in den Vergasungszonen selbsttätig hergestellt werden, jedoch sind diese Einrichtungen teuer und kompliziert.
Erhebliche Schwierigkeiten treten jedoch auf, wenn Gaserzeuger, insbesondere Kleingaserzeuger, nicht nur mit stark schwankenden, plötzlich vor sich gehenden Gasmengenentnahmen, sondern auch mit Brennstoffen, die ein geringes Schüttgewicht haben, betrieben werden und wo überdies infolge der Kleinheit der Sehachtquerschnitte mit hohen Gasgeschwindigkeiten gerechnet werden muss. Solche Gaserzeuger finden vorwiegend als Kraftgaserzeuger zum Antrieb von Fahrzeugen (Automobilen), Schiffsmotoren, landwirtschaftlichen Maschinen usw.
Verwendung, zu deren Betrieb meist Holz oder
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Diese Gaserzeuger sind in ihrer Betriebsweise wiederholt den stark schwankenden Belastungen des Explosionsmotors dadurch ausgesetzt, dass bei hoher Tourenzahl des Motors starke Saugwirkung, d. i. starke Gasentnahme, und daher heisser Gang im Generator und bei niedriger Tourenzahl geringe Saugwirkung, d. i. geringe Gasentnahme, und kalter Gang im Generator stattfindet. Daraus folgt, dass die Einhaltung der notwendigen und hinreichenden Bedingungen, namentlich hinsichtlich der Temperaturen, nicht durchgeführt werden kann, denn bei geringer Gasentnahme und daher geringer Luftzufuhr zum Brennstoff wird eine starke Kühlung in den Vergasungszonen auftreten, so dass die Gasbildung nur unvollständig und die Zersetzung von Wasserdampf und Teer nur unzulänglich oder gar nicht erfolgt.
Im Kraftfahrzeugbetrieb treten die starken Kühlungen im Generator bei Talfahrten und im hervorragendem Masse im Leerlauf des Motors auf, wobei die Gasmenge unter Umständen bis zu einem geringen Bruchteil jener bei Vollast sinken kann. Dazu kommt noch, dass die Änderung in der Gasentnahme nicht all- mählich. sondern sehr rasch und überdies in weiten Grenzen, wie z.
B. beim Anhalten des Fahrzeuges,
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ganges von der höchsten zur geringsten Tourenzahl des Motors, wird weiters durch das Nachströmen der für die Zersetzung stark wärmeverbrauehenden Teernebel und Wasserdämpfe überdies eine weitere
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Die Erfindung besteht nun darin, dass in einem Generator mit mehreren Feuerstellen die Herstellung eines von Teer, Essigsäure, Wasserdampf und Kohlensäure freien Gases aus Holz oder ändern wasserhaltigen Brennstoffen in der Weise erfolgt, dass die Erzeugung von Halbwassergas und Luftgeneratorgas wechselweise in Abhängigkeit von der Gasmenge gebracht wird, so zwar,
dass bei Entnahme von grossen Gasmengen und hoher Belastung des Explosionsmotors nur oder überwiegend Halbwassergas und bei Entnahme von geringen Gasmenge und geringer Belastung des Explosionsmotors nur oder überwiegend Luftgeneratorgas erzeugt wird. Durch die alleinige oder überwiegende Erzeugung des stark wärmeverbrauchenden Halbwassergases bei grosser Gasentnahme ist eine gute Gaszusammensetzung
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zusammensetzung abgegeben und der sichere Betrieb der Gesamtanlage dadurch gewährleistet.
Vorrichtungen, welche die wechselweise Umstellung von Halbwassergas auf Luftgeneratorgas und umgekehrt gestatten, so dass die Erzeugung des einen und andern Gases jederzeit gesichert ist, sind in den folgenden Ausführungsbeispielen beschrieben. Die Fig. 1 und 2 der beiliegenden Zeichnung zeigen Generatoren im Querschnitt, Fig. 3 zeigt die Anordnung eines Generators in Verbindung mit einem Explosionsmotor.
In dem eigentlichen Gaserzeugerschacht j ! der Fig. 1, zu welchem aus dem Vorratsschacht 2 der wasserhaltige und teerliefernde Brennstoff, z. B. Holz oder ein anderer wasserhaltiger Brennstoff, nach-
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Gasmenge gebracht werden, wobei bei grösseren Gasmengen die durch. 1, bei geringeren Gasmengen die durch 5 überwiegen. Der Austritt des Gases aus dem Innensehaeht erfolgt durch die Öffnungen ss. Mit
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stark wasserdampfhaltiges Schwelgas abgesaugt werden, dessen Menge durch eine Klappe. M veränder- bar ist.
Das durch die Öffnungen 9 aus dem Generatorschacht tretende Gas gelangt in den als Reiniger ausgebildeten Raum13, der zweckmässig mit Koks oder Holzkohle gefüllt wird. und verlässt nach Passieren
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im domartigen Rostteil und in den äusseren Schacht 1.'3 durch die Öffnungen 5 aus dem Ringraum 6 zu den Brennstoffen, wobei der Innensehaeht 1 mit Holz oder einem andern wasserhaltigen Brennstoff
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den Gasaustrittsstutzen 15 den Apparat. Unterhalb der Roste 3 und 5 befindet sich je ein Behälter 17 und 6 zur Aufnahme der Asche. Die Reinigung des Raumes 6 kann durch die Öffnung 19 erfolgen.
Mit Hilfe eines Injektors kann auch hier unter Ausnutzung der Strömungsenergie der Auspuffgase des Motors aus dem Schachtoberteil 2 durch die Öffnung H stark wasserdampfhaltiges Schwelgas abgesaugt werden.
Die Arbeitsweise des Generators nach Fig. 1 ist folgende : Die Luftzuführungsregelorgane 7 und 8 sind miteinander und mit dem Regelorgan der Gasentnahme derart durch Hebel und Gestänge gekuppelt,
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wird. Bei starker Gasentnahme wird hingegen 7 (die untere Luftzufuhr) weitergehend oder ganz geschlossen und 8 (die obere Luftzufuhr) ganz geöffnet.
Bei geringer Gasentnahme und höchster oder ausschliesslicher Luftzufuhr von unten durch die Öffnungen 5 wird im Schachtunterteil die heisseste Zone aufrechterhalten, und da im Schaehtoberteil durch starke Drosselung der Luftzufuhr bei 8 der Halbwassergasprozess, welcher durch den Wassergehalt des Brennstoffes selbst zustande kommt, eingedämmt oder ganz unterbunden wird, ist der reine Luftgeneratorgasprozess gesichert. Wird nach dieser schwachen Gasentnahme auf Vollast oder stärkste Gasentnahme übergegangen und die Gasregelvorrichtung ganz geöffnet, so wird mit dieser gleichzeitig
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reihe 3 eingeleitet, und es streichen die hier abgehenden Ver- und Entgasungsprodukte nach abwärts gegen die Öffnungen 9, wobei sie zwangläufig die vorher geschaffene Zone höchster Temperatur durchstreichen müssen.
Hiedurch wird vorerst die klaglose Um-und Zersetzung von CO2, Wasserdampf und Teerdämpfen im Schachtunterteil herbeigeführt. Ferner nehmen die wärmeentwiekelnden Reaktionen in der Höhe der Loehreihe-3 zu, so dass mittlerweile bereits im Schachtoberteil ein Grossteil oder alle wärmeverbrauchenden Reaktionen vor sich gehen und in weiterer Folge die notwendigen und hinreichenden Bedingungen für den Halbwassergasprozess im Schachtoberteil erhalten bleiben.
Im Sinne des Erfindungsgedankens ist es wesentlich, dass die Lufteintrittsöffnungen 3 und 5 genügend weit räumlich voneinander getrennt sind, damit beim Umschalten auf schwächste Gasentnahme die dazwischen liegende
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Während die Ausübung des Verfahrens nach Fig. 1 in ein und demselben Schacht eines Generators und mit nur einem Brennstoff ausschliesslich durch absteigende Vergasung erfolgt, wird nach Fig.
2 die wechselweise Erzeugung des Luftgeneratorgases und Halbwassergases in zwei ineinanderliegenden Schächten eines Apparates mit zwei verschiedenen Brennstoffen durchgeführt, wobei im Innenschacht 1 wasserhaltiger Brennstoff durch absteigende Vergasung und im äusseren Ringschacht Holzkohle durch
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vom Schacht 1, in welchem der Halbwassergasprozess vor sich geht, dauernd in klagloser Funktion aufrechterhalten werden kann, da ein Naehsinken von unentgastem Brennstoff aus dem Innenschaeht in die Luftgeneratorgaszone nicht erfolgt, so ist dies bei den Ausführungsformen in Fig. 1 nur so lange möglich, als sich hier oberhalb der Lufteintrittsöffnungen 5 noch vollkommen entgaster Brennstoff, d. i. Holzkohlenglut oder Koks, befindet.
Im Sinne des Erfindungsgedankens lässt sich die wechselweise Herstellung von Halbwassergas und Luftgeneratorgas in Abhängigkeit von der Gasmengenentnahme auch in zwei räumlich getrennten Generatoren ausführen, wobei im ersten Generator nur Halbwassergas nach dem absteigenden Prinzip aus wasserreichem Brennstoff und im zweiten Generator nur Luftgeneratorgas aus bereits entgastem
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infolge der räumlichen Trennung schwerer sichern. Auch sind die Wärmeverluste höher und würde eine derartige Anlage unwirtschaftlicher arbeiten.
Bei der Einrichtung nach Fig. 2 könnte eventuell auch mittels eines Schiebers längs der Trennungswand zwischen Innenschaeht und Ringschacht eine Verengung der Gasdurchtrittsquersclmitte von 9 durchgeführt werden, um in Verbindung mit dem Regelorgan für die Gasentnahme bei schwächerer
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plosionsmotor beispielsweise dargestellt. Die die Gasmenge regelnde Drosselklappe 20 ist durch die Hebel 21, 22 und das Gestänge 2. 3, 24 mit den Lufteintrittsklappen 7 und 8 verbunden, u. zw. derart, dass die gemeinsame Regelung, wie vorstehend beschrieben, erfolgt.
Fig. 3 stellt den Betriebszustand der starken Belastung des Motors, also der stärksten Gasentnahme, dar, bei welcher die Klappe 20 ganz offen die Luftzuführung durch die Klappe 7 zur Luftgeneratorgaszone geschlossen und die Klappe 8 zur Erzeugung des Halbwassergases ganz offen steht. Wird auf geringe Belastung des Motors übergegangen, so wird durch die Betätigung des Gashebels : Z5 die Klappe 20 weitgehend geschlossen und gleichzeitig die Klappe 7 geöffnet und die Klappe 8 geschlossen, um den Halbwassergasprozess einz- dämmen bzw. abzustellen.
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