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Holzverkohlungsofen.
Zerlegbar Holzverkohlungsöfen aus Eisenblech mit teilweise isoliertem Verkohlungsraum und mit automatisch sich senkendem Deckel sind bekannt. Die hauptsächlichsten Nachteile solcher Ofen sind : Lange Verkohlungsdauer infolge ungenügender Isolierung und Abhängigkeit der Verkohlungsdauer von der Aussentemperatur und die Witterungsverhältnissen ; geringe Ausbeute und Unreinheit der Dest ! Uationsprodukte, im nachfolgenden kurz"Teere"genannt ; verhältnismässig viele "Brände" und Fuchse" ; häufiges Hitziggehen"und Vorbrennen", da ein Regulieren des"Brandes"von aussen her nur mit Ausbeuteverlusten geschehen kann ; verhältnismässig hohe Bedienungskosten, besonders bei ungünstiger Witterung und infolge des häufigen Ankanntens des zwangläufig schweren, sich ungleichmässig senkenden Deckels ;
zermalmende Wirkung des schweren Deckels auf die Kohle gegen Ende des Verkohlungsprozesses ; keine wesentlich höhere Holzkohlenausbeute als bei der primitiven Waldmeilerköhlerei sowie Anfall einer durch angekrusteten Teer verschmutzten Holzkohle.
Diese Nachteile werden erfindungsgemäss durch vorliegende Konstruktion, die durch die drei schematischen Abbildungen des Ofens im Schnitt veranschaulichen wird, ganz oder teilweise behoben.
Der Ofen ist transportabel und in seine Einzelteile zerlegbar. Seine Bedienung ist jedermann nach kurzer Schulung möglich. Seine Form soll möglichst der runden nahekommen. Er eignet sich für das Verkohlen aller Holzarten, jedoch auch für Torf, Olivenkernpressrückstände und ähnliche verkohlbare Abfallprodukte. Als Baumaterial kann für den Aussenmantel an Stelle von Eisenblech auch ein billigerer Baustoff, z. B. Eternit, mit hoher Isolierfähigkeit und gleicher Hitzebeständigkeit verwendet werden.
Fig. 1 veranschaulicht die allgemeine Konstruktion, Fig. 2 zeigt einen mit Kohlholz betriebsbereit beschickten Ofen bei Verwendung des Zündkamines z, Fig. 3 veranschaulicht die Situation während des letzten Drittels des Verkohlungsprozesses.
Auf dem gewachsenen Boden steht der mittels Wasserwaage senkrecht aufgestellte Ring n, der zwecks Abdichtung gegen die Aussenluft rundherum mit Erde anzuschaufeln ist. Er wird an einer Stelle vom Luftrohr e, an der dieser Stelle gegenüberliegenden Stelle vom Ablaufrohr j durchbrochen und trägt ausser dem an seiner Innenseite befestigten Teersammelblech e die Bodenplatte a, welche in ihrer Mitte von dem Luftrohr d durchbrochen wird, dessen Öffnung durch die Überdachung d2 gegen eintropfenden Teer u. dgl. geschützt ist. Das Luftrohr d ist ausserhalb des Ofens durch einen Holzpfropfen d1 verschlossen. Die Bodenplatte a wird in ihrer Mitte vom Sockel b gestützt, der im oberen Teile von der Lochreihe C2 durchbrochen ist, damit sich durch diese die durch das Luftrohr c eingeführte Aussenluft im Raume A gleichmässig verbreiten kann, wo sie vorgewärmt wird.
Die Bodenplatte a ist an ihren Rändern gleichmässig von den Lochreihen a2, as und a, durchbrochen, welche oberhalb des Teersammelbleches e liegen und teils dem Einlass der Luft aus dem Raume A, teils dem Abfluss der Teere auf das Sammelblech e dienen. Von diesem gelangen die Teere durch das Ablaufrohr/, welches in das Aussenablaufrohr u mündet, welches die Teere aus dem Kamin abführt, in den Sammelbehälter g. Der Sammelbehälter g hat einen Überlauf, durch den die besonders anfangs anfallenden, stark wasserhaltigen Destillationsprodukte abfliessen können, während sich die Teere im Behälter absetzen. Das in den Sockel b führende und von diesem gehaltene Luftrohr c ist an seinem Aussenende mit einer Klappe regulierbar verschlossen.
Der Verkohlungsraum B wird durch einen Doppelmantel isoliert. Der am Ring n aufruhende Aussenmantel p trägt einen Deckel q, dessen Überdeckel ql über der Öffnung x einen kurzen Rohr-
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stutzen trägt, der durch die im Punkte m2 drehbar angebrachte Klappe y verschlossen werden kann. Der Innenmantel besteht aus zwei Teilen ; 1. dem unbeweglichen, auf der Bodenplatte a aufruhenden unteren Teil 1, der an seinem unteren Rande Aussparungen zwecks Abflusses der Teere aufweist,
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Holzarten durch ein einfaches Füllrohr ersetzt werden.
Der Deckelteil der Glocke k ist aus Platten zusammengesetzt (in den Abbildungen nicht dargestellt), welche bei der Beschickung des Ofens entfernt werden. Die Glocke besitzt am Rande des Deckels eine Lochreihe t, durch welche nach dem vollständigen
Niedergange der Glocke (Fig. 3) die Verkohlungsgase teilweise in den Raum a entweichen können.
Der Mantel der Glocke weist in der oberen Hälfte'eine Reihe Schlitze h auf, durch welche in den ersten
Phasen des Verkohlungsprozesses die Rauchgase und der Wasserdampf ungehindert in den Raum'D abziehen können. Knapp unterhalb des oberen Randes trägt der Innenmantel 1 an der Aussenseite in weiten Abständen voneinander angebrachte Rollen v, welche gleich den an der Innenfläche des
Aussenmantels p befindlichen Rollen w zur Führung der Glocke k dienen. Sie können auch durch andere
Vorrichtungen, z. B. einfache Gleitschienen ersetzt werden. Die Glocke wird vor dem Füllen hoch- gezogen und in ihrer höchsten Lage durch Vorstecker am Mantel bis nach erfolgter Füllung des Ofens festgehalten.
Der Kamin m bezweckt in erster Linie eine höhere Ausbeute an Teeren und kann, wenn auf eine solche verzichtet wird, weggelassen werden. Es wird mit seinem konischen unteren Ende (bei m2) in den Rohrstutzen des Aussenmantelüberdeckels ql eingeschoben, nachdem der Zündkamin z (Fig. 2) nach genügender Ausdehnung des Brandes am Boden des Verkohlungsraumes B und nach oben zu entlang des Zündkamines s entfernt worden ist. Er wird in der kalten Jahreszeit ebenso wie das Aussen- ablaufrohr u möglichst nahe am Ofen entlang geführt, um durch die strahlende Wärme des Ofens die ablaufenden Teere in dünnflüssigem Zustande zu erhalten.
Die Mündung des senkrecht nach oben geführten Kaminteiles wird durch die Überdachung s, an deren Innenseite das Sammelblech t angebracht ist, schützend überdacht. Die dort sich kondensierenden Teere tropfen ab und gelangen schliesslich in das Ablaufrohr u. Der Zug im Kamin kann durch eine von aussen drehbare Klappe r reguliert werden. Bei m,. wird das Aussenablaufrohr u auf den Kamin aufgeschoben. Das Aussen- ablaufrohr u ist in seinem unteren Teile zu einem U-förmigen Syphonabschluss. Ul ausgebildet, so dass durch dasselbe keineAussenluft in den Kamin gelangen kann und ebenso keine Aussenluft in denBoden- raum A. Der Syphonabschluss Mi fällt fort, wenn die Teere nur durch den Kamin gewonnen werden sollen.
Der Zündkamin z (Fig. 2) ist in seinem unteren Teile so stark und hoch ausgespart, dass sich der in ihm von oben her entzündete Brand durch diese Aussparungen auf den Zündholzhaufen am
Fusse des Zündkamines z ausbreiten kann. Der Zündkamin z kann zwecks Erreichens eines besonderen
Zuges oder zwecks beschleunigter Brandführung nach oben herausgezogen werden, doch darf dies höchstens so weit erfolgen, dass sein unteres Ende nicht über die untere aufstehende Holzlage zu liegen kommt, da ansonsten diese gegen die Mitte zusammenrutschen könnte und das Feuer infolge ungenügenden Zuges erlischt.
Die günstigen Auswirkungen dieser Kontraktion gegenüber andern Konstruktionen lassen sich an Hand der im nachfolgenden nur kurz skizzierten Betriebsführung verfolgen :
Die Verwendung des Zündkamines z ermöglicht, beim Einschlichten des Kohlholzes von der sonst unerlässlichen Errichtung eines"Quandels"abzusehen und verhindert zugleich jede Feuer- gefahr beim "Anbrennen" des Ofens für die Umgebung. Der Zündkamin z wird mit trockenem Reisig und Abfallholzkohle locker gefüllt und der an seinem unteren Teile zu erreichende Zündholzhaufen aus demselben Materiale errichtet. Der Zündkamin dient auch als Mittelstütze für das sehr sorgsam und möglichst ohne grosse Hohlräume einzuschlichtende Kohlgut. Die Füllung des Zündkamines wird von oben her durch Einwerfen von einigen Stücken glühender Holzkohle entzündet.
Hat sich der Brand am Boden des Verkohlungsraumes B weit genug ausgebreitet, wird der Zündkamin z durch vorsichtiges
Herausziehen entfernt und der Kamin aufgesetzt, nachdem die Glocke k mit dem Überdeckel v gut verschlossen worden ist. Der Kamin m hat nur geringe, durch die Klappe r regulierbare Zugwirkung.
Dieser Umstand bewirkt, dass die bis dahin erzielte starke Bodenglut, welche je nach Trockenheit- grad, Stärke usw. des Kohlengutes dieses bis zu höchstens einem Drittel des Gesamtqüantums ver- zehrt hat, vermindert und die unvollkommene Verbrennung (Verkohlung) eingeleitet wird.
Die durch das Luftrohr e eingeführte, sich im Raume A verteilende vorgewärmte Frischluft wird von dem durch die Glut stark erwärmten und daher mit leichterer Luft erfüllten Verkohlungsraum B durch die Loch- reihen Mg und a4, je nach Bedarf durch die Klappe e, regelbar, angesaugt. Die bei reichlicher Rauch- qualmentwicklung und bei Zunehmen des Gasdruckes überschüssige Luft entweicht durch die Lochreihe ap über die Räume D und C und den Kamin ins Freie.
Dies bewirkt eine weitgehende automatische
Luftzufuhrregulierung ohne Hinzutuen der Bedienungsleute, wodurch gegenüber andern Konstruktionen die Bedienungsarbeiten auf ein Mindestmass herabgesetzt werden und bei richtiger Einstellung der
Klappe el des Luftrohres c nach erfolgtem ,,Anbrennen" eine hohe Kohlenausbeute bzw. ein nur
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geringer Verlust an Kohlgut durch Verbrennen sowohl, als auch weitgehendste Verminderung des "Hitziggehens''des Ofens erzielt wird.
Da vor dem Aufschieben des Kamines m der Glockenüber- deckel o aufgesetzt wurde, entweichen alle dem oberen Verkohlungsraume B zustrebenden Gase und Dämpfe anfangs hauptsächlich durch die Glockenschlitzreihe h in den Isolationsraum D und von dort durch den sich im Verlaufe des Verkohlungsprozesses stetig vergrösseinden Raum C in den Kamin.
Hiedurch wird einesteils erreicht, dass sich der Verkohlung, prozess nch der Seite zu gleichmässig ausbreitet und sich die Verkohlung zum Unterschiede von andern Öfen nicht nur hauptsächlich von oben nach unten, sondern besonders im letzten Drittel des Verkohlungsprozesses auch von unten nach oben vollzieht, wodurch ebenfalls eine wesentliche Verkürzung der Verkohlungsdauer erzielt und die Bildung von Füchsen"am Boden des Verkohlungsraumes B weitgehendst verhindert wird. Die Isolationsräume D und 0 werden nicht nur durch den Innenmantel, sondern auch durch die aus dem Verkohlungsraume ausströmenden Gase erwärmt.
Durch Zirkulation der Luft und der Gase innerhalb dieser Isolationsräume und durch die durch die Lochreihe in den Raum D aufsteigende überschüssige Frischluft wird eine allfällige Überhitzung einzelner Stellen des Innenmantels I weitgehend verhütet.
Der nach vollkommenem Niedergange der Glocke k sich im Verkohlungsraume B bildende hohe Gasdruck zwingt die sich dann in grösseren Mengen bildenden höheren Kohlenwasserstoffgase abzuströmen, soweit sie nicht durch die absichtlich nur geringen Durchmesser aufweisenden Löcher der Lochreihe i, die nichts anderes ist wie ein Sicherheitsventil gegen die auftretenden"Puffgase", entweichen können, oder bei Fortfall dieser Lochreihe i durch die Lochreihen as und a4 und die Aussparungen am unteren Teil des Innenmantels I und von da durch den Bodenraum J. durch die Lochreihe au, in den Raum D gelangen.
Hiedurch wird eine starke Anreicherung der sich bildenden Kohle mit dem Kohlenstoff der sich zersetzenden Gase erreicht und der Anfall einer kohlenstoffreichen, die gewöhnliche Meilerkohle und besonders die Retortenkohle übertreffenden Holzkohle erzielt.
Um eine möglichst harte, gas-und teerfreie Kohle mit geringster Bröckel- und Zerreibbarkeit zu erzielen, wird nach"Blaugehen"des Ofens bei andern Verkohlungsöfen meist, allerdings auf Kosten der Ausbeute, durch Öffnen des Deckels Aussenluft zwecks Austreiben der restlichen Teerdämpfe und "Durchglühens"kurze Zeit einströmen gelassen, bevor man den Ofen zwecks Abkühlung von aussen ganz abschliesst. Dieser Ausbeuteverlust wird bei dem vorliegenden Ofen zum grössten Teile dadurch vermieden, dass das bisher geschlossen gehaltene Luftrohr d vor dem Endprozess durch Herausziehen des Holzpfropfens d1 geöffnet und gleichzeitig das Luftrohr e geschlossen wird.
Die so eingesaugte, knapp unter dem Überdeckel o der Glocke k ausströmende Frischluft durchstreicht den Verkohlungs- raum B von oben nach unten. Gleichzeitig wird durch weitestgehende Drosselung des Zuges im Kamin m mittels der Klappe -der Gasdruck im Ofeninneren, der nunmehr stark nachgelassen hat, künstlich erhöht, und insbesonders verhindert, dass Frischuft durch den Kamin eindringt. Hierauf wird das Luftrohr d geschlossen, kurze Zeit bei ungedrosseltem Kamin das Luftrohr c zwecks Entfernung der Gase aus den Räumen D, 0 und A geöffnet und dann der Kamin abgehoben, die Deckelöffnung x ebenso wie die Luftrohre fest verschlossen, alles mit Sand, Lehm usw. gut abgedichtet und der Ofen auskühlen gelassen.
Die während des ganzen Verkohlungsvorganges aus den Räumen B, D und 0 und aus dem Kamin ablaufenden und abtropfenden, leichtflüssig erhaltenen Teere werden in einem einzigen Behälter g gesammelt.
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befindlichen Luftraum anzuordnen.
PATENT-ANSPRÜCHE :
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angeordnet sind.
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Charcoal furnace.
Dismantable charring furnaces made of sheet iron with partially insulated charring space and with automatically lowering cover are known. The main disadvantages of such furnaces are: Long charring time due to insufficient insulation and the dependence of charring time on the outside temperature and the weather conditions; low yield and impurity of the dest! Uation products, hereinafter referred to as "tars" for short; relatively many "fires" and "foxes"; frequent overheating "and pre-burning", since regulating the "fire" from outside can only be done with a loss of yield; relatively high operating costs, especially in unfavorable weather conditions and as a result of the frequent recognition of the inevitably difficult ones unevenly lowering lid;
crushing effect of the heavy lid on the coal towards the end of the charring process; no significantly higher charcoal yield than with the primitive forest kiln charcoal and accumulation of charcoal contaminated by encrusted tar.
According to the invention, these disadvantages are completely or partially eliminated by the present construction, which is illustrated in section by the three schematic illustrations of the furnace.
The furnace is transportable and can be dismantled into its individual parts. Anyone can use it after a short training session. Its shape should be as close as possible to the round one. It is suitable for charring all types of wood, but also for peat, olive stone residue and similar charred waste products. As a building material, instead of sheet iron, a cheaper building material, e.g. B. Eternit, with high insulating properties and the same heat resistance can be used.
Fig. 1 illustrates the general construction, Fig. 2 shows a stove loaded with coalwood ready for operation when using the ignition chimney z, Fig. 3 illustrates the situation during the last third of the charring process.
The ring n, which has been set up vertically by means of a spirit level and which is to be shoveled all around with earth for the purpose of sealing against the outside air, stands on the natural ground. It is pierced at one point by the air pipe e, at the point opposite this point by the drain pipe j and, in addition to the tar collecting plate e attached to its inside, carries the base plate a, which is pierced in its center by the air pipe d, the opening of which is through the roof d2 against dripping tar u. Like. Is protected. The air tube d is closed outside the furnace by a wooden plug d1. The base plate a is supported in its center by the base b, which is pierced in the upper part by the row of holes C2, so that the outside air introduced through the air tube c can spread evenly through this in room A, where it is preheated.
The bottom plate a is evenly perforated at its edges by the rows of holes a2, as and a, which are above the tar collecting plate e and serve partly to let the air in from space A and partly to drain the tar onto the collecting sheet e. From this, the tars pass through the drain pipe /, which opens into the outer drain pipe u, which discharges the tars from the chimney, into the collecting container g. The collecting container g has an overflow through which the distillation products with a high water content can flow out, especially at the beginning, while the tars settle in the container. The air tube c, which leads into the base b and is held by it, is closed at its outer end in an adjustable manner with a flap.
The charring space B is isolated by a double jacket. The outer jacket p resting on the ring n carries a cover q, the overcap ql of which has a short tube over the opening x
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which can be closed by the hinged flap y at point m2. The inner jacket consists of two parts; 1. the immobile lower part 1 resting on the base plate a, which has recesses on its lower edge for the purpose of draining the tars,
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Types of wood can be replaced by a simple filling pipe.
The cover part of the bell k is composed of plates (not shown in the figures) which are removed when the furnace is loaded. The bell has a row of holes t on the edge of the lid, through which after the complete
Downfall of the bell (Fig. 3) the charring gases can partially escape into space a.
The shell of the bell has a row of slots h in the upper half through which the first
Phases of the charring process, the smoke gases and water vapor can escape into the room unhindered. Just below the upper edge of the inner jacket 1 carries on the outside at wide distances from each other rollers v, which are equal to those on the inner surface of the
Outer jacket p located rollers w serve to guide the bell k. You can also through others
Devices, e.g. B. simple slide rails are replaced. The bell is pulled up before filling and held in its highest position by means of cotter pins on the jacket until the furnace has been filled.
The main purpose of the chimney m is to achieve a higher yield of tars and can be omitted if it is not used. It is inserted with its conical lower end (at m2) into the pipe socket of the outer jacket cover ql after the ignition chimney z (Fig. 2) has been removed after the fire has expanded sufficiently at the bottom of the charring space B and upwards along the ignition chimney s. During the cold season, like the outer drainage pipe u, it is run as close as possible to the kiln, so that the tars that run off are kept in a thin liquid state by the radiant heat of the kiln.
The mouth of the chimney part, which is led vertically upwards, is protected by the roof s, on the inside of which the collecting plate t is attached. The tars that condense there drip off and finally get into the drain pipe and the like. The draft in the chimney can be regulated by an externally rotatable flap r. At the,. the outer drain pipe u is pushed onto the chimney. The lower part of the outer drain pipe u forms a U-shaped siphon closure. Ul formed so that no outside air can get into the chimney through it and neither can outside air into the floor space A. The siphon closure Mi is omitted if the tars are only to be extracted through the chimney.
The ignition chimney z (Fig. 2) is recessed in its lower part so strong and high that the fire ignited in it from above is through these recesses onto the match pile
Can spread the feet of the Zündkamines z. The ignition chimney z can be used to achieve a special
Be pulled out upwards or for the purpose of accelerated fire, but this may only be done so far that its lower end does not come to rest over the lower upright wood layer, otherwise this could slide together towards the middle and the fire goes out due to insufficient pull.
The favorable effects of this contraction compared to other constructions can be followed on the basis of the operational management, which is only briefly outlined below:
The use of the ignition chimney makes it possible to dispense with the otherwise indispensable erection of a "quandel" when settling the cabbage wood and at the same time prevents any risk of fire in the area when the stove "burns". The ignition chimney z is loosely filled with dry sticks and waste charcoal, and the pile of matches to be reached at its lower part is made of the same material. The ignition chimney also serves as a central support for the cabbage, which is to be lined up very carefully and if possible without large cavities. The filling of the ignition chimney is ignited from above by throwing in a few pieces of glowing charcoal.
If the fire has spread far enough on the floor of the charring room B, the ignition chimney is z by carefully
Pull out removed and put the chimney on after the bell k has been well closed with the cover v. The chimney m has only a slight draft that can be regulated by the flap r.
This fact has the effect that the strong embers achieved up to that point, which, depending on the degree of dryness, strength, etc. of the coal, have consumed it up to a third of the total quantity, are reduced and the imperfect combustion (charring) is initiated.
The preheated fresh air introduced through the air pipe e and distributed in room A is sucked in by the charring room B, which is strongly warmed by the embers and therefore filled with lighter air, through the rows of holes Mg and a4, controllably through the flap e, as required . The excess air with abundant smoke smoke and when the gas pressure increases escapes through the row of holes ap via rooms D and C and the chimney to the outside.
This causes a largely automatic
Air supply regulation without intervention of the operators, whereby the operating work is reduced to a minimum compared to other constructions and with the correct setting of the
Flap el of the air tube c after "burning" a high coal yield or only one
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low loss of cabbage through burning, as well as the greatest possible reduction in "overheating" of the oven.
Since the bell cover o was put on before the chimney was slid open, all the gases and vapors approaching the upper charring room B initially escape mainly through the row of bell slots h into the isolation room D and from there through the room C in, which steadily increases in the course of the charring process the fireplace.
This partly ensures that the charring process spreads too evenly towards the side and, unlike other furnaces, the charring not only mainly takes place from top to bottom, but also from bottom to top, especially in the last third of the charring process, which also a substantial reduction of the charring time is achieved and the formation of foxes is largely prevented at the bottom of the charring space B. The isolation spaces D and 0 are not only heated by the inner jacket, but also by the gases flowing out of the charring space.
By circulating the air and the gases within these isolation spaces and through the excess fresh air rising through the row of holes into space D, any overheating of individual points in the inner jacket I is largely prevented.
The high gas pressure that forms in the carbonization chamber B after the bell k has completely gone down forces the higher hydrocarbon gases, which then form in larger quantities, to flow out, unless they are deliberately small-diameter holes in the row of holes i, which is nothing more than a safety valve against the Occurring "puff gases" can escape, or if this row of holes i is omitted through the rows of holes a4 and a4 and the recesses on the lower part of the inner jacket I and from there through the floor space J. through the row of holes au, into the room D.
This results in a strong enrichment of the coal being formed with the carbon of the decomposing gases and the formation of a carbon-rich charcoal that surpasses ordinary kiln coal and especially retort coal.
In order to achieve the hardest possible, gas- and tar-free coal with the lowest possible crumbling and friability, after the furnace has "gone blue" in other charring furnaces, however, at the expense of the yield, outside air is opened by opening the lid to expel the remaining tar vapors and "glow through" "Allowed to flow in for a short time before the furnace is completely closed from the outside for the purpose of cooling. This loss of yield is avoided for the most part in the present furnace in that the previously closed air pipe d is opened before the end process by pulling out the wooden plug d1 and at the same time the air pipe e is closed.
The fresh air sucked in in this way and flowing out just below the cover o of the bell k sweeps through the charring space B from top to bottom. At the same time, by largely throttling the draft in the chimney m by means of the flap, the gas pressure inside the furnace, which has now decreased significantly, is artificially increased, and in particular prevents fresh air from penetrating through the chimney. Then the air pipe d is closed, for a short time with the chimney not throttled, the air pipe c is opened to remove the gases from rooms D, 0 and A and then the chimney is lifted off, the lid opening x as well as the air pipes tightly closed, everything with sand, clay, etc. well sealed and the oven allowed to cool.
The slightly liquid tars obtained during the entire charring process from rooms B, D and 0 and from the chimney are collected in a single container g.
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to arrange the existing airspace.
PATENT CLAIMS:
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are arranged.