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Gasaustrittsstutzen an Gaserzeugern mit aufsteigender Vergasung
Bei den bisher bekanntgewordenen Gaserzeu- gern mit aufsteigender Vergasung werden durch den Austrittsstutzen, besonders beim Beschicken, bedeutende Staubmengen mitgerissen, die der
Vergasung verloren gehen und daher den
Wirkungsgrad der Anlage herabsetzen und ferner besondere Staubabschneider erforderlich machen, die eine Verteuerung der Anlage bedingen und die insbesondere bei Heissgasanlagen die Gas- leitungen so schnell verlegen, dass allwöchentlich eine Leitungsreinigung durch Ausbrennen oder
Ausspritzen durchgeführt werden muss.
Die Erfindung betrifft einen Gasaustrittsstutzen an Gaserzeugern, der die geschilderten Nachteile vermeidet oder stark vermindert und besteht im wesentlichen darin, dass sein Querschnitt an der Ansatzstelle mindestens ein Sechstel des
Querschnittes des Gaserzeugerschachtes ist und mindestens eine Länge aufweist, die dem Produkt aus dem Verhältnis seines Querschnittes an der
Ansatzstelle zum Querschnitt der an den Stutzen angeschlossenen Gasleitung und dem Radius des flächengleichen kreisförmigen Querschnittes der angeschlossenen Gasleitung entspricht. Durch diese Ausbildung des Gasaustrittstutzens wird die bei den bisher verwendeten Austrittsstutzen vorhandene hohe Austrittsgeschwindigkeit und Wirbelbildung, die die Ursache des Mitreissens des Staubes in die Leitung ist, vermieden.
Die Erfindung bezieht sich ferner auf die besondere Formgebung des Gasaustrittsstutzens durch welche die erfindungsmässig angestrebte Wirkung gesteigert werden kann.
In der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung in Gegenüberstellung mit der bekannten Anordnung in vier beispielsweisen Ausführungsformen dargestellt. Fig. 1 zeigt die bisher gebräuchliche Ausführungsform des Gasaustrittsstutzens an einem üblichen Gaserzeuger im Längsschnitt, die Fig. 2 und 3 eine Ausführungsform gemäss der Erfindung in Vertikal-bzw.
Horizontalschnitt. Die Fig. 4-6 zeigen abgeänderte Ausführungsformen schematisch im Schaubild.
Der Gaserzeuger 1 üblicher Bauart weist einen zylindrischen, mit feuerfestem Mauerwerk ausgekleideten Schacht 2 auf, der in seiner gewölbeartigen Abdeckung 3 die Fülleinrichtung 4 trägt.
Der Gasaustrittsstutzen 5 hat meist kreisförmigen Querschnitt und ist bloss ein Neuntel bis ein Sechsunddreissigstel des Schachtquerschnittes des Gas- erzeugers, so dass die Strömungsgeschwindigkeit der Gase in ihm 9-36 mal grösser ist, als innerhalb des Schachtes. Dies bedingt, dass eine Gassäule grosser Geschwindigkeit bis in den Raum oberhalb des Brennstoffbettes reicht, die insbesondere beim Beschicken bedeutende Staubmengen windsichterartig in den Stutzen und von da in die Leitungen mitreisst.
Wie Messversuche ergeben haben, ist die Eintrittsgeschwindigkeit des Gases vom Schacht in den Austrittsstutzen bei Heissgas-
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führungsform des Gasaustrittsstutzens 6 gemäss der Erfindung ist der Mantel desselben von einem elliptischen Kegel gebildet, dessen lotrechte
Achse an seiner Ansatzstelle am Schacht 2 an- nähernd ein Drittel des Durchmessers des Gas- erzeugerschachtes entspricht, während seine waagrechte Achse durch die tangentiale Berührung der den grössten Winkel einschliessenden Erzeugenden des elliptischen Kegels nahezu gleich dem Schachtdurchmesser ist, wobei als Mass für die Achsen die kleinste bzw. grösste Sehne der Verschneidungskurve verstanden wird, die durch die Durchdringung des elliptischen Kegels mit dem Schachtinnenmantel gebildet wird.
Die Verjüngung des Stutzens ist im vorliegenden Falle so gewählt, dass die Höhe des Kegels ungefähr dem Schachtdurchmesser entspricht. Der Schachtquerschnitt des Stutzens ist daher ungefähr ein Drittel des Schachtquerschnittes und damit auch die Eintrittsgeschwindigkeit des Gases vom Schacht in den Austrittsstutzen 6 bloss ein Bruchteil derjenigen der üblichen Bauarten, nämlich ungefähr 1 mlsek. Infolge der durch die kegelige Verjüngung nur allmählich sich steigernden Geschwindigkeit des Gases im Austrittsstutzen endigt die Gassäule grosser Geschwindigkeit noch innerhalb des Stutzens, so dass die beim Beschicken im Brennstoff enthaltenen grossen Staubmengen vom Gasstrom nicht erfasst und so der Vergasung restlos zugeführt werden.
Neben der Erhöhung des Wirkungsgrades der Vergasungsanlage ergeben sich Ersparnisse an Anschaffungs- und Betriebskosten, da die verhältnismässig teueren Staubabscheideanlagen entbehrlich werden und die Reinigung der Rohrleitungen nunmehr in viel grösseren Zeitabständen durchgeführt werden
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kann. Wie Versuche ergeben haben, soll der
Querschnitt des Gasaustrittsstutzens an der Ansatzstelle mindestens ein Sechstel des Querschnittes des Gaserzeugerschachtes sein und mindestens eine Länge aufweisen, die dem Produkt aus dem Verhältnis seines Querschnittes an der Ansatzstelle zum Querschnitt der Gasleitung 7 und dem Radius dieser Leitung entspricht. Im Falle die Gasleitung 7 einen von der Kreisform abweichenden Querschnitt hat, ist der Radius der diesen Querschnitt flächengleichen Kreisfläche massgebend.
Die grosse Achse der Querschnittsellipse des Austrittsstutzens an der Ansatzstelle kann bei noch immer verhältnismässig günstigen Strömungsverhältnissen der Abgase bis annähernd zum halben Durchmesser des Schachtes abnehmen. Die lotrechte Achse an der Ansatzstelle wird stets kleiner als die waagrechte Achse gewählt.
Bei der in Fig. 4 ersichtlichen abgeänderten Ausführungsform des Gasaustrittsstutzens 8 elliptischen Querschnittes ist der Mantel im Gegensatz von geraden Erzeugenden wie bei der vorbeschriebenen Ausführungsform von hyperboloidischen Erzeugenden gebildet, wodurch sich bessere Strömungsverhältnisse ergeben. Gegebenenfalls kann an Stelle des elliptischen Querschnittes des Gasaustrittsstutzens auch ein rechteckiger Querschnitt mit pyramidenstumpfförmigem Mantel 9 gewählt werden, wie dies Fig. 5 zeigt, wenn aus erzeugungstechnischen Gründen auf eine vereinfachte Herstellung des Stutzens und seines Anschlusses am Mantel des Schachtes Wert gelegt wird.
Nach der in Fig. 6 dargestellten Ausführungsform sind am Schacht zwei symmetrisch zum Schachtquerschnitt angeordnete Gasaustrittsstutzen 10, 11 vorgesehen, die unter Bildung eines Knies sich zur Gasleitung 12 vereinigen.
Der Querschnitt kann hiebei nach einer der vorbeschriebenen Ausführungsformen gewählt werden. Bei dieser Ausführungsform wird die Geschwindigkeitssäule noch weiter vom Schacht des Gaserzeugers weg verlegt.
Durch die beschriebene neue Ausbildung des
Gasaustrittsstutzens, dessen Durchströmöffnung an der Ansatzstelle am Schacht bloss die Hälfte bis ein Sechstel des Schachtquerschnittes beträgt, wird die Austrittsgeschwindigkeit des Gases daher nur doppelt bis sechsmal so gross als die Geschwindigkeit des Gases über dem Brennstoffbett, was die eingangs erwähnten Vorteile bedingt.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Gasaustrittsstutzen an Gaserzeugern mit aufsteigender Vergasung, dadurch gekennzeichnet, dass sein Querschnitt an der Ansatzstelle mindestens ein Sechstel des Querschnittes des Gaserzeugerschachtes ist und mindestens eine Länge aufweist, die dem Produkt aus dem Verhältnis seines Querschnittes an der Ansatzstelle zum Querschnitt der an den Stutzen angeschlossenen Gasleitung und dem Radius des flächengleichen kreisförmigen Querschnittes der Gasleitung entspricht.