AT525730B1 - Vergaservorrichtung - Google Patents

Abstract

Vergaservorrichtung (1) zur Gewinnung von brennbarem Gas aus brennbarem Material, insbesondere Biomasse, umfassend - ein Reaktorgefäß (2), welches einen Reaktorhohlraum (3) umschließt, und - wenigstens eine Einfüllschleuse (4) zum Einfüllen des Materials in den Reaktorhohlraum (3), und - wenigstens einen Gasauslass (5) zur Abfuhr des aus dem Material erzeugten brennbaren Gases aus dem Reaktorhohlraum (3) , und - wenigstens einen Gitterrost (6) im Reaktorhohlraum (3), wobei der Gasauslass (5) auf der der Einfüllschleuse (4) gegenüberliegenden Seite des Gitterrosts (6) angeordnet ist, wobei die Vergaservorrichtung (1) wenigstens zwei, um jeweils eine Rotationsachse (7) drehbar gelagerte Zuführeinrichtungen (8) zur Zufuhr von Vergasungsmittel in den Reaktorhohlraum (3) aufweist, wobei jede der Zuführeinrichtungen (8) mehrere, innerhalb des Reaktorhohlraums (3) im Bereich zwischen der Einfüllschleuse (4) und dem Gitterrost (6) angeordnete, Arme (9) mit Austrittsöffnungen (10) zum Austritt des Vergasungsmittels in den Reaktorhohlraum (3) aufweist.

Description

Beschreibung

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vergaservorrichtung zur Gewinnung von brennbarem Gas aus brennbarem Material, insbesondere Biomasse, umfassend - ein Reaktorgefäß, welches einen Reaktorhohlraum umschließt, und - wenigstens eine Einfüllschleuse zum Einfüllen des Materials in den Reaktorhohlraum, und - wenigstens einen Gasauslass zur Abfuhr des aus dem Material erzeugten brennbaren Gases aus dem Reaktorhohlraum, und - wenigstens einen Gitterrost im Reaktorhohlraum, wobei der Gasauslass auf der der Einfüllschleuse gegenüberliegenden Seite des Gitterrosts angeordnet ist.

[0002] Vergaservorrichtungen dieser Art können auch Gleichstrom-Festbettvergaser genannt werden. Sie dienen dazu, aus brennbaren Materialen brennbares Gas zu gewinnen, um dieses dann z.B. in Verbrennungsmotoren als Treibstoff oder für sonstige Zwecke einzusetzen.

[0003] Um mit solchen Vergaservorrichtungen einen effizienten Vergasungsprozess und/oder eine hohe Gasqualität zu erzielen, ist es äußerst wichtig, eine gleichmäßige Zufuhr von Vergasungsmittel, insbesondere Luft, in das Reaktorgefäß zu gewährleisten.

[0004] Mit der, in der AT 513811 B1 gezeigten Vergaservorrichtung zur Gewinnung von brennbarem Gas aus Biomasse wird eine gleichmäßige Verteilung des Vergasungsmittels durch eine rotierende sternförmige Zuführeinrichtung, auch als Düsenträger bezeichnet, mit vielen Düsen bzw. Austrittsöffnungen erzielt.

[0005] Durch die Drehbewegung der Zuführeinrichtung werden ungewünschte Brücken- bzw. Hohlbrände in der brennbaren Masse vermieden, da eine zumindest teilweise Durchmischung erfolgt und die Bereiche rund um die Austrittsöffnungen durch die kontinuierliche Neupositionierung der Zuführeinrichtung im Wesentlichen unbehindert bleiben.

[0006] Weiters wird durch die Vielzahl an Austrittsöffnungen, welche das Vergasungsmittel in viele Richtungen einblasen und in einer Draufsicht möglichst gleichmäßig an der Zuführeinrichtung positioniert sind, eine gleichmäßige Zufuhr des Vergasungsmittels, insbesondere in Form von Luft, in das brennbare Material erreicht.

[0007] Die Zuführeinrichtung der AT 513811 B1 ist hierzu mit einer vertikalen Tragstange ausgeführt, an welcher am oberen Ende bzw. am Tragstangenkopf eine Vielzahl an Armen mit Austrittsöffnungen so angeschlossen ist, dass die einzelnen Achsen der Arme am Tragstangenkopf aufeinandertreffen und eine Sternform bilden.

[0008] Bei einer Rotation der Zuführeinrichtung überstreichen die sternförmig angeordneten Arme eine Kreisfläche und die einzelnen Austrittsöffnungen jeweils konzentrische Kreise.

[0009] Die beim genannten Stand der Technik realisierte, sternförmige Anordnung der Arme hat zur Folge, dass die Abstände der auf einem konzentrischen Kreis liegenden Austrittsöffnungen zweier oder mehrerer Arme zueinander mit zunehmendem Kreisradius zunehmen.

[0010] Das bedeutet, dass die an den äußeren Enden der Arme angeordneten Austrittsöffnungen, also jene, welche den größten Kreis überstreichen, auch den größten Abstand zueinander aufweisen.

[0011] Bei zunehmenden Armlängen und/oder bei zunehmenden Dimensionen der Vergaservorrichtung, insbesondere des Reaktorquerschnitts in einer Draufsicht, besteht somit das Problem, dass die Abstände der Austrittsöffnungen so groß werden, dass eine gleichmäßige Zufuhr von Vergasungsmittel, insbesondere Luft, in die äußeren Bereiche des Reaktorraums nicht mehr gewährleistet werden kann.

[0012] Je weiter nämlich das brennbare Material von einer Austrittsöffnung entfernt ist, umso weniger Sauerstoff gelangt an diese Stelle und die Qualität des erzeugten brennbaren Gases an dieser Stelle sinkt.

[0013] Größere Dimensionen der beim Stand der Technik bekannten Vergaservorrichtung bzw. Arme der Zuführeinrichtung können also ungewünschte Leistungs- und/oder Qualitätsverluste mit sich bringen.

[0014] Außerdem kann es bei zu langen Armen, insbesondere aufgrund des Widerstands des brennbaren Materials, zu mechanischen Problemen, erhöhtem Komponentenverschleiß oder dergleichen kommen.

[0015] In diesem Zusammenhang sei erwähnt, dass verhältnismäßig große Armdurchmesser ebenfalls unerwünscht sind, da der Materialfluss, insbesondere von größeren Materialstücken, so wenig wie möglich behindert werden sollte, um eine gleichmäßige Verteilung des Vergasungsmittels zu erzielen.

[0016] Die in der genannten Schrift gezeigte Technologie ist daher nicht beliebig nach oben skalierbar. Die Größe des Reaktorhohlraums solcher, beim Stand der Technik bekannter Vergaservorrichtungen ist somit limitiert.

[0017] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine verbesserte Vergaservorrichtung der eingangs genannten Art bereitzustellen, deren Leistung und/oder Dimensionen nicht so wie beim Stand der Technik limitiert ist.

[0018] Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

[0019] Es ist somit bei erfindungsgemäßen Vergaservorrichtungen vorgesehen, dass die Vergaservorrichtung wenigstens zwei um jeweils eine Rotationsachse drehbar gelagerte Zuführeinrichtungen zur Zufuhr von Vergasungsmittel in den Reaktorhohlraum aufweist, wobei jede der Zuführeinrichtungen mehrere, innerhalb des Reaktorhohlraums im Bereich zwischen der Einfüllschleuse und dem Gitterrost angeordnete, Arme mit Austrittsöffnungen zum Austritt des Vergasungsmittels in den Reaktorhohlraum aufweist.

[0020] Der große Vorteil dieser Vergaservorrichtung ist die einfache Skalierbarkeit, da es theoretisch möglich ist, eine beliebige Zahl an Zuführeinrichtungen nebeneinander in einem Reaktorgefäß anzuordnen und so ein nahezu beliebig großes und leistungsfähiges Reaktorgefäß zu schaffen.

[0021] Somit sind die Dimensionen der Vergaservorrichtung nicht durch den Mechanismus der Zufuhr an Vergasungsmittel, also insbesondere der Luftzufuhr, limitiert.

[0022] In anderen Worten heißt das, dass es die Erfindung ermöglicht, die Leistung der Vergaservorrichtung im technisch möglichen Bereich durch größere Dimensionen, insbesondere des Reaktorgefäßes, und die Anordnung mehrerer Zuführeinrichtungen nebeneinander zu steigern.

[0023] Diese Vergaservorrichtung ermöglicht also bei einer, im technisch möglichen und/oder sinnvollen Bereich, beliebigen Größe des Reaktors, insbesondere dessen horizontalen Querschnitts, eine gleichmäßige Zufuhr an Vergasungsmittel in den Reaktorhohlraum zu gewährleisten.

[0024] Das heißt einerseits, dass eine örtlich sehr gleichmäßig verteilte Einblasung an Vergasungsmittel stattfindet, und andererseits, dass aufgrund der Bewegung der Arme und AustrittsÖffnungen durch das brennbare Material, eine zeitlich gleichmäßige bzw. kontinuierliche Einblasung gewährleistet ist.

[0025] Das hat den Vorteil, dass der Vergasungsprozess unabhängig von den Dimensionen der Vergaservorrichtung effizient ablaufen kann und immer eine hohe Qualität des erzeugten, brennbaren Gases gewährleistet ist.

[0026] Das brennbare Material ist dabei bevorzugt Biomasse, insbesondere Holz, kann aber z.B. auch ein Materialgemisch aus Biomasse und Kunststoff, vorzugsweise mit einem relativ hohen Biomasseanteil, sein.

[0027] Es ist bevorzugt vorgesehen, dass die Einfüllschleuse zum Einfüllen des brennbaren Materials im am oberen Ende liegenden Bereich des Reaktorhohlraums angeordnet ist, sodass sich

das Material beim Betrieb der Vergaservorrichtung im Wesentlichen von oben nach unten bewegt.

[0028] Weiters ist bevorzugt vorgesehen, dass der Gasauslass zur Abfuhr des erzeugten Gases an dem der Einfüllschleuse gegenüberliegenden Ende des Reaktorgefäßes, insbesondere im Bereich des Bodens des Reaktorgefäßes, angeordnet ist.

[0029] Der wenigstens eine Gitterrost ist zwischen der Einfüllschleuse und dem Gasauslass und insbesondere unterhalb der Arme der Zuführeinrichtungen angeordnet und befindet sich bevorzugt im unteren Bereich des Reaktorgefäßes.

[0030] Der wenigstens eine Gitterrost dient dabei der Trennung des noch zu vergasenden, brennbaren Materials, also in anderen Worten des Festbetts, von unvergastem, für den Vergasungsprozess nicht mehr nutzbarem Material, wie z.B. von Schlacke, Asche und/oder Fremdkörpern.

[0031] Der wenigstens eine Gitterrost ist bevorzugt so ausgeführt, dass eine Abtrennung von Festkörpern vom Festbett und der Austragung der Fremdkörper aus dem Reaktorgefäß, insbesondere während dem Betrieb, einfach erfolgen kann.

[0032] Die Arme der Zuführeinrichtungen können als Träger und/oder Rohre verstanden werden, durch welche das Vergasungsmittel hin zu den Austrittsöffnungen bzw. Düsen in den Armen geführt wird.

[0033] Bevorzugt sind die Arme jeweils an ihrem, von der Rotationsachse der jeweiligen Zuführeinrichtung wegweisenden Ende, geschlossen. Bevorzugt sind die Austrittsöffnungen für das Vergasungsmittel ausschließlich im Bereich zwischen den einander gegenüberliegenden Enden des jeweiligen Arms angeordnet.

[0034] Die Austrittsöffnungen sind bevorzugt mit zumindest teilweise unterschiedlichen Abständen in radialer Richtung ausgehend von der jeweiligen Rotationsachse der jeweiligen Zuführeinrichtung im jeweiligen Arm angeordnet.

[0035] Besonders bevorzugt sind die radialen Abstände der Austrittsöffnungen zueinander so gewählt, dass die Austrittsöffnungen in einer Draufsicht möglichst gleichmäßig in alle Richtungen verteilt sind.

[0036] Weiter können die Austrittsöffnungen an den Mantelflächen der Arme in alle Richtungen zeigen, sodass sie Vergasungsmittel in alle Richtungen einblasen.

[0037] Das heißt, dass die Austrittsöffnungen über die Mantelflächen der Arme an allen Positionen angeordnet sein können, also sich entlang des ganzen Querschnittsumfangs eines jeden Arms befinden können.

[0038] Die Arme sind im Betriebszustand im Reaktorgefäß vorzugsweise auf jener Höhe angeordnet, auf der sie die Zuführung des Vergasungsmittels für den Vergasungsprozess optimal fördern.

[0039] Dabei ist es möglich, die Höhe genau einzustellen und, insbesondere auch während dem Betrieb, bei Bedarf anzupassen und/oder zu variieren.

[0040] Die Arme einer jeden Zuführeinrichtung sind bevorzugt in einer Draufsicht sternförmig angeordnet. Günstig ist es auch, wenn alle Arme der jeweiligen Zuführeinrichtung, von der jeweiligen Rotationsachse dieser Zuführeinrichtung aus gesehen, gleich lang sind.

[0041] Jeweils zwei der zueinander benachbart angeordneten Arme der jeweiligen Zuführeinrichtung schließen in einer Draufsicht bevorzugt jeweils einen gleich großen Winkel miteinander ein. In anderen Worten sind die Arme der jeweiligen Zuführeinrichtung also in Rotationsrichtung günstigerweise gleichmäßig verteilt angeordnet.

[0042] Die Anzahl der Arme beträgt dabei mindestens zwei, vorzugsweise sechs, kann aber im technisch sinnvollen und/oder vorteilhaften Bereich beliebig sein.

[0043] Die Zuführeinrichtungen rotieren im Betriebszustand der Vergaservorrichtung um ihre je-

weiligen Rotationsachsen. Die Rotationsachsen sind vorzugsweise zueinander parallel und voneinander beabstandet angeordnet. In einer Betriebsstellung der Vergaservorrichtung verlaufen die Rotationsachsen bevorzugt vertikal.

[0044] Es ist aber auch denkbar, dass die Rotationsachsen in der Betriebsstellung der Vergaservorrichtung gegenüber der Vertikalen abgewinkelt angeordnet sind.

[0045] Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Zuführeinrichtungen jeweils eine Tragstange aufweisen, welche zur jeweiligen Rotationsachse der jeweiligen Zuführeinrichtung koaxial angeordnet ist und von welcher die Arme der jeweiligen Zuführeinrichtung abstehen.

[0046] Bevorzugt weisen die Tragstangen jeweils eine interne Zuführungsleitung für die Zufuhr von Vergasungsmittel hin zu den Austrittsöffnungen der Arme auf, wobei die Zuführungsleitungen jeweils einen Anschluss an eine in der Betriebsstellung der Vergaservorrichtung unter dem Reaktorgefäß angeordnete Zufuhrvorrichtung besitzen.

[0047] Die Tragstangen sind weiters von jeweils einem, vorzugsweise außerhalb des Reaktorgefäßes angeordneten, Drehantrieb drehbar. Der jeweilige Drehantrieb ist in der Betriebsstellung der Vergaservorrichtung bevorzugt unter dem Reaktorgefäß angeordnet.

[0048] Die Arme der jeweiligen Zuführeinrichtung können, wie beim Stand der Technik an sich bekannt, mit der jeweiligen Rotationsachse der jeweiligen Zuführeinrichtung einen Winkel von 90 Grad einschließen.

[0049] Es ist aber auch möglich, dass die Arme der jeweiligen Zuführeinrichtung einen von 90 Grad abweichenden Winkel mit der jeweiligen Rotationsachse der jeweiligen Zuführeinrichtung einschließen.

[0050] Es ist bevorzugt vorgesehen, dass die Arme der jeweiligen Zuführeinrichtung einen Winkel im Bereich von 45 Grad bis 135 Grad, vorzugsweise von 70 Grad bis 110 Grad, mit der jeweiligen Rotationsachse an der jeweiligen Zuführeinrichtung einschließen.

[0051] Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Zuführeinrichtungen so um die jeweiligen Rotationsachsen rotierbar sind, dass die Arme einer jeden Zuführeinrichtung in einer Draufsicht jeweils wenigstens eine Kreisfläche überstreichen.

[0052] Bei einer Rotation um die jeweilige Rotationsachse überstreichen somit günstigerweise alle Arme einer jeweiligen Zuführeinrichtung in der Draufsicht eine Kreisfläche.

[0053] Die Kreisflächen benachbarter Zuführeinrichtungen können sich in der Draufsicht überschneiden.

[0054] Es kann aber auch vorgesehen sein, dass die Kreisflächen benachbarter Zuführeinrichtungen in der Draufsicht nebeneinander und sich maximal in einem Punkt berührend, also in anderen Worten sich eben nicht überlappend, angeordnet sind. Die Kreisflächen benachbarter Zuführeinrichtungen können in der Draufsicht somit auch voneinander beabstandet sein oder sich eben nur in einem Punkt berühren.

[0055] Das Reaktorgefäß ist in der Regel im Wesentlichen ein zylinderförmiger Behälter, der in der Draufsicht eine beliebige Querschnittsform besitzen kann, also beispielsweise kreisförmig, rechteckig, elliptisch, wolkenförmig etc. sein kann.

[0056] Bevorzugt ist es vorgesehen, dass in der Draufsicht die sich aus der Summe der überstrichenen Kreisflächen ergebende Fläche mindestens 70%, vorzugsweise mindestens 80 %, der Querschnittsfläche des Reaktorhohlraums beträgt. Besonders bevorzugt deckt die Summe der überstrichenen Kreisflächen möglichst die gesamte Querschnittsfläche des Reaktorhohlraums ab. So kann eine gleichmäßige Zufuhr von Vergasungsmittel besonders gut gewährleistet werden.

[0057] Bevorzugt ist es dabei vorgesehen, dass in der Draufsicht sich die Außenkonturen des Reaktorquerschnitts und der sich aus der Summe der überstrichenen Kreisflächen ergebenden Fläche ähneln. Weiters ist es günstig, wenn der Abstand zwischen dem Reaktorgefäß und den

äußeren Enden der Arme der Zuführeinrichtung möglichst gering und/oder gleichmäßig ist.

[0058] Diese vorab genannten Maßnahmen tragen dazu bei, das Bilden von Materialverklumpungen oder dergleichen am Rande des Reaktorhohlraums zu vermeiden.

[0059] An den jeweiligen Tragstangen der jeweiligen Zuführeinrichtungen können sich eine oder mehrere Gruppen von Armen befinden.

[0060] Eine Gruppe von Armen definiert sich günstigerweise über ihren gemeinsamen ringförmigen Anschlussbereich an einer Tragstange.

[0061] Günstigerweise ist vorgesehen, dass die Zuführeinrichtungen jeweils zumindest zwei Gruppen von Armen aufweisen, wobei die Arme der jeweiligen Gruppe jeweils in einem ringförmigen Anschlussbereich an der Tragstange der jeweiligen Zuführeinrichtung angeschlossen sind, wobei die jeweiligen ringförmigen Anschlussbereiche in einer Längsrichtung der Tragstange der jeweiligen Zuführeinrichtung zueinander versetzt sind.

[0062] In der Betriebsstellung der Vergaservorrichtung bedeutet das günstigerweise, dass die einzelnen Gruppen von Armen vertikal zueinander versetzt angeordnet sind.

[0063] Dabei ist es bevorzugt vorgesehen, dass alle Arme einer Gruppe unter demselben Winkel zur jeweiligen Rotationsachse an der Tragstange angeschlossen bzw. angeordnet sind.

[0064] Das heißt z.B. auch, dass alle Arme einer Gruppe in der Betriebsstellung der Vergaservorrichtung entweder horizontal oder nach oben geneigt oder nach unten geneigt angeordnet und an der Tragstange befestigt sind.

[0065] Es ist jedoch auch denkbar, dass die Arme einer Gruppe unter unterschiedlichen Winkeln zur jeweiligen Rotationsachse an der Tragstange angeschlossen bzw. angeordnet sind.

[0066] Jedenfalls sind die einzelnen Arme und die gegebenenfalls vorhandenen Gruppen von Armen so angeordnet, dass eine kollisionsfreie Rotation aller Zuführeinrichtungen möglich ist.

[0067] Besonders bevorzugt sind Arme bzw. die einzelnen Gruppen von Armen der wenigstens zwei nebeneinander angeordneten Zuführvorrichtungen so ausgeführt und angeordnet, dass sie sich bei einer Rotation aller Zuführeinrichtungen zahnradartig aneinander vorbeibewegen.

[0068] Durch eine zahnradartige Anordnung der Arme und ihrer Gruppen können die Abstände zwischen den einzelnen Austrittsöffnungen klein gehalten werden, was eine gleichmäßige Verteilung des Vergasungsmittels fördert.

[0069] Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Figuren sowie der dazugehörigen Figurenbeschreibung. Dabei zeigen:

[0070] Fig. 1 und 2 ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vergaservorrich-

tung,

[0071] Fig. 3 und 4 ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vergaservorrichtung,

[0072] Fig. 5 ein drittes Beispiel einer Anordnung mehrerer Zuführeinrichtungen in einem

Reaktorgefäß in einer Draufsicht, und

[0073] Fig. 6 ein viertes Beispiel einer Anordnung mehrerer Zuführeinrichtungen in einem Reaktorgefäß in einer Draufsicht.

[0074] Die Figuren 1 und 2 zeigen schematisiert ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vergaservorrichtung 1, wobei die Fig. 1 einen Vertikalschnitt und die Fig. 2 eine Draufsicht auf die Zuführeinrichtungen 8 zeigt. Die Fig. 2 ist dabei im Wesentlichen ein horizontaler Schnitt durch das Reaktorgefäß 2 zwischen dem Rührwerk 16 und den Armen 9 der Zuführeinrichtungen 8. Hier sieht man gut die sternförmige Anordnung der jeweiligen Arme 9 der jeweiligen Zuführeinrichtung 8.

[0075] Die Fig. 1 und 2 zeigen dabei eine Vergaservorrichtung 1 mit vier Zuführeinrichtungen 8,

bei welchen alle Arme 9 unter einem rechten Winkel 12 zu den Rotationsachsen 7 an die Tragstangen 11 der jeweiligen Zuführeinrichtungen 8 angeschlossen sind, oder in anderen Worten in einem rechten Winkel 12 von den Rotationsachsen 7 bzw. Tragstangen 11 abstehen.

[0076] Bei diesem Ausführungsbeispiel besitzt jede Zuführeinrichtung 8 jeweils eine Gruppe 13 von Armen 9, wobei die Gruppe 13 von Armen 9 der linken zwei, in der Ansicht der Fig. 1 deckungsgleich angeordneten, Zuführeinrichtungen 8 vertikal versetzt unterhalb der jeweiligen Gruppe 13 von Armen 9 der rechten zwei, in der Ansicht der Fig.1 deckungsgleich angeordneten Zuführeinrichtungen 8 angeordnet ist.

[0077] Alternativ zur vertikal versetzten Anordnung könnten alle Gruppen 13 von Armen 9 auch in vertikaler Richtung auf derselben Höhe bzw. auf einer horizontalen Ebene liegend angeordnet sein.

[0078] Das ist hier möglich, da ein Abstand zwischen den Armen 9 der linken und der rechten zwei Zuführeinrichtungen 8 vorhanden ist, sodass die Arme 9 bei einer Rotation der jeweiligen Zuführeinrichtungen 8 nicht miteinander kollidieren können.

[0079] Angemerkt sei hier die Möglichkeit, dass die Zuführeinrichtungen 8 nicht nur um ihre jeweiligen Rotationsachsen 7 drehbar sind, sondern auch vertikal entlang der jeweiligen Rotationsachsen 7 bzw. der Längsrichtung der jeweiligen Tragstange 11 verschiebbar sein können.

[0080] Die Vertikalverschiebung kann dabei während und/oder vor und/oder nach dem Betrieb der Vergasungseinrichtung 1 stattfinden.

[0081] Weiters ist in der Fig. 1 eine Austragungsöffnung 17 zur Austragung von nicht oder nicht mehr vergasbarem Material, insbesondere von Asche, Schlacke oder größeren Fremdkörpern, aus dem Reaktorgefäß 2 gezeigt.

[0082] Die wenigstens eine Austragungsöffnung 17 befindet sich vorzugsweise am Bodenbereich rund um den wenigstens einen Gitterrost 6, da sich dort all das Material sammelt, welches nicht oder nicht weiter vergast werden kann. Bei solchen Materialstücken handelt es sich typischerweise um Asche, Schlacke oder größere, nicht brennbare Fremdkörper wie Metall, Steine oder dergleichen.

[0083] Die Austragungsöffnung 17 ist dann vorzugsweise weiters an eine Schleuse 20 angeschlossen, durch welche das feste Material ausgetragen werden kann.

[0084] Des Weiteren zeigt die Fig. 1 ein Rührwerk 16 zum Umrühren des brennbaren Materials im Reaktorhohlraum 3, wobei das Rührwerk 16 vorzugsweise zwischen der Einfüllschleuse 4 für das brennbare Material und den Zuführeinrichtungen 8 angeordnet ist.

[0085] Das Rührwerk 16 rotiert um seine eigene Achse 21, wobei es auch möglich ist, dass es entlang seiner Achse 21, also in der in Fig.1 gezeigten Betriebsstellung der Vergaservorrichtung 1, vertikal verschiebbar ist.

[0086] Bei diesem Ausführungsbeispiel sind um jede Zuführeinrichtung 8 jeweils drei Gitterroste 6 vorhanden, welche übereinander vertikal versetzt angeordnet sind.

[0087] Es sind aber auch andere Anordnungen von einem oder mehreren Gitterrosten 6 denkbar.

[0088] Die Fig. 2 zeigt einen horizontalen Schnitt durch das Reaktorgefäß 2 mit einer Draufsicht auf die vier Zuführeinrichtungen 8, welche voneinander beabstandet angeordnet sind.

[0089] Bei diesem Ausführungsbeispiel besitzen alle Arme 9 aller Zuführvorrichtungen 8 die gleiche Länge. Bei einer Rotation der Zuführeinrichtungen 8 um die jeweilige Rotationsachse 7 überstreichen die Arme 9 der jeweiligen Zuführeinrichtung 8 jeweils eine entsprechende Kreisfläche 15.

[0090] In Fig. 2 ist gut zu sehen, dass hier in diesem Ausführungsbeispiel sich die Kreisflächen 15 benachbarter Zuführeinrichtungen 8 nicht überlappen, sondern nebeneinander angeordnet und voneinander beabstandet sind.

[0091] In diesem Ausführungsbeispiel ist die Querschnittsform des Reaktorgefäßes 2 im Wesentlichen den Außenkonturen der Kreisflächen 15 angepasst.

[0092] Eine gute Anpassung zwischen der Reaktorgefäß-Querschnittsform bzw. -Außenkontur und der Kreisflächen-Außenkontur 15 ist besonders günstig für den Vergasungsprozess, jedoch nicht zwingend erforderlich.

[0093] Im Ausführungsbeispiel der Fig. 1 und 2 sind die Austrittsöffnungen 10 bevorzugt so rund um die Mantelfläche der Arme 9 positioniert bzw. orientiert, dass sie das Vergasungsmittel in der Betriebsstellung vertikal nach oben, vertikal nach unten und horizontal entlang einer Horizontalebene einblasen.

[0094] Generell ist es aber möglich, dass die Austrittsöffnungen 10 in alle Richtungen rund um die Mantelfläche der Arme 9 orientiert sein können. An ihren, von der Rotationsachse 7 der jeweiligen Zuführeinrichtung 8 wegweisenden, Enden 19 sind die Arme 9 bevorzugt verschlossen. Durch die Austrittsöffnungen 10 in den Armen 9 tritt das Vergasungsmittel, vorzugsweise in Form von Luft bzw. Druckluft, in das zu vergasende, brennbare Material aus.

[0095] Die hier nicht explizit dargestellten Drehantriebe zum Drehen der Zuführeinrichtungen 8 sind, in der dargestellten Betriebsstellung der Vergaservorrichtung 1 gesehen, bevorzugt unter dem Reaktorgefäß 2 angeordnet. Sie können z.B. als Riemen- oder Zahnradantriebe ausgebildet sein und greifen zum Drehen der Zuführeinrichtungen 8 um ihre jeweiligen Rotationsachsen 7 günstigerweise an den unten aus dem Reaktorgefäß 2 hervorstehenden Enden 22 der Tragstangen 11 an. Uber diese unteren Enden 22 der Tragstangen 11 wird günstigerweise auch das Vergasungsmittel, insbesondere in Form von Luft, vorzugsweise unter Druck, in die jeweilige interne Zuführungsleitung 18 der Tragstangen 11 eingespeist. Von dort gelangt das Vergasungsmittel zu den Armen 9 und kann über deren Austrittsöffnungen 10 in das zu vergasende, brennbare Material einströmen.

[0096] Bei der nun folgenden Beschreibung der in den Fig. 3 bis 6 gezeigten Ausführungsbeispiele wird zur Vermeidung von Wiederholungen vorrangig auf die Unterschiede zum ersten Ausführungsbeispiel eingegangen. Ansonsten gilt die obige Beschreibung des ersten Ausführungsbeispiels soweit anwendbar auch für die nachfolgend noch beschriebenen Ausführungsbeispiele.

[0097] Die Figuren 3 und 4 zeigen ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vergaservorrichtung 1, wobei die Fig. 3 einen Horizontalschnitt durch das Reaktorgefäß 2 und damit auch den Reaktorhohlraum 3 und die Fig. 4 eine Draufsicht auf die Zuführeinrichtungen 8 zeigen. Die Fig. 4 ist dabei im Wesentlichen ein horizontaler Schnitt durch das Reaktorgefäß 2 zwischen dem Rührwerk 16 und den Armen 9 der Zuführeinrichtungen 8.

[0098] Die Fig. 3 zeigt, dass bei diesem zweiten Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vergaservorrichtung 1 alle Arme 9 unter einem von einem rechten Winkel verschiedenen Winkel 12 zu den Rotationsachsen 7 an die Tragstangen 11 der jeweiligen Zuführeinrichtungen 8 angeschlossen sind.

[0099] Die Fig. 3 und 4 zeigen beispielhaft Zuführeinrichtungen 8, welche jeweils zwei Gruppen 13 von Armen 9 besitzen, wobei die Gruppen 13 von Armen 9 der linken Zuführeinrichtungen 8 vertikal versetzt oberhalb der Gruppen 13 von Armen 9 der rechten Zuführeinrichtungen 8 angeordnet sind.

[00100] Außerdem besitzen die Gruppen 13 von Armen 9 unterschiedliche Winkel 12 zu den jeweiligen Rotationsachsen 7, wobei die links dargestellten Gruppen 13 von Armen 9 nach oben geneigt sind und die rechts dargestellten Gruppen 13 von Armen 9 nach unten geneigt sind.

[00101] In Fig. 4 ist gut zu sehen, dass auch in diesem zweiten Ausführungsbeispiel die Arme 9 einer jeden Zuführeinrichtung 8 jeweils gleich lang sind und bei einer entsprechenden Drehung um die jeweilige Rotationsachse 7 in einer Draufsicht jeweils eine Kreisfläche 15 überstreichen. Im Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel ist es hier im zweiten Ausführungsbeispiel aber so, dass sich die Kreisflächen 15 benachbarter Zuführeinrichtungen 8 in der in Fig. 4 dargestellten Draufsicht überschneiden.

[00102] Um eine Kollision zwischen den Armen 9 benachbarter Zuführeinrichtungen 8 bei deren Drehung um ihre jeweilige Rotationsachse 7 zu vermeiden, kann, wie in Fig.3 beispielhaft gezeigt, eine vertikal versetzte Anordnung der einzelnen Gruppen 13 von Armen 9 vorgesehen sein.

[00103] Hierbei besteht die Möglichkeit, die vertikalen Abstände zwischen den einzelnen Gruppen 13 von Armen 9 und/oder die Winkel 12 zwischen den Armen 9 und der jeweiligen Rotationsachse 7 so auszuführen, dass der Vergasungsprozess optimiert ist.

[00104] Angemerkt sei hier auch die Möglichkeit, dass die Zuführeinrichtungen 8 auch während des Betriebs vertikal entlang der jeweiligen Rotationsachse 7 bzw. der jeweiligen Längsrichtung der jeweiligen Tragstange 11 verschiebbar sind.

[00105] In diesem zweiten Ausführungsbeispiel ist die Querschnittsform des Reaktorgefäßes 2 den Außenkonturen der Kreisflächen 15 teilweise angepasst.

[00106] Auch in diesem zweiten Ausführungsbeispiel ist es möglich, dass die Austrittsöffnungen 10 in alle Richtungen rund um die Mantelfläche der Arme 9 orientiert sein können.

[00107] Die Fig. 5 zeigt einen horizontalen Schnitt durch die Vergaservorrichtung 1 eines dritten Ausführungsbeispiels.

[00108] Hier sind insgesamt sechs Zuführeinrichtungen 8 nebeneinander angeordnet, wobei die von den Armen 9 benachbarter Zuführeinrichtungen 8 überstrichenen Kreisflächen 15 voneinander beabstandet sind. Zwischen den Zuführeinrichtungen 8 befinden sich zwei Austrittsöffnungen 17.

[00109] Bei diesem dritten Ausführungsbeispiel ist die Außenkontur des Reaktorgefäß-Querschnitts teilweise an die gemeinsame Außenkontur der überstrichenen Kreisflächen 15 der Arme 9 der Zuführeinrichtungen 8 angepasst.

[00110] Die Fig. 6 zeigt einen horizontalen Schnitt durch die Vergaservorrichtung 1 eines vierten Ausführungsbeispiels.

[00111] Hier sind insgesamt sechzehn Zuführeinrichtungen 8 einander überlappend angeordnet. Zwischen den Zuführeinrichtungen 8 befinden sich neun Austrittsöffnungen 17.

[00112] Bei diesem Beispiel ist die Außenkontur des Reaktorgefäß-Querschnitts im Wesentlichen an die gemeinsame Außenkontur der überstrichenen Kreisflächen 15 der Arme 9 der Zuführeinrichtungen 8 angepasst und besitzt außerdem eine einfach auszuführende Form eines Rechtecks mit abgerundeten Ecken.

[00113] Die Ausführungsbeispiele in den Figuren 1 bis 6 zeigen beispielhaft verschiedene Anordnungen von Zuführeinrichtungen 8 in Kombination mit verschiedenen Querschnittsformen von Reaktorgefäßen 2. Dies veranschaulicht exemplarisch, dass es sehr viele erfindungsgemäße Anordnungsmöglichkeiten von Zuführeinrichtungen 8 und Reaktorgefäß-Querschnittsformen gibt und mit der Erfindung auch sehr große und damit leistungsfähige Vergaservorrichtungen 1 gebaut werden können.

LEGENDE ZU DEN HINWEISZIFFERN:

1 Vergaservorrichtung 2 Reaktorgefäß

3 Reaktorhohlraum 4 Einfüllschleuse

5 —Gasauslass

6 Gitterrost

7 Rotationsachse

8 Zuführeinrichtung 9 Arm

10 Austrittsöffnung 11 Tragstange

12 Winkel

13 Gruppe

14 Anschlussbereich 15 Kreisfläche

16 Rührwerk

17 Austrittsöffnung 18 Zuführungsleitung 19 Ende

20 Schleuse

21 Achse

22 Ende

Claims (10)

Patentansprüche

1. Vergaservorrichtung (1) zur Gewinnung von brennbarem Gas aus brennbarem Material, ins-

besondere Biomasse, umfassend

- ein Reaktorgefäß (2), welches einen Reaktorhohlraum (3) umschließt, und

- wenigstens eine Einfüllschleuse (4) zum Einfüllen des Materials in den Reaktorhohlraum (3), und

- wenigstens einen Gasauslass (5) zur Abfuhr des aus dem Material erzeugten brennbaren Gases aus dem Reaktorhohlraum (3), und

- wenigstens einen Gitterrost (6) im Reaktorhohlraum (3),

wobei der Gasauslass (5) auf der der Einfüllschleuse (4) gegenüberliegenden Seite des Git-

terrosts (6) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Vergaservorrichtung (1) we-

nigstens zwei, um jeweils eine Rotationsachse (7) drehbar gelagerte Zuführeinrichtungen (8)

zur Zufuhr von Vergasungsmittel in den Reaktorhohlraum (3) aufweist, wobei jede der Zu-

führeinrichtungen (8) mehrere, innerhalb des Reaktorhohlraums (3) im Bereich zwischen der

Einfüllschleuse (4) und dem Gitterrost (6) angeordnete, Arme (9) mit Austrittsöffnungen (10)

zum Austritt des Vergasungsmittels in den Reaktorhohlraum (3) aufweist.

2. Vergaservorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Arme (9) einer jeden Zuführeinrichtung (8) in einer Draufsicht sternförmig angeordnet sind und/oder alle Arme (9) der jeweiligen Zuführeinrichtung (8), von der jeweiligen Rotationsachse (7) dieser Zuführeinrichtung (8) aus gesehen, gleich lang sind und/oder die Arme (9) jeweils an ihrem, von der Rotationsachse (7) der jeweiligen Zuführeinrichtung (8) wegweisenden, Ende (19) geschlossen sind.

3. Vergaservorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotationsachsen (7) der Zuführeinrichtungen (8) parallel zueinander und voneinander beabstandet angeordnet sind.

4. Vergaservorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführeinrichtungen (8) jeweils eine Tragstange (11) aufweisen, welche zur jeweiligen Rotationsachse (7) der jeweiligen Zuführeinrichtung (8) koaxial angeordnet ist und von welcher die Arme (9) der jeweiligen Zuführeinrichtung (8) abstehen.

5. Vergaservorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Arme (9) der jeweiligen Zuführeinrichtung (8) einen von 90 Grad abweichenden Winkel (12) mit der jeweiligen Rotationsachse (7) der jeweiligen Zuführeinrichtung (8) einschließen.

6. Vergaservorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Arme (9) der jeweiligen Zuführeinrichtung (8) einen Winkel (12) im Bereich von 45 Grad bis 135 Grad, vorzugsweise von 70 Grad bis 110 Grad, mit der jeweiligen Rotationsachse (7) der jeweiligen Zuführeinrichtung (8) einschließen.

7. Vergaservorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführeinrichtungen (8) jeweils zumindest zwei Gruppen (13) von Armen (9) aufweisen, wobei die Arme (9) der jeweiligen Gruppe (13) jeweils in einem ringförmigen Anschlussbereich (14) an der Tragstange (11) der jeweiligen Zuführeinrichtung (8) angeschlossen sind, wobei die jeweiligen ringförmigen Anschlussbereiche (14) in einer Längsrichtung der Tragstange (11) der jeweiligen Zuführeinrichtung (8) zueinander versetzt sind.

8. Vergaservorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführeinrichtungen (8) so um die jeweiligen Rotationsachsen (7) rotierbar sind, dass die Arme (9) einer jeden Zuführeinrichtung (8) in einer Draufsicht jeweils eine Kreisfläche (15) überstreichen.

9. Vergaservorrichtung (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Kreisflächen (15) benachbarter Zuführeinrichtungen (8) sich in der Draufsicht überschneiden.

10. Vergaservorrichtung (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Kreisflächen (15) benachbarter Zuführeinrichtungen (8) in der Draufsicht nebeneinander und sich maximal in einem Punkt berührend angeordnet sind.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen