Verfahren zum Vergasen von Brennstoffen in Gasgeneratoren mit absteigender Vergasung und Gasgenerator zur Durchführung dieses Verfahrens. Es ist bereits bekannt, Gasgeneratoren mit mechanisch oder von Hand bewegten Drehrosten, Schüttelrosten, pendelnd aufge hängten und durch mechanisch angetriebene Zugstangen ruckweise bewegten Roststäben, Rüttelsieben oder dergleichen auszurüsten.
In sämtlichen Fällen ist es Aufgabe die ser Einrichtungen, den Aschedurchfall zu begünstigen und zu erleichtern, etwa gebil dete Schlacke zu entfernen und auszutragen, Hohlraumbildungen im Herd zu beseitigen und in mittelbarer Auswirkung den allge meinen Generatordurchsatz zu fördern und zu vergrössern.
Es sind weiter Verfahren zum Vergasen von Brennstoffen in Gasgeneratoren mit ab steigender Vergasung bekanntgeworden, bei denen der Brennstoff unterhalb der Herd- einschnürung einer Rührbewegung unter worfen wird, die ihn in seinem Innern er fasst. In diesem Fall dient die Rührbewvegung zur Auflockerung von festen Verbrennungs rückständen, die sich unterhalb der Herdein schnürung bilden. Trotzdem neigen die Ver brennungsrückstände zum Ansetzen am Herd, womit der Gasdurchtritt leidet; dadurch tritt eine Beeinträchtigung der Vergasungsvor gänge im Herd ein.
Vorliegende Erfindung beruht auf der abweichenden Erkenntnis, dass die Verga sung eine reine Oberflächenreaktion ist, d. h. die Vergasungsvorgänge sind um so intensiver, je mehr Brennstoffoberfläche je Zeiteinheit dem Einfluss der Luft dargeboten wird. Die Erfindung geht von der weiteren Erkennt nis aus, dass bei Generatoren mit einem an eine Verjüngung des Schachteinsatzes ange schlossenen Fortsatz,
dessen Durchsatzquer schnitte sich von der Schachteinsatzverjün- gung ab verengen und von einer hierdurch gebildeten Einochnürung ab unter diabolo- förmiger Ausbildung der Durchsatzfüllung erweitern, die Vergasungsvorgänge sich nicht.
bleichmässig über die Durchsatzquerschnitte verteilen, sondern dass sieh im Gegenteil ein nahezu inaktiver Kuchen aus Brennstoff, festen Verbrennnngsrückständen, Asche und Schlacke bildet, der vom Generatorabschluss aus pilzförmig in das Vergasungsgut hinein wächst, das den sich in Durchsatzriehtung erweiternden Teil der diaboloförmigen Durch- satzfüllunb bildet. Die Reaktionen wickeln sich dagegen fast ausschliesslich in den Grenz- schichten zwischen dem Kuchen und der äussern Begrenzungsfläche des sich in Durch satzrichtung erweiternden Teils der diabolo- förmigen Füllung ab.
Eine Durchrührung des Innern des Kuchens zum Zwecke der Intensivierung der Vergasungsvorgänge ist daher zwecklos: sie stört im Gegenteil die Vergasungsvorgänge in den erwähnten Grenz- schichten. Rührt man dagegen die Grenz- schichten um, so tritt eine unerwartet hohe Verstärkung der Reaktionen infolge des Zu- sammenwirkens einer Vergrösserung der rea gierenden Oberflächen und einer Beschrän kung der Durchrührung auf die im wesent lichen allein reagierenden Schichten ein.
Ausgehend von diesen Erkenntnissen, zeichnet sich das Verfahren gemäss der vor liegenden Erfindung dadurch aus, dass die Grenzschichten des sich in Durchsatzrieh- tung erweiternden Teils der diaboloförmigen Durchsatzfüllung einer Rührbewegung unter- wvorfen werden.
Auf diese Weise soll es gelingen, die Ver gasungsvorgänge völlig oder nahezu völlig im Fortsatz selbst durchzuführen, so dass man unabhängig von Vergasungsvorgängen in der äussern Zone wird. Diese kann dem gemäss nach andern Gesichtspunkten ausge bildet sein. Sie behält natürlich ihren Wert in der Richtung einer Vergrösserung der Elastizität des Generators bei starken Be lastungsänderungen bei; aber es ergibt sich beispielsweise der Vorteil, von der künstli chen Einbringung von Reduktionskohle in diese Ringzone absehen zu können, die bei den bisherigen Generatoren erforderlich war, wenn, der Betrieb nicht die selbsttätige Bil dung der Kohle mit sieh brachte.
Ein zur Durchführung dieses Verfahrens geeigneter Generator zeichnet sich durch eineu Rührkörper mnit einer kreisförmigen Bewegungsbahn aus, deren Durchmesser min destens gleich dem Durchmesser der Ein schnürung der diaboloförmigen Durehsatz- füllung ist, während die Höhe des Rührkör- pers so bemessen ist, dass er von unten wenigstens annähernd his an die Einschnü rung heranreicht.
In den meisten Fällen ge nügt es dabei, auf einem Drehsieb einen einzigen Rührdorn vorzusehen, dessen Ab stand vom Drehpunkt des Drehsiebes etwa gleich oder wenig grösser ist als die Hälfte des Durchmessers des kleinsten Durchsatz- quersebnitles, während seine Höhe s o bemes sen ist, dass der Rührdorn unterhalb des engsten Durchsatzquersehnittes endet.
Das Drehsieb kann in jeder beliebigen Art und Weise angetrieben werden. Findet der Generator zum Antrieb von Fahrzeugen Anwendung, so besteht insbesondere die Möglichkeit, das Drehsieb von bei der Fahr zeugbewegung an sich bewegten Teilen, also beispielsweise von der Kardanwelle, von der Hinterradachse oder vom Motor aus zu be tätigen. In der gleichen Weise kann ein Elektromotor Anwendung finden, der von der Fahrzeugbatterie gespeist wird. Es lässt sieh auch eine Abgasturbine in der Abgas leitung des Motors anordnen, welche die er forderliehe Bewegungsenergie liefert.
Die Zeichnung zeigt als Ausführungsbei- spiel des Erfindungsgegenstandes einen Fahr zeuggenerator zur Vergasung von Holz, Torf, Braunkohle, Braunlzohlenbriketts, Steinkohle, insbesondere Magerkohle, Holzkohle, Torf- koks, Seliwelkol#:s (Braunkohlen- und Stein- kohlenschwelkoks) sowie Anthrazit.
Fig. l zeigt. einen senkrechten Längs s<U>chnitt</U> durch den untern Teil des Gasgene- rators, während Fib. ? einen waagrechten Schnitt nach Linie II-II der Fig. 1 darstellt.
In df n Figuren bezeichnet 1 einen in üblicher Weise ausgeführten Schachteinsatz, der die an sich bekannte Verjüngung 2 be sitzt. Diese Verjüngung geht in einen Schacit- fortsatz über, der ausser einer Einschnürung 3 einen sich anschliessenden zylindrischen Teil 4 mit kleinstem Querschnitt und eine sich an den Teil 4 anschliessende Erweite rung 5 aufweist, derart, dass die Durchsatz füllung diaboloförmig ausgebildet ist. An der Stelle stärkster Einschnürung, d. h. in den zylindrischen Teil 4, münden die zur Luft zuführung bestimmten Düsen 6 aus.
Die Düsen 6 bestehen dabei aus metallischen Dü senrohren 7, die an das gemeinsame Luftzu führungsrohr 8 angeschlossen, beispielsweise in die innere Wandung des Rohres 8 einge schweisst sind. Das Rohr 8 geht bei 9 in eine kastenartige Erweiterung über. In diese mündet die Luftzuführung 10 mit der rück schlagventilartig wirksamen Klappe 11. Die Düsenrohre und das Luftzuführungsrohr 8 bilden das Trabgerüst für Steine 12 aus hochfeuerfesten, insbesondere keramischen Massen. Die Steine 12 erstrecken sich dabei bis etwas über den zur Unterbringung der Düsenköpfe 6' benötigten zylindrischen Teil 4, so dass der Fortsatz mindestens von den engsten Stehle an aus hochfeuerfesten Werk stoffen, insbesondere aus keramischen Bau stoffen, besteht.
Um die Steine 12 noch besser zu halten, ist die Aussenwand 8' des Rohres 8 nach oben und unten weitergeführt, wobei der obere Teil bis zur Verjüngung 2 des Schachteinsatzes 1 heranreicht und dort seine Verankerung, etwa durch Anschweissen, findet. Der untere Teil ist dagegen bei 8" um die Steine 12 umgebördelt, so dass diese sicher gehalten werden. Aus diesem Grunde kann auf eine Verfügung der Steine untereinander und auf eine Verbindung derselben zu einem festen Mauerwerk verzichtet sein, ohne dass die Anwendbarkeit dieser Massnahmen aus geschlossen ist.
Weiter ergibt sich die Mög lichkeit, die in Fig. 1 gezeigte Querschnitts fläche der Steine 12 auf ein Mindestmass be schränken zu können, so dass die Gewichts zunahme gegenüber einem rein metallischen Generator sehr geringfügig ist und innerhalb der Grenzen bleibt, die für den Fahrzeugbe- trieb ohne weiteres zulässig erscheinen. Der Gasabzug erfolgt in an sich bekannter Weise über einen Zwischenraum 13 zwischen dem Schachteinsatz 1 und dem Generatoraussen mantel 14. Dadurch ist der gesamte Raum 13 von sauerstofffreien Gasen ausgefüllt, so dass jegliche Verzunderung der Metallteile aus geschlossen ist.
Unterhalb des Fortsatzes liegt ein Dreh sieb 15, das mit einem Rührdorn 16 versehen ist. Der Rührdorn 16 ist dabei so angordnet, dass seine Mittelachse vom Drehpunkt des Drehsiebes um die Hälfte des Durchmessers des zylindrischen Teils 4 entfernt ist. Ausser dem reicht der Rührdorn 16 bis nahe an die untere Begrenzungsfläche des zylindrischen Fortsatzteils 4 heran. Das Drehsieb 15 ist auf einem Zapfen 17 angeordnet. Auf diesen Zapfen ist unterhalb eines Abschlusses 18, gegen Asche und Sehlacke geschützt, ein Schneckenrad 19 aufgekeilt, in das eine Schnecke 920 eingreift, die bei 21 und 22 mittels der Schneckenwelle 23 gelagert ist. Auf die Schneckenwelle kann ein Zahnrad mit Mitnehmerraste auf gekeilt sein.
Die Mit nehmerraste wird von einer Stossstange be tätigt, die roter dem Einfluss eines Nockens eine hin und hergehende Bewegung ausführt, so dass das Zahnrad mitgenommen wird. Da durch tritt eine 'Verdrehung der Schnecken welle und der Schnecke ein, so dass sich das Drehsieb und der Rührdorn 16 verdrehen. Der Nacken kann beispielsweise auf der Bremstrommel eines Fahrzeugräder vorge sehen sein,
so dass auf diese Weise eine Be wegung des Drehsiebes in Abhängigkeit von der Bewegung des Fahrzeuges eintritt. Es besteht aber ebenvsiogut die Möglichkeit, einen von der Fahrzeugbewegung unabhängigen Antrieb des Drehsiebes 15 bezw. des Rühr- dornes 1'6 vorzusehen,
indem beispielsweise ein kleiner Elektromotor vorgesehen wird, dessen Strombedarf von !der Batterie des I'ahrzeuges gedeckt wird. Das Schneckenrad 19 ist zweckmässig durch ein Kugellager 24 gel:agert. Eine Luke 25 ermäglicht die ein fache und bequeme Reinigung des Dreh siebes 15 bezw. der aber- und unterhalb desselben befindlichen Räume von Asche. Schlacke und Verbrennungsrückständen.
Die Wirkungsweise ist folgende: Der Rührdorn 16 erfasst die Grenzschich- ten der vom Fortsatz begrenzten Durchsatz füllung, innerhalb welcher ein Kuchen be steht, der sich bei der Vergasung auf demn Drehsieb 15 bildet und kegelig in die Erwei terung 5 hineinragt.
Da sich in den Grenz- schichten zwischen der Erweiterung 5 und dem Kuchen im wesentlichen die Gasströ mung in Form eines hohlkegeligen Gas schleiers einstellt, wickeln sich hier haupt sächlich die Reaktionen, vornehmlich die Oxydation des Kohlenstoffes zu Kohlen dioxyd und anschliessend die Reduktion des nicht brennfähigen Kohlendioxydes zu Koh lenoxyd, daneben Dissoziationen des Wasser dampfes unter Wasserstoffbildung, Methan bildurigen und -zersetzungen, Zersetzung der Schwelgase und Vercrackung der Teerdämpfe usw. ab.
Durchrührt man also die an diesen Gasschleier angrenzenden Schichten des Brennstoffes mittels des Rührdornes 16, so erreicht man eine massgebliche Intensivierung dieser Reaktionen ohne unnötigen Energie aufwand, der beispielsweise dadurch entsteht, dass man gemäss früheren Vorschlägen die Rührkörper so anordnet und ausbildet, dass sie Rührvorgänge innerhalb des Kuchens er zeugen, die deshalb zwecklos sind, weil die so gewendeten und gedrehten Brennstoff teilchen auch in der neuen Lage überhaupt nicht mit Grasen in Berührung kommen, mit denen sie reagieren könnten.
Denn die Gas strömung richtet sich bekanntlich nach dem Weg des kleinsten Widerstandes, und dieser führt natürlich nicht durch den Kuchen, sondern durch den Zwischenraum zwischen seiner Oberfläche und der Erweiterung zumal sich dieser Zwischenraum allein unter Wirkung der Schwerkraft bildet und erhält. Energie steht aber auf einem Fahrzeug ledig lich in beschränktem Masse zur Versorgung von Hilfsmaschinen zur Verfügung, so dass sie nur mit grösstem Nutzeffekt zur Anwen dung zu bringen ist. Das geschieht hier, in dem ausschliesslich die beschriebenen Grenz- schichten einer Rührbewegung unterworfen werden.
Auf diese Weise gelingt es auch, die Ver gasungsvorgänge im wesentlichen auf den Fortsatz zu beschränken, so dass die Mitwir kung der äussern Ringzone entbehrlich ist; sie hat nur noch eine Reservewirkung, ins besondere bei hohen Belastungen, mit dem Vorteil, dass ihre Reaktionsbereitschaft für diese Inanspruchnahme in vollem Umfange erhalten bleibt. Denn es entspricht einer be kannten Beobachtung, dass die Reaktions fähigkeit mit wachsender Betriebszeit ab nimmt. Weiter erreicht man den Vorteil, die Höhe der Reaktionskohle in der äussern Ring zone besebränken zu können, so dass die Strö mungswiderstände abnehmen; dadurch ver mindert sich der Unterdruck, unter dem das Gas angesaugt wird, und es verdichtet sich demgemäss die Zylinderfüllung.
Weiter wird man unabhängig von der künstlicben An häufung von Reaktionskohle in der äussern Ringzone; die sich selbsttätig bildende Kohle reicht völlig aus, um die Reservewirkung bei höheren Belastungen zu entfalten. Alle be kannten Vorteile der Fortsätze bleiben dabei bestehen. Insbesondere wird ein teerfreies Gas herbestellt, und zwar sowohl bei den grössten als -auch bei den kleinsten Behtstuin- gen. Der Rührdorn hat den weiteren Vorteil, etwa sich bildende Schlicke vor der blöglicli- keit der Bildung grösserer Ansammlungen zu erfassen, zu verrühren und dadurch zu be seitigen,
so dass die Abfübrung der Schlacke keine Schwierigkeiten macht: begünstigt werden ausserdem in an sich bekannter Weise die Aschenentfernung mid der allgemeine Durchsatz des Generators. der sich vergrössert.
Die Erfindung ist natürlich nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. Wesentlich ist: die Rührbewegunb in dem an den Verbasungsvorgänben teilnehmenden Brennstoff, derart, dass die Reaktionswege verkürzt werden.
Unerheblich sind die Art; der Brennstoffbewegung im einzelnen und ihrer Erzeubung. - So kann an die Stelle kreisförmiger Bahnen jede andere Bahn. an die Stelle einer gleichförmigen Bewegung eine ungleichförmige, an die Stelle der steti gen Bewegung eine unstetige oder intermit tierende, an die Stelle eines dornförmigen Rührkörpers ein solcher anderer Form, bei spielsweise ein pflugscharförmiger Rührkör- per, und an nie Stelle des Drehsiebes ein Schwing-, Rüttel- oder Absaugsieb oder der gleichen treten.
Auch die Ausbildung des Bewegungsantriebes des Rührkörpers ist un erheblich. Zum Beispiel kann der Antrieb völlig unabhängig von dem des die Rühr- körper tragenden Organes, etwa eines Dreh siebes, sein, wie auch die Möglichkeit 'be steht, die Rührkörper selbst als Abschluss des Generatorschachtes auszubilden, indem man etwa flanschartige Ansätze an ihnen anbringt, die diesen Abschluss bilden.