Verfahren zum Vergasen fester Brennstoffe bei gleichzeitiger Verbrennung des erzeugten Gases, und Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens. Vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Vergasen fester Brenn stoffe bei gleichzeitigem Verbrennung des er zeugten Gases, und eine Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens.
Es sind Verfahren und Vorrichtungen für Koch- und Heizzwecke bekannt, bei welchen der Brennstoff vergast wird und das ent stehende Gas unmittelbar am Entstehungs ort durch Zufuhr von Zweitluft entzündet und verbrannt wird. Ferner sind Vorrichtun gen bekannt, bei welchen der Brennstoff direkt verbrannt wird, wobei durch wngenü- gende Luftzufuhr durch den Rost eine Ver gasung erzeugt wird, wonach dem entstehen den Gas vorgewärmte Zweitluft oberhalb des Brandherdes zugeführt wird, um eine restlose Verbrennung desselben untern der Herdplatte oder in den Ofenzügen zu bewir ken.
Sowohl das erste wie auch das zweite System weisen Nachteile auf. Bei dem ersten System ist eine lange Anheizdauer erforder lich, weil eine geraume Zeit vergeht, bis ein genügendes Quantum Brennstoff auf den Vergasungszustand erwärmt ist, was die Verwendung derartiger Vorrichtungen für Kochzwecke verhindert.
Derartige Vorrieh- tungen schliessen ferner die Gefahr in sich, dass sich das entstehende magere Gas nicht rechtzeitig entzündet, so dass dieses sich irgendwo im Ofen oder Herd staut und nach seiner Anreicherung explodiert, Bei dein zweiten System, bei welchem eine Ver gasung des Brennstoffes durch direkte Ver brennung ohne genügende Luftzufuhr er folgt, besteht die Gefahr, dass das Feuer er stickt und ausgeht. Mit solchen Vorrichtun gen. ist z. B. ein Verbrennen oder Vergasen von Sägemehl, Torfgrus oder anderem Ab fallmaterial nicht möglich.
Vorliegende Erfindung ermöglicht einen Herd zu schaffen, der die Vorzüge beider be kannten Systeme in sich vereinigt, ohne deren Nachteile aufzuweisen. Im besonderen wird ermöglicht, Sägemehl, Torfgrus und andere minderwertige Materialien vergasen zu kön nen, um dadurch eine Warmhaltung des Herdes zwischen zwei forcierten Heizperioden mit wenig und billigen Brennstoffmitteln zu ermöglichen.
Das Verfahren gemäss der vor liegenden Erfindung besteht darin, dass die zur Verbrennung des Brennstoffes erforder liche Luft =durch einen Rost in den Brand herd eingeführt wird und das entstehende Gas von dort zeitweise durch den in der Retorte befindlichen Brennstoff hindurch durch eine an der Oberseite der Retorte an geordnete, verschliessbare Üffnung direkt ab geführt wird, zeitweise aber durch seitliche Öffnungen zwischen Brandherd und Retorte und zeitweise in einem beliebig bestimmbaren Verhältnis.
nach beiden Richtungen abgeführt und dem Gas in wenigstens den zwei zuletzt genannten Fällen an mindestens zwei Aus- trittstellen zu dessen Verbrennung Zweitluft zugeführt wird.
Zweckmässig wird bei geschlossener Retorte von dem zwischen Retorte und Brandherd austretenden Gas bei starker Gasentwicklung durch beschränkte Luftzu fuhr nur ein kleiner Teil desselben an der Austrittstelle verbrannt, während der Rest durch Zuführen von Zweitluft oberhalb der Retorte zur Verbrennung gelangt.
Zur Ausübung des Verfahrens dient zweckmässig eine Vorrichtung, die sich da durch auszeichnet, dass eine nach oben offene jedoch durch Klappen verschliessbare Re torte und ein Brandherd so übereinander an geordnet sind, dass das bei geschlossener Re torte entstehende Gas zwischen Brandherd und Retorte entweichen kann, während bei offener Retorte eine "normale" Verbrennung entsteht, und dass die zur Verbrennung des Brennstoffes und des erzeugten Gases erfor derliche Luft mindestens an drei voneinander getrennten Stellen zugeführt wird, so,
dass die Luft zur Verbrennung des Brennstoffes durch den Rost von unten eintritt, während die zweite Luftzufuhr an der Austrittstelle des Gases zwischen der Retorte und dem Brandherd- erfolgt und von dem erzeugten Gas mindestens einen Teil zur Verbrennung bringt, die die Retortenwand von aussen heizt, und dass eine dritte Luftzufuhr über der Retorte erfolgt, welche die restlose Verbren nung des erzeugten Gases bewirkt, wobei die Regelorgane der Luftzufuhr und die Klap pen der Retorte derart zueinander einstellbar sind,
dass von der normalen Verbrennung des Brennstoffes bis zur ausschliesslichen Verga sung desselben' Zwischenstellungen einstell bar sind, die auch eine teilweise Vergasung des Brennstoffes ermöglichen.
Die nach oben verschliessbare Retorte und der mit einem Rost versehene Brandherd sind mit Vorteil derart geformt, dass zwischen Brandherd und Retorte Öffnungen entstehen, welche durch Luftleitzungen in zwei Teile unterteilt sind, so dass durch die untere Off nung - Zweitluft eintritt, die sich mit dem ab ziehenden Gas mischt, worauf das Gemisch durch die obere Öffnung ausströmt, sich ent zündet und unmittelbar nach dem Austreten ganz oder teilweise, je nach der Gasmenge, direkt an der Retortenwand verbrennt und diese erwärmt,
dass ferner die Retorte durch kastenförmige Klappen schliessbar ist, welche in geschlossenem Zustand das oberhalb der Luftleitzungen aus der Retorte entweichende, nur zum Teil verbrannte Gemisch in den Be reich von Drittluft leiten, so dass eine rest lose Verbrennung des erzeugten Gases ober halb der -Retorte und z. B. bei Kochherden direkt unter der Heizplatte erfolgt.
Bei den bekannten Vergasern dieser Art besteht die Gefahr, dass geringe Mengen Gas mit zu viel Luft gemischt werden und daher zu mager werden, um zu verbrennen. Dasselbe staut sich dann in irgend einer Ecke des Ofens oder des Herdes, reichert sich an und explodiert, sobald es den entsprechenden Sät tigungsgrad erreicht hat. Um dies bei der vor liegenden Vorrichtung zu vermeiden, sind zweckmässig oberhalb der zwischen Brand herd und Retorte angeordneten Gasaustritts- öffnungen kleine Öffnungen angeordnet, durch welche bei geringer Gasentwicklung das Gas mit entsprechender Luftmischung abzieht und sich entzündet.
Dadurch wird erreicht, dass auch bei kleinster Gasentwick lung dem Gas nur so viel Luft zugeführt wird, dass es brennt, so dass ein Abziehen unverbrannten Gases ausgeschlossen ist.
In beiliegender Zeichnung sind beispiels weise zwei Ausführungsformen eines Herdes veranschaulicht, und es wird im Zusammen hang mit diesen das vorliegende Verfahren beispielsweise erläutert, Es zeigt: Fig. 1 einen Querschnitt eines Herdes nach Linie 1-I in Fig. 2, Fig. 2 einen Querschnitt nach Linie II-II in Fig. 1;
Fig. ss eine Ansicht des Herdes, Fig. 4 einen obern Teil des Schnittes nach Linie I-I in Fix. 2 mit geöffneten Retorten klappen, Fig. 5 die Austrittsöffnung zwischen der Retorte und dem Brandherd in Pfeilrichtung nach Fig. 1 von innen gesehen, Fig. 6 zeigt einen Schnitt nach Linie III--III in Fig. 5, Fig. 7 einen Schnitt nach Linie IV-IV in Fig. 5,
Fig. 8 eine andere Herdausführung, bei welcher die Retortenklappen mit einem zu sätzlichen Luftkanal ausgebildet sind, bei ge schlossener Retortenstellung, Fig. 9 die Ausführung nach Fig. 8 bei geöffneter Retortenstellung, Fig. 10 eine Teilansicht der Klappen nacb der Linie V-V in Fig. B.
In den Herdmantel 1, der mit einer Herd kochplatte 2 abgedeckt ist, ist eine Retorte 3 eingebaut, die zweckmässig aus Blech oder aus Gusseisen besteht. Die Retorte weist die bekannte Verengerung 4 auf. Unterhalb der Verengerung 4 ist ein Brandherd 5 ange ordnet, der nach unten mit dem Rost 6 ab schliesst. Die Kanten 7 des Brandherdes sind in einem grösseren Abstand zueinander ange ordnet als die Kanten 8 der Verengerung 4. Zwischen je zwei Kanten 8 und den Kanten 7 ist ein Zwischenraum vorhanden, zwischen den eine Luftleitzunge 9 greift. Die Luftleit- zunge 9 unterteilt den Zwischenraum in die Schlitze 10 und 11.
Am obern Teil der Re torte sind zwei kastenförmige Klappen 13 um die Drehpunkte 14 drehbar angeordnet. Diese Klappen 13 stützen sich in der gezeig ten Lage auf ein Luftrohr 15 ab, welches über der Retorte 3 angeordnet ist. Zwischen den Wänden der Retorte 3 und den Wänden 16 des Herdmantels 1 sind Zwischenräume 17 vorhanden. Die Klappen 13 bilden, nach oben in die strichpunktierte Stellung 18 geklappt, eine geradlinige Verlängerung der Zwischen räume 17, welche hierbei durch die Quer leisten 19 abgeschlossen werden.
Unterhalb des Rostes 6 ist ein Luftzuführrohr 21 ange ordnet, welches an der Vorderseite des Herdes mit einer Luftregelschraube 22 abgeschlossen werden kann. Das Rohr ist an der verlänger ten Hinterwand 23 der Retorte 3 befestigt. Parallel zur Wand 23 ist eine Wand 24 vor gesehen, so dass die durch das Rohr 21 ein tretende Lift in den durch die Retorte ge- heizten Raum 25 gelangt. Das Rohr 15 ist ebenfalls an der Wand 23 befestigt, so dass die Luft aus dem Raum 25 in die untere Hälfte des Rohres 15 eindringen kann, da dieses mit einer Trennwand 26 versehen ist.
Die Luft muss also durch die untere Hälfte des Rohres 15, die dem Feuer oder der Hitze der Retorte ausgesetzt ist, hindurchstreichen, erwärmt sich und kühlt gleichzeitig das Rohr 15. Die obere Hälfte des Rohres 15 weist Luftaustrittlöcher 27 auf. Unterhalb des Rohres 21 ist der Aschenkasten 28 angeord net. Die Türe 29 zum Aschenkästen ist eben falls mit einer Luftregelschraube 30 versehen.
Der Vorgang ist folgender: Beim Anheizen des Ofens wird durch die Retortentüre 32 Brennmaterial auf den Rost 6 und in die Retorte 3 gebracht und dieses entzündet, Die Klappen 14 werden durch den Handgriff 33 in die strichpunktiert gezeich nete. geöffnete Stellung 18 gebracht. Die Ver brennung des Brennmaterials erfolgt in die sem Fall Brie in einem gewöhnlichen Ofen, indem die Luft durch die Aschentüre 29 ein dringt, durch den Rost. hindurchdringt und mit den erzeugten Gasen geradlinig durch die geöffnete Retorte entweicht und damit in heller Flamme die Herdplatte 2 -heizt.
Sobald nun der Brennstoff genügend angebrannt und die Retorte entsprechend erwärmt ist, kön nen die Klappen 13 zugeklappt werden, so da.ss sie auf das Rohr 15 aufliegend, -die Re torte, wie in Fig. 1 gezeigt, abschliessen. Die durch den Rost eindringende Erstluft, die zur Verbrennung des Brennstoffes dient, und das erzeugte Gas können nun nur noch durch die Schlitze 11 entweichen. Um diesem Gas die zu seiner Verbrennung erforderliche Luft hinzuzuführen, dringt ein Teil der durch die Aschentüre 29 eindringenden.
Luft an der Aussenwand des Brandherdes 5 vorbei und wird durch die Luftleitzungen 9, durch die unter diesen befindlichen Schlitze 10 in den Brandherd geleitet, vermischt sich mit dem abziehenden Gas- und bringt dieses beim Aus tritt aus den Schlitzen 11 über den Luftleit- zungen 9 zur Entzündung.
Die Verbrennung des Gases in den ZZ'i@isQhenräumen 17 bewirkt eine Erhitzung der Retorte 13 von aussen und begünstigt die Vergasung des Retorteninhal- tes. Sobald sich mehr Gas entwickelt als durch die durch die Schlitze eindringende Luft direkt beim Austritt aus der Retorte zur Entzündung gebracht werden kann, ent zündet sich das überschüssige unverbrannte Gas an der aus den Luftlöchern 27 des Roh res 15 austretenden Luft und verbrennt direkt unterhalb der Herdplatte 2.
Die Klappen 13 können entweder ganz geöffnet oder ganz geschlossen sein, je nachdem ob eine rasche Verbrennung des Brennstoffes oder ein lang sames Vergasen desselben gewünscht wird. In den Zwischenstellungen entweicht ein. Teil des erzeugten Gases durch die Schlitze 11, ohne zu verbrennen und wird beim Austritt aus den kastenförmigen Klappen 13 durch die aus dem Rohr 15 austretende Luft zur Entzündung gebracht, die gleichzeitig auch die aus der Retorte entweichenden unver- brannten Rauchgase zur restlosen Verbren nung bringt.
Wird bei einem Kochherd bei spielsweise zwischen zwei Heizperioden nur eine Aufrechterhaltung der Feuerung ge wünscht, dann kann beispielsweise die Re torte mit einem Paket Sägemehl, Torfgrus usw. angefüllt werden. In jedem andern Ofen würde das Feuer dadurch ersticken. Da aber die Retortenwände durch den vorherigen Brand sehr heiss sind, entwickelt sich sofort so viel Gas, dass wieder eine Verbrennung desselben am Ausgang der Schlitze erfolgt, so dass die Retortenwände noch mehr erhitzt werden.
Wird die Luftzufuhr zur Vergasung derart gedrosselt, dass sich nur eine kleine Menge Gas bildet, dann würde durch die Vermischung mit Luft ein so mageres Gas entstehen, dass dasselbe nicht mehr entzünd bar wäre. Um dies zu vermeiden, sind an den Verengerungen 4 Ausbuchtungen 35 angeord net, in welche Krümmungen 36 der Zungen 9 eingreifen.
Wenn die Gasentwicklung so gering wird, dass das Gas nicht mehr durch den Schlitz 11, sondern bei den Ausbuchtungen 35 entweicht, dann wird dem entweichenden Gas dort nur s4 viel Luft zugeführt, dass es sieh ent- zündet. Auf diese Weise bleibt, solange sich Gas entwickelt, eine offene Flamme erhalten, wodurch ein Entweichen unverbrannter Gase unmöglich ist.
Die Anbringung erhöhter Gas austrittstellen mit entsprechender Luftdüse kann selbstverständlich auch in anderer als der beschriebenen Form. erfolgen. Wesentlich ist nur, dass geringe Gasmengen mit einer entsprechenden Luftzufuhr vermischt und dadurch verhindert wird, dass den geringen Gasmengen eine so grosse Luftmenge zuge führt wird, dass sich diese nicht mehr ent zünden.
In den Fig. 5, 6 und 7 ist gezeigt, wie die Luftleitzungen 9 und die untern Kanten der Verengerung 4 zueinander angeordnet und ausgebogen sind. Anstatt über der Retorte ein Luftrohr 15 anzuordnen, auf dem sich die Klappen 13 abstützen, können die Klappen 13 wie in Fig. 8 gezeigt ausgebildet sein. Die kastenförmigen Klappen 40, Fig. 8, sind so lang, dass sie sich gegeneinander dach- förmig abstützen.
An der Oberseite der Klap pen 40 sind Luftkanäle 41 angeordnet, die mit einem Rohrstutzen 42 verbunden sind, der in den Raum 25 hinter der Retorte ein greift. Bei geschlossenen Klappen nach Fig. 8 dringt das aus den Schlitzen 11 austretende Gas durch die Klappen 40 hindurch und mischt sich mit der aus den Kanälen 41 aus tretenden Luft und verbrennt. Sind die Klap pen, wie in Fig. 9 gezeigt, geöffnet, dann kann eine normale Verbrennung des Brenn- materials stattfinden.
Den austretenden Rauchgasen wird durch die Kanäle 41 Zweit luft zugeführt, so dass unter der Herdplatte eine restlose Verbrennung der Rauchgase er folgt. Sich allfällig bildendes Gas kann durch die Schlitze 11 in die Kanäle 17 austreten und gelangt durch die Klappen 40 ebenfalls in den Bereich der aus dem Kanal 41 aus tretenden Luft.
Die beschriebene Feuerungseinrichtung kann selbstverständlich nicht nur in einem Herd sondern in einem Ofen eingebaut sein, so dass auch ein Ofen mit rascher normaler Verbrennung öder mit Vergasung des Brenn stoffes arbeiten kann, - Zum Öffnen und Schliessen der Klappen dient der Riegel 33, Fig. 2 und 3. Derselbe ist mit einem Doppelhebel 45 verbunden, an dem die Lenker 46 angegliedert sind, durch welche die Klappen 13 bezw. 40 gesteuert werden.
Die Einstellung des Handgriffes 33 ist derart gewählt, dass die Türe 32 zur Be schickung der Retorte nur dann geöffnet wer den kann, wenn auch die Klappen 13 in ge öffneter Stellung sind, damit erst ein Durch zug durch die Retorte entsteht, bevor die Türe 32 geöffnet werden kann, wodurch ein Auspuffen durch die Türe 32 vermieden wird.