DD202305A5 - Acetylengas-reaktor - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Acetylengas-Reaktor, vorzugsweise fuer die Speisung von Verbrennungsmotoren von Kraftfahrzeugen. In einem gedrungen aufgebauten zylindrischen Gehaeuse des Reaktors befindet sich in vertikaler koaxialer Ausrichtung ein unterer ringfoermiger Wasservorratsbehaelter, der in seiner Mitte ein Schlammauffangrohr enthaelt, welches sich nach oben trichterfoermig erweitert u. einen Siebkorb umgibt, welcher von einem ueber d. Siebkorb befindlichen Calciumcarbid-Vorratsbehaelter durch Schwerkraftwirkung aufgefuellt wird. Rings um den Siebkorb erstreckt sich ein ringfoermiges Duesenrohr, welches aus dem Wasservorratsbehaelter gespeist wird und den Siebkorb und das in ihm enthaltene Calciumcarbid besprueht. D. Einfuelloeffnung fuer das Calciumcarbid befindet sich an der oberen u. die Schlammentnahmeoeffnung an der unteren Stirnflaeche des zylindrischen Gehaeuses. Das ueber einen Anschlussstutzen aus dem Reaktorgehaeuse abgezogene Acetylengas wird nach entsprechender Vermischung mit Verbrennungsluft dem Gasansaugstutzen der zu betreibenden Brennkraftmaschine oder auch einem sonstigen Verbraucher, beispielsweise einer Brennduese, zugefuehrt.

Description

Acetylengas-Reaktor Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft einen, auch für den mobilen Einsatz geeigneten, vorzugsweise mit Niederdruck arbeitenden Acetylengas-Reaktor, insbesondere zur Speisung eines Kraftfahrzeugmotors, bestehend aus einem Calciumcarbid-Vorratsbehälter» einem Reaktionsgefäß mit Wasserzuführvorrichtung und einem Sammelbehälter für den anfallenden Calciumhydroxidschlamm bzw» Kalkstaub.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Die bisher bekannt gewordenen Acetylangas-Entwickler sind im allgemeinen auf Grund ihres komplizierten Aufbaues teuer und sehr störanfällig, weil bisher im allgemeinen das Carbidgranulat über Förderschnecken und dergleichen unter einer Berieselungsvorrichtung hindurchgeführt wird. Auch sind sie im allgemeinen nur für einen stationären, nicht aber für einen mobilen Einsatz geeignet. Vor allem wenn man sie für die Speisung eines Kraftfahrzeugmotors J verwenden will, können sie nicht ordnungsgemäß arbeiten wegen der zwangsläufig in kraftfahrzeugen auftretenden Fahrzeugerschütterungen, die das ordnungsgemäße Arbeiten von Schneckenförderern und dergleichen verhindern.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, die vorgenannten Nachteile eu überwinden»

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Darlegung des Wesens der Erfindung

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist daher die Schaffung eines verbesserten Acetylengas-Reaktors, der ohne zusätzliche komplizierte und störanfällige Fördereinrichtungen für das Carbidgranulat arbeitet und sich auf Grund seines gedrungenen Aufbaus auch für den nachträglichen Einbau in ein für Otto-Motoren konzipiertes Kraftfahrzeug eignet.

Die vorstehende Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst» daß in vertikaler Ausrichtung unter dem Carbidbehälter eine vom Reaktionsgefäß umschlossene rohrförmige, siebartig ausgebildete Führung angeordnet ist, die von einer ringförmigen Strahldüsenanordnung zur Zufuhr des zur Reaktion erforderlichen Wassers umgeben ist und über einen unter der Führung angeordneten Trichter in einen rohrförmigen Sammelbehälter einmündet·

Vorteilhaft ist im unteren Teil des Reaktionsgefäßes ein den Sammelbehälter ringförmig umgebender Wasservorratsbehälter angeordnet, der über eine Pumpe mit der Strahldüsenanordnung verbunden ist« Dabei kann es zweckmäßig sein, daß der rohrförmige Sammelbehälter in seinem oberen, vorzugsweise über dem Wasserspiegel liegenden Teil mit Perforationen, vorzugsweise engen Wasser-Durchtrittsschlitzen, versehen ist. Es ist weiterhin von Vorteil, wenn das Reaktionsgefäß den Carbidbehälter, die Strahldüsenanordnung, den Wasservorratsbehälter und den Sammelbehälter umschließt. Dabei ist es zweckmäßig, daß das Reaktionsgefäß zylindrisch ist und die von ihm umschlossenen Teile rotationssymmetrisch ausgebildet sind.

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Die Wasserzufuhr zur Strahldüsenanordnung wird durch den im Reaktionsgefäß vorhandenen Gasdruck gefördert und/oder unterstützt.

Zur Strahldüsenanordnung gehört vorteilhaft ein Ringrohr mit zwei oder mehr Strahldüsen, wobei die Strahldüsen zur Mitte der Führung und zum Sammelbehälter gerich-tet sind. Vorteilhaft ist in der Druckwasserversorgung zu den Strahldüsen ein Regelventil angeordnet, welches in Abhängigkeit von dem im Reaktionsgefäß befindlichen Gasdruck im Sinne einer Konstanthaltung dieses Druckes gesteuert wird.

Der Boden des Sammelbehälters ist zweckmäßig mit einem von außen zugänglichen Verschlußstopfen versehen, und die Einfüllöffnung des Carbidbehälters ist im wesentlichen bündig in der oberen Stirnfläche des Reaktionsgefäßes angeordnet.

Der Auffangtrichter für den Sammelbehälter erstreckt sich im wesentlichen über den gesamten Querschnitt des Reaktionsgefäßes, und der fohrförmige Sammelbehälter ist mit einer wasserbeständigen, herausnehmbaren Auffängtüte ausgekleidet.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung sind die einzelnen Partikel des im Carbidvorratsbehälter enthaltenen Granulates mit einer wasserlöslichen Umhüllung versehen, und der Gasäuslaß des Reaktionsgefäßes ist mit einem Druckminderventil und gegebenenfalls mit einem Gaspufferbehälter verbunden*

Durch die in vertikaler Ausrichtung übereinander angeordneten Bauteile^ d_# h_# dem oben befindlichen Calciumcarbidvorratsbehälter, der darunter befindlichen Berieselungskammer und des wiederum unter der Berieselungskammer in

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koaxialer Ausrichtung angeordneten Sammelbehälters ist eine stetige Zufuhr des Carbidgranulates und auch eine kontinuierliche Abfuhr des Hydroxidschlammes nach entsprechendem Verbrauch sichergestellt.

Wenn man einen erfindungsgemäßen Acetylen-Reaktor in Fahrzeugen verwendet, unterstützen auch die unvermeidlichen, jetzt aber sogar vorteilhaften Fahrerschütterungen in einem Kraftfahrzeug eine ordnungsgemäße Förderung. Die koaxiale Anordnung führt auch dazu, daß der Reaktor als geschlossenes zylindrisches Aggregat ausgebildet werden kann, an dessen Gehäuse lediglich Anschlüsse zum Einfüllen des Carbidgranulates, zum Abführen des erzeugten Gases, zum Auffüllen des Reaktionswassers und zum Abführen des Hydroxidschlarames vorgesehen werden müssen.

Gemäß einem bevorzugten Merkmal der Erfindung sind die Strahldüsen ringförmig um den Carbid-Zufuhrpfad des Reaktors so angeordnet, daß sie die Calciumcarbidförderung unterstützen und zur Selbstreinigung des Zuführpfades beitragen.

Ausfuhrungsbeispiel

Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung eines Ausführungsbeispiels und den beigefügten Zeichnungen, in denen eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung beispielsweise veranschaulicht ist.

In den Zeichnungen zeigen:

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Fig» 1: einen schematischen Vertikalschnitt durch einen erfindungsgsmäßen Niederdruck-Acetylengas-Reaktor und

Fig* 2: einen Querschnitt gemäß der Schnittlinie II-II der Fig» I.

Wie die Fig. 1 zeigt, ist der erfindungsgemäße Reaktor von einem zylindrischen Gehäuse 1 umschlossen. Bei Betrieb des Reaktors wird das Gehäuse 1 so aufgestellt, daß dessen Zylinderachse im wesentlichen senkrecht steht» Die obere Stirnfläche 2 des Gehäuses 1 ist kuppelförmig eingesenkt und weist in ihrer Mitte eine Einfüllöffnung 3 auf, die mit einem Schraubstopfen 4 und einer zwischengelegten Dichtungsscheibe 5 gasdicht verschlossen werden kann. Im oberen Abschnitt des Gehäuses 1 befindet sich ein korbförmiger Einsatz, der zur Aufnahme des für die Reaktion erforderlichen Calciumcarbids dient. Bei geöffnetem Verschlußstopfen 4 erleichtert die kuppelförmig eingesenkte Stirnfläche 2 den Einfüllvorgang. Außerdem kann der Stopfen 4 die zylindrische Kontur des Gehäuses 1 nicht überragen»

Der das Calciumcarbid aufnehmende Einsatz 6 hat einen trichterförmigen Boden 7» der im Mittelteil in einen kurzen Rohrstutzen 8 übergeht»

An den Rohrstutzen 8 schließt sich ein zylindrischer Siebkorb 9 an, welcher aus perforiertem Blech oder auch aus Drahtgeflecht bestehen kann. Am oberen freien Ende kann das Carbidgranulat in den Siebkorb 9 eintreten und diesen bis zu dessen ebenfalls als Sieb ausgebildeten Boden anfüllen»

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Der Siebkorb 9 ist von einer nachfolgend noch zu beschreibenden Düsenanordnung 10 umgeben _t mit der das zur Reaktion erforderliche Wasser gegen die Wandungen des Siebkorbs und gegen das im Siebkorb enthaltene Calciumcarbid gesprüht werden kann.

Unterhalb des Einsatzes befindet sich im Gehäuse 1 ein Auffangbehälter 11» der in seiem oberen, nach oben offenen, zylindrischen Abschnitt 12 den Siebkorb 9 umgibt. Ein an den Abschnitt 12 anschließender im wesentlichen konischer Abschnitt 13 geht im mittleren Bereich in einen weiteren zylindrischen Abschnitt über, dessen Durchmesser im wesentlichen mit dem Durchmesser des Siebkorbes 9 übereinstimmt und in nachfolgend noch zu beschreibender Weise als Schlammauffangrohr 14 dient» Das Schlammauffangrohr 14 ist dichtend an eine Mittelöffnung 15 in der unteren Stirnfläche 16 des Gehäuses 1 angeschlossen.

Ähnlich wie bei der oberen Stirnfläche 2 ist auch die untere Stirnfläche 16 kuppeiförmig eingesenkt und in der Mitte mit einem Schraubstopfen 17 und einer Dichtungsscheibe 18 verschließbar. Die Wände des Auffangbehälters sind undurchlässig mit Ausnahme von Wasseraustrittsöffnungen im Schlammauffangrohr 14 nahe am Obergang zum konischen Abschnitt 13, Diese öffnungen 19 sind vorzugsweise relativ enge Schlitze,, welche feste Bestandteile zurückhalten, aber das Wasser durchtreten lassen können.

Der untere Teil des Gehäuses 1 zwischen den zylindrischen Seitenwänden, der unteren Stirnfläche 16 und dem Schlammauffangrohr 14 unterhalb der öffnungen 19 bildet den eigentlichen Wasservorratsraum 20, Zum Auffüllen des Wasservor-

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ratsraumes 20 dient ein gasdicht absperrbarer Einfüllstutzen 21, der in das Gehäuse 1 vorzugsweise etwas oberhalb des normalerweise vorgesehenen Wasserstandes einmündet. Ein weiterer Anschlußstutzen 22, welcher die Seitenwand des Gehäuses 1 durchquert, dient zur Speisung der vorerwähnten Düsenanordnung 10,

Die schon erwähnte Düsenanordnung 10 besteht aus einem Ringrohr 23, welches den Siebkorb 9 konzentrisch umgibt. Dieses Ringrohr 23 ist mit einem radial gerichteten Rohr 24, welches auch zur Lagesicherung des Ringrohres 23 dient, mit einem Anschlußstutzen 25 in der Seitenwand des Gehäuses 1 verbunden.

Am inneren Umfang des Ringrohres 23 befinden sich über den Umfang verteilt mehrere Sprühdüsen, über die das am Ringrohr benötigte Wasser in Richtung auf den Siebkorb züge-* führt werden kann. Die Sprühdüsen 26 sind so gerichtet, daß sie einen großen Teil der Wandungen des Siebkorbes und des in ihm enthaltenen Calciumcarbids bestrahlen können. Vorzugsweise sind jedoch mindestens einzelne der Düsen so gerichtet, daß sie den Durchlauf der Calciumcarbidpartikel vom Einsatz 6 zum Schlammauffangrohr 14 unterstützen.

Zur Versorgung der Sprühdüsen 26 des Ringrohres 23 dient eine Wasserpumpe 27, die mit Rohrleitungen 28 und 29 zwischen den Anschlußstutzen 22 und 25 eingeschaltet ist. Bei dieser Pumpe 27 handelt es sich vorzugsweise um eine elektrisch aus der Bordbatterie angetriebene Pumpe.

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Abweichend hiervon kann jedoch auch der im gesamten Gehäuse 1 herrschende Gasdruck dazu verwendet werden, das Wasser aus dem Vorratsbehälter 20 zum Ring rohr 23 zu fördern oder die Förderung zu unterstützen.

Im Falle der Verwendung einer Pumpe 27 wird diese mit einem Sensor 30 gesteuert, welcher über einen Anschlußstutzen den im Gehäuse 1 herrschenden Gasdruck erfaßt und die Pumpe 27 nur dann einschaltet, wenn ein voreingestellter minimaler Druck von beispielsweise 100 mb unterschritten wird.

Der Sensor 30 bildet somit die Einschaltvorrichtung für die Pumpe 27, die über den Sensor 30 mit der Bordbatterie verbunden ist.

Die Abfuhr des entwickelten Acetylengases aus dem Gehäuse erfolgt über einen Gasaustrittsstutzen 32, der über eine Rohrleitung 33 mit einem Druckminderventil 34 verbunden ist» Das Druckminderventil ist verstellbar, um den Gebrauchsdruck des Gases einzustellen. Vom Druckminderventil 34 führt eine Rohrleitung 35 zum eigentlichen Gasventil 36, welches über eine Rohrleitung 37 mit dem Mischerventil 38 verbunden ist» Das Mischerventil 38 empfängt über eine weitere Rohrleitung 39 die für die Verbrennung erforderliche Luft aus einem einstellbaren Luftventil 40, Am Austrittsstutzen 41 des Mischerventils kann mit Hilfe der Ventile 36 und 40 optimal brennbares Gas abgeführt werden, mit welchem dann der Gasansaugstutzen des Kraftfahrzeuges gespeist werden kann.

Der erfindungsgemäße Gasreaktor arbeitet wie folgt:

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Nach öffnen des Stopfens 4 in der oberen Stirnfläche 2 wird der Einsatz 6 mit Calciumcarbidgranulat gefüllt. Um Geruhsbelästigungen zu verhindern, können auch die einzelnen Partikel des Carbidgranulates mit einer wasserlös— liehen gasdichten Umhüllung versehen sein. Des weiteren wird über den Einfüllstutzen 21 in den Wasservorratsbehälter Wasser eingelassen, so daß sich ein Wasserstand ergibt, der bis geringfügig unter die Wasseraustrittsöffnungen 19 reicht.

Auf Grund der Schwerkraft, im Fahrbetrieb noch durch die üblichen Fahrzeugerschütterungen begünstigt, füllt das Calciumcarbid des Einsatzes 6 auch den Siebkorb 9 an, wo sich die Carbidpartikel auf dem Siebboden abstützen können* Bei gereinigter und vom Schlamm befreiter Anlage ist das Schlammauffangrohr 14 innerhalb des Wasservorratsbehälters leer und am Boden mit dem Schraubstopfen 17 dicht verschlossen.

Wenn jetzt der Sensor 30 erfaßt, daß innerhalb des Gehäuses 1 ein zu kleiner oder sogar kein Gasdruck vorhanden ist, betätigt dieser die Pumpe 27, so daß das aus dem Wasservorratsbehälter 20 abgepumpte Wasser über die Sprühdüsen 26 des Ringrohres 23 gegen das Carbidgranulat im Siebkorb 9 gesprüht wird» Durch diese Besprühung entwickelt sich Acetylengas, welches den Druck im Gehäuse stetig vergrößert, bis der Sensor 30 wieder anspricht und bei Erreichen eines Maximaldruckes die Pumpe 27 abschaltet. Eine erneute Einschaltung der Pumpe 27 erfolgt erst, wenn der Sensor 30 einen zu geringen Gasdruck erfaßt»

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Durch die Besprühung der Calciumcarbidpartikel im Siebkorb zerfallen diese Partikel und können dann, sofern kleiner als die Maschenöffnung des Siebkorbes, nach unten herausfallen.

Dieses Herausfallen wird durch die Wasserströmung begünstigt. Auf Grund des konischen Abschnittes 13 sammeln sich das durchlaufende Wasser und der Kalkschlamm und die Carbidrückstände in der unteren Mitte des Gehäuses I₁ wo sie vom Schlammauffangrohr 14 aufgenommen werden. Das im Oberschuß der Düsenanordnung 10 zugeführte Wasser, welches ebenfalls koaxial in das Schlamraauffangrohr 14 eintritt, kann an dessen oberem Ende über die Wasseraustrittsöffnungen 19 abgeführt werden und wieder den Wasservorratsraum 20 erreichen.

Das Schlammauffangrohr 14 ist vorzugsweise so bemessen, daß es die Carbidrückstände einer vollständigen Füllung des Einsatzes 6 aufnehmen kann» Ist jetzt der Carbidvorrat verbraucht und das Schlammauffangrohr 14 gefüllt, kann über den Stopfen 4 neues Calciumcarbidgranulat eingefüllt werden, und es lassen sich die Carbidrückstände nach öffnen des Schraubstopfens 17 am unteren Ende des Gehäuses 1 entfernen. Wenn man in Art von Staubsaugerbeuteln nach der Entleerung des Schlamraauffangrohres das letztere mit einer zylindrischen Tüte auskleidet, läßt sich die Entfernung der Carbidrückstände nicht nur sehr einfach, sondern auch sehr sauber durchführen»

Die vorstehende Beschreibung läßt erkennen, daß durch die Erfindung ein gedrungener und glattwandiger Reaktor geschaffen worden ist, der sich sehr einfach auch nachträglich

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in handelsübliche Kraftfahrzeuge einbauen läßt» Durch die durchgehend konzentrische Ausbildung des Reaktors sind die für ihn benötigten Bauteile sehr einfach herzustellen und zu montieren.

Claims (15)

1» Acetylengas-Reaktor, insbesondere zur Speisung eines Kraftfahrzeugmotors, bestehend aus einem Calciumcarbid— Vorratsbehälter, einem Reaktionsgefäß mit Wasserzuführvorrichtung und einem Sammelbehälter für den anfallenden Calciumhydroxidschlaram bzw. Kalkstaub, gekennzeichnet dadurch, daß in vertikaler Ausrichtung unter dem Carbidbehälter (6) eine vom Reaktionsgefäß (1) umschlossene rohrförmige, siebartig ausgebildete Führung (8; 9) angeordnet ist, die von einer ringförmigen Strahldüsenanordnung (10) zur Zufuhr des zur Reaktion erforderlichen Wassers umgeben ist und über einen unter der Führung (8; 9) angeordneten Trichter (13) in einen rohrförmigen Sammelbehälter (14) einmündet.

2. Reaktor nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß im unteren Teil des Reaktionsgefäßes (1) ein den Sammelbehälter (14) ringförmig umgebender Wasservorratsbehälter (20) angeordnet ist, der über eine Pumpe (27) mit der Strahldüsenanordnung (10) verbunden ist.

3» Reaktor nach Punkt 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß der rohrförmige Sammelbehälter (14) in seinem oberen, vorzugsweise über dem Wasserspiegel liegenden Teil, mit Perforationen, vorzugsweise engen Wasser-Durchtrittsschlitzen (19) versehen ist.

4» Reaktor nach Punkt 1 bis 3, gekennzeichnet dadurch, daß das Reaktionsgefäß (1) den Carbidbehälter (6), die Strahldüsenanordnung (10), den Wasservorratsbehälter (20) und den Sammelbehälter (14) umschließt.

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5. Reaktor nach Punkt 1 bis 4, gekennzeichnet dadurch, daß das Reaktionsgefäß (1) zylindrisch ist und die von ihm
umschlossenen Teile rotationssymmetrisch ausgebildet
sind»

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6· Reaktor nach Punkt 1 bis 5, gelennzeichnet dadurch, daß die Wasserzufuhr zur Strahldüsenanordnung (10) durch
den im Reaktionsgefäß (1) vorhandenen Gasdruck gefördert und/oder unterstützt wird»

7* Reaktor nach Punkt 1 bis 6_# gekennzeichnet dadurch, daß zur Strahldüsenanordnung (10) ein Ringrohr (23) mit
zwei oder mehr Strahldüsen (26) gehört.

8, Reaktor nach Punkt 1 bis 7„ gekennzeichnet dadurch, daß die Strahldüsen (26) zur Mitte der Führung (8; 9) und
zum Sammelbehälter (14) gerichtet sind,

9. Reaktor nach Punkt 1 bis 8, gekennzeichnet dadurch, daß in der Druckwasserversorgung zu den Strahldüsen (26)
ein Regelventil (30) angeordnet ist, welches in Abhängigkeit von dem im Reaktionsgefäß (1) befindlichen
Gasdruck im Sinne einer Konstanthaltung dieses Druckes
gesteuert wird·

10» Reaktor nach Punkt 1 bis 9, gekennzeichnet dadurch, daß der Boden des Sammelbehälters (14) mit einem von außen
zugänglichen Verschlußstopfen (17) versehen ist·

11, Reaktor nach Punkt 1 bis 10, gekennzeichnet dadurch, daß die Einfüllöffnung (3) des Carbidbehälter (6) im
wesentlichen bündig in der oberen Stirnfläche des Reaktionsgefäßes (1) angeordnet ist.

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12. Reaktor nach Punkt 1 bis 11, gekennzeichnet dadurch, daß der Auffangtrichter (13) für den Sammelbehälter (14) sich im wesentlichen über den gesamten Querschnitt des Reaktionsgefäßes (1) erstreckt.

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Erfindungsanspruch

13· Reaktor nach Punkt 1 bis 12, gekennzeichnet dadurch, daß der rohrförmige Sammelbehälter (14) mit einer wasserbeständigen, herausnehmbaren Auffangtüte ausgekleidet ist.

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14» Reaktor nach Punkt 1 bis 13, gekennzeichnet dadurch, daß die einzelnen Partikel des im Carbidvorratsbehälter (6) enthaltenen Granulates mit einer wasserlöslichen Umhüllung versehen sind.

15« Reaktor nach Punkt 1 bis 14, gekennzeichnet dadurch, daß der Gasauslaß (32) des Reaktionsgefäßes (1) mit einem Druckminderventil (34) und gegebenenfalls mit einem Gaspufferbehälter verbunden ist.

Hierzu 2 Seiten Zeichnungen