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Description

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KAISERLICHES

PATENTAMT

Bei den bisher bekannt gewordenen Wassergaserzeugern müssen die zeitweisen Umstellungen von Hand herbeigeführt werden. Außerdem wird bei den meisten Gaserzeugern Druckluft eingeblasen, um den Schacht des Ofens vorzuwärmen, sowie Dampf, um das Gas zu erzeugen.

Die Erfindung bezweckt nun, die erforderlichen Umstellungen auf selbsttätige Weise

ίο vor sich gehen zu lassen. Es wird ein Schachtofen verwendet mit einem den Brennstoff aufnehmenden Roste und einem Gitterwerk, das einesteils die erzeugte Hitze während der Verbrennungsperioden aufnimmt, andernteils die Verdampfung des während der .Wassergaserzeugungsperioden einzuführenden Wassers bewirkt. Unter den Rost mündet einerseits ein Lufteinlaßrolir, andererseits eine Leitung zum Gasbehälter unterZwischenschaltung' eines hydraulischen Rückschlagventil. In den Raum zwischen dem Brennstoff und dem Gitterwerk mündet ein zweites Lufteinlaßrohr. Die beiden Luftröhre, der Schornstein und der Wasserzulauf besitzen Regler oder Ventile, die zu gleicher Zeit durch die Bewegungen der Gasometerglocke bewegt werden, so daß beim Sinken der letzteren die Luftrohre und das Rauchrohr geschlossen werden, der Wasserzulauf geöffnet und Wassergas im Ofen erzeugt wird, seinen Weg durch das hydraulische Rückschlagventil zuni Gasbehälter nimmt, wobei dessen Glocke gehoben, der Wasserzulauf unterbrochen und der Schornstein und die Luftröhre geöffnet werden, so daß die Luft unter den Rost eintreten kann, um die Kohle zu verbrennen, und auch oberhalb der Kohle einströmt, um das gebildete Kohlenoxyd zu verbrennen, wodurch eine beträchtliche Temperaturerhöhung des Brennstoffes und des Gitterwerkes erfolgt, und zwar so lange, bis die Glocke infolge des Gasverbrauches sinkt, worauf sich die erste Phase des Arbeitsganges wiederholt.

Die Umstellungen am Gaserzeuger werden selbsttätig, dem Verbrauche des Wassergases entsprechend, geregelt.

Da jedoch die Erhitzung des Gitterwerkes um so stärker wird, je schwächer der Verbrauch des Gases ist, weil die Verbrennungsphase so lange währt, als die Gasometerglocke angehoben bleibt, so ist zwecks Vermeidung von Brennstoffverschwendung, welche die über das zulässige Maß fortgesetzte Verbrennung zeitigt, ein Temperaturregler vorgesehen, welcher den Zug des Schornsteins mäßigt, sobald das Gitterwerk hinreichend erhitzt ist.

Die Erfindung besteht nicht allgemein in der Ausnutzung der Bewegungen der Gasometerglocke oder eines Temperaturreglers zur Betätigung der Ventile — das ist allgemein bekannt —, sondern in der Gesamtanordnung und AVirkungsweise der verschiedenen Teile, zum Zwecke, einen selbsttätig und wirtschaftlich abeitenden Wassergaserzeuger zu schaffen.

Der Erfindungsgegenstand ist auf der Zeichnung" dargestellt.

Fig. ι ist ein senkrechter Höhenschnitt durch den Gaserzeuger.

Fig. 2 zeigt Einzelheiten eines Temperaturreglers.

Der Schacht 1 aus feuerfestem Mauerwerk

ist von einem Blechmantel 2 umgeben und besitzt in seinem unteren Teile einen Rost 3, der beständig durch einen mit Wasser gefüllten Behälter 4 gekühlt wird. Brennstoff beliebiger Art wird auf den Rost durch die Tür 5 gebracht. Zwei andere Türen 6 und 7 dienen zur Entfernung der Schlacken und der Asche.

Die zur Verbrennung erforderliche Luft tritt durch die Röhren 8 und 9 ein. Die verbrannten Gase entweichen in den Schornstein 10 durch das Rohr 11, nachdem sie zunächst ein aus feuerfesten Steinen bestehendes Gitterwerk 12, den sogenannten Überhitzer, und sodann ein Gitterwerk 13 aus Eisen- oder Gußkörpern, den sogenannten Verdampfer, durchzogen haben.

Das Wasser gelangt in den Ofen durch ein Trichterrohr 14, das siphonartig gebogen und

ao im Deckel des Blechrnantels befestigt ist.

Das erzeugte Gas tritt in einen Gasbehälter 15 durch das Rohr 16, nachdem es seinen Weg durch eine Kammer 17 genommen hat.

Jedes der Rohre 8, 9, 10 ist an einen Behälter 18 mit Glocke 19 und Wasserabschluß angeschlossen. Die drei Glocken 19 sind mittels Stangen mit einem beweglichen Rahmen 20 verbunden, der an das eine Ende eines um den Zapfen 22 schwingenden Balanciere 2.1 angehängt ist. Letzterer trägt am anderen Ende ein ausgleichendes Gegengewicht 23 und einen kleinen Behälter 24, der durch einen Schlauch 25 mit einem auf der Gasbehälterglocke angebrachten Behälter 26 in Verbin-

dung steht. Letzterer ist mit Wasser gefüllt, wenn die Glocke ihren niedrigsten Stand einnimmt.

Ein Wasserleitungsrohr 27 führt Wasser zum Ofen und ist mit einem Hahn 28 versehen, welcher von dem Balancier 21 gesteuert wird. Der Zug im Schornstein wird durch eine Drosselklappe 29 geregelt, welche durch einen weiter unten beschriebenen Temperaturregler bewegt wird.

Die Wirkungsweise des Gaserzeugers ist folgende:

Nachdem der Ofen mit Brennstoff beschickt und hinreichend warm geworden ist, wird der Balancier in die in Fig. 1 gezeichnete Stellung gebracht. Die Glocken 19 der Behälter 18 tauchen in das Wasser; der Wasserhahn 28 ist geöffnet.

Das Wasser fließt durch das Trichterrohr 14 in bekannter W^reise auf das obere Gitterwerk 13, in welchem es verdampft; der Dampf dringt quer durch das Gitterwerk 12 des Überhitzers und kommt in hocherhitztem Zustande in Berührung mit dem Brennstoff, welchen der . Dampf durchströmt.

Wenn das Rohr 10 geschlossen wird, so durchdringt das Gasgemisch den Rost und tritt durch Röhren 16 und Kammer 17 in den Gasbehälter 15 ein. Die Glocke nebst dem kleinen, mit Wasser gefüllten Behälter 26 hebt sich, so daß der Spiegel des Wassers im Behälter 26, sobald die Glocke nahe ihrem höchsten Standpunkte angelangt ist, höher liegt als der Boden des am Balancier hängenden Behälters 24. Das Wasser fließt demnach durch den Schlauch 25 von dem einen Behälter in den anderen, während die Glocke fortfährt zu steigen, und zwar so lange, bis der Behälter 24 hinreichend schwer geworden' ist, um den Balancier plötzlich eine Schwingung um seinen Drehzapfen ausführen zu lassen, wodurch der die Glocken 19 tragende Rahmen 20 angehoben wird. Die Aufwärtsschwingung· des Balanciers wird dadurch begrenzt, daß die aus dem Wasser ausgetretenen Glocken 19 gegen den oberen Boden ihrer Büchsen stoßen. Der Behalter 24 nimmt nun die Stellung II (statt I) ein.

In der veränderten Lage des Balanciere ist der Hahn 28 geschlossen, das Wasser fließt nicht mehr in den Ofen, die Röhren 8, 9 und 10 sind offen. Die äußere Luft tritt jetzt durch Rohr 8 unter den Rost und veranlaßt die weitere Verbrennung der Kohle; aber die Verbrennungsgase enthalten im Verhältnis zu der hinreichend großen Stärke der Brennstoffschicht außer der Kohlensäure eine bestimmte Menge von Kohlenoxvd; eine bestimmte, nach Belieben regelbare Luftmenge tritt durch das Rohr 9 über die Brennstoffschicht und bewirkt die Umbildung dieses Kohlenoxyds in Kohlensäure.

Die Verbrennungsgase geben ihre Hitze zunächst au den Überhitzer 12 und dann an den Verdampfer 13 ab und entweichen abgekühlt ■ durch das Rohr 10 in den Schornstein.

Während der ganzen Erhitzungsperiode entwickelt sich kein Wassergas, die Glocke des Gasometers 15 sinkt aber im Verhältnis zum ■Verbrauche des Gases. Wenn die Glocke nahe ihrem niedrigsten Standpunkte anlangt, befindet sich der Boden des Behälters 26 niedriger als der Wasserspiegel des bei II befindlichen Behälters 24; das Wasser tritt also in den Behälter 26 ein, welcher fortfährt, mit der Glocke zu sinken bis zu dem Augenblicke, in welchem das Gleichgewicht des Balanciers 21 durch die Erleichterung des Behälters 24 aufgehoben wird. Der Balancier nimmt plötzlich seine frühere Stellung wieder ein, der Behälter 24 steigt in Lage I; die Glocken 19 senken sich mit ihrem Rahmen 20 und tauchen wieder in das Wasser ihrer Behälter ; der Hahn 28 wird geöffnet, das Wasser fließt in den Ofen und erzeugt wiederum Wassergas. .

Die Schwingungen des Balanciere vollziehen sich also selbsttätig, und zwar so lange, als

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Brennstoff auf dem Roste sich befindet und Gas dem Gasbehälter entnommen wird.

Um die Bewegungsumkehrungen des Balanciers zu erleichtern und die Wassermenge, welche von dem einen Behälter in den anderen fließen muß, zu verringern, können die Glocken 19 der Behälter 18 in folgender Weise ausgeglichen sein:

Die Summe der Bodenflächen beider Luftglocken kommt gleich der Bodenfläche der Glocke des Rauchrohres. Andererseits drückt das im Ofen enthaltene Gas während seiner Erzeugung von oben nach unten auf die beiden erstgenannten Glocken und von unten nach oben auf. die Glocke des Rauchrohres.

Die Druckwirkungen auf die letztere und die erstgenannten Glocken sind daher entgegengesetzt und gleichen einander aus; sie heben sich auf, da die drei Glocken an ein und demselben Rahmen 20 befestigt sind.

Es ergibt sich aus dieser Anordnung, ₍daß der Balancier, der selbst mittels des Gegengewichtes 23 ausgeglichen ist, sich in Bewegung setzen kann, wenn zwei oder drei Liter Wasser von dem einen Behälter in den anderen fließen.

Wenn während des Betriebes des Gaserzeugers viel Gas verbraucht wird, so vollzieht sich das Steigen der Gasbehälterglocke 15 langsam und ihr Fallen schnell. Wird aber wenig Gas entnommen, so steigt die Glocke schnell und fällt langsam. Wenn endlich der Verbrauch ganz aufhört, so tritt der eine der beiden folgenden Vorgänge ein:

a) Findet die Unterbrechung während des Warmblasens statt, so wird die Gasometerglocke einfach in ihrer Abwärtsbewegung aufgehalten.

b) Wenn die Unterbrechung während des Gasens erfolgt, so fährt die Glocke 15 fort sich zu heben, die Umkehrung geht vor sich, und die Glocke bleibt so lange gehoben, als der Gasverbrauch anhebt. Während dieser Zeit erwärmt sich der Ofen wieder.

Wie aus vorstehendem sich ergibt, ist eine übergroße Gasentwickelung ausgeschlossen, letztere regelt sich vielmehr lediglich nach dem Verbrauche. Gleichzeitig ergibt sich, daß, je mehr das Gasen infolge geringer Entnahme von Gas unterbrochen wird, desto mehr der Ofen sich erhitzen würde, was vom wirtschaftlichen Standpunkte aus unzweckmäßig wäre. Um, diesen Übelstand zu vermeiden, wird die im Schornstein 10 angebrachte Drosselklappe 29 von einem Regler beherrscht, welcher in einer Ausführungsform in Fig. 2 dargestellt ist.

Eine kleiner Behälter 30, der etwa 2 oder 3 Liter Gas aufnehmen kann, empfängt Gas durch ein enges Rohr 31, das durch Rohr 32 in einen flaschenartigen Behälter 33 gelangt.

Letzterer ist winkelförmig gebogen und in seinem unteren, wagerechten, in den Schornstein 10 ragenden Teile mit Quecksilber gefüllt.
j Eine Röhre 34, welche mittels Dichtungsbüchse in den Behälter 33 eingesetzt ist, ist an ihrem unteren Ende pfeifenartig geschnitten und steht hier mit dem Quecksilber in Berührung. Am anderen Ende trägt die Röhre einen kleinen Brenner 35, der zur Kontrolle dient. Die Querschnitte dieser Röhren sind so berechnet, daß die ganze in den Behälter 30 eintretende Gasmenge bei normalem Betriebe der Gaserzeugers leicht aus dem Kontrollbrenner 35 austreten kann.

Diese Glocke des Behälters 30 regelt die Stellung der Drosselklappe 29 derart, daß letztere sich vollständig öffnet, wenn die Glocke ihre niedrigste Lage einnimmt, und sich völlig schließt, wenn die Glocke ihre höchste Stellung erreicht.

Bei normalem Betrieb verbraucht der Brenner die ganze ihm durch die Röhre 31 zugeführte Gasmenge, die Glocke 30 ist dann unbeweglich und die Klappe 29 offen. Wenn aber die Temperatur im Schornstein des Gaserzeugers steigt, so dehnt sich das Quecksilber aus, hebt sich in dem senkrechten Arm des Behälters 33 und verschließt teilweise die untere Öffnung der Röhre 34. Das Gas kann somit nicht mehr frei durch diese Röhre entweichen, sondern hebt die Glocke, welche die Drosselklappe 29 schließt.

Wenn die Temperatur in dem Schornstein fortfährt zu steigen, hebt sich die Glocke so 95 weit, daß die Klappe 29 völlig geschlossen wird.

Das Gas entweicht dann durch ein Röhrchen 36, dessen untere Mündung aus dem Wasser austritt, wenn die Glocke 30 ihre höchste Stellung erreicht, entzündet sich am Brenner 35 und brennt so lange, bis die im Schornstein fallende Temperatur das Quecksilber in den senkrechten Arm des Behälters 33 sinken läßt und das Gas wieder durch Röhre 34 entweichen kann. Wenn die Glocke 30 sinkt, taucht der untere Teil der Röhre 36 in das Wasser, das Gas brennt am Brenner 35 und die Klappe 29 öffnet sich von neuem.

Damit der Brenner nicht völlig erlöschen kann, gestattet eine sehr kleine Bohrung 37 in der Röhre 34 dem Gase stets hinreichenden Austritt zur Unterhaltung eines schwachen Flämmchens. :

Es läßt sich die zulässige Temperatur im Schornstein leicht regeln, wenn man an der Gaseintrittsröhre 31 einen Hahn anbringt, den man mehr oder weniger öffnet.

Die Erhitzung des Schachtes wird demnach zu beliebiger Zeit selbsttätig zurückgehalten, wie auch der Verbrauch des Gases sein mag, und infolgedessen verbrennt der Gaserzeuger

nur die der zu erzeugenden Gasmenge entsprechende Brennstoffmenge.

Man kann den Gaserzeuger noch mit

Wasserzuflußröhren versehen, welche das verdampfende Wasser in den Wasserbehältern des Rauchrohres und unterhalb, des Rostes während des Betriebes ersetzen.

Wenn es zweckmäßig erscheint, kann man hinter dem Gaserzeuger A^orrichtungen zum

ίο Waschen, Reinigen und Karburieren des Gases oder zum Beimengen von Riechstoffen anordnen.

Der wagerechte Rost kann durch einen geneigt liegenden Rost ersetzt werden, der sich leichter säubern läßt. Der Ofen kann auch mit einem Trichter ausgerüstet sein, der eine große Menge Brennstoff aufnimmt, so daß der Ofen weniger oft beschickt zu werden braucht und der Brennstoff, welcher langsam aus dem Trichter auf den geneigten Rost fällt, den Ersatz der verbrannten Kohle bewirkt, somit auf dem Roste stets eine annähernd gleich starke Brennstoffschicht liegt.

Claims

₂_ " Patent-Ansprüche:

i. Wassergaserzeuger, dadurch gekennzeichnet, daß die Lufteinlaßrohre (8 und 9), welche unter- bezw. oberhalb des Brennstoffes in den Ofen münden, und das die Verbrennungsgase in den Schornstein abführende Rohr (10), sowie das über dem Gitterwerk mündende Wasserzuflußrohr (27) gleichzeitig durch die Bewegungen der Gasbehälterglocke (15) beeinflußt werden, derart, daß nach dem Sinken der Glocke in ihren Tiefstand die drei Rohre (8,9, 10) geschlossen sind, das Wasserzuflußrohr geöffnet ist und das erzeugte Wassergas zum Gasbehälter (15) strömt,

4J während nach dem Steigen der Glocke in ihren Hochstand die drei Rohre (8, 9, 10) geöffnet werden und das Wasserrohr geschlossen wird, worauf die Verbrennung des Brennstoffes unter gleichzeitiger Verbrennung des Kohlenoxydes durch die durch das obere Lufteinlaßrohr (9) eintretende Luft, sowie die Erhitzung des Gitterwerkes vor sich geht, wobei diese Verbrennung selbsttätig durch einen Temperaturregler geregelt wird, welcher den Zug des Schornsteins durch die Einwirkung" einer zu hohen Temperatur des Gitterwerkes abschwächt, wenn das Rauchrohr (10) infolge Unterbrechung des Gasverbrauches zu lange geöffnet bleibt.
2. Ausführungsform des Gaserzeugers nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die drei Rohre (8,9, 10) hydraulische Glockenventile (19) besitzen, deren drei Glocken mit einem durch die Gasbehälterglocke (15) bewegten Rahmen (21) verbunden sind, und die Durchlässe der Ventile derart angeordnet sind, daß der Druck im Gaserzeuger von oben auf die Glocken der Luftröhre und von unten auf die Glocke des Rauchrohres wirkt, wobei der Querschnitt der letzteren gleich ist der Summe der Querschnitte eier beiden anderen Glocken, zu dem Zwecke, den Druck auf das eine und die beiden anderen ,Ventile auszugleichen.
3. Ausführungsform des Wassergaserzeugers nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Glocke des Gasbehälters (15), an ihren Bewegungsgrenzen angelangt, einen Balancier (21), der mit den Ventilen (19) und mit einem Wasserhahn (28) in Verbindung steht, unter Vermittlung der durch einen Schlauch (25) verbundenen, von der Glocke oder dem Balancier getragenen Wasserbehälter (24 und 26), deren Inhalt aus dem einen in den anderen läuft, je nach der Bewegungsrichtung der Glocke plötzlich zum Schwingen bringt, zu dem Zwecke, ein Öffnen und Schließen der Ventile und des Wasserhahnes zu bewirken.
4. Ausführungsform des Wassergaserzeugers nach den Ansprüchen 1 bis 3,, dadurch gekennzeichnet, daß der den Zug des Schornsteins beeinflussende Temperaturregler aus einem mit beweglicher Glocke versehenen Behälter (30) besteht, in welchen Gas in stets gleicher Menge einströmt, und welcher ein in einen Brenner (35) auslaufendes Auslaßrohr (32, 34) besitzt, dessen Querschnitt für den Gasdurchgang durch die unter Wirkung der heißen \^rerbrennungsgase des Schornsteins sich ändernde Ausdehnung einer Quecksilbermenge bestimmt wird, so daß bei hinreichend hoher Temperatur des Ofens jener Durchgang verkleinert wird und das Gas die Glocke hebt, wodurch die Drosselklappe des Schornsteins mehr oder weniger geschlossen wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.