DE3131476A1 - "einrichtung zum trocknen, pyrolisieren und gegebenenfalls vergasen" - Google Patents
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Description
Fritz Werner: "Einrichtung zum Trocknen..." 4.8.1981
- 3-
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Trocknen, Pyrolisieren und
gegebenenfalls Vergasen von stückigem Holz in einem zylindrischen Behälter mit koaxial mit Abstand von der Behälterwand angeordnetem Herdeinsatz,
wobei der Behälter obensei tig eine Haube und untenseitig einen Rost aufweist, und ein Verfahren zu deren Betrieb.
Derartige Behälter, in der allgemeinen Sprache Holzvergaser genannt,
sind in großem Umfang vor und während der Zeit des letzten Krieges für Nutzfahrzeuge eingesetzt worden, vornehmlich, weil flü: ge Brennstoffe
zum Betrieb von Kraftfahrzeugen als Folge der Kriegsumstände Mangelware geworden waren.
Eine ganz ähnliche Entwicklung zeichnet sich durch die konstante und in
der Konsequenz nicht absehbare anhaltende Verteuerung flüssiger Brennstoffe derzeit ab. Deshalb kann man eine Renaissance dieser Holzvergaser,
auch Generatoren genannt, erwarten.
Nun haben diese Einrichtungen, obwohl zu Hunderttausenden eingesetzt,
in der Vergangenheit beachtliche Nachteile gehabt. Diese Nachteile, in erster Linie durch eine nicht strömungsgerechte Luft- und Gasführung,
aber auch durch zeitweise hohen Wasserdampfanfall Kondensation im Inneren des Behälters, bedingt durch die schwierigen Temperaturverhält-
Fritz Werner: "Einrichtung zum Trocknen. . ." 4.8.1981 —6"^-
nisse, sind bis zum heutigen Tage nicht beseitigt worden. Erschwerend
erscheint das Kondensat, wenn es abgeführt wird, als Umweltbelastung in dieser Betrachtung. Die moderne Motorentechnik verlangt aber auch
einen laufenden störungsfreien Betrieb, der bekanntlich von den alten
Holzvergasern nicht erbracht wurde.
Hinzu kam als weiterer Nachteil, daß der äußere Teil des Behälters,
und dort insbesondere der Mantel, erhebliche Temperaturen aufwies, so daß ein Farbauftrag nicht beständig sein konnte. Die Holzvergaser
boten von außen einen unästhetischen Anblick, der Rostcharakter hatte. Die Korrosionserscheinungen waren beachtlich. Es kam weiter hinzu
die laufende Gefahr für das Bedienungspersonal, weil die Temperaturen des äußeren Mantels so hoch waren, daß Verbrennungen der Hände
bei Berührung des Mantels auftraten.
Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, eine Einrichtung zum Trocknen,
Pyrolisieren und gegebenenfalls Vergasen von stückigem Holz in einem solchen zylindrischen Behälter mit Herdeinsatz zu schaffen, die einen
bisher nicht gekannten hohen Wirkungsgrad und einen völlig störungsfreien Betrieb aufweist. Außerdem soll der Außenmantet farbtragfest
sein, also den Auftrag korrosionsschützender Farbe ermöglichen, und keinerlei Gefahr für eine Verbrennung bei manueller Berührung mehr
bieten.
Die Erfindung geht von einer Einrichtung zum Trocknen, Pyrolisieren
Die Erfindung geht von einer Einrichtung zum Trocknen, Pyrolisieren
Fritz Werner: "Einrichtung zum Trocknen..." 4.871981
und gegebenenfalls Vergasen von stückigem Holz in einem zylindrischen Behälter
mit Herdeinsatz aus, wobei der Herdeinsatz koaxial mit Abstand von der inneren Behälterwand angeordnet ist und obensei tig eine Haube und untenseitig
einen Rost aufweist.
Die Erfindung kennzeichnet sich dadurch, daß die Haube außen mit einem
Hohlring versehen ist, in dem einerseits eine vergitterte seitliche Luftansaugöffnung
sich befindet und andererseits eine Auslaßöffnung angebracht ist, von der die angesaugte Luft über ein Verbindungsrohr in den äußeren
Ringraum des Behälters und von diesem in eine Luftkammer gelangt.
Am unteren Ende der Haube ist nach einem besonderen Merkmal der Erfindung
innen ein Kondenswasserring angeordnet, und die gesamte Haube ist mit dem Behälter durch einen Spannring pneumatisch dichtend verbunden.
Die Luftkammer ist bei einer bevorz u igten Ausbildung der Erfindung so gestaltet, daß diese tangential zur ringförmigen Hohlkammer eine Klappenöffnung
aufweist. Von dieser Luftkammer aus geht ein Herdringkanal an die im Kreisrund um den Herd verteilten Düsen, die in den eigentlichen Herd
raum münden.
Die Erfindung ist in den Figuren beispielhaft dargestellt. Es zeigen:
Figur 1 einen Längsschnitt durch die Einrichtung mit Haube,
Mantel, Herd, Rost, den Lufteintritts- und den Gas— austrittsöffnungen
Figur 2 das Detail der Luftverbindung zwischen Haube und
äußerem Ringkanal
Fritz Werner:"Einrichtung zum Trocknen.. ." 4.8.1981
Figur 3 einen Querschnitt oberhalb der Ringdüsen durch
die Einrichtung nach Fig. 1 und
Figur 4 eine schematische Draufsicht auf die Haube mit
Ringkanal.
Die Einrichtung besteht aus der Haube 10 mit dem außenseits angeordneten
Ringkanal 11, an dem die Luftansaugöffnung 12 und,um 180 versetzt, die
Luftausstoßöffnung 18 angeordnet sind; Der eigentliche ringförmige
Behälter 20 trägt im unteren Drittel den Herdeinsatz 27, der mit Abstand koaxial zum Außenmantel am Innenmantel des Behälters 10 befestigt
ist. Ein innerer Ringraum 25 führt das gewonnene Gas aus dem Behälter ab.
Es war bekannt, solche Holzgeneratoren mit Herdeinsatz und Rost und Ringkanal zu betreiben. Der Trocknungs— und Vergasungsverlauf
verlief von oben nach unten in der Weise, daß das eingebrachte Holz,
das die Naturfeuchtigkeit, oft aber höhere Feuchtigkeit aufwies, in der oberen Zone getrocknet wurde, dann in den mittleren Teil des
Herdeinsatzes gelangte, wo sich die Entgasungszone befand. Der Vei—
gasungsvorgang setzte sich dann fort bis zur Zone des Rostes. Das Gas wurde von der Ringzone im oberen Teil des Behälters abgezogen.
Erfindungsgemäß hat insbesondere die Haube 10 gegenüber der bisher
bekannten Ausführung gänzlich andere und verbessernde Funktionen
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Fritz Werner: "Einrichtung zum Trocknen/. ." 4.8.1981 -&&f-
Λ-
erhalten. Die neue Ausbildung der Haube 10 übernimmt, wie die
Fig. 1 bis 4 zeigen, nunmehr die Funktion des Bildens und Auffangens des Kondensats. In früheren Ausführungen hat man versucht,
das gravierende Kondensatproblem dadurch zu lösen, daß der Behälter im oberen Teil unterteilt war und Vorrichtungen vorgesehen
waren, um das sich dort bildende Kondensat, das den Verfahrensablauf erheblich stört, nach außen abzuführen. Das hat aber nur mangelhaft
funktioniert und unter anderem auch zu erheblichen Umweltbelastungen geführt, insbesondere dann, wenn das Kondensat in den
Abwasserkreislauf gelangte.
Bei der Erfindung bildet sich wegen der Abkühlung im Kühlring 11
in der Haube 10 an der Haubeninnenfläche das Kondensat. Von dort aus rinnt das flüssige Kondensat in einen am inneren'oberen Rand
des Behälters 20 umlaufenden Kondenswasserring 13. Bei den thermischen Vorgängen in der Einrichtung entstehen Temperaturen, die
das flüssige Kondensat in der Rinne 13 im weiteren Ablauf als letzten
Verfahrensschritt verdampfen.
Die Luftführung ist so gestaltet, daß die Luft über die Luftansaugöffnung
12 in der Haube 10 in den Ringkanal 11 gelangt, die Haube
zwangsläufig umspült und dadurch abkühlt. Das Kondensat schlägt sich an der inneren Wand der Haube im ersten Verfahrensschritt nieder.
Durch das verbindende Rohr 14 zwischen Ringkanal 11 an der
Haube 10 und dem Lufteintritt in den äußeren Ringraum 17 tritt die Luft dort ein, um von dort in aie Luftkammer 21 zu gelangen. Diese
FrLtz Werner: "Einrichtung zum Trocknen..." 4.8.1981
Luft ist bereits vorgewärmt. Von der Luftkammer 21 aus verteilt sich
die Luft über den Herd-Ringkanal 23 in vorerwärmtem Zustand auf die Luftdüsen 28. Diese führen dem im oberen Teil des Herdes 27 befindlichen
Vergasungsgut, dem stückigen, getrockneten und entgasten Holz, die notwendige Luftmenge hinzu, die auch Sauerstoff enthält.
Im Laufe des Betriebes stellt sich anfänglich eine Kühlungswirkung
durch die Ansaugluft in der Haube 10 ein. Mit zunehmender Erwäi—
mung im äußeren Ringraum 17 ergeben sich erf'indungsgemäß zunehmend
starke Vorwärmtemperaturen für die einströmende Luft. Im Inneren des Behälters 10 ergeben sich dadurch thermische Aufbereitungsverhältnisse,
die das Verarbeiten und Vergasen von stückigem Holz im Trocknungs- und Vergasungsraum 25 mit wesentlich höherer
Feuchtigkeit erlauben. Das ist ein ganz bedeutender erfindungsgemäßer Vorteil gegenüber den klassischen Holzvergasern alter Art.
Die Luftkammer 21 hat einen äußeren Verschluß 29 und eine seitliche,
tangential einmündende Rückschlagklappe 263. [Die Luflkammer 21 wird benötigt, um die Einrichtung durch Einbringen von leicht brennbarem
Material wie Holzwolle in Betrieb zu setzen.
Die tangentiale Anordnung der Rückschlagklappe 26 ist dazu bestimmt,
den früheren Nachteil des Hängenbleibens von Zündmaterial an der Zündklappe und damit eine Undichtheit der gesamten Rückschlagklappe
zu verhindern.
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Fritz Werner: "Einrichtung zum Trocknen. .." 4.8.1981
Das Verfahren zum Betrieb der Einrichtung verläuft so, daß das, insbesondere
in der Anfahrphase niederer Temperatur sich bildende Kondensat an den inneren Kühlflächen der Haube 10 niedergeschlagen wird, von dort in
die Auffangrinne 13 tropft, um nach Erreichen höherer Betriebstemperaturen,
verdampft zu werden.
Die Einrichtung nach der Erfindung hebt gegenüber dem Stand der Technik
die moderne Form in einen Rang, der es erlaubt, das alte, nicht mehr industriell
verwendungsfähige System in einer industriegerechten modernen
Bauart wieder in den Verkehr zu bringen, und so eine rationelle, flüssige Kraftstoffe einsparende Form und Methodik zu praktizieren. Die daneben
eintretende erhebliche Gewichtsersparnis ist, da diese Einrichtung nicht nur stationär, überwiegend auch mobil verwendet werden soll, von besonderer
Bedeutung. Durch die Ringräume 16,17 ist eine statisch außerordentliche Stabilität vorgegeben, so daß dünnere Bleche Verwendung finden
können, die noch durch Sickenbildung Verstärkung erfahren können.
Die erfindungsgemäße Spannringverbindung der Konstruktionsgruppen macht die älteren Flanschverbindungen mit ihren vielen Schraubenanordnungen
überflüssig.
Fritz Werner: "Einrichtufig >arn Trocknen'. -.-.'"-:- 4.8.1981
Verzeichnis der Bezugsziffern
10 Haube
11 Ringkanal der Haube
12 Luft-Ansaugöffnung
13 Kondenswasserring
14 Rohrverbindung zwischen Haube und äußerem Ringraum des Behälters
15 Außenmantel des Behälters (20)
16 innerer Gasraum des Behälters
17 äußerer Luftringraum
18 Luft- Auslaßöffnung von
19 Spannring
20 Behälter
21 Luftkammer
22 Lufteinlaßöffnung
23 Herd-Ringkanal
24 oberer innerer Behälterrand
25 Trocknungs- und Vergasungsraum
26 Klappe in der Luftkammer 21 (Rückschlagklappe)
27 Herd
28 Luftdüsen
29 Verschluß der Luftkammer
Leerseite
Claims (5)
- Fritz Werner: "Einrichtung zum Trocknen. .." 4.8.1981 -2Patentansprüche. Einrichtung zum Trocknen, Pyrolisieren und gegebenenfalls Vergasen von stückigem Holz in einem im wesentlichen geschlossenen, zylindrischen Behälter mit Herdeinsatz, der koaxial mit Abstand von der Behälterwand angeordnet ist, obenseitiger Haube und untenseitigern Rost, dadurch gekennzeichnet, daß die Haube (10) mit einer Ansaugöffnung .(:1>2^) und.ej/ier Auslaßöffnung (18) versehen und von einem Hohlring (11) umgeben ist, der über eine Rohrverbindung (14) mit einem Hohlring-Außenraum (17) des Behälters (20) pneumatisch dichtend verbunden ist, der seinerseits über eine Luftkammer (21) in einen Herd-Ringkanal (23) mündet.
- 2. Einrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß am unteren Ende der Haube (10) ein Kondenswasserring (13) angeordnet ist.
- 3. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet ,daß die Haube (10) und der obere Behälterrand (24) durch einen Spannring (25) dichtend verbunden sind.Fritz Werner: "Einrichtung zum Trocknen ..." 4.8.1981 -Ji—
- 4. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftkammer (21) tangential zum Ringkanal (23) eine Klappenöffnung (26) aufweist.
- 5. Verfahren zum Betrieb der Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß nach Einleiten des Vergasungsvorganges und Erreichen der Betriebstempe— raturstufe, jetzt aufsteigender Wasserdampf an den inneren Kühlflächen der Haube (10) niedergeschlagen wird, von dort in eine Auffangrinne (13) tropft, und bei steigender Betriebstemperatur das in der Rinne (13) aufgefangene Kondensat wieder verdampft.
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