DE3131670C2

DE3131670C2 - Acetylengas-Reaktor

Info

Publication number: DE3131670C2
Application number: DE3131670A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang 2210 Itzehoe Priesemuth
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1981-08-11
Filing date: 1981-08-11
Publication date: 1984-08-23
Also published as: EP0071671A2; AU7844381A; YU41382B; AU544876B2; PL237848A1; JPS5840389A; DK554881A; SU1158047A3; PH19767A; DK147601C; HU185495B; DD202305A5; CA1188101A; JPS6366359B2; EP0071671B1; YU291481A; ZA8220B; ATE13071T1; MX159101A; EP0071671A3

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Acetylengas-Reaktor, vorzugsweise für die Speisung von Verbrennungsmotoren von Kraftfahrzeugen. In einem gedrungen aufgebauten zylindrischen Gehäuse (1) des Reaktors befindet sich in vertikaler koaxialer Ausrichtung ein unterer ringförmiger Wasservorratsbehälter (20), der in seiner Mitte ein Schlammauffangrohr (14) enthält, welches sich nach oben trichterförmig erweitert und einen Siebkorb (9) umgibt, welcher von einem über dem Siebkorb befindlichen Calciumcarbid-Vorratsbehälter (6) durch Schwerkraftwirkung aufgefüllt wird. Ringsum den Siebkorb (9) erstreckt sich ein ringförmiges Düsenrohr (23), welches auf dem Wasservorratsbehälter (20) gespeist wird und den Siebkorb (9) und das in ihm enthaltene Calciumcarbid besprüht. Die Einfüllöffnung (3) für das Calciumcarbid befindet sich an der oberen und die Schlammentnahmeöffnung (15) an der unteren Stirnfläche des zylindrischen Gehäuses (1). Das über einen Anschlußstutzen (32) aus dem Reaktorgehäuse (1) abgezogene Acetylengas wird nach entsprechender Vermischung mit Verbrennungsluft dem Gasansaugstutzen der zu betreibenden Brennkraftmaschine oder auch einem sonstigen Verbraucher, beispielsweise einer Brennerdüse zugeführt.

Description

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Die Erfindung betrifft einen Acetylengas-Reaktor zur Speisung eines Kraftfahrzeugmotors mit einem Calciumcarbid-Vorratsbehälter, einem darunter angeordneten Reaktionsgefäß, einer mit Strahldüsenanordnung versehenen Wasserzuführvorrichtung, einem Wasservorratsbehälter und einem Sammelbehälter für den anfallenden Calciumhydroxidschtemm bzw. Kalkstaub.

Bisher bekanntgewordene Acetylengas-Reaktoren sind aufgrund ihres komplizierten Aufbaus teuer und sehr störanfällig, weil bisher das Carbidgranulat über mechanisch bewegte Bauelemente, wie Förderschnekken, an das Reaktionswasser herangebracht wird. Auch sind sie nur für einen stationären, nicht aber für einen mobilen Einsatz mit wechselndem Gasbedarf geeignet Für die Speisung eines Kraftfahrzeugmotors sind sie nicht nur ungeeignet wegen der zwangsläufig in Kraftfahrzeugen auftretenden Fahrzeugerschütterungen, die das ordnunsgemäße Arbeiten von Schneckenförderern verhindern, sondern auch wegen der fehlenden Möglichkeit, die Gaserzeugung möglichst genau bedarfsabhängig ein- und auszuschalten. Wenn z. B. gemäß DE-PS 6 41 178 das Carbidgranulat in ein Reaktionswasserbekken hineinfällt, kommt es zu einer fortlaufenden und nicht mehr zu unterbrechenden Reaktion des abgeworfenen Granulates, gleichgültig, wie hoch der Gasdruck wird, der sich oberhalb des Reaktionswasserbeckens einstellt

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist daher die Schaffung eines verbesserten bedarfsabhängig nahezu momentan ein- und ausschaltbaren Acetylengas-Reaktors, der ohne zusätzliche komplizierte und störanfällige Fördereinrichtungen für das Carbidgranulat arbeitet und sich aufgrund seines gedrungenen Aufbaus auch für den nachträglichen Einbau eines für Otto-Motoren konzipierten Kraftfahrzeuges eignet.

Die vorstehende Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß an den Boden des Carbidbehälters ein mit dessen Inneren verbundener und in den Gasraum des Reaktionsgefäßes hineinragender rohrförmiger Siebkorb anschließt, der von einer ringförmigen Strahldüsenanordnung zur Zufuhr des zur Reaktion erforderlichen Wassers umgeben ist, und daß eine der Wasserzufuhr aus dem Wasservorratsbehälter dienende Pumpe in Abhängigkeit von dem im Reaktionsgefäß von einem Sensor erfaßten Gasdruck im Sinne einer Konstanthaltung dieses Druckes ein- und ausschaltbar ist.

Beim erfindungsgemäßen Acetylengas-Reaktor, bei dem der die Calciumcarbid-Partikel enthaltende Siebkorb innerhalb des Gasraumes des Reaktionsgefäßes liegt, kann das Calciumcarbid innerhalb des Siebkorbes keinerlei Wasser mehr aufnehmen, wenn die Wasserzufuhr über die Strahldüsenanordnung unterbrochen wird. Der Sensor überwacht den Gasdruck im Reaktiongsgefäß und schaltet die Pumpe nur dann ein, wenn der Gasdruck unterhalb eines vorgegebenen konstant zu haltenden Druckes absinkt. So wird in der Tat beim erfindungsgemäßen Acetylengas-Reaktor das Calciumcarbid in solchem Maße innerhalb des Siebkorbes »abgespült«, daß gerade so viel Gas erzeugt wird, wie es zur Aufrechterhaltung des vorgegebenen konstant zu haltenden Druckes erforderlich ist.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

In den Zeichnungen ist eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung beispielsweise veranschaulicht. In den Zeichnungen zeigt

F i g. 1 einen schematischen Vertikalschnitt durch einen erfindungsgemäßen Niederdruck-Acetylengas-Reaktor und

Fig. 2 tinen Querschnitt gemäß der Schnittlinie II-II

der F ig. 1.

Wie die F i g. 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 senkrecht steht Die obere Stirnfläche 2 des Gehäuses 1 ist kuppeiförmig 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 ! befindet sich ein korbförmiger Einsatz, der zur Aufnahme des für die Reaktion erforderlichen Calciumcarbids dient. Bei geöffnetem Verschlußstopfen 4 erleichtert die kuppeiförmig 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 Carbidgranula*. in den Siebkorb 9 eintreten und diesen bis zu dessen ebenfalls als Sieb ausgebildeten Boden anfüllen.

Der Siebkorb 9 ist von einer nachfolgend noch zu beschreibenden Düsenanordnung 10 umgeben, 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 seinem oberen, nach oben offenen zylindrischen Abschnitt 12 den Siebkorb 9 umgibt. Ein an den Abschnitt 12 anschließender konischer Abschnitt 13 geht im mittleren Bereich in einen weiteren zylindrischen Abschnitt über, dessen Durchmesser 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 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 Übergang 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 Wasservorratsraumes 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 radialgerichteten Rohr 24, welches auch zur Lagesicherung des Ringrohres 23 dient, mit einem Anschlußstiitzen 25 in der Seitenwand des Gehäuses 1 verbunden.

Am inneren Umfang des Ringrohres 23 befinden sich über den Umfang verteilt mehrei e Sprühdüsen, über die das am Ringrohr benötigte Wasser :n Richtung auf den Siebkorb zugeführt werden kann. Die Sprühdüsen 26 sind so gerichtet, daß sie einen großen Teil der Wandungen des Siebkorbes 9 und des in ihm enthaltenen Calciumcarbids bestrahlen können. Vorzugsweise sind jedoch mindestens einzelne der Düsen 26 so gerichtet, daß sie den Durchlauf der Calciumcarbidpartikel vom Ein-

;o satz 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.

Abweichend hiervon kann jedoch auch der im gesamten Gehäuse 1 herrschende Gasdruck dazu verwendet werden, das Wasser aus dem Vorratsbehälter 20 zum Ringrohr 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 31 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 1 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 Ga- reaktor arbeitet wie folgt:

Nach Öffnen des Stopfens 4 in der oberen Stirnfläche

2 wird der Einsatz 6 mit Calciumcarbidgranulat gefüllt.

Um Geruchsbelästigungen zu verhindern, können auch die einzelnen Partikel des Carbidgranulates mit einer wasserlöslichen gasdichten Umhüllung versehen sein. Des weiteren wird über den Einfüllstutzen 21 in den Wasservorralsbehälter Wasser eingelassen, so daß sich ein Wasserstand ergibt, der bis geringfügig unter die Wasseraustrittsöffnungen 19 reicht.

Aufgrund 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

t>5 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 Maximaldrukkes die Pumpe 27 abschaltet. Eine erneute Einschaltung der Pumpe 27 erfolgt erst, wenn der Sensor 30 einen zu geringen Gasdruck erfaßt.

Durch die Besprühung der Calciumcarbidpartikel im Siebkorb 9 zerfallen diese Partikel und können dann, sofern kleiner als die Maschenöffnung des Siebkorbes, nach unten herausfallen.

Dieses Herausfallen wird durch die Wasserströmung begünstigt. Aufgrund des konischen Abschnittes 13 sammeln sich das durchlaufende Wasser und der Kalkschlamm und die Carbidrückstände in der unteren Mitte des Gehäuses 1, wo sie vom Schlammauffangrohr 14 aufgenommen werden. Das im Überschuß der Düsenanordnung 10 zugeführte Wasser, welches ebenfalls koaxial in das Schlammauffangrohr 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 Schlammauffangrohres das letztere mit eirer 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 in handelsübliche Kraftfahrzeuge einbauen läßt. Durch die durchgehend konzentrische Ausbildung des Reaktors sind die für ihn benötigten Bauteile sehr einfach herzustellen und zu montieren.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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Claims

Patentansprüche:

ί. Acetylengas-Reaktor zur Speisung eines Kraftfahrzeugmotors mit einem Calciumcarbid-Vorratsbehälter, einem darunter angeordneten Reaktionsgefäß, einer mit Strahldüsenanordnung versehenen Wasserzuführvorrichtung, einem Wasservorratsbehälter und einem Sammelbehälter für den anfallenden Calciumhydroxidschlamm bzw. Kalkstaub, dadurch gekennzeichnet, daß an den Boden des Carbidbehälters (6) ein mit dessen Inneren verbundener und in den Gasraum des Reaktionsgefäßes (1) hineinragender rohrförmiger Siebkorb (9) anschließt, der von einer ringförmigen Strahldüsenan-Ordnung (10) zur Zufuhr des zur Reaktion erforderlichen Wassers umgeben ist, und daß eine der Wasserzufuhr aus dem Wasservorratsbehälter (20) dienende Pumpe (27) in Abhängigkeit von dem im Reaktionsgefäß (1) von einem Sensor (30) erfaßten Gasdruck im Sinne einer Konstanthaltung dieses Drukkes ein- und ausschaltbar ist
2. Reaktor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß unter dem Siebkorb (8,9) ein Auffangtrichter (13) angeordnet ist, der in einen rohrförmigen Sammelbehälter (14) einmündet, welch letzterer von einem ringförmigen Wasservorratsbehälter (20) umgeben ist, der über die Pumpe (27) mit der Strahldüsenanordnung (10) in Verbindung steht.
3. Reaktor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der rohrförmige Sammelbehälter (14) in seinem oberen, über dem Wasserspiegel des Wasservorratsbehälters (20) liegenden Teil mit engen Wasser-Durchtrittsschlitzen (19) versehen ist.
4. Reaktor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Reaktionsgefäß (1) den Carbidbehälter (6), die Strahldüsenanordnung (10), den Wasservorratsbehälter (20) und den Sammelbehälter^) umschließt.
5. Reaktor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Reaktionsgefäß (1) zylindrisch ist und die von ihm umschlossenen Teile rotationssymmetrisch ausgebildet sind.
6. Reaktor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Auffangtrichter (13) für den Sammelbehälter (14) sich über den gesamten Querschnitt des Reaktionsgefäßes (1) erstreckt.
7. Reaktor nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der rohrförmige Sammelbehälter (14) mit einer wasserbeständigen, herausnehmbaren Auffangtüte ausgekleidet ist.
8. Reaktor nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zur Strahldüsenanordnung (10) ein Ringrohr (23) mit zwei oder mehr Strahldüsen (26) gehört, die zur Mitte des Siebkorbes (8, 9) und zum Sammelbehälter (14) gerichtet sind.
9. Reaktor nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Gasauslaß (32) des Reaktionsgefäßes (1) mit einem Druckminderventil (34) und ggf. mit einem Gaspufferbehälter verbunden ist.