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Verfahren und Einrichtung zur Erzeugung teerstofffreier Gase in Gaserzeugern
mit zentraler Luftzufuhr Die Erfindung bezieht sich auf Armgaserzeuger mit zentraler
Luftzufuhr, bei welchen die zur Bildung der Gase notwendige Luft in den Mittelpunkt
der entzündeten Brennstoffmasse. durch eine ins Feuer gesenkte Düse geleitet wird.
Bisher war es noch nicht auf wirtschaftliche Weise gelungen, mit diesen Vorrichtungen
ein annähernd teerstofffreies Gas zu erzeugen, und als man diese Gaserzeuger zur
Speisung von Verbrennungsmotoren verwendete, war es notwendig, ihnen eine im Prinzip
des Gaswaschers begründete Gasreinigungsvorrichtung hinzuzufügen, um das Verstopfen
der Rohre, der Hähne und des Motors durch Teere zu vermeiden. Nach den Feststellungen
des Erfinders ist dieser Mißerfolg dem zuzuschreiben, daß die in den Herd des Gaserzeugers
zugeführte Luft keine geniigend hohe Temperatur zur gaserzeugenden Zersetzung der
Teere und des Rußes besaß, da, wenn sogar diese Luft vor dem Eintreten in die Vorrichtung
v orerhitzt wurde, sie sich dagegen beim Durchgang durch die Luftzuführungsdüse
abkühlte, die bei einer zur Vermeidung ihres Schmelzens genügend niedrigen Temperatur
aufrechterhalten wurde.
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Gemäß vorliegender Erfindung wird teerfreies Gas erzeugt, indem die
Luft in dem entzündeten Brennstoff bei einer Temperatur zugeführt wird, «-elche
zu derjenigen des entzündeten Brennstoffes so nahe wie möglich und auf jeden Fall
über zooo- C liegt, wobei man zur Aufrechterhaltung dieser Temperatur die Wärme
der Luftzuführungsdüse verwendet, deren Schmelzung dadurch vermieden wird, daß durch
die Luft selbst eine Wärmemenge nach außen abgeleitet wird, die genügt, um den feuerbeständigen
Stoff oder das Metall, aus dem die Düse hergestellt ist, bei einer unterhalb des
Schmelzpunktes derselben liegenden Temperatur aufrechtzuerhalten. Dies kann zweckmäßig
dadurch erreicht werden, daß man eine größere Luftmenge als diejenige, die zur Gasbildung
notwendig ist, durch die Düse führt und den Luftüberschuß mit einem Teil der Wärme
nach außen ableitet. Auch kann man ein die Wärme sehr gut leitendes Element in die
Düse ohne Berührung mit deren Wandungen derart anordnen, daß es aus derselben nach
außen ragt und den Wärmeüberschuß ableitet. Auf vorteilhafte Weise wird in diesem
Element eine Flüssigkeit in Umlauf gesetzt.
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Vorzugsweise besteht die Düse aus einem einfachen Rohr aus feuerbeständigem
Stoff-oder einem Metall mit hohem Schmelzpunkt, dessen Querschnitt genügend eng
ist, um ein rasches Erhitzen der dieses Rohr durchquerenden Luft bis zu einem hohen
Wärmegrad zu gewährleisten. Sie ist einstellbar angeordnet, so daß ihre Lage leicht
geändert
werden kann, damit sie sich stets in einer genügend großen
Entfernung von den sich im Gaserzeuger ansammelnden Schlacken befindet und damit
sie auch ohne Schwierigkeiten ersetzt werden kann.
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In manchen Fällen ist es, zwecks Steigerung der Wirksamkeit vorteilhaft,
mehrere derartige Luftzuführungsdüsen in dem Gaserzeuger vorzusehen.
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Zum besseren Verständnis der Erfindung sind nachgehend mehrere Ausführungsbeispiele
an Hand der beiliegenden Zeichnung beschrieben, in der Abb. i bis 5 schematische
Ansichten von Gaserzeugern gemäß der Erfindung in senkrechtem Querschnitt darstellen.
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In allen Abbildungen bezeichnet i die rohrförmige Düse aus feuerbeständigem
Stoff oder Metall, durch welche die Luft in die Mitte der in der Hülle 2 des Gaserzeugers
enthaltenen und durch den Rost 3 (Abb. i, 2 und 5) oder den Boden 4 der Hülle (Abb.
3 und ¢) getragenen Brennstoffmasse zugeleitet wird. Das gebildete Gas entweicht
durch das Absaugrohr 5.
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Im Betrieb wird der vor dem Austritt der Luftzuführungsdüse i und
um denselben befindliche Brennstoff durch die heiße Luft bis zu einem sehr hohen
Wärmegrad, etwa i 6oo bis i goo° C, erhitzt, so daß selbst die Düse i ihrer ganzen
Länge nach zu glühen beginnt und die Luft beim Durchgang so stark erwärmt, daß sie
im Augenblick, in dem sie den glühenden Brennstoff erreicht hat, bis zu einem i
ooo° C übertreffenden Wärmegrad erhitzt ist. Infolge einer so hohen Temperatur der
Flamme werden die Rußstoffe und die Graphite verbrannt, die Teere, die in den Reduzierungszonen
destillieren, in beständige, unverdichtbare Gase zersetzt und alle durch 5 austretenden
Gase von teerigen Erzeugnissen vollkommen befreit. Werden diese Gase filtriert,
so stellt es sich tatsächlich fest, daß der zurückgebliebene Gichtstaub nicht wie
üblich schwarz und fett, sondern 1v eiß und trocken ist.
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In den Abb. i bis 4 enthält die Luftzuführungsdüse i ein bis zur Nähe
ihres Austrittes vorspringendes mittleres Rohr 6. Durch dieses Rohr wird Luft in
größerer Menge als diejenige, die zur Gasbildung notwendig ist, je nach der ZVirkungsweise
des Gaserzeugers geblasen oder gesaugt. Der Luftüberschuß wird um die Düse i geblasen
oder gesaugt, deren Ende, welches die höchste Temperatur zu ertragen hat, so etwas
Abgekühlt und am Schmelzen verhindert wird; dann entweicht er durch ein Paßrohr
7, an welches beispielsweise das Anhängerohr des Motors oder des Brenners für Zusatzluft
angegliedert werden kann. Nach einer abweichenden Ausführungsform kann auch die
Bewegung der Luft in entgegengesetzter Richtung erfolgen, d. h. daß die Luft in
die Düse durch das Paßrohr 7 eintreten und der 1_uftüberschuß nach Abkühlung des
Düsenendes durch das Mittelrohr 6 entweichen kann.
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Beim Gaserzeuger nach Abb.5 wird die Abkühlung der Luftzuführungsdüse
i durch ein an beiden Enden geschlossenes Rohr 8 gewährleistet, das in der Längsachse
der Düse gelegen ist, wobei es einerseits in einem kurzen Abstande vom Düsenende
beginnt und anderseits außerhalb des Gaserzeugers vorspringt und mit Abkühlungsrippen
9 versehen ist. ' Dieses Rohr 8 enthält eine Flüssigkeit oder einen Stoff, der bei
der Betriebstemperatur müssig wird und welcher darin infolge des Temperaturunterschiedes
zwischen dem in der Düse 4 gelegenen Ende des Rohres und demjenigen, das durch die
Rippen 9 abgekühlt wird, in geschlossenem Kreise umläuft. Ein Teil der Wärme der
Düse wird dem Rohr 8 und der Flüssigkeit durch Strahlung übermittelt und entweicht
nach außen, so daß die Temperatur der Düse unterhalb des Schmelzpunktes' aufrechterhalten
wird, wogegen diejenige der Luft sehr hoch bleibt.
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In den verschiedenen in der Zeichnung dargestellten Gaserzeugern ist
die Anordnung der Düse ¢ eine derartige, daß das Tiefenmaß, bis auf welches sie
in dem Brennstoff versenkt wird, durch eine gleitende Verschiebung des daran angegliederten
Rohres io bedeutend geändert werden kann, so daß der Düsenaustritt in einer genügend
großen Entfernung von den Schlacken, deren Ansammlung die Gasentwicklung verhindern
würde, gehalten werden kann und immer neue Brennstoffzonen im Zusammenhang mit der
Schlackenbildung mit Luft gespeist werden können.
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Anstatt nur in der Längsachsenrichtung gleiten zu können, wie dies
dargestellt ist, kann das Rohr i o an einem Iiniegelenl,: o. dgl. angeordnet sein.
Dies gestattet, die Düse in ihrer Längsachsenrichtung zu verschieben und zugleich
dieselbe in verschiedenen Richtungen einzuneigen.
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Weder das Luftzuleitungsrohr 6 noch das mit Abkühlungsrippen versehene
Rohr 8 verhindert dieses Einstellen. Die Düse 4 kann je nach der Bauart des Gaserzeugers
senkrecht (Abb. i) oder schräg (Abb. 5) aufgehängt oder auch waagerecht (Abb.2,
und 4) angeordnet sein. Die Lage des Absaugerohres 5 mag ebenfalls verschieden sein.
In den Abb. i, 2 und 5 befindet es sich unterhalb des waagerechten Rostes 3, wogegen
es in Abb. 3 im oberen Teil der Hülle 2 als Fortsetzung einer aus feuerbeständigem
Stofft hergestellten
oder metallischen Düse ausgebildet und im
Falle der Abb. q. hinter dem senkrechten Rost i a seitwärts angeordnet ist.
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Wie schon früher besagt worden ist, können mehrere Düsen i zwecks
Erzeugung einer größeren Gasmenge in ein und demselben Gaserzeuger angeordnet werden.
Da in diesem Falle der Verbrauch an Brennstoff bedeutender ist, so kann es sich
als vorteilhaft erweisen, den Gaserzeuger aus einem Behälter fortdauernd mit Brennstoff
zu speisen, um nicht angewiesen zu sein, dem Gaserzeuger zu große Ausmaße zu geben.