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Die hier beschriebene Erfindung verfolgt den Zweck Wassergas in ununterbrochenem
Betrieb herzustellen.
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Die Erzeugung von Wassergas beruht bekanntlich auf der Zersetzung
des Wasserdampfes in Gegenwart von glühendem Kohlenstoff. Sie erfolgt normalerweise
in Schachtöfen, in denen geschichteter Koks durch Warmblasen mit Luft erhitzt wird.
Ist der Koks genügend heiß, so wird die Luft abgestellt und durch die glühende Koksschicht
Wasserdampf geblasen, der sich nach der Gleichung C+H20=CO1-H2 in Kohlenmonoxyd
und Wasserstoff zersetzt.
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Durch die Zersetzung des Wasserdampfes wird dem glühenden Koks Wärme
entzogen. Ist seine Temperatur so weit gefallen, daß keine Dampfzersetzung mehr
stattfindet, wird der Dampf abgestellt und der Koks wieder mit Luft warmgeblasen.
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Es entsteht ein Gas von ungefähr folgender Zusammensetzung: H$ = 49
°/o, CO = 42 °/o, N2 = 3 °/" C OZ = 6 °/o. Der Heizwert beträgt etwa 36oo kcal/kg.
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Außer dem angeführten Verfahren gibt es andere, die einen ununterbrochenen
Betrieb gestatten, jedoch ist bei fast allen Systemen das angeführte Verfahren die
Grundlage des Aufbaues.
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Die Beheizung des Wassergas-Generators ist ein grundlegendes Problem,
da hierauf nicht verzichtet werden kann, weil die Wassergasreaktion ein endothermer
Prozeß ist.
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Ein zweites grundlegendes Problem ist die ununterbrochene Zuführung
des Kohlenstoffes in den Wassergas-Generator, da dadurch die Größe des Generators
und die ununterbrochene Erzeugung des Wassergases bestimmt wird.
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Beide Probleme werden bei der hier beschriebenen Erfindung vereinigt
und in einfacher Weise gelöst. In einer Reaktionskammer i wird in bekannter Weise
zwischen zwei von außen zugeführten Kohleelektroden 2, die je nach Abbrand automatisch
(nicht gezeichnet) nachgeführt werden, ein elektrischer Lichtbogen erzeugt, der
durch zwei Magnete 3 nach Art der elektrischen Sonne von Eyde-Birke-1 a n d zur
Vergrößerung der Heizfläche zu einer flachen Scheibe auseinandergezogen wird.
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Mit Hilfe einer Pumpe (hier nicht mitgezeichnet) wird Wasser (Dampf)
aus dem Reaktionskammerkühlmantel 5 entnommen und durch eine Düse 4 in den elekrtischen
Lichtbogen bzw. auf die glühenden Kohleelektrodenspitzen gespritzt.
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Bei der hohen Temperatur des Lichtbogens (etwa 4000' C), wird das
Wasser zerlegt in Wasserstoff und Sauerstoff nach der Gleichung H$O=H2+O. Der gebildete
Sauerstoff verbindet sich mit dem Kohlenstoff der Kohleelektroden zu Kohlenmonoxyd
nach der Gleichung C+O=CO. Beide Gleichungen zusammengefaßt erhält man H20 -1- C
= C O + H$ - 28,55 kcal.
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Da die Reaktion endotherm ist, muß die zur Aufrechterhaltung der Reaktion
notwendige Energie dauernd durch den elektrischen Lichtbogen zugeführt werden. Diese
Energie wird von der Verbrennungskraftmaschine erzeugt, die mit dem erzeugten Wassergas
betrieben wird.
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Die Rechnung für i nm3 zu erzeugendes Wassergas ergibt:
| i nm3 H20f1 = i nm3 H2 + 0,5 nm3 02 --2855 kcal |
| i nm3 C -E- o,5 nm3 OZ = i nm3 CO +122o kcal |
| Summe für 2 nm3 Wassergas --1635 kcal |
Für 1 nm3 Wassergas mit 5o °/o HZ und 5o °/o CO werden -verbraucht:
oder
Das gebildete Wassergas wird durch das in dem Reaktionskammerkühlmantel 5 befindliche
Wasser gekühlt, das sich selbst dabei erhitzt, und durch den Stutzen 6 von einer
Verbrennungskraftmaschine abgesaugt und zur Arbeitsleistung verwendet.
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Bei der Verbrennung des erzeugten Wassergases in einer Verbrennungskraftmaschine
werden frei:
| aus CO + O = C02 -!- 2855 kcal/nm3 |
| aus H2 + O = 11,0 Dampf -i- 241o kcal/nm3 |
| Summe für 2 nm3 Wassergas + 5265 kcal. |
Für i nm3 Wassergas mit 5o °/o H2 und 50 °/o C O werden frei:
Man gewinnt demnach 1815 kcal/nm3 oder 2,87 PS/h /nm3, die nutzbringende Arbeit
verrichten können. Legt man fest, daß i nm3 C = 1/2 kg, i nm3 H2 = 1/12 kg, i nm
3 CO = '/,; kg, i nm 3 H20 = 3/4 kg, so beträgt der Verbrauch für die Erzeugung
von i nm3 Wassergas
250 g Elektrodenkohlenstoff und 375 g Wasser.
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Der technische Fortschritt, der durch diese Erfindung erreicht wird,
besteht darin, daß das erzeugte Wassergas keinen Stickstoff enthält, so daß der
Heizwert pro m3 höher wird, was eine Verminderung des Verbrauches gegenüber normalem
Wassergas bedeutet. Ein weiterer Fortschritt ist, daß die Wassergaserzeugung in
jedem Falle eine ununterbrochene ist und so ausgebildet werden kann, daß die Wassergaserzeugung
sich dem jeweiligen Verbrauch der Verbrennungskraftmaschine anpaßt. Als dritter
Fortschritt wäre zu erwähnen, daß die Abmessungen dieses Wassergas-Elektroden-Generators
klein werden gegenüber den bisherigen Ausführungen, so daß er außer für stationären
Betrieb ganz besonders für Fahrräder, Motorräder, Kraftfahrzeuge, Schienen- und
Wasserfahrzeuge Verwendung finden kann.