DE828759C

DE828759C - Gas generators

Info

Publication number: DE828759C
Application number: DEH186A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Otto Hubmann
Original assignee: OTTO HUBMANN DR ING
Current assignee: OTTO HUBMANN DR ING
Priority date: 1949-10-24
Filing date: 1949-10-24
Publication date: 1952-11-24
Also published as: GB671541A

Description

Gaserzeuger Gaserzeuger zur Vergasung von festen Brennstoffen werden mit Luft, sauerstoffangereicherter Luft oder Sauerstoff unter Zusatz von Wasserdampf betrieben und besitzen im allgemeinen einen zylindrischen Vergasungsschacht, der im Bereich der Vergasungszone mit Wassermantel versehen ist. Im unteren Teil des Vergasungssc'hachte§ ist ein Drehrost angeordnet, der zur Zufuhr des Vergasungsmittels in das Brennstoffbett und zum Austragen der Asche aus dem Gaserzeuger dient. Häufig wird im oberen Teil des Gaserzeugers in dessen senkrechter. Achse eine Fülleinrichtung fest oder drehbar angeordnet, dem der Brennstoff durch einen darüber ebenfalls in der Achse liegenden Fülltrichter zugeführt wird. Insbesondere bei drehbarer Anordnung des Füllrumpfes kann dieser auch dem Zweck dienen, den Brennstoff am Rande des Brennst'ofFbettes zuzuführen.Gas generator Gas generators are used to gasify solid fuels with air, oxygen-enriched air or oxygen with the addition of water vapor operated and generally have a cylindrical gasification shaft, the is provided with a water jacket in the area of the gasification zone. In the lower part of the Vergasungsschacht§ a rotating grate is arranged, which is used to supply the gasification agent is used in the fuel bed and for discharging the ash from the gas generator. Frequently is in the upper part of the gas generator in its vertical. Axis a filling device fixed or rotatable, to which the fuel is also in the feed hopper lying on the axis is fed. Especially with a rotatable arrangement of the filling hull, this can also serve the purpose of keeping the fuel at the edge of the fuel bed to feed.

Zunächst wurde diese Bauweise auch für die Vergasung unter erheblichen Drücken beibehalten. Schwierigkeiten ergaben sich hierbei. aus der großen Bauhöhe, die für eine solche Vorrichtung erforderlich ist und die sich bei Vergasung unter Druck in einer erheblichen Verteuerung der erforderlichen Einrichtungen auswirkt. Für den Einbau in Fahrzeugen, insbesondere auf Lokomotiven, bildete diese Bauhöhe ein unüberwindliches Hindernis für die Anwendung der Druckvergasung im Zusammenbang mit den Bestrebungen, Gasturbinenaggregate auf Fahrzeugen zu verwenden. Eine große technische Schwierigkeit bestand. ferner in der Ge-. fährdung des Rostes sowie von dessen Lagerung, und Antrieb durch die hohen Temperaturen und den Angriff durch Sauerstoff im unteren Teil des Gaserzeugers.At first this construction method was also substantial for the gasification Keep pressing. Difficulties arose here. from the great height, which is required for such a device and which is under gasification Pressure results in a considerable increase in the cost of the necessary facilities. For installation in vehicles, especially on locomotives, this height formed an insurmountable obstacle to the use of pressurized gasification in context with the endeavors to use gas turbine units on vehicles. A big technical difficulty existed. also in the Ge. endangerment of the rust as well as of its storage, and drive through the high temperatures and the attack Oxygen in the lower part of the gas generator.

Durch die Erfindung werden diese Schwierigkeiten dadurch vermieden, daß ein im oberen Teil des Gaserzeugers angeordneter Behälter für den Brennstoff, der dessen Verteilung auf die eigent-" liche Brennzone und der Speicherung einer ge-, wissen Brennstoffreserve im Gaserzeuger dient, mittels einer zweckmäßig zentralen, wassergeküblten Säule durch den Brennstoff hindurch mit dem Rost verbunden wird, die dann vorteilhaft gemeinsam mit ausreichendem Lagerabstand gelagert werden, wobei das untere, im Bereich des Rostes notwendige Lager als reines Führungslager in einfachster Weise und ohne Schmierung, z. B. als Wälzlager, ausgeführt werden kann und außerdem durch die wassergekühlte Säule selbst eine wirksame Kühlung erfährt. Durch die Erfindung entsteht der weitere Vorteil, daß für den drehbaren Behälter und den Rost ein gemeinsamer Antrieb verwendet werden kann., der im Bereich des Gasraumes ohne jeglichen zusätzlichen Bedarf an Bauhöhe untergebracht werden kann und im Gegensatz zu dem bisher erforderlichen Rostantrieb der Einwirkung hdher Temperaturen und sauerstoffhaltiger Gase völlig entzogen wird.. Neben bedeutenden Ersparnissen an Baustoffen wird dadurch eine wesentliche Erhöhung der Betriebssicherheit selbst bei ganz beschränkter Verwendung ,hochlegierter Metalle erreicht. Die wesentlich verringerte Bauhöhe des Gaserzeugers gestattet ohne Schwierigkeiten dessen Unterbringung in Wasserfahrzeugen und selbst auf den in ihrer Höbe durch das Eisenbahnprofil stark beschränkten Lokomotiven.The invention avoids these difficulties by that a container arranged in the upper part of the gas generator for the fuel, the distribution of this to the actual burning zone and the storage of a certain fuel reserve is used in the gas generator, by means of an appropriately central, water-cooled Column through the fuel with the grate is connected, which are then advantageously stored together with sufficient bearing spacing the lower bearing required in the area of the grate as a pure guide bearing in the simplest way and without lubrication, z. B. be executed as a roller bearing can and also experiences effective cooling by the water-cooled column itself. The invention has the further advantage that for the rotatable container and the grate a common drive can be used., which is in the area of the Gas space can be accommodated without any additional height requirement and in contrast to the previously required grate drive, exposure to high temperatures and oxygen-containing gases are completely removed .. In addition to significant savings In terms of building materials, this results in a significant increase in operational safety itself achieved with very limited use, high-alloy metals. The essential reduced overall height of the gas generator allows it to be accommodated without difficulty in watercraft and even on the heights due to the railroad profile restricted locomotives.

Durch die Anordnung des drehbaren Behälters oberhalb des Brennstoffbettes, dessen Boden mit zweckmäßig verteilten öffnungen versehen ist, wird eine dauernde, gleichmäßige Zuführung des Brennstoffs zur Vergasungszone erreicht, auch wenn erfindungsgemäß die Drehzahl des Behälters zwangsläufig an die des Rostes gebunden ist und ausschließlich nach der Menge der auszutragenden Asche reguliert wird.Due to the arrangement of the rotatable container above the fuel bed, the bottom of which is provided with appropriately distributed openings, a permanent, uniform supply of fuel to the gasification zone achieved, even if according to the invention the speed of the container is inevitably linked to that of the grate and exclusively is regulated according to the amount of ash to be discharged.

Bei Vergasung von backenden Brennstoffen, bei denen vorteilhaft Kratz- und Stochvorrichtungen zur Auflockerung des Brennstoffbettes verwendet werden, werden vorteilhaft Kratzer od. dgl. Vorrichtungen z. B. am Boden. des drehbaren Behälters vorgesehen, die dann bei der Umdrehung des Behälters die Oberfläche des Brennstoffs wirksam auflockern und die Bildung von zusammengebackenen Klumpen verhindern.When gasifying baking fuels, where it is advantageous to and poking devices are used to loosen the fuel bed advantageous scratches od. Like. Devices z. B. on the ground. of the rotating container provided, which then with the rotation of the container, the surface of the fuel effectively loosening and preventing the formation of caked lumps.

Bei Vergasung ungleich gekörnten Brennstoffs ist bekanntlich die Beschickung der Vergasungszone am Rande von großem Vorteil und dient zur wirksamen Bekämpfung des bekannten Randfeuers. Die Randbeschickung wird erfindungsgemäß dadurch in einfachster Weise erreicht, daß der Fülltrichter, mit dem der Brennstoff in den Gaserzeuger eingeführt wird, selbst am Rande des Gaserzeugers angeordnet wird, oder es wird der Brennstoff in der gleichen Weise mit Hilfe von anderen geeigneten Vorrichtungen, z. B. durch eine Förderschnecke, von der Seite dem Gaserzeuger bzw. dem Behälter zugeführt. Die Beschickung gelangt dadurch un, mittelbar an den Rand, und die Drehbewegung des Behälters sorgt dafür, d'aß das Feinkorn am Rande gleichmäßig auf den ganzen Umfang des Brennstoffbettes verteilt wird. Auch diese Maßnahme ergibt eine wesentliche Ersparnis an Material und Bauhöhe der Vorrichtung.When gasifying unevenly grained fuel is known to be the charge the edge of the gasification zone is of great advantage and is used for effective control of the well-known rimfire. According to the invention, the edge loading is thereby extremely simple Way achieved that the hopper with which the fuel in the gas generator is introduced, is arranged itself on the edge of the gas generator, or it is the fuel in the same way with the help of other suitable devices, z. B. by a screw conveyor, from the side of the gas generator or the container fed. As a result, the feed comes directly to the edge, and the rotary movement of the container ensures that the fine grain at the edge is evenly distributed over the whole Perimeter of the fuel bed is distributed. This measure also results in an essential one Savings in terms of material and overall height of the device.

Die Vorrichtung ist in der Zeichnung beispielsweise dargestellt. Sie ist besonders geeignet für die Vergasung von nicht backenden oder schwach backenden, staubfreien oder staubarmen Brennstoffen, z. B. Braunkohle, Steinkohle, Anthrazit oder Koks, mittels Luft oder sauerstoffreicheren Vergasungsmitteln und Wasserdampf unter Druck, der je nach dem Verwendungszweck des Gases z. B. 11/z bis 30 ata betragen kann.The device is shown in the drawing, for example. It is particularly suitable for the gasification of non-baking or weakly baking, dust-free or low-dust fuels, e.g. B. lignite, coal, anthracite or coke, by means of air or oxygen-rich gasification agents and water vapor under pressure, depending on the purpose of the gas z. B. 11 / z to 30 ata can be.

Der dargestellte Gaserzeuger besteht aus dem Gaserzeugermantel i, der im Bereich der höheren Temperaturen mit Wassermantel 2 versehen ist. Im unteren Teil ist der Rost 3 angeordnet, im oberen Teil der Behälter 4, zwischen denen sich die Vergasungszone des Brennstoffbettes 5 befindet. Zur Zuführung des Brennstoffs in den Gaserzeuger dient der an sieh bekannte Fülltrichter 6. Unterhalb des Rostes ist ein Sammelbehälter 7 für die Asche angeordnet. Fülltrichter und Aschesammelbebälter sind in bekannter Weise mit doppelten Verschlüssen, z. B. ventilartigen Glocken 20 und 21, ausgerüstet. Der Rost 3 ist mit dem Behälter .I durch eine zentrale Hohlwelle 8 fest verbunden, die in den beiden Lagern 9 und io im Gaserzeuger drehbar gelagert ist. Das Lager 9 ist z. B. durch Rippen i i, die in besonderen Fällen auch wassergekühlt sein können, am Boden des Gaserzeugers befestigt. Das erzeugte Gas wind durch die Leitung 12 abgeführt. Der Antrieb des drehbaren Teils erfolgt durch eine am Behälter angeordnete Vorrichtung 13 bekannter Bauart, z. B. Zahnkranz mit Getriebe. Das Kühlwasser wird der zentralen Hohlwelle durch die Leitung 14 zugeführt, wobei die Wärme durch die Leitung 15 entweder als erwärmtes Wasser oder als Dampf abgeführt werden kann. Die Zufuhr des Vergasungsmittels erfolgt durch die Leitung 16. Das Vergasungsmittel tritt vorwiegend durch am Rost angeordnete Schlitze 17 in die Brennstoffschicht ein. Am Rost sind ferner Austragsschuhe 18 in bekannter Weise angeordnet, die die Asche infolge der Drehbewegung dem Aschesammelbehälter 7 zufülhren. Der Boden des Brennstoffbehälters 4 ist mit zweckmäßig schlitzartigen öffnungen i9 versehen, durch die der Brennstoff bei der Drehbewegung der Vergasungszone zugeführt wird. Auf der Bodenunterseite des Behälters sind außerdem die Kratzer oder Schaber 22 vorgesehen, die bei der Drehbewegung ein Zusammenbacken des Brennstoffs an der Oberfläche des Brennstoffbettes verhindern.The gas generator shown consists of the gas generator jacket i, which is provided with a water jacket 2 in the area of higher temperatures. At the bottom Part of the grate 3 is arranged, in the upper part of the container 4, between which the gasification zone of the fuel bed 5 is located. For supplying the fuel The well-known filling funnel 6 is used in the gas generator. Below the grate a collecting container 7 is arranged for the ash. Filling funnel and ash collector are in a known manner with double locks, z. B. valve-like bells 20 and 21, equipped. The grate 3 is with the container .I through a central hollow shaft 8 firmly connected, which are rotatably mounted in the two bearings 9 and io in the gas generator is. The camp 9 is z. B. by ribs i i, which in special cases also water-cooled can be attached to the bottom of the gas generator. The generated gas wind through the Line 12 discharged. The rotating part is driven by a device on the container arranged device 13 of known type, for. B. Ring gear with gear. The cooling water is fed to the central hollow shaft through the line 14, the heat through the line 15 can be discharged either as heated water or as steam. The gasification agent is supplied through line 16. The gasification agent occurs mainly through slots 17 arranged on the grate into the fuel layer a. Discharge shoes 18 are also arranged in a known manner on the grate, which the Feed the ash to the ash container 7 as a result of the rotary movement. The bottom of the Fuel container 4 is provided with conveniently slot-like openings i9 through which the fuel is fed to the gasification zone as it rotates. On the The bottom of the container is also provided with scrapers or scrapers 22, the caking of the fuel on the surface of the Prevent fuel bed.

Die Arbeitsweise ist die folgende: Nachdem durch Aufschichtung von Asche und leicht entzünd, lidhen Brennstoffen, wie Holz, sowie dessen Entzündung in bekannter Weise eine Feuerzone im unteren Teil des Gaserzeugers hergestellt worden ist, wird der Gaserzeuger mit dem zu vergasenden Brennstoff mittels des Fülltrichters 6 unter sehwacher Bewegung des Rostes aufgefüllt und mit zunehmender Zufuhr von Luft eine Vergasungszone im Gaserzeuger entwickelt. Es wird dann der Druck im Gaserzeuger durch Drosselung des Gasabzuges auf das gewünschte Maß erhöht und, sobald etwa der normale Betriebszustand in der Vergasungszone erreicht ist, durch Abgabe von Gas an die vorgesehenen Verbraucher die Leistung des Gaserzeugers in der beabsichtigten Weise erhöht. Im normalen Betriebszustand wird, laufend so viel Asche gezogen, als durch die Vergasung erzeugt wird, was durch die Regelung des Antriebes 13 und der Verschlußeinrichtung 2o bewirkt wird. Es braucht dann nur durch den Fülltrichter 6 periodisch so viel Brennstoff zugeführt werden, daß die Füllung in dem Behälter 4 in dem gewünschten Maß erhalten bleibt. Der Stand der Füllung kann dabei in einfachster Weise durch Betätigung des Verschlusses 21 festgestellt werden. Anpassungen des Betriebes an geänderte Leistung erfolgen in bekannter Weise durch Veränderung der Menge des Vergasungsmittels und durch Änderung der Umdrehungszahl des Rostes sowie durch Steigerung oder Verminderung der zugeführten Brennstoffmenge.The way it works is as follows: After by stacking Ash and easily ignitable fuels such as wood, as well as its ignition in a known manner a fire zone has been established in the lower part of the gas generator is, the gas generator with the fuel to be gasified by means of the filling funnel 6 is filled up with the grate moving slowly and with increasing supply of Air develops a gasification zone in the gas generator. It then becomes the pressure in the gas generator increased by throttling the gas vent to the desired level and, as soon as about the normal operating condition is reached in the gasification zone by releasing gas to the intended consumers the performance of the gas generator in the intended way increased. In normal operating conditions, there is always so much Ash drawn out than is produced by the gasification, which is due to the regulation of the Drive 13 and the locking device 2o is effected. It then just needs to go through the hopper 6 are periodically fed so much fuel that the filling is retained in the container 4 to the desired extent. The level of the filling can be determined in the simplest way by actuating the lock 21 will. Adjustments of the operation to changed performance are made in a known manner by changing the amount of gasifying agent and by changing the number of revolutions the grate and by increasing or decreasing the amount of fuel supplied.

Durch die Vorrichtung gemäß der Erfindung "werden wesentliche technische Fortschritte in der Vergasung von festen Brennstoffen insbesondere unter Druck erzielt, die Verwendung solcher Einrichtungen auf Fahrzeugen ermöglicht und die Kosten der Einrichtung erheblich herabsetzt.The device according to the invention "becomes essential technical Progress made in gasification of solid fuels, especially under pressure, allows the use of such facilities on vehicles and reduces the cost of Facility significantly reduced.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Shaft gas generator for the gasification of solid fuels, especially under pressure of several atmospheres, marked by a rotatable grate (3) in the lower part of the gas generator, by a container (4) for fresh fuel in the upper part of the gas generator and by a water-cooled hollow shaft (8), which penetrates the fuel bed and to which both the grate and the container are firmly connected, the grate and container being provided with a common drive (i3).

2. Harmful gas generator according to claim i, characterized in that that the drive (i3) is arranged on the container (4) for the fuel.

3. Shaft gas generator according to claims i and 2, characterized in that the bottom of the container has openings (i9) is provided through which the throat flows steadily to the fuel bed.

4th Shaft gas generator according to claims r to 3, characterized in that the core is on the bottom underside the container scratches (22) are attached, which the surface of the fuel bed loosen up.

5. shaft gas generator according to claim i to 4, characterized in that that the device for introducing the fuel into the shaft space is arranged laterally is.