WO2023232569A1 - Vergaservorrichtung - Google Patents

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WO2023232569A1
WO2023232569A1 PCT/EP2023/063858 EP2023063858W WO2023232569A1 WO 2023232569 A1 WO2023232569 A1 WO 2023232569A1 EP 2023063858 W EP2023063858 W EP 2023063858W WO 2023232569 A1 WO2023232569 A1 WO 2023232569A1
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arms
feed
rotation
reactor cavity
feed devices
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PCT/EP2023/063858
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Andreas Fritsche
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Andreas Fritsche
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    • C10J2300/09—Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
    • C10J2300/0953—Gasifying agents
    • C10J2300/0956—Air or oxygen enriched air

Definitions

  • the present invention relates to a gasifier device for obtaining combustible gas from combustible material, in particular biomass
  • At least one grid in the reactor cavity the gas outlet being arranged on the side of the grid opposite the filling lock.
  • Carburetor devices of this type may also be called DC fixed-bed carburettors. They are used to obtain combustible gas from combustible materials, which can then be used, for example. B. to be used in internal combustion engines as fuel or for other purposes.
  • the rotational movement of the feed device creates unwanted bridges or Hollow fires in the combustible mass are avoided because at least partial mixing occurs and the areas around the outlet openings remain essentially unhindered by the continuous repositioning of the feed device.
  • the feeding device of AT 513811 Bl is designed with a vertical support rod, on which at the upper end or A large number of arms with outlet openings are connected to the support rod head in such a way that the individual axes of the arms meet at the support rod head and form a star shape.
  • the star-shaped arms cover a circular surface and the individual outlet openings each cover concentric circles.
  • outlet openings arranged at the outer ends of the arms i.e. those that cover the largest circle, are also the largest apart from one another.
  • the object of the present invention is therefore to provide an improved carburetor device of the type mentioned, the performance and / or dimensions of which are not limited as in the prior art.
  • the carburetor device has at least two feed devices, each rotatable about an axis of rotation, for supplying gasification agent into the reactor cavity, each of the feed devices having several, arranged within the reactor cavity in the area between the filler lock and the grating. Has arms with outlet openings for the gasification agent to exit into the reactor cavity.
  • the big advantage of this gasification device is its easy scalability, since it is theoretically possible to arrange any number of feed devices next to each other in a reactor vessel and thus create a reactor vessel of almost any size and performance.
  • the dimensions of the carburetor device are therefore not limited by the mechanism of supply of gasification agent, i.e. in particular the supply of air.
  • the invention makes it possible to increase the performance of the gasifier device within the technically possible range through larger dimensions, in particular of the reactor vessel, and the arrangement of several feed devices next to one another.
  • This gasifier device therefore makes it possible to ensure a uniform supply of gasification agent into the reactor cavity with any size of the reactor, in particular its horizontal cross section, within the technically possible and/or sensible range.
  • the combustible material is preferably biomass, in particular wood, but can also be, for example, a material mixture of biomass and plastic, preferably with a relatively high biomass content. It is preferably provided that the filling lock for filling the combustible material is arranged in the region of the reactor cavity located at the upper end, so that the material moves essentially from top to bottom during operation of the gasifier device.
  • the gas outlet for removing the gas generated is arranged at the end of the reactor vessel opposite the filling lock, in particular in the area of the bottom of the reactor vessel.
  • the at least one grating is arranged between the filling lock and the gas outlet and in particular below the arms of the feed devices and is preferably located in the lower region of the reactor vessel.
  • the at least one grating serves to separate the combustible material that is still to be gasified, in other words the fixed bed, from ungasified material that can no longer be used for the gasification process, such as. B. of slag, ash and/or foreign bodies.
  • the at least one grating is preferably designed in such a way that solids can be easily separated from the fixed bed and foreign bodies can be removed from the reactor vessel, particularly during operation.
  • the arms of the feed devices can be understood as supports and/or pipes through which the gasification agent flows to the outlet openings or Nozzles are guided in the arms.
  • the arms are each on hers, from the
  • Axis of rotation of the respective feed device is destructive End, closed.
  • the outlet openings for the gasification agent are preferably arranged exclusively in the area between the opposite ends of the respective arm.
  • the outlet openings are preferably arranged in the respective arm at at least partially different distances in the radial direction starting from the respective axis of rotation of the respective feed device.
  • the radial distances between the outlet openings are chosen so that the outlet openings are distributed as evenly as possible in all directions in a plan view.
  • outlet openings on the lateral surfaces of the arms can point in all directions, so that they blow in gasification agent in all directions.
  • outlet openings can be arranged at all positions over the lateral surfaces of the arms, i.e. can be located along the entire cross-sectional circumference of each arm.
  • the arms are preferably arranged in the reactor vessel at the height at which they optimally promote the supply of the gasification agent for the gasification process.
  • each feed device is preferably arranged in a star shape in a top view. It is also cheap if all arms of the respective feed device are of the same length, viewed from the respective axis of rotation of this feed device.
  • two of the arms of the respective feed device which are arranged adjacent to one another, preferably each enclose an angle of the same size with one another.
  • the arms of the respective feed device are advantageously arranged evenly distributed in the direction of rotation.
  • the number of arms is at least two, preferably six, but can be any in the technically sensible and/or advantageous range.
  • the feed devices rotate about their respective axes of rotation when the carburetor device is in the operating state.
  • the axes of rotation are preferably arranged parallel to one another and spaced apart from one another. In an operating position of the carburetor device, the axes of rotation preferably run vertically.
  • the axes of rotation are arranged at an angle relative to the vertical in the operating position of the carburetor device.
  • the feed devices each have a support rod which is arranged coaxially to the respective axis of rotation of the respective feed device and from which the arms of the respective feed device protrude.
  • the support rods each have an internal supply line for supplying gasification agent to the outlet openings of the arms, the supply lines each having a connection to a supply device arranged under the reactor vessel in the operating position of the gasifier device.
  • the support rods can also each be rotated by a rotary drive, preferably arranged outside the reactor vessel.
  • the respective rotary drive is preferably arranged under the reactor vessel in the operating position of the gasifier device.
  • the arms of the respective feed device can, as is known in the prior art, form an angle of 90 degrees with the respective axis of rotation of the respective feed device.
  • the arms of the respective feed device may enclose an angle other than 90 degrees with the respective axis of rotation of the respective feed device.
  • the arms of the respective feed device enclose an angle in the range of 45 degrees to 135 degrees, preferably from 70 degrees to 110 degrees, with the respective axis of rotation on the respective feed device.
  • the feed devices can be rotated about the respective axes of rotation in such a way that the arms of each feed device each cover at least one circular area in a top view.
  • all arms of a respective feed device thus conveniently cover a circular area in plan view.
  • the circular surfaces of adjacent feed devices can overlap in the top view.
  • the circular surfaces of adjacent feed devices are arranged next to each other in the plan view and touching each other at a maximum of one point, i.e. in other words not overlapping each other.
  • the circular surfaces of adjacent feed devices can therefore also be spaced apart from one another in the plan view or can only touch one another at one point.
  • the reactor vessel is generally essentially a cylindrical container, which can have any cross-sectional shape when viewed from above, for example circular, rectangular, elliptical, cloud-shaped, etc. can be .
  • the area resulting from the sum of the swept circular areas is at least 70%, preferably at least 80%, of the cross-sectional area of the reactor cavity.
  • the sum of the swept circle areas covers, if possible, the entire cross-sectional area of the reactor cavity. In this way, a uniform supply of gasification agent can be ensured particularly well.
  • the outer contours of the reactor cross section and the area resulting from the sum of the swept circular areas are similar. Furthermore, it is favorable if the distance between the reactor vessel and the outer ends of the arms of the feed device is as low and / or uniform as possible.
  • One or more groups of arms can be located on the respective support rods of the respective feed devices.
  • a group of arms is conveniently defined by their common annular connection area on a support rod.
  • the feed devices each have at least two groups of arms, the arms of the respective group each being connected in an annular connection area on the support rod of the respective feed device, the respective annular connection areas in a longitudinal direction of the support rod the respective feed device are offset from one another.
  • all arms of a group are connected to the support rod at the same angle to the respective axis of rotation. are arranged.
  • all arms of a group are either horizontal in the operating position of the carburettor device or are arranged inclined upwards or inclined downwards and attached to the support rod.
  • the arms of a group are connected to the support rod at different angles to the respective axis of rotation. are arranged.
  • the individual arms and any groups of arms that may be present are arranged in such a way that collision-free rotation of all feed devices is possible.
  • Arms or The individual groups of arms of the at least two feed devices arranged next to one another are designed and arranged in such a way that they move past each other like a gear when all the feed devices rotate.
  • the distances between the individual outlet openings can be kept small, which promotes an even distribution of the gasification agent.
  • Fig. 1 and 2 a first exemplary embodiment of a carburetor device according to the invention
  • FIG. 3 and 4 a second exemplary embodiment of a carburetor device according to the invention
  • Fig. 5 a third example of an arrangement of several
  • FIG. 6 shows a fourth example of an arrangement of several feed devices in a reactor vessel in a top view.
  • FIG. 1 and 2 show schematically a first exemplary embodiment of a carburetor device 1 according to the invention, with FIG. 1 a vertical section and Fig. 2 shows a top view of the feed devices 8.
  • the Fig. 2 is essentially a horizontal section through the reactor vessel 2 between the agitator 16 and the arms 9 of the feed devices 8. Here you can clearly see the star-shaped arrangement of the respective arms 9 of the respective feed device 8.
  • the Fig. 1 and 2 show a carburetor device 1 with four feed devices 8, in which all arms 9 are connected to the support rods 11 of the respective feed devices 8 at a right angle 12 to the rotation axes 7, or in other words at a right angle 12 from the Rotation axes 7 or Support rods 11 protrude.
  • each feed device 8 has a group 13 of arms 9, the group 13 of arms 9 being the left two, in the view of FIG. 1 congruently arranged feed devices 8 vertically offset below the respective group 13 of arms 9 of the right two, in the view of FIG. l congruently arranged feed devices 8 is arranged.
  • all groups 13 of arms 9 could also be at the same height or in the vertical direction. be arranged lying on a horizontal plane. This is possible here because there is a distance between the arms 9 of the left and right two feed devices 8, so that the arms 9 cannot collide with one another when the respective feed devices 8 rotate.
  • the feed devices 8 are not only rotatable about their respective axes of rotation 7, but also vertically along the respective axes of rotation 7 or can be displaceable in the longitudinal direction of the respective support rod 11.
  • the vertical displacement can take place during and/or before and/or after the operation of the gasification device 1.
  • Fig. 1 shows a discharge opening 17 for discharging material that is not or can no longer be gasified, in particular ash, slag or larger foreign bodies, from the reactor vessel 2.
  • the at least one discharge opening 17 is preferably located in the floor area around the at least one grating 6, since all the material that cannot be gasified or cannot be gasified further collects there. Such pieces of material are typically ash, slag or larger, non-combustible foreign bodies such as metal, stones or the like.
  • Fig. 1 shows an agitator 16 for stirring the combustible material in the reactor cavity 3, the agitator 16 preferably being arranged between the filling lock 4 for the combustible material and the feed devices 8.
  • the agitator 16 rotates about its own axis 21, and it is also possible for it to be vertically displaceable along its axis 21, i.e. in the operating position of the carburetor device 1 shown in FIG.
  • each feed device 8 there are three gratings 6 around each feed device 8, which are arranged vertically offset one above the other.
  • Fig. 2 shows a horizontal section through the reactor vessel 2 with a top view of the four feed devices 8, which are arranged at a distance from one another.
  • all arms 9 of all feed devices 8 have the same length.
  • the arms 9 of the respective feed device 8 each sweep over a corresponding circular area 15.
  • Fig. 2 it can be clearly seen that in this exemplary embodiment the circular surfaces 15 of adjacent feed devices 8 do not overlap, but are arranged next to one another and spaced apart from one another.
  • the cross-sectional shape of the reactor vessel 2 is essentially adapted to the outer contours of the circular surfaces 15.
  • a good match between the reactor vessel cross-sectional shape or outer contour and the circular surface outer contour 15 is particularly favorable for the gasification process, but is not absolutely necessary.
  • the outlet openings 10 are preferably positioned or oriented around the lateral surface of the arms 9 so that they inject the gasification agent vertically upwards, vertically downwards and horizontally along a horizontal plane in the operating position.
  • the outlet openings 10 are oriented in all directions around the lateral surface of the arms 9.
  • the arms 9 are preferably closed at their ends 19 pointing away from the axis of rotation 7 of the respective feed device 8.
  • the gasification agent preferably in the form of air or compressed air, exits through the outlet openings 10 in the arms 9 into the combustible material to be gasified.
  • the rotary drives for rotating the feed devices 8, which are not explicitly shown here, are preferably arranged under the reactor vessel 2 when viewed in the illustrated operating position of the gasifier device 1. They can, for example, be designed as belt or gear drives and, in order to rotate the feed devices 8 about their respective axes of rotation 7, they conveniently engage on the ends 22 of the support rods 11 protruding from the bottom of the reactor vessel 2. About these lower ends 22 of the support rods 11 Conveniently, the gasification agent, in particular in the form of air, preferably under pressure, is also fed into the respective internal supply line 18 of the support rods 11. From there, the gasification agent reaches the arms 9 and can flow into the combustible material to be gasified via their outlet openings 10.
  • FIG. 3 and 4 show a second exemplary embodiment of a carburetor device 1 according to the invention, with FIG. 3 shows a horizontal section through the reactor vessel 2 and thus also the reactor cavity 3 and FIG. 4 shows a top view of the feed devices 8.
  • the Fig. 4 is essentially a horizontal section through the reactor vessel 2 between the agitator 16 and the arms 9 of the feed devices 8.
  • the Fig. 3 shows that in this second exemplary embodiment of a carburetor device 1 according to the invention, all arms 9 are connected to the support rods 11 of the respective feed devices 8 at an angle 12 to the rotation axes 7 that is different from a right angle.
  • the Fig. 3 and 4 show exemplary feed devices 8, each of which has two groups 13 of arms 9, the groups 13 of arms 9 of the left feed devices 8 are arranged vertically offset above the groups 13 of arms 9 of the right feed devices 8.
  • the groups 13 of arms 9 have different angles 12 to the respective axes of rotation 7, the groups 13 of arms 9 shown on the left being inclined upwards and the groups 13 of arms 9 shown on the right being inclined downwards.
  • each feed device 8 is each of the same length and, with a corresponding rotation about the respective axis of rotation 7, each cover a circular area 15 in a top view.
  • the circular surfaces 15 of adjacent feed devices 8 are in the direction shown in FIG. 4 overlap the top view shown.
  • FIG. 3 shows an example, a vertically offset arrangement of the individual groups 13 of arms 9 may be provided.
  • feed devices 8 are also vertical during operation can be moved along the respective axis of rotation 7 or the respective longitudinal direction of the respective support rod 11.
  • the cross-sectional shape of the reactor vessel 2 is partially adapted to the outer contours of the circular surfaces 15.
  • outlet openings 10 it is also possible for the outlet openings 10 to be oriented in all directions around the lateral surface of the arms 9.
  • FIG 5 shows a horizontal section through the carburetor device 1 of a third exemplary embodiment.
  • feed devices 8 are arranged next to one another, with the circular areas 15 swept by the arms 9 of adjacent feed devices 8 being spaced apart from one another. There are two outlet openings 17 between the feed devices 8.
  • the outer contour of the reactor vessel cross section is partially adapted to the common outer contour of the swept circular areas 15 of the arms 9 of the feed devices 8.
  • FIG. 6 shows a horizontal section through the carburetor device 1 of a fourth exemplary embodiment.
  • the outer contour of the reactor vessel cross section is essentially adapted to the common outer contour of the swept circular surfaces 15 of the arms 9 of the feed devices 8 and also has an easy-to-feed shape of a rectangle with rounded corners.
  • Reactor vessels 2 This illustrates by way of example that there are many possible arrangement options according to the invention for feed devices 8 and reactor vessel cross-sectional shapes and that very large and therefore powerful gasifier devices 1 can also be built with the invention.

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Abstract

Vergaservorrichtung (1) zur Gewinnung von brennbarem Gas aus brennbarem Material, insbesondere Biomasse, umfassend - ein Reaktorgefäß (2), welches einen Reaktorhohlraum (3) umschließt, und - wenigstens eine Einfüllschleuse (4) zum Einfüllen des Materials in den Reaktorhohlraum (3), und - wenigstens einen Gasauslass (5) zur Abfuhr des aus dem Material erzeugten brennbaren Gases aus dem Reaktorhohlraum (3), und - wenigstens einen Gitterrost (6) im Reaktorhohlraum (3), wobei der Gasauslass (5) auf der der Einfüllschleuse (4) gegenüberliegenden Seite des Gitterrosts (6) angeordnet ist, wobei die Vergaservorrichtung (1) wenigstens zwei, um jeweils eine Rotationsachse (7) drehbar gelagerte Zuführeinrichtungen (8) zur Zufuhr von Vergasungsmittel in den Reaktorhohlraum (3) aufweist, wobei jede der Zuführeinrichtungen (8) mehrere, innerhalb des Reaktorhohlraums (3) im Bereich zwischen der Einfüllschleuse (4) und dem Gitterrost (6) angeordnete, Arme (9) mit Austrittsöffnungen (10) zum Austritt des Vergasungsmittels in den Reaktorhohlraum (3) aufweist.

Description

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Vergaservorrichtung
Die vorliegende Erfindung betri f ft eine Vergaservorrichtung zur Gewinnung von brennbarem Gas aus brennbarem Material , insbesondere Biomasse , umfassend
- ein Reaktorgefäß , welches einen Reaktorhohlraum umschließt , und
- wenigstens eine Einfüllschleuse zum Einfüllen des Materials in den Reaktorhohlraum, und
- wenigstens einen Gasauslass zur Abfuhr des aus dem Material erzeugten brennbaren Gases aus dem Reaktorhohlraum, und
- wenigstens einen Gitterrost im Reaktorhohlraum, wobei der Gasauslass auf der der Einfüllschleuse gegenüberliegenden Seite des Gitterrosts angeordnet ist .
Vergaservorrichtungen dieser Art können auch Gleichstrom- Festbettvergaser genannt werden . Sie dienen dazu, aus brennbaren Materialen brennbares Gas zu gewinnen, um dieses dann z . B . in Verbrennungsmotoren als Treibstof f oder für sonstige Zwecke einzusetzen .
Um mit solchen Vergaservorrichtungen einen ef fi zienten Vergasungsprozess und/oder eine hohe Gasqualität zu erzielen, ist es äußerst wichtig, eine gleichmäßige Zufuhr von Vergasungsmittel , insbesondere Luft , in das Reaktorgefäß zu gewährleisten . Mit der, in der AT 513811 Bl gezeigten Vergaservorrichtung zur Gewinnung von brennbarem Gas aus Biomasse wird eine gleichmäßige Verteilung des Vergasungsmittels durch eine rotierende sternförmige Zuführeinrichtung, auch als Düsenträger bezeichnet , mit vielen Düsen bzw . Austrittsöf fnungen erzielt .
Durch die Drehbewegung der Zuführeinrichtung werden ungewünschte Brücken- bzw . Hohlbrände in der brennbaren Masse vermieden, da eine zumindest teilweise Durchmischung erfolgt und die Bereiche rund um die Austrittsöf fnungen durch die kontinuierliche Neupositionierung der Zuführeinrichtung im Wesentlichen unbehindert bleiben .
Weiters wird durch die Viel zahl an Austrittsöf fnungen, welche das Vergasungsmittel in viele Richtungen einblasen und in einer Draufsicht möglichst gleichmäßig an der Zuführeinrichtung positioniert sind, eine gleichmäßige Zufuhr des Vergasungsmittels , insbesondere in Form von Luft , in das brennbare Material erreicht .
Die Zuführeinrichtung der AT 513811 Bl ist hierzu mit einer vertikalen Tragstange ausgeführt , an welcher am oberen Ende bzw . am Tragstangenkopf eine Viel zahl an Armen mit Austrittsöf fnungen so angeschlossen ist , dass die einzelnen Achsen der Arme am Tragstangenkopf aufeinandertref fen und eine Sternform bilden .
Bei einer Rotation der Zuführeinrichtung überstreichen die sternförmig angeordneten Arme eine Kreis fläche und die einzelnen Austrittsöf fnungen j eweils konzentrische Kreise .
Die beim genannten Stand der Technik realisierte , sternförmige Anordnung der Arme hat zur Folge , dass die Abstände der auf einem konzentrischen Kreis liegenden Austrittsöf fnungen zweier oder mehrerer Arme zueinander mit zunehmendem Kreisradius zunehmen .
Das bedeutet , dass die an den äußeren Enden der Arme angeordneten Austrittsöf fnungen, also j ene , welche den größten Kreis überstreichen, auch den größten Abstand zueinander aufweisen .
Bei zunehmenden Armlängen und/oder bei zunehmenden Dimensionen der Vergaservorrichtung, insbesondere des Reaktorquerschnitts in einer Draufsicht , besteht somit das Problem, dass die Abstände der Austrittsöf fnungen so groß werden, dass eine gleichmäßige Zufuhr von Vergasungsmittel , insbesondere Luft , in die äußeren Bereiche des Reaktorraums nicht mehr gewährleistet werden kann .
Je weiter nämlich das brennbare Material von einer Austrittsöf fnung entfernt ist , umso weniger Sauerstof f gelangt an diese Stelle und die Qualität des erzeugten brennbaren Gases an dieser Stelle sinkt .
Größere Dimensionen der beim Stand der Technik bekannten Vergaservorrichtung bzw . Arme der Zuführeinrichtung können also ungewünschte Leistungs- und/oder Qualitätsverluste mit sich bringen .
Außerdem kann es bei zu langen Armen, insbesondere aufgrund des Widerstands des brennbaren Materials , zu mechanischen Problemen, erhöhtem Komponentenverschleiß oder dergleichen kommen .
In diesem Zusammenhang sei erwähnt , dass verhältnismäßig große Armdurchmesser ebenfalls unerwünscht sind, da der Material fluss , insbesondere von größeren Materialstücken, so wenig wie möglich behindert werden sollte , um eine gleichmäßige Verteilung des Vergasungsmittels zu erzielen .
Die in der genannten Schri ft gezeigte Technologie ist daher nicht beliebig nach oben skalierbar . Die Größe des Reaktorhohlraums solcher, beim Stand der Technik bekannter Vergaservorrichtungen ist somit limitiert .
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine verbesserte Vergaservorrichtung der eingangs genannten Art bereitzustellen, deren Leistung und/oder Dimensionen nicht so wie beim Stand der Technik limitiert ist .
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst .
Es ist somit bei erfindungsgemäßen Vergaservorrichtungen vorgesehen, dass die Vergaservorrichtung wenigstens zwei um j eweils eine Rotationsachse drehbar gelagerte Zuführeinrichtungen zur Zufuhr von Vergasungsmittel in den Reaktorhohlraum aufweist , wobei j ede der Zuführeinrichtungen mehrere , innerhalb des Reaktorhohlraums im Bereich zwischen der Einfüllschleuse und dem Gitterrost angeordnete , Arme mit Austrittsöf fnungen zum Austritt des Vergasungsmittels in den Reaktorhohlraum aufweist .
Der große Vorteil dieser Vergaservorrichtung ist die einfache Skalierbarkeit , da es theoretisch möglich ist , eine beliebige Zahl an Zuführeinrichtungen nebeneinander in einem Reaktorgefäß anzuordnen und so ein nahezu beliebig großes und leistungs fähiges Reaktorgefäß zu schaf fen . Somit sind die Dimensionen der Vergaservorrichtung nicht durch den Mechanismus der Zufuhr an Vergasungsmittel, also insbesondere der Luftzufuhr, limitiert.
In anderen Worten heißt das, dass es die Erfindung ermöglicht, die Leistung der Vergaservorrichtung im technisch möglichen Bereich durch größere Dimensionen, insbesondere des Reaktorgefäßes, und die Anordnung mehrerer Zuführeinrichtungen nebeneinander zu steigern.
Diese Vergaservorrichtung ermöglicht also bei einer, im technisch möglichen und/oder sinnvollen Bereich, beliebigen Größe des Reaktors, insbesondere dessen horizontalen Querschnitts, eine gleichmäßige Zufuhr an Vergasungsmittel in den Reaktorhohlraum zu gewährleisten.
Das heißt einerseits, dass eine örtlich sehr gleichmäßig verteilte Einblasung an Vergasungsmittel stattfindet, und andererseits, dass aufgrund der Bewegung der Arme und Austrittsöffnungen durch das brennbare Material, eine zeitlich gleichmäßige bzw. kontinuierliche Einblasung gewährleistet ist.
Das hat den Vorteil, dass der Vergasungsprozess unabhängig von den Dimensionen der Vergaservorrichtung effizient ablaufen kann und immer eine hohe Qualität des erzeugten, brennbaren Gases gewährleistet ist.
Das brennbare Material ist dabei bevorzugt Biomasse, insbesondere Holz, kann aber z.B. auch ein Materialgemisch aus Biomasse und Kunststoff, vorzugsweise mit einem relativ hohen Biomasseanteil, sein. Es ist bevorzugt vorgesehen, dass die Einfüllschleuse zum Einfüllen des brennbaren Materials im am oberen Ende liegenden Bereich des Reaktorhohlraums angeordnet ist , sodass sich das Material beim Betrieb der Vergaservorrichtung im Wesentlichen von oben nach unten bewegt .
Weiters ist bevorzugt vorgesehen, dass der Gasauslass zur Abfuhr des erzeugten Gases an dem der Einfüllschleuse gegenüberliegenden Ende des Reaktorgefäßes , insbesondere im Bereich des Bodens des Reaktorgefäßes , angeordnet ist .
Der wenigstens eine Gitterrost ist zwischen der Einfüllschleuse und dem Gasauslass und insbesondere unterhalb der Arme der Zuführeinrichtungen angeordnet und befindet sich bevorzugt im unteren Bereich des Reaktorgefäßes .
Der wenigstens eine Gitterrost dient dabei der Trennung des noch zu vergasenden, brennbaren Materials , also in anderen Worten des Festbetts , von unvergastem, für den Vergasungsprozess nicht mehr nutzbarem Material , wie z . B . von Schlacke , Asche und/oder Fremdkörpern .
Der wenigstens eine Gitterrost ist bevorzugt so ausgeführt , dass eine Abtrennung von Festkörpern vom Festbett und der Austragung der Fremdkörper aus dem Reaktorgefäß , insbesondere während dem Betrieb, einfach erfolgen kann .
Die Arme der Zuführeinrichtungen können als Träger und/oder Rohre verstanden werden, durch welche das Vergasungsmittel hin zu den Austrittsöf fnungen bzw . Düsen in den Armen geführt wird .
Bevorzugt sind die Arme j eweils an ihrem, von der
Rotationsachse der j eweiligen Zuführeinrichtung wegweisenden Ende , geschlossen . Bevorzugt sind die Austrittsöf fnungen für das Vergasungsmittel ausschließlich im Bereich zwischen den einander gegenüberliegenden Enden des j eweiligen Arms angeordnet .
Die Austrittsöf fnungen sind bevorzugt mit zumindest teilweise unterschiedlichen Abständen in radialer Richtung ausgehend von der j eweiligen Rotationsachse der j eweiligen Zuführeinrichtung im j eweiligen Arm angeordnet .
Besonders bevorzugt sind die radialen Abstände der Austrittsöf fnungen zueinander so gewählt , dass die Austrittsöf fnungen in einer Draufsicht möglichst gleichmäßig in alle Richtungen verteilt sind .
Weiter können die Austrittsöf fnungen an den Mantel flächen der Arme in alle Richtungen zeigen, sodass sie Vergasungsmittel in alle Richtungen einblasen .
Das heißt , dass die Austrittsöf fnungen über die Mantel flächen der Arme an allen Positionen angeordnet sein können, also sich entlang des ganzen Querschnittsumfangs eines j eden Arms befinden können .
Die Arme sind im Betriebs zustand im Reaktorgefäß vorzugsweise auf j ener Höhe angeordnet , auf der sie die Zuführung des Vergasungsmittels für den Vergasungsprozess optimal fördern .
Dabei ist es möglich, die Höhe genau einzustellen und, insbesondere auch während dem Betrieb, bei Bedarf anzupassen und/oder zu variieren .
Die Arme einer j eden Zuführeinrichtung sind bevorzugt in einer Draufsicht sternförmig angeordnet . Günstig ist es auch, wenn alle Arme der j eweiligen Zuführeinrichtung, von der j eweiligen Rotationsachse dieser Zuführeinrichtung aus gesehen, gleich lang sind .
Jewei ls zwei der zueinander benachbart angeordneten Arme der j eweiligen Zuführeinrichtung schließen in einer Draufsicht bevorzugt j eweils einen gleich großen Winkel miteinander ein . In anderen Worten sind die Arme der j eweiligen Zuführeinrichtung also in Rotationsrichtung günstigerweise gleichmäßig verteilt angeordnet .
Die Anzahl der Arme beträgt dabei mindestens zwei , vorzugsweise sechs , kann aber im technisch sinnvollen und/oder vorteilhaften Bereich beliebig sein .
Die Zuführeinrichtungen rotieren im Betriebs zustand der Vergaservorrichtung um ihre j eweiligen Rotationsachsen . Die Rotationsachsen sind vorzugsweise zueinander parallel und voneinander beabstandet angeordnet . In einer Betriebsstellung der Vergaservorrichtung verlaufen die Rotationsachsen bevorzugt vertikal .
Es ist aber auch denkbar, dass die Rotationsachsen in der Betriebsstellung der Vergaservorrichtung gegenüber der Vertikalen abgewinkelt angeordnet sind .
Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Zuführeinrichtungen j eweils eine Tragstange aufweisen, welche zur j eweiligen Rotationsachse der j eweiligen Zuführeinrichtung koaxial angeordnet ist und von welcher die Arme der j eweiligen Zuführeinrichtung abstehen . Bevorzugt weisen die Tragstangen j eweils eine interne Zuführungsleitung für die Zufuhr von Vergasungsmittel hin zu den Austrittsöf fnungen der Arme auf , wobei die Zuführungsleitungen j eweils einen Anschluss an eine in der Betriebsstellung der Vergaservorrichtung unter dem Reaktorgefäß angeordnete Zufuhrvorrichtung besitzen .
Die Tragstangen sind weiters von j eweils einem, vorzugsweise außerhalb des Reaktorgefäßes angeordneten, Drehantrieb drehbar . Der j eweilige Drehantrieb ist in der Betriebsstellung der Vergaservorrichtung bevorzugt unter dem Reaktorgefäß angeordnet .
Die Arme der j eweiligen Zuführeinrichtung können, wie beim Stand der Technik an sich bekannt , mit der j eweiligen Rotationsachse der j eweiligen Zuführeinrichtung einen Winkel von 90 Grad einschließen .
Es ist aber auch möglich, dass die Arme der j eweiligen Zuführeinrichtung einen von 90 Grad abweichenden Winkel mit der j eweiligen Rotationsachse der j eweiligen Zuführeinrichtung einschließen .
Es ist bevorzugt vorgesehen, dass die Arme der j eweiligen Zuführeinrichtung einen Winkel im Bereich von 45 Grad bis 135 Grad, vorzugsweise von 70 Grad bis 110 Grad, mit der j eweiligen Rotationsachse an der j eweiligen Zuführeinrichtung einschließen .
Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Zuführeinrichtungen so um die j eweiligen Rotationsachsen rotierbar sind, dass die Arme einer j eden Zuführeinrichtung in einer Draufsicht j eweils wenigstens eine Kreis fläche überstreichen . Bei einer Rotation um die j eweilige Rotationsachse überstreichen somit günstigerweise alle Arme einer j eweiligen Zuführeinrichtung in der Draufsicht eine Kreis fläche .
Die Kreis flächen benachbarter Zuführeinrichtungen können sich in der Draufsicht überschneiden .
Es kann aber auch vorgesehen sein, dass die Kreis flächen benachbarter Zuführeinrichtungen in der Draufsicht nebeneinander und sich maximal in einem Punkt berührend, also in anderen Worten sich eben nicht überlappend, angeordnet sind . Die Kreis flächen benachbarter Zuführeinrichtungen können in der Draufsicht somit auch voneinander beabstandet sein oder sich eben nur in einem Punkt berühren .
Das Reaktorgefäß ist in der Regel im Wesentlichen ein zylinderförmiger Behälter, der in der Draufsicht eine beliebige Querschnitts form besitzen kann, also beispielsweise kreis förmig, rechteckig, elliptisch, wolkenförmig etc . sein kann .
Bevorzugt ist es vorgesehen, dass in der Draufsicht die sich aus der Summe der überstrichenen Kreis flächen ergebende Fläche mindestens 70% , vorzugsweise mindestens 80 % , der Querschnitts fläche des Reaktorhohlraums beträgt . Besonders bevorzugt deckt die Summe der überstrichenen Kreis flächen möglichst die gesamte Querschnitts fläche des Reaktorhohlraums ab . So kann eine gleichmäßige Zufuhr von Vergasungsmittel besonders gut gewährleistet werden .
Bevorzugt ist es dabei vorgesehen, dass in der Draufsicht sich die Außenkonturen des Reaktorquerschnitts und der sich aus der Summe der überstrichenen Kreis flächen ergebenden Fläche ähneln . Weiters ist es günstig, wenn der Abstand zwischen dem Reaktorgefäß und den äußeren Enden der Arme der Zuführeinrichtung möglichst gering und/oder gleichmäßig ist .
Diese vorab genannten Maßnahmen tragen dazu bei , das Bilden von Materialverklumpungen oder dergleichen am Rande des Reaktorhohlraums zu vermeiden .
An den j eweiligen Tragstangen der j eweiligen Zuführeinrichtungen können sich eine oder mehrere Gruppen von Armen befinden .
Eine Gruppe von Armen definiert sich günstigerweise über ihren gemeinsamen ringförmigen Anschlussbereich an einer Tragstange .
Günstigerweise ist vorgesehen, dass die Zuführeinrichtungen j eweils zumindest zwei Gruppen von Armen aufweisen, wobei die Arme der j eweiligen Gruppe j eweils in einem ringförmigen Anschlussbereich an der Tragstange der j eweiligen Zuführeinrichtung angeschlossen sind, wobei die j eweiligen ringförmigen Anschlussbereiche in einer Längsrichtung der Tragstange der j eweiligen Zuführeinrichtung zueinander versetzt sind .
In der Betriebsstellung der Vergaservorrichtung bedeutet das günstigerweise , dass die einzelnen Gruppen von Armen vertikal zueinander versetzt angeordnet sind .
Dabei ist es bevorzugt vorgesehen, dass alle Arme einer Gruppe unter demselben Winkel zur j eweiligen Rotationsachse an der Tragstange angeschlossen bzw . angeordnet sind .
Das heißt z . B . auch, dass alle Arme einer Gruppe in der Betriebsstellung der Vergaservorrichtung entweder hori zontal oder nach oben geneigt oder nach unten geneigt angeordnet und an der Tragstange befestigt sind .
Es ist j edoch auch denkbar, dass die Arme einer Gruppe unter unterschiedlichen Winkeln zur j eweiligen Rotationsachse an der Tragstange angeschlossen bzw . angeordnet sind .
Jedenfalls sind die einzelnen Arme und die gegebenenfalls vorhandenen Gruppen von Armen so angeordnet , dass eine koll isions freie Rotation aller Zuführeinrichtungen möglich ist .
Besonders bevorzugt sind Arme bzw . die einzelnen Gruppen von Armen der wenigstens zwei nebeneinander angeordneten Zuführvorrichtungen so ausgeführt und angeordnet , dass sie sich bei einer Rotation aller Zuführeinrichtungen zahnradartig aneinander vorbeibewegen .
Durch eine zahnradartige Anordnung der Arme und ihrer Gruppen können die Abstände zwischen den einzelnen Austrittsöf fnungen klein gehalten werden, was eine gleichmäßige Verteilung des Vergasungsmittels fördert .
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Figuren sowie der dazugehörigen Figurenbeschreibung . Dabei zeigen :
Fig . 1 und 2 ein erstes Aus führungsbeispiel einer erf indungsgemäßen Vergaservorrichtung,
Fig . 3 und 4 ein zweites Aus führungsbeispiel einer erf indungsgemäßen Vergaservorrichtung,
Fig . 5 ein drittes Beispiel einer Anordnung mehrerer
Zuführeinrichtungen in einem Reaktorgefäß in einer Draufsicht , und Fig . 6 ein viertes Beispiel einer Anordnung mehrerer Zuführeinrichtungen in einem Reaktorgefäß in einer Draufsicht .
Die Figuren 1 und 2 zeigen schematisiert ein erstes Aus führungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vergaservorrichtung 1 , wobei die Fig . 1 einen Vertikalschnitt und die Fig . 2 eine Draufsicht auf die Zuführeinrichtungen 8 zeigt . Die Fig . 2 ist dabei im Wesentlichen ein hori zontaler Schnitt durch das Reaktorgefäß 2 zwischen dem Rührwerk 16 und den Armen 9 der Zuführeinrichtungen 8 . Hier sieht man gut die sternförmige Anordnung der j eweiligen Arme 9 der j eweiligen Zuführeinrichtung 8 .
Die Fig . 1 und 2 zeigen dabei eine Vergaservorrichtung 1 mit vier Zuführeinrichtungen 8 , bei welchen alle Arme 9 unter einem rechten Winkel 12 zu den Rotationsachsen 7 an die Tragstangen 11 der j eweiligen Zuführeinrichtungen 8 angeschlossen sind, oder in anderen Worten in einem rechten Winkel 12 von den Rotationsachsen 7 bzw . Tragstangen 11 abstehen .
Bei diesem Aus führungsbeispiel besitzt j ede Zuführeinrichtung 8 j eweils eine Gruppe 13 von Armen 9 , wobei die Gruppe 13 von Armen 9 der linken zwei , in der Ansicht der Fig . 1 deckungsgleich angeordneten, Zuführeinrichtungen 8 vertikal versetzt unterhalb der j eweiligen Gruppe 13 von Armen 9 der rechten zwei , in der Ansicht der Fig . l deckungsgleich angeordneten Zuführeinrichtungen 8 angeordnet ist .
Alternativ zur vertikal versetzten Anordnung könnten alle Gruppen 13 von Armen 9 auch in vertikaler Richtung auf derselben Höhe bzw . auf einer hori zontalen Ebene liegend angeordnet sein . Das ist hier möglich, da ein Abstand zwischen den Armen 9 der linken und der rechten zwei Zuführeinrichtungen 8 vorhanden ist , sodass die Arme 9 bei einer Rotation der j eweiligen Zuführeinrichtungen 8 nicht miteinander kollidieren können .
Angemerkt sei hier die Möglichkeit , dass die Zuführeinrichtungen 8 nicht nur um ihre j eweiligen Rotationsachsen 7 drehbar sind, sondern auch vertikal entlang der j eweiligen Rotationsachsen 7 bzw . der Längsrichtung der j eweiligen Tragstange 11 verschiebbar sein können .
Die Vertikalverschiebung kann dabei während und/oder vor und/oder nach dem Betrieb der Vergasungseinrichtung 1 statt finden .
Weiters ist in der Fig . 1 eine Austragungsöf fnung 17 zur Austragung von nicht oder nicht mehr vergasbarem Material , insbesondere von Asche , Schlacke oder größeren Fremdkörpern, aus dem Reaktorgefäß 2 gezeigt .
Die wenigstens eine Austragungsöf fnung 17 befindet sich vorzugsweise am Bodenbereich rund um den wenigstens einen Gitterrost 6 , da sich dort all das Material sammelt , welches nicht oder nicht weiter vergast werden kann . Bei solchen Materialstücken handelt es sich typischerweise um Asche , Schlacke oder größere , nicht brennbare Fremdkörper wie Metall , Steine oder dergleichen .
Die Austragungsöf fnung 17 ist dann vorzugsweise weiters an eine Schleuse 20 angeschlossen, durch welche das feste Material ausgetragen werden kann . Des Weiteren zeigt die Fig. 1 ein Rührwerk 16 zum Umrühren des brennbaren Materials im Reaktorhohlraum 3, wobei das Rührwerk 16 vorzugsweise zwischen der Einfüllschleuse 4 für das brennbare Material und den Zuführeinrichtungen 8 angeordnet ist.
Das Rührwerk 16 rotiert um seine eigene Achse 21, wobei es auch möglich ist, dass es entlang seiner Achse 21, also in der in Fig.l gezeigten Betriebsstellung der Vergaservorrichtung 1, vertikal verschiebbar ist.
Bei diesem Ausführungsbeispiel sind um jede Zuführeinrichtung 8 jeweils drei Gitterroste 6 vorhanden, welche übereinander vertikal versetzt angeordnet sind.
Es sind aber auch andere Anordnungen von einem oder mehreren Gitterrosten 6 denkbar.
Die Fig. 2 zeigt einen horizontalen Schnitt durch das Reaktorgefäß 2 mit einer Draufsicht auf die vier Zuführeinrichtungen 8, welche voneinander beabstandet angeordnet sind.
Bei diesem Ausführungsbeispiel besitzen alle Arme 9 aller Zuführvorrichtungen 8 die gleiche Länge. Bei einer Rotation der Zuführeinrichtungen 8 um die jeweilige Rotationsachse 7 überstreichen die Arme 9 der jeweiligen Zuführeinrichtung 8 jeweils eine entsprechende Kreisfläche 15.
In Fig. 2 ist gut zu sehen, dass hier in diesem Ausführungsbeispiel sich die Kreisflächen 15 benachbarter Zuführeinrichtungen 8 nicht überlappen, sondern nebeneinander angeordnet und voneinander beabstandet sind. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Querschnittsform des Reaktorgefäßes 2 im Wesentlichen den Außenkonturen der Kreisflächen 15 angepasst.
Eine gute Anpassung zwischen der Reaktorgefäß- Querschnittsform bzw. -Außenkontur und der Kreisf lächen- Außenkontur 15 ist besonders günstig für den Vergasungsprozess, jedoch nicht zwingend erforderlich.
Im Ausführungsbeispiel der Fig. 1 und 2 sind die Austrittsöffnungen 10 bevorzugt so rund um die Mantelfläche der Arme 9 positioniert bzw. orientiert, dass sie das Vergasungsmittel in der Betriebsstellung vertikal nach oben, vertikal nach unten und horizontal entlang einer Horizontalebene einblasen.
Generell ist es aber möglich, dass die Austrittsöffnungen 10 in alle Richtungen rund um die Mantelfläche der Arme 9 orientiert sein können. An ihren, von der Rotationsachse 7 der jeweiligen Zuführeinrichtung 8 wegweisenden, Enden 19 sind die Arme 9 bevorzugt verschlossen. Durch die Austrittsöffnungen 10 in den Armen 9 tritt das Vergasungsmittel, vorzugsweise in Form von Luft bzw. Druckluft, in das zu vergasende, brennbare Material aus.
Die hier nicht explizit dargestellten Drehantriebe zum Drehen der Zuführeinrichtungen 8 sind, in der dargestellten Betriebsstellung der Vergaservorrichtung 1 gesehen, bevorzugt unter dem Reaktorgefäß 2 angeordnet. Sie können z.B. als Riemen- oder Zahnradantriebe ausgebildet sein und greifen zum Drehen der Zuführeinrichtungen 8 um ihre jeweiligen Rotationsachsen 7 günstigerweise an den unten aus dem Reaktorgefäß 2 hervorstehenden Enden 22 der Tragstangen 11 an. Über diese unteren Enden 22 der Tragstangen 11 wird günstigerweise auch das Vergasungsmittel , insbesondere in Form von Luft , vorzugsweise unter Druck, in die j eweilige interne Zuführungsleitung 18 der Tragstangen 11 eingespeist . Von dort gelangt das Vergasungsmittel zu den Armen 9 und kann über deren Austrittsöf fnungen 10 in das zu vergasende , brennbare Material einströmen .
Bei der nun folgenden Beschreibung der in den Fig . 3 bis 6 gezeigten Aus führungsbeispiele wird zur Vermeidung von Wiederholungen vorrangig auf die Unterschiede zum ersten Aus führungsbeispiel eingegangen . Ansonsten gilt die obige Beschreibung des ersten Aus führungsbeispiels soweit anwendbar auch für die nachfolgend noch beschriebenen Aus führungsbeispiele .
Die Figuren 3 und 4 zeigen ein zweites Aus führungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vergaservorrichtung 1 , wobei die Fig . 3 einen Hori zontalschnitt durch das Reaktorgefäß 2 und damit auch den Reaktorhohlraum 3 und die Fig . 4 eine Draufsicht auf die Zuführeinrichtungen 8 zeigen . Die Fig . 4 ist dabei im Wesentlichen ein hori zontaler Schnitt durch das Reaktorgefäß 2 zwischen dem Rührwerk 16 und den Armen 9 der Zuführeinrichtungen 8 .
Die Fig . 3 zeigt , dass bei diesem zweiten Aus führungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vergaservorrichtung 1 alle Arme 9 unter einem von einem rechten Winkel verschiedenen Winkel 12 zu den Rotationsachsen 7 an die Tragstangen 11 der j eweiligen Zuführeinrichtungen 8 angeschlossen sind .
Die Fig . 3 und 4 zeigen beispielhaft Zuführeinrichtungen 8 , welche j eweils zwei Gruppen 13 von Armen 9 besitzen, wobei die Gruppen 13 von Armen 9 der linken Zuführeinrichtungen 8 vertikal versetzt oberhalb der Gruppen 13 von Armen 9 der rechten Zuführeinrichtungen 8 angeordnet sind .
Außerdem besitzen die Gruppen 13 von Armen 9 unterschiedliche Winkel 12 zu den j eweiligen Rotationsachsen 7 , wobei die links dargestellten Gruppen 13 von Armen 9 nach oben geneigt sind und die rechts dargestellten Gruppen 13 von Armen 9 nach unten geneigt sind .
In Fig . 4 ist gut zu sehen, dass auch in diesem zweiten Aus führungsbeispiel die Arme 9 einer j eden Zuführeinrichtung 8 j eweils gleich lang sind und bei einer entsprechenden Drehung um die j eweilige Rotationsachse 7 in einer Draufsicht j eweils eine Kreis fläche 15 überstreichen . Im Unterschied zum ersten Aus führungsbeispiel ist es hier im zweiten Aus führungsbeispiel aber so , dass sich die Kreis flächen 15 benachbarter Zuführeinrichtungen 8 in der in Fig . 4 dargestellten Draufsicht überschneiden .
Um eine Kollision zwischen den Armen 9 benachbarter Zuführeinrichtungen 8 bei deren Drehung um ihre j eweilige Rotationsachse 7 zu vermeiden, kann, wie in Fig . 3 beispielhaft gezeigt , eine vertikal versetzte Anordnung der einzelnen Gruppen 13 von Armen 9 vorgesehen sein .
Hierbei besteht die Möglichkeit , die vertikalen Abstände zwischen den einzelnen Gruppen 13 von Armen 9 und/oder die Winkel 12 zwischen den Armen 9 und der j eweiligen Rotationsachse 7 so aus zuführen, dass der Vergasungsprozess optimiert ist .
Angemerkt sei hier auch die Möglichkeit , dass die Zuführeinrichtungen 8 auch während des Betriebs vertikal entlang der jeweiligen Rotationsachse 7 bzw. der jeweiligen Längsrichtung der jeweiligen Tragstange 11 verschiebbar sind.
In diesem zweiten Ausführungsbeispiel ist die Querschnittsform des Reaktorgefäßes 2 den Außenkonturen der Kreisflächen 15 teilweise angepasst.
Auch in diesem zweiten Ausführungsbeispiel ist es möglich, dass die Austrittsöffnungen 10 in alle Richtungen rund um die Mantelfläche der Arme 9 orientiert sein können.
Die Fig. 5 zeigt einen horizontalen Schnitt durch die Vergaservorrichtung 1 eines dritten Ausführungsbeispiels.
Hier sind insgesamt sechs Zuführeinrichtungen 8 nebeneinander angeordnet, wobei die von den Armen 9 benachbarter Zuführeinrichtungen 8 überstrichenen Kreisflächen 15 voneinander beabstandet sind. Zwischen den Zuführeinrichtungen 8 befinden sich zwei Austrittsöffnungen 17.
Bei diesem dritten Ausführungsbeispiel ist die Außenkontur des Reaktorgefäß-Querschnitts teilweise an die gemeinsame Außenkontur der überstrichenen Kreisflächen 15 der Arme 9 der Zuführeinrichtungen 8 angepasst.
Die Fig. 6 zeigt einen horizontalen Schnitt durch die Vergaservorrichtung 1 eines vierten Ausführungsbeispiels.
Hier sind insgesamt sechzehn Zuführeinrichtungen 8 einander überlappend angeordnet. Zwischen den Zuführeinrichtungen 8 befinden sich neun Austrittsöffnungen 17. Bei diesem Beispiel ist die Außenkontur des Reaktorgefäß- Querschnitts im Wesentlichen an die gemeinsame Außenkontur der überstrichenen Kreis flächen 15 der Arme 9 der Zuführeinrichtungen 8 angepasst und besitzt außerdem eine einfach aus zuführende Form eines Rechtecks mit abgerundeten Ecken .
Die Aus führungsbeispiele in den Figuren 1 bis 6 zeigen beispielhaft verschiedene Anordnungen von Zuführeinrichtungen 8 in Kombination mit verschiedenen Querschnitts formen von
Reaktorgefäßen 2 . Dies veranschaulicht exemplarisch, dass es sehr viele erfindungsgemäße Anordnungsmöglichkeiten von Zuführeinrichtungen 8 und Reaktorgefäß-Querschnitts formen gibt und mit der Erfindung auch sehr große und damit leistungs fähige Vergaservorrichtungen 1 gebaut werden können .
L e g e n d e zu den Hinweisziffern:
Vergaservorrichtung
Reaktorgefäß
Reaktorhohlraum
Einfüllschleuse
Gasauslass
Gitterrost
Rotationsachse
Zuführeinrichtung
Arm
Austrittsöffnung
Tragstange
Winkel
Gruppe
Anschlussbereich
Kreisfläche
Rührwerk
Austrittsöffnung
Zuführungsleitung
Ende
Schleuse
Achse
Ende

Claims

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Patentansprüche Vergaservorrichtung (1) zur Gewinnung von brennbarem Gas aus brennbarem Material, insbesondere Biomasse, umfassend
- ein Reaktorgefäß (2) , welches einen Reaktorhohlraum (3) umschließt, und
- wenigstens eine Einfüllschleuse (4) zum Einfüllen des Materials in den Reaktorhohlraum (3) , und
- wenigstens einen Gasauslass (5) zur Abfuhr des aus dem Material erzeugten brennbaren Gases aus dem Reaktorhohlraum (3) , und
- wenigstens einen Gitterrost (6) im Reaktorhohlraum (3) , wobei der Gasauslass (5) auf der der Einfüllschleuse
(4) gegenüberliegenden Seite des Gitterrosts (6) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Vergaservorrichtung (1) wenigstens zwei, um jeweils eine Rotationsachse (7) drehbar gelagerte Zuführeinrichtungen (8) zur Zufuhr von Vergasungsmittel in den Reaktorhohlraum (3) aufweist, wobei jede der Zuführeinrichtungen (8) mehrere, innerhalb des Reaktorhohlraums (3) im Bereich zwischen der Einfüllschleuse (4) und dem Gitterrost (6) angeordnete, Arme (9) mit Austrittsöffnungen (10) zum Austritt des Vergasungsmittels in den Reaktorhohlraum (3) aufweist. Vergaservorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Arme (9) einer jeden Zuführeinrichtung (8) in einer Draufsicht sternförmig angeordnet sind und/oder alle Arme (9) der jeweiligen Zuführeinrichtung (8) , von der jeweiligen Rotationsachse
(7) dieser Zuführeinrichtung (8) aus gesehen, gleich lang sind und/oder die Arme (9) jeweils an ihrem, von der Rotationsachse (7) der jeweiligen Zuführeinrichtung
(8) wegweisenden, Ende (19) geschlossen sind. Vergaservorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotationsachsen (7) der Zuführeinrichtungen (8) parallel zueinander und voneinander beabstandet angeordnet sind. Vergaservorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis
3, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführeinrichtungen (8) jeweils eine Tragstange (11) aufweisen, welche zur jeweiligen Rotationsachse (7) der jeweiligen Zuführeinrichtung (8) koaxial angeordnet ist und von welcher die Arme (9) der jeweiligen Zuführeinrichtung
(8) abstehen. Vergaservorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis
4, dadurch gekennzeichnet, dass die Arme (9) der jeweiligen Zuführeinrichtung (8) einen von 90 Grad abweichenden Winkel (12) mit der jeweiligen Rotationsachse (7) der jeweiligen Zuführeinrichtung (8) einschließen . Vergaservorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Arme (9) der jeweiligen Zuführeinrichtung (8) einen Winkel (12) im Bereich von 45 Grad bis 135 Grad, vorzugsweise von 70
Grad bis 110 Grad, mit der jeweiligen Rotationsachse
(7) der jeweiligen Zuführeinrichtung (8) einschließen. Vergaservorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 4 bis
6, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführeinrichtungen (8) jeweils zumindest zwei Gruppen (13) von Armen (9) aufweisen, wobei die Arme (9) der jeweiligen Gruppe
(13) jeweils in einem ringförmigen Anschlussbereich
(14) an der Tragstange (11) der jeweiligen Zuführeinrichtung (8) angeschlossen sind, wobei die jeweiligen ringförmigen Anschlussbereiche (14) in einer Längsrichtung der Tragstange (11) der jeweiligen Zuführeinrichtung (8) zueinander versetzt sind. Vergaservorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis
7, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführeinrichtungen (8) so um die jeweiligen Rotationsachsen (7) rotierbar sind, dass die Arme (9) einer jeden Zuführeinrichtung (8) in einer Draufsicht jeweils eine Kreisfläche (15) über st reichen . Vergaservorrichtung (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Kreisflächen (15) benachbarter Zuführeinrichtungen (8) sich in der Draufsicht überschneiden . Vergaservorrichtung (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Kreisflächen (15) benachbarter Zuführeinrichtungen (8) in der Draufsicht nebeneinander und sich maximal in einem Punkt berührend angeordnet sind .
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3323675A1 (de) * 1983-07-01 1985-02-28 Richard Dipl.-Ing. 3170 Gifhorn Janesch Einrichtung zur karbonisierung, vergasung, biooel-gewinnung und synthesegas-gewinnung
US20060180459A1 (en) * 2005-02-16 2006-08-17 Carl Bielenberg Gasifier
EP2752478A1 (de) * 2013-01-04 2014-07-09 Andreas Fritsche Vergaservorrichtung
US20190002776A1 (en) * 2015-12-28 2019-01-03 Yasuharu Matsushita Gasification furnace

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005026764B3 (de) * 2005-06-10 2007-04-05 Ws Reformer Gmbh Festbettvergaser und Verfahren zur Vergasung von Festbrennstoff
ITUB20153805A1 (it) * 2015-09-22 2017-03-22 Endeavour S R L Reattore, impianto e processo di gassificazione per la gassificazione di combustibili fossili o non fossili, in particolare biomasse.

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3323675A1 (de) * 1983-07-01 1985-02-28 Richard Dipl.-Ing. 3170 Gifhorn Janesch Einrichtung zur karbonisierung, vergasung, biooel-gewinnung und synthesegas-gewinnung
US20060180459A1 (en) * 2005-02-16 2006-08-17 Carl Bielenberg Gasifier
EP2752478A1 (de) * 2013-01-04 2014-07-09 Andreas Fritsche Vergaservorrichtung
AT513811B1 (de) 2013-01-04 2016-06-15 Fritsche Andreas Vergaservorrichtung
US20190002776A1 (en) * 2015-12-28 2019-01-03 Yasuharu Matsushita Gasification furnace

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