Gaserzeuger mit abwärts gerichteter Vergasung. Die Erfindung bezieht sich auf Gae- erzeuger mit abwärts gerichteter Vergasung für Utuminöse Brennstoffe wie Holz, Braun kohle, Torf usw.
Wichtig für die Bildung eines gleich mässigen Gases ist die Aufrechterhaltung möglichst gleichmässiger Temperaturen im Herd. Es ist bekannt, dass die Reduktion der Verbrennungsgase nur bei hohen Tempera turen vor sich geht. ,Sinken die Temperaturen ab, so erfolgt keine Reduktion mehr. Es müssen deshalb Vorkehrungen ,getroffen wer den, dass die über den ganzen Herdquer schnitt ausgedehnte Oxydationszone mög lichst raseh in eine enge Reduktionszone übergeht.
Ausserdem soll sich der Durch- messer der Reduktionszone den Belastungs schwankungen anpassen können, das heisst bei niedriger Belastung klein sein und bei höherer Belastung grösser werden.
Dies soll gemäss der Erfindung dadurch erreicht sein, dass der Rost, durch welchen die Gase aus dem Herd abgesaugt werden, wenigstens annähernd Kegelform besitzt und mit seinem engen Ende nach oben in .den Herd ragt.
Da jeder Naturvorgang, also auch das Strömen von Gasen, auf dem Weg des ge- ringsten Widerstandes erfolgt, wird durch die kegelige Rostform erreicht, dass das Gars möglichst nahe an dem engen Ende des Rostes austritt. Die Reduktionszone ver jüngt sich also nach dem engen Ende des Rostes hin.
Wird die Belastung grösser, so kann ,das Gas nicht mehr allein durch den obersten Teil des Rostes austreten, weil der Gasaus trittswiderstand zu ;gross ,sein würde. Das Gas sucht sich dann den Weg durch ,diegrö sseren Ausströmöffnungen, die ihm am Rost unterhalb des engen Endes geboten sind.
Da aber das Gas, um zu diesen grösseren Aus- trittsöffnungen zu .gelangen, sich dureh eine stärkere Brennstoffschicht zwängen muss, wird selbsttätig eine zu starke Verlagerung der Gasaustritlsstelle nach unten und damit eine zu grosse Verbreiterung der Reduktions zone verhindert.
Die Regelung des Glühzonendurchmessers bedeutet einen sehr wichtigen Vorteil. Wird nämlich die Glühzone im Durchmesser klein, so ist die nichtglühende Füllung des Herdes ein vorzüglicher Wärmeschutz, der die<B>Ab-</B> wanderung der Wärme aus ,der Glühzone zur Herdwand erschwert. Der Wärmeverlust aus der Glühzone wird also kleiner mit ab nehmender Belastung, was zur Folge hat, dass auch bei ,schwankender Belastung die Tempe ratur in der Glühzone annähernd konstant bleibt.
Versuche ergaben bei Belastungswech. seln .im Verhältnis 1 : 3 für die Gasaustritts temperaturen unmittelbar unter dem engen Ende des Rostes eine Schwankung von nur etwa 6%, und hieraus erklärt sich auch die Gleichmässigkeit in der Zusammensetzung des gebildeten Gases.
Der Erfindungsgegenstand ist in der bei liegenden Zeichnung in einer Ausführungs- form beispielsweise dargestellt.
Fig. 1 zeigt den Gaserzeuger schematisch im Schnitt. Die -#Ierbrennungisluft wird bei 1 in den Generator eingesaugt und gelangt durch die Düsen 2 in den Verbrennungsraum des Herdes 3.
Die Luft strömt dann auf dem kürzesten Wege nach dem in den Herd nach oben hineinragenden engen Ende 4 des kegel förmigen Rostes 5. Beim Durchgang der Luft durch den Heul bilden sich in der Oxy dationszone 0 Verbrennungsgase, die in der trichterförmig sich verjüngenden Reduktions- tone R reduziert und damit in brennbare Gase umgewandelt werden, die aus dem engen Ende 4 des Rostes 5 austreten und durch die Leitung 6 zum Verbraucher ge langen.
Der schraffiert wiedergegebene Be reich K der Herdfüllung stellt ungefähr den jenigen Teil dar, der bei schwachem Betrieb nicht mehr zum Glühen kommt.
Der in Fig. 1 dargestellte Rost besteht aus treppenförmig gestaffelten flachen Ring- Scheiben,
die durch schmale Stützen im Ab stand voneinander gehalten und gegen Ver schiebung gesichert werden. An Stelle des treppenförmig ausgebildeten Roetes kann auch ein rein kegelförmiger Rost mit einer genügenden Anzahl von runden oder eckigen Löchern für den Abzug des Gases verwen det sein.
Die Verwendung eines aus einzelnen Ringscheiben bestehenden, treppenförmigen Rostes hat sich als besonders zweckmässig erwiesen, da die gebildeten .Stufen das Ab rutschen des Brennstoffes und damit ein Festpressen der Brennstoffschicht am Rast, insbesondere bei der Verwendung des Gas erzeugers auf Fahrzeugen, verhindern. Der Durchgangswiderstand für das Gas bleibt ,damit bei allen Belastungen sehr niedrig.
Die Herstellung des Rostes aus treppenförmig angeordneten Ringscheiben hat weiterhin den Vorteil, dass sich ,die Wärmespannungen, die bei der ungleichmässigen Erwärmung des Rostes auftreten, ausgleichen können und nicht zum Bruch des Rostes führen.
Für die Ausbildung des Rostes ist. von massgebendem Einfluss die Schichthöhe des Brennstoffes zwischen dem obern Rostende und der Lufteintrittsstelle. Wird zum Bei spiel für verschiedene Schichthöhen ein und derselbe kegelförmige Rost verwendet, so kann festgestellt werden,
dass die die Re duktionszone einengende Wirkung des Rostes um so mehr abnimmt, je grösser die Schicht höhe wird. Soll deshalb für grosse Gas leistungen die Schichthöhe vergrössert wer den, so muss ein Kegelrost mit sich am obern Ende trotzdem stark verengender Form ver wendet werden. Man kann dies dadurch er reichen,
dass dem mittleren Teil des Rostes zylindrische Form gegeben wird (Fig. 2 und 3).
Neben dem Vorteil der Erzeugung eines gleichmässigen Gasas weist der beschriebene Gaserzeuger den weiteren Vorteil auf, dass eine Rüttelvorrichtung zum Freimachen des Rostes, wie sie bei ebenen Rosten erforder lich ist, wegfällt.
Die Asche wird bei dem treppenförmig ausgebildeten Rost ganz gleichmässig mit dem Gas aus dem Herd ab- gesaugt und sammelt sich im Raume unterhalb des Rostes. Ein weiterer wichtiger Vorteil ist die Konzentrierung des Glutbettes, die eine übermässige Wärmebeanspruchung des Herd wandmaterials verhindert.
Die Möglichkeit, dem Herd eine einfache Form zu geben, ist für die Herstellung wichtig. Da eine ein.. fache Form aber .gleichzeitig ein Verziehen durch ungleichmässige Wärmebeanspruchung fast vollständig vermeidet, erübrigt sich die Verwendung von feuerfestem oder anderem hochwertigem Material für die Herstellung des Herdes. Eine stärkere Wärmebeanspru- chung hat nur der Rost auszuhalten.
Wenn aber die Entfernung des engen Rostendes von den Düsen so gewählt wird, dass die Gasaustrittstemperatur bei ungefähr 700 bis <B>750'</B> liegt, so wird auch das Rostmaterial nur durch Temperaturen beansprucht, die auch mit einfachen Mitteln noch beherrscht werden können.
Gas generator with downward gasification. The invention relates to gas generators with downward gasification for utuminous fuels such as wood, brown coal, peat, etc.
Maintaining as even temperatures as possible in the stove is important for the formation of a uniform gas. It is known that the reduction in combustion gases only takes place at high temperatures. , If the temperatures drop, there is no further reduction. Precautions must therefore be taken to ensure that the oxidation zone, which extends over the entire cross-section of the hearth, changes as quickly as possible into a narrow reduction zone.
In addition, the diameter of the reduction zone should be able to adapt to the load fluctuations, that is to say it should be small with lower loads and larger with higher loads.
According to the invention, this is to be achieved in that the grate through which the gases are sucked out of the hearth has at least approximately a cone shape and its narrow end protrudes upward into the hearth.
Since every natural process, including the flow of gases, takes place on the path of least resistance, the conical shape of the grate ensures that the cooking comes out as close as possible to the narrow end of the grate. The reduction zone therefore tapers towards the narrow end of the grate.
If the load becomes greater, the gas can no longer escape through the uppermost part of the grate alone, because the gas escape resistance would be too great. The gas then searches its way through the larger outflow openings that are offered to it on the grate below the narrow end.
However, since the gas has to force its way through a thicker layer of fuel in order to get to these larger outlet openings, this automatically prevents the gas outlet point from being shifted too much downwards and thus from widening the reduction zone too much.
The regulation of the glow zone diameter is a very important advantage. If the annealing zone becomes small in diameter, the non-glowing filling of the hearth is an excellent thermal protection that makes it more difficult for the heat to migrate from the annealing zone to the hearth wall. The heat loss from the annealing zone decreases as the load decreases, which means that the temperature in the annealing zone remains approximately constant even with fluctuating loads.
Tests showed when the load changed. In a ratio of 1: 3 for the gas outlet temperatures immediately below the narrow end of the grate, a fluctuation of only about 6%, and this explains the evenness in the composition of the gas formed.
The subject matter of the invention is shown, for example, in the accompanying drawing in one embodiment.
Fig. 1 shows the gas generator schematically in section. The combustion air is sucked into the generator at 1 and passes through the nozzles 2 into the combustion chamber of the stove 3.
The air then flows the shortest way to the narrow end 4 of the cone-shaped grate 5, which protrudes upward into the stove. When the air passes through the howling, combustion gases form in the oxidation zone 0, which in the funnel-shaped tapering reduction clay R reduced and thus converted into flammable gases that emerge from the narrow end 4 of the grate 5 and ge through line 6 to the consumer.
The hatched reproduced Be rich K of the hearth filling represents approximately that part that no longer comes to glow during weak operation.
The grate shown in Fig. 1 consists of stepped flat ring disks,
which are held at a distance from each other by narrow supports and secured against displacement. Instead of the step-shaped roet, a purely conical grate with a sufficient number of round or square holes for the extraction of the gas can be used.
The use of a step-shaped grate consisting of individual ring disks has proven to be particularly useful, as the steps formed prevent the fuel from slipping and thus the fuel layer from pressing firmly on the detent, especially when using the gas generator on vehicles. The volume resistance for the gas remains very low with all loads.
The production of the grate from annular disks arranged in the shape of a step also has the advantage that the thermal stresses that occur when the grate is heated unevenly can be balanced out and do not lead to the grate breaking.
For the formation of the grate is. The layer height of the fuel between the upper end of the grate and the air inlet point has a decisive influence. If, for example, one and the same conical grate is used for different layer heights, it can be determined
that the effect of the grate, which constricts the reduction zone, decreases the greater the height of the layer. Therefore, if the layer height is to be increased for high gas capacities, a conical grate with a shape that is nevertheless strongly narrowing at the top must be used. This can be achieved by
that the central part of the grate is given a cylindrical shape (Figs. 2 and 3).
In addition to the advantage of generating a uniform gas, the gas generator described has the further advantage that there is no need for a vibrating device to clear the grate, as is required for flat grids.
With the stepped grate, the ash is sucked evenly out of the stove with the gas and collects in the space below the grate. Another important advantage is the concentration of the ember bed, which prevents excessive heat stress on the stove wall material.
The ability to give the stove a simple shape is important for manufacturing. Since a simple shape but at the same time almost completely avoids warping due to uneven thermal stress, the use of refractory or other high-quality material for the manufacture of the stove is unnecessary. Only the grate has to withstand higher heat loads.
If, however, the distance of the narrow end of the grate from the nozzles is chosen so that the gas outlet temperature is around 700 to 750 ', then the grate material is only stressed by temperatures that can still be managed with simple means can.