CH631738A5

CH631738A5 - Process and equipment for generating wood gas

Info

Publication number: CH631738A5
Application number: CH1321177A
Authority: CH
Inventors: Hat Auf Nennung Verzichtet Erfinder
Original assignee: Pps Polyvalent Patent Service
Priority date: 1977-10-31
Filing date: 1977-10-31
Publication date: 1982-08-31
Also published as: DE2846897A1; SE7811108L; FR2407256A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach der Gattung 35 des Anspruchs 1 und eine Vorrichtung nach der Gattung des Anspruchs 4. The invention relates to a method according to the category 35 of claim 1 and a device according to the category of claim 4.

Verfahren zur Erzeugung von Holzgas als Motorentreibstoff sowie entsprechende Vorrichtungen als Holzgasgeneratoren sind aus zahlreichen Veröffentlichungen (z.B. W. Heller 40 ATZ, Automobiltechnische Zeitschrift, 1940, Heft 18, S. 455 bis 459; H. Finkbeiner, VDI-Zeitschrifft, 1940, Bd. 84, Nr. 35, S. 645-650; CH-PS Nr. 129 236; CH-PS Nr. 246 215) in vielen Ausführungsformen bekannt. Diese Gaserzeuger sind sowohl für den Betrieb mit Holz wie mit Holzkohle und auch 45 für die Verwendung von geeignetem aschearmen Torf gebaut worden. Processes for producing wood gas as motor fuel and corresponding devices as wood gas generators have been published in numerous publications (e.g. W. Heller 40 ATZ, Automobiltechnische Zeitschrift, 1940, Issue 18, pp. 455 to 459; H. Finkbeiner, VDI-Zeitschrift, 1940, Vol. 84, No. 35, pp. 645-650; CH-PS No. 129 236; CH-PS No. 246 215) are known in many embodiments. These gas generators have been built for use with both wood and charcoal and 45 for the use of suitable low-ash peat.

Der untere Heizwert des erzeugten Gases bewegt sich in der Regel zwischen 3750 und 5450 kJ/m3. The lower calorific value of the gas generated is usually between 3750 and 5450 kJ / m3.

Bei der Verwendung für motorische Zwecke ist jedoch so ausser dem unteren Heizwert vor allem der Heizwert des Gas-Luft-Gemisches massgebend. Als Vergleichsmassstab gilt der mit Benzin betriebene Ottomotor bzw. der mit Gasöl betriebene Dieselmotor. Während der Gemischheizwert des Benzinmotors bei 3550 kJ/m3 liegt, erreicht derjenige von Genera-55 torgas nur etwa 2300 bis 2500 kJ/m3. Bei der Umstellung auf Holzgasbetrieb muss daher im allgemeinen mit einer Leistungsverminderung des Motors gerechnet werden (siehe u.a. W. Thoelz, Autotechnische Bibliothek, 1942, 2. Auflage, S. 15). When used for engine purposes, however, apart from the lower calorific value, the calorific value of the gas-air mixture is particularly important. The benchmark used is the petrol-powered petrol engine or the gas-oil diesel engine. While the mixture calorific value of the petrol engine is 3550 kJ / m3, that of Genera-55 torgas only reaches around 2300 to 2500 kJ / m3. When switching to wood gas operation, a reduction in engine performance must therefore generally be expected (see, inter alia, W. Thoelz, Autotechnische Bibliothek, 1942, 2nd edition, p. 15).

Eine verhältnismässig einfach aufgebaute und nach dem 60 Sauggasverfahren betriebene Holzgasanlage hat den schwerwiegenden Nachteil, dass dem Motor eine zusätzliche, seine Funktionsweise nachteilig beeinflussende artfremde Aufgabe angelastet wird. Durch den im Zylinder auftretenden zusätzlichen Unterdruck fällt die Leistung noch mehr ab, als dem 65 ohnehin nur etwa 70% betragenden Gemischheizwert im Vergleich zum Benzinbetrieb entspricht. A comparatively simply constructed and operated according to the 60 suction gas wood gas system has the serious disadvantage that the engine is burdened with an additional, adversely affecting its function, alien task. Due to the additional negative pressure occurring in the cylinder, the output drops even more than the 65 calorific value of the mixture, which is only about 70%, in comparison to gasoline operation.

Der Gaserzeuger ist träge und passt sich dem Motor nur langsam an. Er ist ausserstande, kurzzeitige Lastspitzen ein The gas generator is sluggish and adapts only slowly to the engine. It is unable to handle short-term peak loads

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wandfrei zu decken und muss für die Spitzenleistung des Motors dimensioniert werden. Nun läuft aber ein Personenwagen fast nie auf Vollast und selbst bei Lastwagen ist, abgesehen von Bergstrecken, ein länger dauernder Vollastbetrieb, d.h. Höchstdrehzahl des Motors und damit maximaler Brennstoffverbrauch selten. Andererseits wird mehr und mehr die verkehrstechnische Forderung erhoben, dem Fahrzeug die Spitzenleistung augenblicklich, wenn auch nur kurzzeitig, z.B. bei Überholmanövern, zur Verfügung zu stellen. Der Sauggasbetrieb konnte diesem Erfordernis nicht nachkommen, was grösstenteils seine Unbeliebtheit erklärt. Auch bei den besten ausgeführten Holzvergasungsanlagen wird der im Holz steckende Heizwert insbesondere bei Teillast nicht voll verwertet, so dass auch hier der Wunsch besteht, eine Lücke zu schliessen. wall-free and must be dimensioned for the peak performance of the engine. Now, however, a passenger car almost never runs at full load and even with trucks, apart from mountain routes, it is a longer full load operation, i.e. Maximum engine speed and therefore maximum fuel consumption rarely. On the other hand, there is an increasing demand for traffic, the vehicle's peak performance immediately, if only briefly, e.g. in overtaking maneuvers. The suction gas operation could not meet this requirement, which largely explains its unpopularity. Even with the best wood gasification systems, the calorific value in the wood is not fully utilized, especially at partial load, so that there is also a desire to close a gap here.

Der der Erfindung zugrundeliegende Leitgedanke ist auf zwei Prinzipien aufgebaut. Erstens: Abkehr vom reinen motorabhängigen Sauggasbetrieb und Bereitstellung eines unter geringem Überdruck stehenden Arbeitsgases, das sich auch für andere als motorische Zwecke verwenden lässt. Zweitens: Kurzzeitige Bereitstellung eines unter höherem Überdruck stehenden, hochwertigen Arbeitsgases, welches dem Motor gestattet, vorübergehend ein dem Benzinbetrieb entsprechendes Gas-/Luft-Gemisch zu verbrennen und die volle Ottomotorleistung herzugeben, wobei die im Herd und im Glühbett des Generators gespeicherte latente Wärme zur gezielten Wassergaserzeugung ausgenutzt wird. The guiding principle underlying the invention is based on two principles. Firstly: a move away from pure engine-dependent suction gas operation and provision of a working gas under a slight excess pressure, which can also be used for purposes other than engines. Secondly, the short-term provision of a high-quality, high-pressure working gas, which allows the engine to temporarily burn a gas / air mixture corresponding to the gasoline operation and to give the full gasoline engine power, whereby the latent heat stored in the stove and in the glow bed of the generator targeted water gas generation is exploited.

Erfindungsgemäss wird dies durch die im Anspruch 1 angegebenen Verfahrensmerkmale sowie nach einer Anordnung nach dem Kennzeichen des Anspruchs 4 gelöst. According to the invention, this is achieved by the method features specified in claim 1 and by an arrangement according to the characterizing part of claim 4.

Durch das erfindungsgemässe Verfahren kann dem Verbrennungsmotor im Gegensatz zur bisher üblichen Betriebsweise dasjenige Arbeitsgas augenblicklich zur Verfügung gestellt werden, das er gerade momentan benötigt. Insbesondere kann dem Motor während der Beschleunigungsphase ein hochwertiges, von Stickstoffballast freies Gas unter erhöhtem Druck angeliefert werden, welches allen Leistungsanforderungen vollumfänglich gewachsen ist und ein vollwertiges Äquivalent zum Betrieb mit flüssigen Brennstoffen darstellt. Der beim konventionellen Sauggasbetrieb bisher übliche und gefürchtete, den Strassenverkehr hemmende Leistungsabfall wird beim erfindungsgemässen Verfahren vollständig unterdrückt. Es kann im Gegenteil, aus thermodynamischen Gründen, sogar mit einer entsprechenden Leistungserhöhung gerechnet werden. Ausserdem dürfte die Luftverschmutzung bei diesem Verfahren geringer sein als beim üblichen Ottomotor-und Dieselbetrieb. By means of the method according to the invention, in contrast to the previously customary mode of operation, the combustion gas can be made immediately available to the working gas which it currently requires. In particular, the engine can be supplied with a high-quality gas free of nitrogen ballast under increased pressure during the acceleration phase, which can fully meet all performance requirements and is a full equivalent to operating with liquid fuels. The drop in performance that has hitherto been customary and feared in conventional suction gas operation and inhibits road traffic is completely suppressed in the method according to the invention. On the contrary, for thermodynamic reasons, a corresponding increase in performance can even be expected. In addition, the air pollution with this method is likely to be lower than with conventional gasoline engine and diesel operation.

Mit der erfindungsgemässen Vorrichtung kann ein Generator geschaffen werden, welcher unter höchstmöglicher Ausnutzung des Heizwertes des festen Brennstoffs ein Arbeitsgas sowohl gleichmässiger Zusammensetzung für den stationären wie auch ein solches höchstmöglicher Qualität für den kurzzeitigen Spitzenbetrieb erzeugt. Der Gaserzeuger ist weitgehend vom zu speisenden Verbrennungsmotor unabhängig und kann auch als stationärer Gaslieferant verwendet werden. Da der Generator Gas unter einem gewissen Überdruck liefert, stellt er sowohl vom kalorischen wie vom betriebstechnischen Standpunkt aus gesehen ein gegenüber herkömmlichen Geräten dieser Art überlegener Apparat dar. With the device according to the invention, a generator can be created which generates a working gas of both uniform composition for the stationary as well as such the highest possible quality for the short-term peak operation while making maximum use of the calorific value of the solid fuel. The gas generator is largely independent of the internal combustion engine to be fed and can also be used as a stationary gas supplier. Since the generator supplies gas under a certain excess pressure, it is a superior device compared to conventional devices of this type, both from a caloric and an operational point of view.

Im folgenden werden anhand der beiliegenden Zeichnung Ausführungsbeispiele der Erfindung näher beschrieben. Exemplary embodiments of the invention are described in more detail below with reference to the accompanying drawing.

Es zeigt: It shows:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch den Holzgasgenerator, 1 shows a longitudinal section through the wood gas generator,

Fig. 2 einen Längsschnitt durch eine Ausführungsform eines quadratischen Herdeinsatzes, 2 shows a longitudinal section through an embodiment of a square hearth insert,

Fig. 3 einen Grundriss des quadratischen Herdeinsatzes gemäss Fig. 2, 3 shows a floor plan of the square hearth insert according to FIG. 2,

Fig. 4 einen Längsschnitt durch eine Ausführungsform eines runden Herdeinsatzes, 4 shows a longitudinal section through an embodiment of a round stove insert,

Fig. 5 einen Grundriss des runden Herdeinsatzes, gemäss Fig. 4, 5 shows a floor plan of the round hearth insert, according to FIG. 4,

s Fig. 6 den schematischen Aufbau einer Steuerungseinrichtung für die Verbrennungsluft, 6 shows the schematic structure of a control device for the combustion air,

Fig. 7 den schematischen Aufbau einer ersten Ausführungsform eines Dampferzeugers, 7 shows the schematic structure of a first embodiment of a steam generator,

Fig. 8 den schematischen Aufbau einer anderen Ausfüh-io rungsform eines Dampferzeugers, 8 shows the schematic structure of another embodiment of a steam generator,

Fig. 9 einen Querschnitt durch eine Ausführungsform eines Dampfkessels mit Verdampfer, 9 shows a cross section through an embodiment of a steam boiler with an evaporator,

Fig. 10 einen Querschnitt und Längsschnitt durch ein Bauelement des Verdampfers, 10 shows a cross section and longitudinal section through a component of the evaporator,

15 Fig. 11 ein Prinzipschaubild der Wirkungsweise des Generators. 15 Fig. 11 is a schematic diagram of the operation of the generator.

In Fig. 1 ist der prinzipielle Aufbau des Holzgenerators im Längsschnitt dargestellt. Das Kernstück des Generators wird durch einen zentralen schachtförmigen, in mehrere verti-20 kal übereinander angeordnete Kammern unterteilten Reaktionsraum gebildet. Der Querschnitt dieses Teils kann rund, quadratisch oder rechteckig sein. Er wird durch den vorzugsweise aus korrosionsbeständigem Blech (V2A-Stahl, kupferplattierter Stahl) bestehenden inneren Mantel 1 begrenzt, an 25 den sich nach oben der mit mehreren Deckeln 8 versehene Brennstoff-Vorratsbehälter 7 anschliesst. Die untere Begrenzung des Reaktionsraums wird durch den eine Verengung aufweisenden Herdeinsatz 11 und die äussere Herdumkleidung 12 gebildet. Der Brennstoff-Vorratsbehälter 7 ist durch den 30 oberen Kammerverschluss 9 von der die Trocknungszone 2 und die Destillations- bzw. Entgasungszone 3 bildenden Kammer getrennt und nimmt demgemäss nicht an den mit dem Betrieb des Generators verbundenen Stoff-Umwandlungen teil. Der untere Kammerverschluss 10 bewerkstelligt eine wei-35 tere Abtrennung der Aufheizzone 4 von den vorangehenden Zonen 2, 3. Die Kammerverschlüsse 9, 10 sind gasdicht, so dass die verschiedenen Kammern unter unterschiedlichen Drücken betrieben werden können. Sie können durch nach oben führende Gestänge einzeln von Hand oder automatisch 40 betätigt werden. An die Aufheizzone 4 schliesst im Reaktionsraum die Oxydationszone 5 und die Reduktionszone 6 an. Der Generator arbeitet also im Gleichstrom, nach dem Prinzip der absteigenden Vergasung. Nach unten wird das Gerät durch einen Rost 13 und einen Aschebehälter 14 abgeschlossen, wel-45 che je nach verwendetem Brennstoff verschieden gestaltet werden können. Insbesondere kann ein Drehrost oder ein Vibrationsrost vorgesehen sein. Zwecks Schutz des Brennstoff-Glühbetts vor Wärmeverlusten und zur Erhöhung seiner Wärmekapazität ist im unteren Generatorende eine äussere 50 Herdumkleidung 12 aus feuerfestem keramischem Material hoher spezifischer Wärme vorgesehen. Der Herdeinsatz 11 besteht aus hochhitzebeständigem keramischem Material hoher spezifischer Wärme und hoher Wärmeleitfähigkeit, um seiner Funktion als temporärer Wärmespeicher gerecht zu werden. 55 Vorzugsweise ist für dieses Bauelement Sintermagnesit, Sinterdolomit, eine gesinterte Mischung aus Kohlenstoff und Magnesia oder Siliziumkarbid vorgesehen. Der Herdeinsatz 11 wird unter Zwischenschaltung einer elastischen Zwischenlage 15 durch einen Isoliermantel 16 aus Isolierstein oder 60 einem anderen auf keramischer Basis beruhenden Isoliermaterial wie Glas- oder Schlackenwolle vor zu grosser radialer Wärmeableitung geschützt. Die Verbrennungsluft wird über den Lufteintrittstutzen 17, das Gebläse 18, den Wärmeaustauscher 19, der Ringleitung 20 und den Düsen 21 im 65 Herdeinsatz 11 zugeführt. Zur raschen Wiederanfachung der Glut nach vorübergehendem Kaltblasen wird die einem Druckluftbehälter 22 durch Betätigung des Druckluftventils 23 entnommene und über die Druckluftleitung 24 den Dü- In Fig. 1 the basic structure of the wood generator is shown in longitudinal section. The centerpiece of the generator is formed by a central shaft-shaped reaction space, which is divided into several vertically arranged chambers one above the other. The cross section of this part can be round, square or rectangular. It is delimited by the inner casing 1, which is preferably made of corrosion-resistant sheet metal (V2A steel, copper-clad steel), to which the fuel storage container 7 provided with a plurality of lids 8 is connected at the top. The lower boundary of the reaction space is formed by the narrow insert 11 and the outer casing 12. The fuel storage container 7 is separated by the upper chamber closure 9 from the chamber forming the drying zone 2 and the distillation or degassing zone 3 and accordingly does not take part in the substance conversions associated with the operation of the generator. The lower chamber closure 10 effects a further separation of the heating zone 4 from the preceding zones 2, 3. The chamber closures 9, 10 are gas-tight, so that the different chambers can be operated under different pressures. They can be operated individually by hand or automatically by means of upward-moving rods. The heating zone 4 is followed by the oxidation zone 5 and the reduction zone 6 in the reaction chamber. The generator works in direct current, according to the principle of descending gasification. At the bottom, the device is closed by a grate 13 and an ash container 14, which can be designed differently depending on the fuel used. In particular, a rotating grate or a vibrating grate can be provided. In order to protect the fuel glow bed from heat loss and to increase its heat capacity, an outer 50 hearth casing 12 made of refractory ceramic material of high specific heat is provided in the lower generator end. The stove insert 11 consists of highly heat-resistant ceramic material with high specific heat and high thermal conductivity in order to fulfill its function as a temporary heat store. 55 Sintered magnesite, sintered dolomite, a sintered mixture of carbon and magnesia or silicon carbide is preferably provided for this component. The stove insert 11 is protected against excessive radial heat dissipation with the interposition of an elastic intermediate layer 15 by an insulating jacket 16 made of insulating stone or another insulating material based on ceramic, such as glass or slag wool. The combustion air is supplied via the air inlet connection 17, the blower 18, the heat exchanger 19, the ring line 20 and the nozzles 21 in the stove insert 11. To quickly rekindle the embers after temporary cold blowing, the compressed air tank 22 is removed by actuating the compressed air valve 23 and the nozzle is removed via the compressed air line 24.

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sen 25 zugeführte Druckluft herangezogen. Die Druckluft wird durch einen in dieser Figur nicht gezeichneten, intermittierend nach Bedarf arbeitenden Kompressor laufend bereitgestellt. sen 25 supplied compressed air used. The compressed air is continuously provided by a compressor, not shown in this figure, which operates intermittently as required.

Der Generator wird durch einen mindestens in seinem oberen Teil wegen korrosiven Einflüssen vorzugsweise aus V2A-Stahl oder kupferplattiertem Stahl bestehenden äusseren Mantel 26 abgeschlossen. Zur Verringerung der Wärmeverluste ist im unteren Bereich ein äusserer Isoliermantel 27 vorgesehen, während der obere Teil die Aussenwand eines als Kondensator dienenden Wasserbehälters 29 bildet. Die bei der Trocknung und Destillation aus dem Brennstoff ausgetriebene Feuchtigkeit gelangt über den Wasserdampf-Abzug 28 in den Wasserbehälter 29, wo sie sich dank der Kühlung der Aussenwand als Kondensat niederschlägt. Das Wasser wird mittels einer in dieser Figur nicht dargestellten Speisepumpe nach Bedarf in den Dampfkessel 30 gefördert, welcher unter einem Druck von vorzugsweise 2 bis 3 bar steht und mit einem Dampfventil 31 versehen ist. Über einen Dampfüber-hitzer 32 und die Düsen 33 gelangt der Wasserdampf in die heisseste Zone des Reaktionsraumes, wo nach Bedarf die Wassergasreaktion durchgeführt wird. Die in der Destillationszone 3 entstehenden Teerdämpfe entweichen vorzugsweise über den Teerdampf-Abzug 34 in den auf einer geeigneten Temperatur gehaltenen Teerbehälter 35. Über das Teerventil 36 gelangt der Teer periodisch oder nach Bedarf in den Teerverdampfer und -Überhitzer 37 und über die Düsen 38 als Teerdampf in die Oxydationszone 5. Je nach den in der Destillationszone 3 und im Teerbehälter 35 herrschenden Druckverhältnissen kann zwischen Teerventil 36 und Teerverdampfer 37 noch eine in dieser Figur nicht gezeichnete Speisepumpe vorgesehen werden. Das im aufsteigenden Strom sich abkühlende Arbeitsgas verlässt den Generator durch den Gasaustrittstutzen 39 und wird der Gasreinigungs-anlage und dem Motor zugeführt. The generator is closed off by an outer jacket 26, preferably in V2A steel or copper-clad steel, at least in its upper part due to corrosive influences. To reduce the heat losses, an outer insulating jacket 27 is provided in the lower area, while the upper part forms the outer wall of a water container 29 serving as a condenser. The moisture expelled from the fuel during drying and distillation passes through the water vapor extractor 28 into the water tank 29, where it is condensed as a result of the cooling of the outer wall. The water is conveyed by means of a feed pump (not shown in this figure) into the steam boiler 30, which is preferably under a pressure of 2 to 3 bar and is provided with a steam valve 31. The steam reaches the hottest zone of the reaction chamber via a steam superheater 32 and the nozzles 33, where the water gas reaction is carried out as required. The tar vapors formed in the distillation zone 3 preferably escape via the tar vapor discharge 34 into the tar container 35, which is kept at a suitable temperature into the oxidation zone 5. Depending on the pressure conditions prevailing in the distillation zone 3 and in the tar container 35, a feed pump (not shown in this figure) can also be provided between the tar valve 36 and the tar evaporator 37. The working gas, which cools in the rising stream, leaves the generator through the gas outlet connection 39 and is fed to the gas cleaning system and the engine.

Die konstruktive Gestaltung des Holzgasgenerators kann je nach verwendetem Brennstoff und je nach Betriebsweise Änderungen erleiden. Da ausser dem Betrieb mit Holz gegebenenfalls auch ein solcher mit Torf oder Braunkohle oder einer Mischung zweier oder dreier dieser Brennstoffe möglich ist, kann beispielsweise der untere Kammerverschluss 10 höher hinauf und der Teerdampf-Abzug 34 weiter nach unten verlegt werden, so dass die Destillationszone 3 unterhalb des Kammerverschlusses 10 zu liegen kommt. Desgleichen sind Kombinationen des Wasserbehälters 29 und des Teerbehälters 35 mit nachfolgender Trennung der entsprechenden Kreisläufe ausführbar. Die Wahl des Systems hängt jeweils vom Verhältnis Teeranfall zu Wasserdampfkondensation ab. The design of the wood gas generator can change depending on the fuel used and the mode of operation. Since, in addition to operation with wood, it may also be possible to use wood with peat or lignite or a mixture of two or three of these fuels, the lower chamber shutter 10 can be moved higher up and the tar steam outlet 34 can be moved further down, so that the distillation zone 3 comes to lie below the chamber closure 10. Likewise, combinations of the water container 29 and the tar container 35 with subsequent separation of the corresponding circuits can be carried out. The choice of system depends on the ratio of tar accumulation to water vapor condensation.

Das Gebläse 18 ist bei niedrigen Drücken von 1,03 bis 1,06 bar vorzugsweise elektrisch angetrieben, wobei die elektrische Energie dem Bordnetz des Fahrzeugs entnommen wird. Bei stationärem Betrieb kann auch wahlweise ein am öffentlichen elektrischen Netz angeschlossener Elektromotor verwendet werden. Wird der Holzgasgenerator unter höherem Druck betrieben (z.B. 1,3 bis 1,5 bar), so wird zum Antrieb des Gebläses 18 vorzugsweise eine Abgasturbine benutzt, die der zu versorgenden Verbrennungskraftmaschine nachgeschaltet ist (Turbolader-Prinzip). Die in dieser Figur nicht gezeichneten Speisepumpen von geringer Leistung werden vorzugsweise elektrisch angetrieben. Das Düsensystem 21, 25, 33, 38 des Herdeinsatzes kann wahlweise auch derart gestaltet sein, dass mehrere Düsen konzentrisch nach dem Ejektorprinzip zusammengefasst sind, so dass gegebenenfalls wenigstens eine der Speisepumpen wegfallen kann. Dies ist beispielsweise der Fall, wenn die Düse für Wasserdampf 33 in diejenige für Teerdampf 38 eingebaut ist, so dass bei Beaufschlagung der ersteren mit Wasserdampf gleichzeitig Teerdampf zwecks Karburierung des Gases nachgesaugt wird. The blower 18 is preferably electrically driven at low pressures of 1.03 to 1.06 bar, the electrical energy being taken from the vehicle electrical system. In the case of stationary operation, an electric motor connected to the public electrical network can optionally be used. If the wood gas generator is operated under higher pressure (e.g. 1.3 to 1.5 bar), an exhaust gas turbine is preferably used to drive the fan 18, which is connected downstream of the internal combustion engine to be supplied (turbocharger principle). The feed pumps of low power, not shown in this figure, are preferably driven electrically. The nozzle system 21, 25, 33, 38 of the stove insert can optionally also be designed such that a plurality of nozzles are concentrically combined according to the ejector principle, so that at least one of the feed pumps can possibly be omitted. This is the case, for example, when the nozzle for water vapor 33 is installed in that for tar vapor 38, so that when the former is exposed to water vapor, tar vapor is simultaneously sucked in for the carburization of the gas.

Auch eine Kombination Druckluft/Teerdampf ist denkbar, wobei der Teer vornehmlich als wärmeliefernder Zusatzbrennstoff verbrannt wird. Eine Kombination Druckluft/ Wasserdampf ist im allgemeinen auszuschliessen, da dadurch der Ablauf der Wassergasreaktion ungünstig beeinflusst wird. A combination of compressed air / tar steam is also conceivable, the tar being burned primarily as a heat-supplying additional fuel. A combination of compressed air / water vapor is generally to be excluded, as this adversely affects the course of the water gas reaction.

Fig. 2 zeigt den Längsschnitt und Fig. 3 den Grundriss einer Ausführungsform eines Herdeinsatzes mit quadratischem Querschnitt. Der gesamte durch den schachtförmigen inneren Mantel 1 begrenzte Raum ist in der Oxydationsund Reduktionszone auf der Höhe des Herdes in mehrere Kanäle aufgeteilt. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel besitzt der Herdeinsatz 11 vier quadratische, sich zunächst verjüngende und dann wieder erweiternde Öffnungen. Dadurch wird die aktive Glutzone örtlich besser zusammengehalten und betriebstechnisch leichter beherrscht. Ein weiterer Vorteil besteht in der für sonst gleichen. Querschnitt gegenüber einer einzigen Öffnung beträchtlich erhöhten Wärmekapazität der keramischen Masse und der relativen Verkürzung der Wegstrecken für den Wärmeleitvorgang in beiden Richtungen. Diese Ausführungsform kommt besonders für Generatoren höherer Gasleistung und für Fälle in Frage, wo man in den vertikalen Abmessungen stark begrenzt ist. Die konstruktiv möglichen Herdformen sind nicht auf das vorliegende Ausführungsbeispiel beschränkt. Insbesondere können die Öffnungen auch runden, dreieckigen oder sechseckigen Querschnitt aufweisen oder in Form von abgerundeten Kreissektoren mit 60°, 90° oder 120° Zentriwinkel ausgebildet sein. Fig. 2 shows the longitudinal section and Fig. 3 shows the plan of an embodiment of a stove insert with a square cross-section. The entire space delimited by the shaft-shaped inner jacket 1 is divided into several channels in the oxidation and reduction zone at the level of the hearth. In the present exemplary embodiment, the stove insert 11 has four square openings, which initially taper and then widen again. As a result, the active ember zone is better held together locally and is easier to control from an operational point of view. Another advantage is that for otherwise the same. Cross section compared to a single opening considerably increased heat capacity of the ceramic mass and the relative shortening of the distances for the heat conduction process in both directions. This embodiment is particularly suitable for generators with a higher gas output and for cases where the vertical dimensions are very limited. The structurally possible hearth shapes are not limited to the present exemplary embodiment. In particular, the openings can also have a round, triangular or hexagonal cross section or be designed in the form of rounded circular sectors with a central angle of 60 °, 90 ° or 120 °.

Fig. 4 und Fig. 5 zeigen den Längsschnitt bzw. den Grundriss einer weiteren Ausführungsform eines Herdeinsatzes mit kreisförmigem Querschnitt und runden Löchern. In diesem Falle ist die Luftführung für Rand- und Mittelzone getrennt ausgeführt. Der Wärmeaustauscher 40 für die Verbrennungsluft der Randzone versorgt eine aussen liegende Ringleitung 41 und die entsprechenden Düsen 42, während ein zweiter Wärmeaustauscher 43 über eine innen liegende Ringleitung 44 die Düsen 45 der Mittelzone beaufschlagt. Die Düsen 42, 45 sind senkrecht nach oben gerichtet, wodurch eine Auflockerung des Glutbettes bewerkstelligt werden kann. Wird mit feinkörnigem Brennstoff gefahren, so wird zumindest ein Teil der Partikel in Schwebe gehalten und vergast. Die Düsen 42, 45 können jedoch auch schräg oder horizontal gerichtet sein. Die günstigste Ausführungsform hängt u.a. von der Wahl des Brennstoffs ab. Wesentlich bei dieser Anordnung ist das Vorhandensein zweier getrennter Luftstromkreise, die wahlweise gesteuert werden können. Die Öffnungen mit doppelkegeligem Längsschnitt zeigen die übliche Verengung. Die Düse 33 für Wasserdampf und diejenige für Teerdampf (in dieser Figur nicht gezeichnet) sind leicht nach oben gerichtet, um die heissesten Zonen des Glutbettes zu erreichen, womit die Dämpfe einen verhältnismässig langen Weg bis zum Verlassen desselben zur Verfügung haben. Die Düse 25 für Druckluft ist vorzugsweise leicht abwärts gerichtet, um nach Perioden des Kaltblasens mit Wasserdampf das Glutbett rasch wieder auf höhere Temperaturen bringen zu können. Diese Ausführung des Herdeinsatzes 11 zeichnet sich durch eine hohe Wärmekapazität bei gleichzeitig grossen Berührungsflächen und kurzen Wegstrecken für die Wärmeleitung aus. Sie ist daher vor allem für stark wechselnden Betrieb, für grosse Belastungsschwankungen und häufiges Anfahren und Beschleunigen des Fahrzeuges im Stadtverkehr geeignet. Fig. 4 and Fig. 5 show the longitudinal section and the floor plan of a further embodiment of a stove insert with a circular cross-section and round holes. In this case, the air routing for the peripheral and central zones is carried out separately. The heat exchanger 40 for the combustion air of the peripheral zone supplies an external ring line 41 and the corresponding nozzles 42, while a second heat exchanger 43 acts on the nozzles 45 of the central zone via an internal ring line 44. The nozzles 42, 45 are directed vertically upwards, whereby loosening of the embers bed can be achieved. When driving with fine-grained fuel, at least some of the particles are kept in suspension and gasified. However, the nozzles 42, 45 can also be directed obliquely or horizontally. The cheapest embodiment depends, among other things. on the choice of fuel. What is essential in this arrangement is the presence of two separate air flow circuits, which can be optionally controlled. The openings with a double-conical longitudinal section show the usual narrowing. The nozzle 33 for water vapor and that for tar vapor (not shown in this figure) are directed slightly upwards in order to reach the hottest zones of the ember bed, so that the vapors have a relatively long way to get out of the same. The nozzle 25 for compressed air is preferably directed slightly downwards in order to be able to quickly bring the embers back to higher temperatures after periods of cold blowing with steam. This design of the stove insert 11 is characterized by a high heat capacity with large contact surfaces and short distances for heat conduction. It is therefore particularly suitable for strongly changing operation, for large load fluctuations and frequent starting and accelerating the vehicle in city traffic.

In Fig. 6 ist die Luftführung und die Steuerungseinrichtung bei Verwendung eines Herdeinsatzes gemäss Fig. 4 und Fig. 5 schematisch dargestellt. Die Verbrennungsluft tritt über den Lufteintrittstutzen 17 in das Gebläse 18 ein und wird auf einen für den Betrieb notwendigen Druck verdichtet. Dabei hebt das mittels Druckfeder 54 einstellbare Rückschlagventil 53 ab und lässt die Verbrennungsluft über die Wärme4 6 schematically shows the air duct and the control device when using an oven insert according to FIGS. 4 and 5. The combustion air enters the blower 18 via the air inlet connection 17 and is compressed to a pressure necessary for operation. The check valve 53, which can be adjusted by means of compression spring 54, lifts off and lets the combustion air pass through the heat4

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austauscher 40 und 43 in die Düsen 42 bzw. 45 einströmen. Ein über die Steuerleitung Luftseite 46 und über die Steuerleitung Gasseite 47 differentiell beaufschlagter, sich in einem Steuerzylinder 48 befindlicher Steuerkolben 49 betätigt hiermit über das Gestänge 51 die Drosselklappe 52. Die Ausgangsstellung des Steuerkolbens 49 kann durch die einstellbare Druckfeder 50 verändert werden. Der Druck auf der Gasseite wird in vorteilhafter Weise immittelbar der Gasleitung 55 vor dem Motorzylinder 56 entnommen. Als Entnahmestelle kann sowohl die Primärgasleitung wie auch diejenige des fertigen Gas-/Luft-Gemisches herangezogen werden. Das System ist derart eingestellt, dass bei Nennlast die Drosselklappe 52 vollständig geöffnet ist, während sie bei Teillast teilweise und bei Leerlauf des Motors vollständig geschlossen ist. Bei Nennlast sind daher beide Düsenreihen 42, 45, bei Leerlauf nur die Düsen 45 der Mittelzone beaufschlagt. Dadurch wird eine gute Anpassung der jeweils erforderlichen Glutzone an den Gasbedarf des Motors erreicht. Der Mechanismus beruht auf dem Zusammenwirken der Drosselcharakteristik des Gebläses 18 mit der Abhängigkeit Gasmenge/Gasdruck in der Gasleitung 55 des Verbrauchers. Wird wenig oder kein Gas verbraucht, so steigt der Druck in der Leitung 55 an, überträgt sich über die Steuerleitung 47 auf den Steuerzylinder 48 und treibt den Steuerkolben 49 in die Abschlussstellung, wodurch die Drosselklappe 52 geschlossen wird. Durch geeignete Ausbildung des Gestänges 51 lässt sich das System weiter verfeinern, so dass ihm innerhalb gegebener Grenzen jede beliebige Charakteristik erteilt werden kann. Die möglichen Formen sind nicht auf das vorliegende Beispiel beschränkt Es lässt sich insbesondere eine Vereinfachung dadurch erzielen, dass der Steuerkolben 49 lediglich von der Steuerleitung 46 der Luftseite her, jedoch in umgekehrter Richtung zur Stellkraft der Druckfeder 50 beaufschlagt wird und auf die Steuerleitung 47 verzichtet wird. Es ist weiterhin möglich, das Gebläse 18 mit einer von der Last des Motors abhängigen Drehzahl laufen zu lassen. Dies wirkt sich besonders bei aufgeladenen Motoren vorteilhaft aus, indem dann das Gebläse 18 einen Teil des Turboladers darstellt. Auch Anordnungen mit zwei oder mehreren Turboladern sind denkbar. Die Wahl der Einrichtung hängt von der Motorleistung und der Art des Betriebes ab. Exchangers 40 and 43 flow into nozzles 42 and 45, respectively. A control piston 49 located in a control cylinder 48 and actuated differentially via the control line air side 46 and via the control line gas side 47 hereby actuates the throttle valve 52 via the linkage 51. The starting position of the control piston 49 can be changed by the adjustable compression spring 50. The pressure on the gas side is advantageously taken directly from the gas line 55 in front of the engine cylinder 56. Both the primary gas line and that of the finished gas / air mixture can be used as the extraction point. The system is set such that the throttle valve 52 is fully open at nominal load, while it is partially closed at partial load and fully closed when the engine is idling. At nominal load, therefore, both rows of nozzles 42, 45 are acted upon, and when idling, only nozzles 45 of the central zone. This ensures a good adaptation of the required ember zone to the gas requirements of the engine. The mechanism is based on the interaction of the throttle characteristic of the fan 18 with the gas quantity / gas pressure dependency in the gas line 55 of the consumer. If little or no gas is consumed, the pressure in line 55 rises, is transferred via control line 47 to control cylinder 48 and drives control piston 49 into the closed position, as a result of which throttle valve 52 is closed. The system can be refined further by suitable formation of the linkage 51, so that it can be given any desired characteristic within given limits. The possible shapes are not limited to the present example. In particular, a simplification can be achieved in that the control piston 49 is acted upon only from the control line 46 on the air side, but in the opposite direction to the actuating force of the compression spring 50 and the control line 47 is dispensed with . It is also possible to run the fan 18 at a speed dependent on the load of the engine. This is particularly advantageous in the case of supercharged engines, in that the fan 18 then forms part of the turbocharger. Arrangements with two or more turbochargers are also conceivable. The choice of equipment depends on the engine power and the type of operation.

In Fig. 7 und Fig. 8 sind zwei Ausführungsvarianten des Dampferzeugersystems schematisch dargestellt. Die bei der Trocknung des Brennstoffs anfallende Feuchtigkeit gelangt über den Wasserdampf-Abzug 28 in den Wasserbehälter 29, wo sie kondensiert. In diesen Behälter kann auch nach Bedarf Zusatzwasser eingefüllt werden. Über die Speisepumpe 57 gelangt das Wasser in den mit hoher Wärmekapazität ausgeführten Verdampfer 58. Dieser Apparat wird bei verhältnismässig hoher Temperatur betrieben, so dass sich das geförderte Wasser dank des grossen Wärmeinhalts des Verdampfers in kürzester Zeit in Dampf umsetzt. Gemäss Fig. 7 gelangt letzterer über das Rückschlagventil 59 in den Dampfkessel 30, wo er das unter Sättigungsdruck stehende Wasser augenblicklich nachheizt und zum Sieden bringt. Der Dampf wird nach Bedarf dem Dampfkessel 30 durch Betätigung des Dampfventils 31 entnommen und über den Überhitzer 32 dem Glühbett des Brennstoffs mit hoher Geschwindigkeit zugeführt. Bei jeder Dampfentnahme bei 31 speist 57 automatisch nach. Dieses Spiel kann sich so lange wiederholen, bis der Wärmeinhalt des Verdampfers 58 erschöpft ist. Da • die Enthalpiedifferenz des Verdampfers innerhalb gegebener Temperaturgrenzen viel grösser gemacht werden kann als diejenige des zur Verfügung stehenden Wassers eines Niederdruckdampfkessels beschränkter Abmessungen, beträgt die thermische Reserve einer derartigen Einrichtung ein Mehrfaches derjenigen eines herkömmlichen Kessels. Fig. 8 unterscheidet sich von Fig. 7 dadurch, dass der Dampf vom FIGS. 7 and 8 schematically show two variants of the steam generator system. The moisture produced during the drying of the fuel reaches the water tank 29 via the water vapor extractor 28, where it condenses. Make-up water can also be filled into this container as required. Via the feed pump 57, the water reaches the evaporator 58, which has a high heat capacity. This apparatus is operated at a relatively high temperature, so that the pumped water converts into steam in a very short time thanks to the high heat content of the evaporator. According to FIG. 7, the latter reaches the steam boiler 30 via the check valve 59, where it instantaneously reheats the water under saturation pressure and brings it to the boil. The steam is removed from the steam boiler 30 as required by actuating the steam valve 31 and fed to the glow bed of the fuel at high speed via the superheater 32. Each time steam is removed at 31, 57 replenishes automatically. This game can be repeated until the heat content of the evaporator 58 is exhausted. Since the enthalpy difference of the evaporator can be made much larger than that of the available water of a low-pressure steam boiler of limited dimensions within a given temperature limit, the thermal reserve of such a device is a multiple of that of a conventional boiler. Fig. 8 differs from Fig. 7 in that the steam from

Verdampfer 58 direkt dem Dampfventil 31 zugeführt wird und der Dampfkessel 30 die Funktion eines Ausgleichsge-fässes und zusätzlicher Reserve hat. Evaporator 58 is fed directly to the steam valve 31 and the steam boiler 30 has the function of a compensation vessel and an additional reserve.

Fig. 9 zeigt den Querschnitt durch einen Dampfkessel 5 mit Verdampfer gemäss Schema der Fig. 7. Der Dampfkessel 30 ist als torusförmiger Wasserrohrkessel ausgebildet und befindet sich im oberen Teil des Holzgasgenerators zwischen innerem Mantel 1 und äusserem Mantel 26 bzw. Wasserbehälter 29. Siehe Fig. 1. Der Dampfkessel 30 wird vom noch io warmen Arbeitsgas umspült und auf einem Druck von ca. 2 bis 3 bar, entsprechend einer Temperatur von 120°C bis 135°C gehalten. Für Sonderfälle wie Druckvergasung oder hochaufgeladene Verbrennungsmotoren kann der Kessel selbstverständlich auch für höhere Drücke und Temperaturen 15 ausgeführt werden. Im tiefergelegenen heissen Teil des Generators, wo das Arbeitsgas noch Temperaturen von ca. 300°C bis 500°C aufweist, befindet sich der Verdampfer 58, dessen Wärmekapazität durch eine Umkleidung mit keramischer Masse künstlich erhöht ist. Der Apparat ist in Form einer 20 oder mehrerer Rohrschlangen ausgebildet, die sowohl im Gleich- wie im Gegenstrom zur Strömungsrichtung des Arbeitsgases durchflössen werden können. Besonders zweckmässig ist es, den Verdampfer 58 als zwei ineinander verschlungene und parallelgeschaltete Wendel auszuführen. Die 25 Rückschlagventile 59 verhindern den Wasserrückfluss aus dem Dampfkessel 30 in den Verdampfer 58. Der Dampf wird nach Bedarf dem Dampfkessel 30 über das Dampfventil 31 entnommen und dem sich im unteren Teil das Generators befindlichen Überhitzer 32 zugeleitet. Im Interesse der endother-30 men Wassergasreaktion in der Glutzone ist es vorteilhaft, die Überhitzung auf möglichst hohe Temperaturen hinaufzutreiben. FIG. 9 shows the cross section through a steam boiler 5 with an evaporator according to the diagram in FIG. 7. The steam boiler 30 is designed as a toroidal water tube boiler and is located in the upper part of the wood gas generator between the inner jacket 1 and the outer jacket 26 or water tank 29. See FIG 1. The steam boiler 30 is flushed with the still warm working gas and kept at a pressure of approximately 2 to 3 bar, corresponding to a temperature of 120 ° C. to 135 ° C. For special cases such as pressure gasification or supercharged internal combustion engines, the boiler can of course also be designed for higher pressures and temperatures 15. In the lower, hot part of the generator, where the working gas still has temperatures of approx. 300 ° C to 500 ° C, there is the evaporator 58, the heat capacity of which is artificially increased by a covering with ceramic material. The apparatus is designed in the form of 20 or more coils, which can flow through both in the countercurrent and in the countercurrent to the flow direction of the working gas. It is particularly expedient to design the evaporator 58 as two coils which are intertwined and connected in parallel. The 25 non-return valves 59 prevent the backflow of water from the steam boiler 30 into the evaporator 58. The steam is removed from the steam boiler 30 via the steam valve 31 as required and fed to the superheater 32 located in the lower part of the generator. In the interest of the endothermic water gas reaction in the glowing zone, it is advantageous to drive the superheating up to the highest possible temperatures.

Fig. 10 zeigt den Querschnitt und Längsschnitt durch eine Ausführungsform eines Verdampfer-Bauelements. Das innen 35 liegende und auf Druck beanspruchte dünnwandige metallische Siederohr 60 ist konzentrisch von einer Keramik-Füllung 61 umgeben, welche aussen durch einen ebenfalls konzentrisch angeordneten metallischen Siederohr-Mantel 62 zusammengehalten wird. Das Siederohr 60 wird dabei von in 40 gewissen axialen Abständen angebrachten Distanzringen 63 . in seiner Lage zentriert. 60 und 62 können bei nicht allzu hohen Temperaturen aus Kupfer oder einer geeigneten Kupferlegierung bestehen, während man für höhere Ansprüche zweckmässigerweise einen korrosionsbeständigen bzw. hitze-45 beständigen Stahl vorsieht. Als Keramik-Füllung 61 kann Quarzsand, Tonerde, Magnesia, gebrannter Kalk oder Siliziumkarbid in Pulverform dienen. Letzteres zeichnet sich besonders durch hohe Wärmeleitfähigkeit aus, was bei stark wechselndem Betrieb von Vorteil ist. 10 shows the cross section and longitudinal section through an embodiment of an evaporator component. The thin-walled metallic boiler tube 60, which is located on the inside 35 and is subjected to pressure, is concentrically surrounded by a ceramic filling 61, which is held together on the outside by a likewise arranged concentrically arranged metallic boiler tube jacket 62. The boiler tube 60 is in this case spaced rings 63 which are arranged at 40 specific axial distances. centered in its location. 60 and 62 can consist of copper or a suitable copper alloy at not too high temperatures, while for higher demands a corrosion-resistant or heat-45-resistant steel is expediently provided. Quartz sand, alumina, magnesia, quicklime or silicon carbide in powder form can serve as the ceramic filling 61. The latter is particularly characterized by high thermal conductivity, which is an advantage in the case of strongly changing operation.

50 Die Wirkungsweise des Holzgasgenerators ist im Prinzipschaubild Fig. 11 dargestellt. Das im Brennstoff-Vorratsbehälter 7 gelagerte Holz rutscht zufolge seines Gewichts nach unten und wird durch abwechslungsweise Betätigung der Kammerverschlüsse 9 und 10 sukzessive den durch die Kam-55 mern unterteilten verschiedenen Reaktionszonen zugeführt. Der Brennstoff-Fluss 67 ist durch senkrecht nach unten weisende Pfeile angedeutet. Im oberen Teil des durch den inneren Mantel 1 und die Kammerverschlüsse 9 und 10 gebildten Raumes befindet sich die Trocknungszone 2, in welcher 60 hauptsächlich die Feuchtigkeit in Form von Wasserdampf 68 ausgetrieben wird. Es folgt die Destillationszone 3, in welcher die Schwelung und Entgasung stattfindet, wobei der Teerdampf 69 und andere köndensierbare Bestandteile nach oben steigen, während die gebildeten Gase unter Anhebung des 65 durch kontrollierte Federkraft angepressten unteren Kammerverschlusses 10 periodisch nach unten entweichen. Der weitgehend entgaste Brennstoff gelangt nun durch Öffnen des unteren Kammer verschlusses 10 in die Aufheizzone 4, wo er 50 The mode of operation of the wood gas generator is shown in the schematic diagram in FIG. 11. The wood stored in the fuel storage container 7 slides down due to its weight and is successively fed to the various reaction zones divided by the chambers by alternately actuating the chamber locks 9 and 10. The fuel flow 67 is indicated by arrows pointing vertically downward. In the upper part of the space formed by the inner jacket 1 and the chamber closures 9 and 10 is the drying zone 2, in which 60 mainly the moisture in the form of water vapor 68 is expelled. The distillation zone 3 follows, in which the smoldering and degassing takes place, the tar vapor 69 and other condensable constituents rising upwards, while the gases formed escape periodically downwards by raising the lower chamber closure 10, which is pressed under controlled spring force. The largely degassed fuel now passes by opening the lower chamber closure 10 in the heating zone 4, where it

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bis auf die erforderlichen Reaktionstemperaturen teils direkt durch die heissen Gase, teils indirekt durch den inneren Mantel 1 hindurch angewärmt wird. In der Oxydationszone 5, welche den eigentlichen Wärmelieferant des Generators darstellt, wird der Brennstoff teilweise verbrannt, teilweise vergast. Durch periodische Betätigung der Kammerverschlüsse 9 und 10 in Abhängigkeit von der Höhe der aktiven Brennstoff-säule in den verschiedenen Zonen wird für ständigen Brennstoffnachschub gesorgt, wobei ein möglichst stationärer Zustand in den einzelnen Reaktionsräumen angestrebt wird. Die Auslösung der Kammerverschlüsse 9 und 10 kann nach einem Zeitprogramm, in Abhängigkeit des verbrauchten oder noch vorhandenen Brennstoffs oder willkürlich erfolgen. Dabei können die Verschlüsse sowohl automatisch als auch von Hand betätigt werden. In der Reduktionszone 6 des Glutbettes wird der restliche Brennstoff vollends vergast, wobei die grosse Masse des Herdes für einen Ausgleich der Temperaturschwankungen sorgt. Über den Rost 13 und den Aschebehälter 14 wird die Asche 70 ausgetragen. Die Verbrem-nungsluft wird vom Gebläse 18 angesaugt und über das Rückschlagventil 53 und den Wärmeaustauscher 19 in vorgewärmtem Zustand in die Oxydationszone 5 geblasen. Um eine für den Reaktionsablauf günstige Temperatur des Glutbettes zu bekommen, sollte die Vorwärmung der Luft wenigstens 150°C bis 200°C betragen. Der in der Trocknungszone 2 ausgetriebene Wasserdampf 68 wird in einem von der Aussen-luft gekühlten Wasserbehälter 29 kondensiert, welchem wahlweise auch Fremdwasser zugesetzt werden kann. Dies ist besonders dann der Fall, wenn mit einem zu wenig oder gar keinen Wasserdampf entwickelnden Brennstoff, wie Holzkohle, Steinkohle, Anthrazit oder Koks gefahren wird. Die Wasser-Speisepumpe 57 fördert periodisch oder nach Bedarf kleine Mengen Wasser über den Verdampfer 58 und das Rückschlagventil 59 in den Dampfkessel 30, in welchem dauernd ein gewisser Überdruck aufrecht erhalten wird. Die Heizleistung für 58 und 30 wird durch die Abwärme des aufwärts streichenden heissen Arbeitsgases erbracht. Nach Bedarf wird das Dampfventil 31 geöffnet und der Dampf über den Überhitzer 32 der Glutzone zugeführt, wo er unter hoher Geschwindigkeit auf den glühenden Kohlenstoff trifft und die Reaktion is heated to the required reaction temperatures partly directly through the hot gases, partly indirectly through the inner jacket 1. In the oxidation zone 5, which is the actual source of heat for the generator, the fuel is partly burned and partly gasified. Periodic actuation of the chamber locks 9 and 10 depending on the height of the active fuel column in the various zones ensures constant fuel replenishment, with the aim of achieving a steady state in the individual reaction rooms. The chamber locks 9 and 10 can be triggered according to a time program, depending on the fuel used or still present, or arbitrarily. The closures can be operated both automatically and manually. The remaining fuel is completely gasified in the reduction zone 6 of the ember bed, the large mass of the stove ensuring that the temperature fluctuations are balanced. The ash 70 is discharged via the grate 13 and the ash container 14. The combustion air is drawn in by the blower 18 and blown into the oxidation zone 5 via the check valve 53 and the heat exchanger 19 in a preheated state. In order to obtain a temperature of the ember bed that is favorable for the course of the reaction, the preheating of the air should be at least 150 ° C. to 200 ° C. The steam 68 expelled in the drying zone 2 is condensed in a water container 29 cooled by the outside air, to which external water can optionally also be added. This is particularly the case when fuel is used that produces too little or no water vapor, such as charcoal, hard coal, anthracite or coke. The water feed pump 57 feeds small amounts of water periodically or as required via the evaporator 58 and the check valve 59 into the steam boiler 30, in which a certain excess pressure is constantly maintained. The heating output for 58 and 30 is provided by the waste heat from the rising hot working gas. If necessary, the steam valve 31 is opened and the steam is supplied via the superheater 32 to the glowing zone, where it encounters the glowing carbon at high speed and the reaction

C + H20 CO + H2 C + H20 CO + H2

auslöst. triggers.

Da diese Reaktion endotherm verläuft, wird die dafür benötigte Energie dem Wärmeinhalt des Glutbettes und des umgebenden Herdes (Herdeinsatz 11 und äussere Herdumkleidung 12 in Fig. 1) entnommen, wobei sich die entsprechende Zone abkühlt. Im praktischen Betrieb wird zwischen einer oberen Temperaturgrenze, welche bei 1200°C bis 1300°C liegt, und einer unteren bei 900°C bis 1000°C gearbeitet. Dabei kann dem Motor mindestens während einer Zeit von 30 sec (Beschleunigen, Überholen) ein hochwertiges Wassergas zur Verfügung gestellt werden. Durch das Einblasen von Wasserdampf ins Glutbett steigt der Druck in den Reaktionsräumen, bis er denjenigen des Gebläses 18 übertrifft, wobei das Rückschlagventil 53 schliesst, so dass der Generator vorübergehend als reiner Wassergasgenerator arbeitet. Ist die Periode erhöhter Leistungsanforderung vorüber, wird die Wasserdampfeinspritzung durch Schliessen des Dampfventils 31 Since this reaction is endothermic, the energy required for this is taken from the heat content of the ember bed and the surrounding stove (stove insert 11 and outer stove casing 12 in FIG. 1), the corresponding zone cooling off. In practical operation, work is carried out between an upper temperature limit, which is 1200 ° C to 1300 ° C, and a lower one at 900 ° C to 1000 ° C. A high-quality water gas can be made available to the engine for at least 30 seconds (acceleration, overtaking). By blowing water vapor into the ember bed, the pressure in the reaction spaces rises until it exceeds that of the blower 18, the check valve 53 closing, so that the generator temporarily works as a pure water gas generator. When the period of increased power requirement is over, the steam injection is stopped by closing the steam valve 31

unterbrochen, wodurch das zuvor kaltgeblasene Glutbett die Möglichkeit hat, sich nach Rückkehr zum Normal- oder Teillastbetrieb wieder zu erwärmen. Dabei kann die Wirkung des Gebläses 18 wahlweise und nach Bedarf durch Zuhilfenahme von Druckluft unterstützt werden. Letztere wird durch den Luftkompressor 6 im Druckluftbehälter 22 laufend zur Verfügung gestellt und kann diesem über das Ventil 23 entnommen werden. Gleichzeitig kann zur Erhöhung der Wärmeleistung der Teer herangezogen werden. Der im unteren Teil der Kammer aus der Destillationszone 3 entweichende Teerdampf 69 gelangt über das Rückschlagventil 64 in den Teerbehälter 35, wo er kondensiert wird. Letzterer wird vorzugsweise auf einer Temperatur gehalten, bei welcher sich noch kein oder nur wenig Wasser niederschlägt, d.h. knapp unter 100°C. Der Teer fliesst über das Ventil 36 und die Teer-Förderpumpe 65 in den Teerverdampfer und -Überhitzer 37 und wird als Teerdampf in die Oxydationszone 5 eingeblasen, wo er verbrannt bzw. gekrackt wird. Ob mehr der eine oder der andere Vorgang stattfindet, hängt von der Düsenanordnung und der Betriebsführung ab. Es sind jedenfalls alle Kombinationen denkbar. Zur Erholung des Glutbettes nach Perioden der Überlast wird man vorzugsweise verbrennen, bei Normalbetrieb hingegen kracken. Zur momentanen Leistungssteigerung ist ein gleichzeitiges Einblasen von Wasserdampf und Teerdampf besonders vorteilhaft. Beschränkt man sich vorzugsweise auf dieses Verfahren, so kann die Teer-Förderpumpe 65 gegebenenfalls entfallen und durch die Saugseite einer auf dem Ejektorprinzip beruhenden und in die Dampfleitung des Überhitzers 32 eingebauten Dampfstrahlpumpe ersetzt werden. Ausserdem kann der Wasserbehälter 29 mit dem Teerbehälter 30 derart kombiniert werden, dass nurmehr ein einziges Gefäss mit einem Wasser- und einem Teerabscheider vorhanden ist. Die Steuerung der Pumpen 57, 65 und Ventile 31, 36 kann sowohl von Hand vom Fahrzeuglenker wie halb- oder vollautomatisch nach den Erfordernissen des Motors erfolgen. Durch ein geeignetes, vom Fahrzeuglenker willkürlich über einen Handhebel und das Gaspedal betätigtes Vorwahlsystem kann ausserdem dem Generator der Befehl zur Bereitstellung des hochwertigen Wassergases bereits einige Sekunden vor Beginn eines Beschleunigungs- und Überholmanövers erteilt werden. Eine Sicherheitseinrichtung zeigt dem Fahrzeuglenker an, wann der Wärmeinhalt des Glutbettes erschöpft ist und verhindert ein unzulässiges Kaltblasen dieser Zone. interrupted, which gives the previously cold-blown embers the opportunity to warm up again after returning to normal or part-load operation. The effect of the blower 18 can be optionally supported by compressed air as required. The latter is continuously made available by the air compressor 6 in the compressed air container 22 and can be removed from it via the valve 23. At the same time, tar can be used to increase the heat output. The tar vapor 69 escaping from the distillation zone 3 in the lower part of the chamber passes via the check valve 64 into the tar container 35, where it is condensed. The latter is preferably kept at a temperature at which little or no water precipitates, i.e. just below 100 ° C. The tar flows via the valve 36 and the tar feed pump 65 into the tar evaporator and superheater 37 and is blown as tar vapor into the oxidation zone 5, where it is burned or cracked. Whether the one or the other process takes place depends on the nozzle arrangement and the operational management. In any case, all combinations are possible. To recover the ember bed after periods of overload, you will preferably burn, but crack during normal operation. A simultaneous injection of steam and tar steam is particularly advantageous for the current increase in performance. If this method is preferably restricted, the tar feed pump 65 can optionally be omitted and replaced by the suction side of a steam jet pump based on the ejector principle and installed in the steam line of the superheater 32. In addition, the water container 29 can be combined with the tar container 30 in such a way that only a single vessel with a water and a tar separator is present. The pumps 57, 65 and valves 31, 36 can be controlled either manually by the vehicle driver or semi-automatically or fully automatically according to the requirements of the engine. Using a suitable preselection system, which is operated by the vehicle driver at will using a hand lever and the accelerator pedal, the generator can also be given the command to provide the high-quality water gas a few seconds before the start of an acceleration and overtaking maneuver. A safety device shows the vehicle driver when the heat content of the ember bed is exhausted and prevents inadmissible cold blowing in this zone.

Die erfindungsgemässe Vorrichtung lässt sich auch unter Weglassung einzelner Bauelemente oder Gruppen letzterer betreiben. Insbesondere kann bei Verwendung von natürlich oder künstlich vorgetrocknetem oder bei über 200°C entwässertem Holz als Brennstoff («bois torréfié» G. Dupont: Etude en vue de l'emploi dans les gazogènes du bois distillé aux basses températures. Extrait des Annales de l'Office national des Combustibles liquides, 3ème année, pages 553-590, Paris 1928.) auf den Wasserdampfabzug, den Kondensator sowie entsprechende Hilfseinrichtungen und gegebenenfalls auf das Teerkondensations- und Verdampfungssystem teilweise oder gänzlich verzichtet werden. Das gleiche gilt für die Drucklufteinrichtung. Unter den vorgenannten Bedingungen kann auch die Aufteilung des Reaktionsraumes in einzelne Kammern teilweise oder vollständig entfallen. The device according to the invention can also be operated with the omission of individual components or groups of the latter. In particular, when using naturally or artificially pre-dried wood or dewatered at over 200 ° C as fuel ("bois torréfié" G. Dupont: Etude en vue de l'emploi dans les gazogènes du bois distillé aux basses températures. Extrait des Annales de l 'Office national des Combustibles liquides, 3ème année, pages 553-590, Paris 1928.) the water vapor extraction, the condenser and corresponding auxiliary devices and, if necessary, the tar condensation and evaporation system are partially or entirely dispensed with. The same applies to the compressed air system. Under the aforementioned conditions, the division of the reaction space into individual chambers can also be omitted partially or completely.

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5 Blätter Zeichnungen 5 sheets of drawings

Claims

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PATENTANSPRÜCHE PATENT CLAIMS

1. Verfahren zur Erzeugung von Holzgas als Motorentreibstoff nach dem kombinierten Generatorgas- und Wasser-gasprozess mittels Luft und/oder Wasserdampf und/oder Teerdampf, dadurch gekennzeichnet, dass die fühlbare Wärme des erzeugten Gases zur Vorwärmung der Verbrennungsluft benutzt wird, dass die Gaserzeugung unter gegenüber der Atmosphäre erhöhtem Druck in einer Zone glühenden Kohlenstoffes derart durchgeführt wird, dass bei Dauerbetrieb im wesentlichen ein Luft-Generatorgas erzeugt und nur zeitweise oder kein Wasserdampf in die Zone glühenden Kohlenstoffs eingeblasen wird und dass bei erhöhter Leistungsanforderung unter Ausnutzung der Wärmekapazität der gesamten Glühzone in der Herdpartie zusätzlich zur normalen Verbrennungsluft Wasserdampf und/oder Teerdampf in die Zone des glühenden Kohlenstoffs eingeblasen wird. 1. A process for the production of wood gas as motor fuel according to the combined generator gas and water gas process by means of air and / or water vapor and / or tar steam, characterized in that the sensible heat of the gas generated is used for preheating the combustion air that the gas generation under in a zone of glowing carbon compared to the atmosphere is carried out in such a way that during continuous operation essentially an air generator gas is generated and only occasionally or no water vapor is blown into the zone of glowing carbon and that with increased power requirements using the heat capacity of the entire glowing zone in the stove section, in addition to the normal combustion air, steam and / or tar steam is blown into the zone of glowing carbon.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei Spitzenleistung oder nach den Erfordernissen des Betriebs die Zufuhr der normalen Verbrennungsluft teilweise oder vollständig gedrosselt und Wasserdampf und/oder Teer-dampf in die Zone des glühenden Kohlenstoffs eingeblasen wird. 2. The method according to claim 1, characterized in that at peak performance or according to the requirements of operation, the supply of normal combustion air is partially or completely throttled and water vapor and / or tar vapor is blown into the zone of glowing carbon.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Prozess in einem in mehrere Kammern unterteilten Reaktionsraum durchgeführt wird, dass die im oberen Teil des Reaktionsraumes gebildeten flüchtigen Bestandteile des Brennstoffs in einer separaten Kammer aus der Trocknungs-(2) und Destillations- (3) Zone abgezogen und kondensiert werden und dass die hierbei entstehenden Flüssigkeiten Wasser und Teer von der fühlbaren Wärme des erzeugten Gases wieder verdampft und überhitzt und der Glühzone des Brennstoffs zugeführt werden. 3. The method according to claim 1, characterized in that the process is carried out in a reaction chamber divided into several chambers, that the volatile constituents of the fuel formed in the upper part of the reaction chamber in a separate chamber from the drying (2) and distillation ( 3) Zone are drawn off and condensed and that the resulting liquids water and tar evaporate from the sensible heat of the gas generated and overheated and fed to the glow zone of the fuel.

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, aus einem festen Brennstoff wie Holz, vorgetrocknetem Holz und Torf, bestehend aus einem zentral angeordneten schachtförmigen, den Brennstoff enthaltenden Reaktionsraum und einem das erzeugte Gas aufnehmenden äusseren Mantel, dadurch gekennzeichnet, dass ein isolierter Herd (11, 12) hoher Wärmekapazität aus keramischem Material, ein vom heissen erzeugten Gas umspülter Wärmeaustauscher (19) zur Vorwärmung der Verbrennungsluft und ein Dampf Überhitzer (32) sowie eine im Verhältnis zur horizontalen Ausdehnung hohe Glühzone für den Brennstoff vorgesehen sind. 4. An apparatus for performing the method according to claim 1, from a solid fuel such as wood, pre-dried wood and peat, consisting of a centrally arranged shaft-shaped, the fuel-containing reaction space and an outer jacket absorbing the generated gas, characterized in that an insulated stove (11, 12) high heat capacity made of ceramic material, a heat exchanger (19) flushed by the hot gas generated for preheating the combustion air and a steam superheater (32) and a high glow zone in relation to the horizontal expansion for the fuel are provided.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Gebläse (18), ein Wasserbehälter (29), ein Dampfkessel (30) mit einem Dampfventil (31), ein Teerbehälter (35) mit einem Teerventil (36) und einem Teerverdampfer und -Überhitzer (37) sowie mehrere Pumpen vorgesehen sind. 5. The device according to claim 4, characterized in that a blower (18), a water container (29), a steam boiler (30) with a steam valve (31), a tar container (35) with a tar valve (36) and a tar evaporator and Superheater (37) and several pumps are provided.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der untere Teil des Reaktionsraumes durch einen aus feuerfestem keramischem Material hoher Wärmekapazität und hoher Wärmeleitfähigkeit bestehenden Herdeinsatz (11) und eine ebensolche äussere Herdumkleidung (12) begrenzt ist, 6. The device according to claim 4, characterized in that the lower part of the reaction space is delimited by an oven insert (11) consisting of refractory ceramic material having a high heat capacity and high thermal conductivity and an outer oven casing (12) of the same type,

dass der Herdeinsatz (11) und die äussere Herdumkleidung (12) durch je einen Isoliermantel (16 bzw. 27) vor Wärmeverlusten geschützt sind und dass der Herdeinsatz (11) runden, quadratischen oder rechteckigen Querschnitt und mindestens eine verengte Durchtrittsöffnung aufweist und dass mehrere Düsen für Verbrennungsluft (21), Druckluft (25), Wasserdampf (33) und Teerdampf (38) vorgesehen sind. that the stove insert (11) and the outer stove casing (12) are each protected from heat loss by an insulating jacket (16 or 27) and that the stove insert (11) has a round, square or rectangular cross section and at least one narrowed passage opening and that several nozzles for combustion air (21), compressed air (25), water vapor (33) and tar vapor (38) are provided.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Herdeinsatz (11) mehrere Durchtrittsöffnungen und je einen Satz nach oben gerichteter Düsen für Verbrennungsluft der Randzone (42) und der Mittelzone (45) mit getrennter Luftführung über die Wärmeaustauscher (40 bzw. 43) aufweist und dass ein Steuermechanismus bestehend aus zwei Steuerleitungen (46, 47), einem Steuerzylinder (48), 7. The device according to claim 6, characterized in that the stove insert (11) a plurality of passage openings and one set of upwardly directed nozzles for combustion air of the edge zone (42) and the central zone (45) with separate air flow through the heat exchanger (40 and 43 respectively ) and that a control mechanism consisting of two control lines (46, 47), a control cylinder (48),

einem Steuerkolben (49) und einer Drosselklappe (52) vorgesehen ist, welcher die Luftzufuhr der Randzone in Abhängigkeit der Druckdifferenz zwischen dem Gebläse (18) und der Gasleitung Motorseite (55) verändert. a control piston (49) and a throttle valve (52) is provided, which changes the air supply to the edge zone as a function of the pressure difference between the blower (18) and the gas line on the engine side (55).

5 8. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Dampfkessel (30) ein Wasserrohrkessel ist und über ein Rückschlagventil (59) und einen Verdampfer (58) hoher Wärmekapazität mit einer Speisepumpe (57) und dem Wasserbehälter (29) verbunden ist, dass ferner der Teerbehäl- 8. The device according to claim 5, characterized in that the steam boiler (30) is a water tube boiler and is connected to a feed pump (57) and the water tank (29) via a check valve (59) and an evaporator (58) of high heat capacity. that the tar container

10 ter (35) ein Rückschlagventil (64) aufweist und über eine Teer-Förderpumpe (65) mit dem Teerverdampfer- und -Überhitzer (37) verbunden ist. 10 ter (35) has a check valve (64) and is connected via a tar feed pump (65) to the tar evaporator and superheater (37).

9. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass in den Dampfüberhitzer (32) eine Dampfstrahlpumpe 9. The device according to claim 5, characterized in that a steam jet pump in the steam superheater (32)

15 eingebaut ist, welche den Teer aus dem Teerbehälter (35) absaugt. 15 is installed, which sucks the tar out of the tar container (35).

10. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Reaktionsraum verschiedene Zonen (2, 3,4, 5, 6) umfasst und in mehrere vertikal übereinanderliegende Kam- 10. The device according to claim 4, characterized in that the reaction space comprises different zones (2, 3,4, 5, 6) and in several vertically superimposed Kam-

20 mern unterteilt ist, derart, dass mindestens eine Kammer mit einer Trocknungszone (2) und einer Destillationszone (3) für den Brennstoff vorgesehen ist. 20 m is divided, such that at least one chamber with a drying zone (2) and a distillation zone (3) is provided for the fuel.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die in der Trocknungszone (2) und der Destillations- 11. The device according to claim 10, characterized in that in the drying zone (2) and the distillation

25 zone (3) liegende Kammer einen Wasserdampf-Abzug (28) und einen Teerdampf-Abzug (34) für die flüchtigen und kondensierbaren Bestandteile des Brennstoffs aufweist und dass ein Wasserbehälter (29) und ein Teerbehälter (35) eine konstruktive Einheit mit je einem Wasser- und einem Teerab- 25 zone (3) lying chamber has a water vapor extractor (28) and a tar vapor extractor (34) for the volatile and condensable components of the fuel and that a water container (29) and a tar container (35) each have a constructive unit Water and a tar

30 scheiderteil bilden. 30 form part of separator.