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Holzverkohlungsofen.
Zerlegbar Holzverkohlungsöfen aus Eisenblech mit teilweise isoliertem Verkohlungsraum und mit automatisch sich senkendem Deckel sind bekannt. Die hauptsächlichsten Nachteile solcher Ofen sind : Lange Verkohlungsdauer infolge ungenügender Isolierung und Abhängigkeit der Verkohlungsdauer von der Aussentemperatur und die Witterungsverhältnissen ; geringe Ausbeute und Unreinheit der Dest ! Uationsprodukte, im nachfolgenden kurz"Teere"genannt ; verhältnismässig viele "Brände" und Fuchse" ; häufiges Hitziggehen"und Vorbrennen", da ein Regulieren des"Brandes"von aussen her nur mit Ausbeuteverlusten geschehen kann ; verhältnismässig hohe Bedienungskosten, besonders bei ungünstiger Witterung und infolge des häufigen Ankanntens des zwangläufig schweren, sich ungleichmässig senkenden Deckels ;
zermalmende Wirkung des schweren Deckels auf die Kohle gegen Ende des Verkohlungsprozesses ; keine wesentlich höhere Holzkohlenausbeute als bei der primitiven Waldmeilerköhlerei sowie Anfall einer durch angekrusteten Teer verschmutzten Holzkohle.
Diese Nachteile werden erfindungsgemäss durch vorliegende Konstruktion, die durch die drei schematischen Abbildungen des Ofens im Schnitt veranschaulichen wird, ganz oder teilweise behoben.
Der Ofen ist transportabel und in seine Einzelteile zerlegbar. Seine Bedienung ist jedermann nach kurzer Schulung möglich. Seine Form soll möglichst der runden nahekommen. Er eignet sich für das Verkohlen aller Holzarten, jedoch auch für Torf, Olivenkernpressrückstände und ähnliche verkohlbare Abfallprodukte. Als Baumaterial kann für den Aussenmantel an Stelle von Eisenblech auch ein billigerer Baustoff, z. B. Eternit, mit hoher Isolierfähigkeit und gleicher Hitzebeständigkeit verwendet werden.
Fig. 1 veranschaulicht die allgemeine Konstruktion, Fig. 2 zeigt einen mit Kohlholz betriebsbereit beschickten Ofen bei Verwendung des Zündkamines z, Fig. 3 veranschaulicht die Situation während des letzten Drittels des Verkohlungsprozesses.
Auf dem gewachsenen Boden steht der mittels Wasserwaage senkrecht aufgestellte Ring n, der zwecks Abdichtung gegen die Aussenluft rundherum mit Erde anzuschaufeln ist. Er wird an einer Stelle vom Luftrohr e, an der dieser Stelle gegenüberliegenden Stelle vom Ablaufrohr j durchbrochen und trägt ausser dem an seiner Innenseite befestigten Teersammelblech e die Bodenplatte a, welche in ihrer Mitte von dem Luftrohr d durchbrochen wird, dessen Öffnung durch die Überdachung d2 gegen eintropfenden Teer u. dgl. geschützt ist. Das Luftrohr d ist ausserhalb des Ofens durch einen Holzpfropfen d1 verschlossen. Die Bodenplatte a wird in ihrer Mitte vom Sockel b gestützt, der im oberen Teile von der Lochreihe C2 durchbrochen ist, damit sich durch diese die durch das Luftrohr c eingeführte Aussenluft im Raume A gleichmässig verbreiten kann, wo sie vorgewärmt wird.
Die Bodenplatte a ist an ihren Rändern gleichmässig von den Lochreihen a2, as und a, durchbrochen, welche oberhalb des Teersammelbleches e liegen und teils dem Einlass der Luft aus dem Raume A, teils dem Abfluss der Teere auf das Sammelblech e dienen. Von diesem gelangen die Teere durch das Ablaufrohr/, welches in das Aussenablaufrohr u mündet, welches die Teere aus dem Kamin abführt, in den Sammelbehälter g. Der Sammelbehälter g hat einen Überlauf, durch den die besonders anfangs anfallenden, stark wasserhaltigen Destillationsprodukte abfliessen können, während sich die Teere im Behälter absetzen. Das in den Sockel b führende und von diesem gehaltene Luftrohr c ist an seinem Aussenende mit einer Klappe regulierbar verschlossen.
Der Verkohlungsraum B wird durch einen Doppelmantel isoliert. Der am Ring n aufruhende Aussenmantel p trägt einen Deckel q, dessen Überdeckel ql über der Öffnung x einen kurzen Rohr-
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stutzen trägt, der durch die im Punkte m2 drehbar angebrachte Klappe y verschlossen werden kann. Der Innenmantel besteht aus zwei Teilen ; 1. dem unbeweglichen, auf der Bodenplatte a aufruhenden unteren Teil 1, der an seinem unteren Rande Aussparungen zwecks Abflusses der Teere aufweist,
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Holzarten durch ein einfaches Füllrohr ersetzt werden.
Der Deckelteil der Glocke k ist aus Platten zusammengesetzt (in den Abbildungen nicht dargestellt), welche bei der Beschickung des Ofens entfernt werden. Die Glocke besitzt am Rande des Deckels eine Lochreihe t, durch welche nach dem vollständigen
Niedergange der Glocke (Fig. 3) die Verkohlungsgase teilweise in den Raum a entweichen können.
Der Mantel der Glocke weist in der oberen Hälfte'eine Reihe Schlitze h auf, durch welche in den ersten
Phasen des Verkohlungsprozesses die Rauchgase und der Wasserdampf ungehindert in den Raum'D abziehen können. Knapp unterhalb des oberen Randes trägt der Innenmantel 1 an der Aussenseite in weiten Abständen voneinander angebrachte Rollen v, welche gleich den an der Innenfläche des
Aussenmantels p befindlichen Rollen w zur Führung der Glocke k dienen. Sie können auch durch andere
Vorrichtungen, z. B. einfache Gleitschienen ersetzt werden. Die Glocke wird vor dem Füllen hoch- gezogen und in ihrer höchsten Lage durch Vorstecker am Mantel bis nach erfolgter Füllung des Ofens festgehalten.
Der Kamin m bezweckt in erster Linie eine höhere Ausbeute an Teeren und kann, wenn auf eine solche verzichtet wird, weggelassen werden. Es wird mit seinem konischen unteren Ende (bei m2) in den Rohrstutzen des Aussenmantelüberdeckels ql eingeschoben, nachdem der Zündkamin z (Fig. 2) nach genügender Ausdehnung des Brandes am Boden des Verkohlungsraumes B und nach oben zu entlang des Zündkamines s entfernt worden ist. Er wird in der kalten Jahreszeit ebenso wie das Aussen- ablaufrohr u möglichst nahe am Ofen entlang geführt, um durch die strahlende Wärme des Ofens die ablaufenden Teere in dünnflüssigem Zustande zu erhalten.
Die Mündung des senkrecht nach oben geführten Kaminteiles wird durch die Überdachung s, an deren Innenseite das Sammelblech t angebracht ist, schützend überdacht. Die dort sich kondensierenden Teere tropfen ab und gelangen schliesslich in das Ablaufrohr u. Der Zug im Kamin kann durch eine von aussen drehbare Klappe r reguliert werden. Bei m,. wird das Aussenablaufrohr u auf den Kamin aufgeschoben. Das Aussen- ablaufrohr u ist in seinem unteren Teile zu einem U-förmigen Syphonabschluss. Ul ausgebildet, so dass durch dasselbe keineAussenluft in den Kamin gelangen kann und ebenso keine Aussenluft in denBoden- raum A. Der Syphonabschluss Mi fällt fort, wenn die Teere nur durch den Kamin gewonnen werden sollen.
Der Zündkamin z (Fig. 2) ist in seinem unteren Teile so stark und hoch ausgespart, dass sich der in ihm von oben her entzündete Brand durch diese Aussparungen auf den Zündholzhaufen am
Fusse des Zündkamines z ausbreiten kann. Der Zündkamin z kann zwecks Erreichens eines besonderen
Zuges oder zwecks beschleunigter Brandführung nach oben herausgezogen werden, doch darf dies höchstens so weit erfolgen, dass sein unteres Ende nicht über die untere aufstehende Holzlage zu liegen kommt, da ansonsten diese gegen die Mitte zusammenrutschen könnte und das Feuer infolge ungenügenden Zuges erlischt.
Die günstigen Auswirkungen dieser Kontraktion gegenüber andern Konstruktionen lassen sich an Hand der im nachfolgenden nur kurz skizzierten Betriebsführung verfolgen :
Die Verwendung des Zündkamines z ermöglicht, beim Einschlichten des Kohlholzes von der sonst unerlässlichen Errichtung eines"Quandels"abzusehen und verhindert zugleich jede Feuer- gefahr beim "Anbrennen" des Ofens für die Umgebung. Der Zündkamin z wird mit trockenem Reisig und Abfallholzkohle locker gefüllt und der an seinem unteren Teile zu erreichende Zündholzhaufen aus demselben Materiale errichtet. Der Zündkamin dient auch als Mittelstütze für das sehr sorgsam und möglichst ohne grosse Hohlräume einzuschlichtende Kohlgut. Die Füllung des Zündkamines wird von oben her durch Einwerfen von einigen Stücken glühender Holzkohle entzündet.
Hat sich der Brand am Boden des Verkohlungsraumes B weit genug ausgebreitet, wird der Zündkamin z durch vorsichtiges
Herausziehen entfernt und der Kamin aufgesetzt, nachdem die Glocke k mit dem Überdeckel v gut verschlossen worden ist. Der Kamin m hat nur geringe, durch die Klappe r regulierbare Zugwirkung.
Dieser Umstand bewirkt, dass die bis dahin erzielte starke Bodenglut, welche je nach Trockenheit- grad, Stärke usw. des Kohlengutes dieses bis zu höchstens einem Drittel des Gesamtqüantums ver- zehrt hat, vermindert und die unvollkommene Verbrennung (Verkohlung) eingeleitet wird.
Die durch das Luftrohr e eingeführte, sich im Raume A verteilende vorgewärmte Frischluft wird von dem durch die Glut stark erwärmten und daher mit leichterer Luft erfüllten Verkohlungsraum B durch die Loch- reihen Mg und a4, je nach Bedarf durch die Klappe e, regelbar, angesaugt. Die bei reichlicher Rauch- qualmentwicklung und bei Zunehmen des Gasdruckes überschüssige Luft entweicht durch die Lochreihe ap über die Räume D und C und den Kamin ins Freie.
Dies bewirkt eine weitgehende automatische
Luftzufuhrregulierung ohne Hinzutuen der Bedienungsleute, wodurch gegenüber andern Konstruktionen die Bedienungsarbeiten auf ein Mindestmass herabgesetzt werden und bei richtiger Einstellung der
Klappe el des Luftrohres c nach erfolgtem ,,Anbrennen" eine hohe Kohlenausbeute bzw. ein nur
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geringer Verlust an Kohlgut durch Verbrennen sowohl, als auch weitgehendste Verminderung des "Hitziggehens''des Ofens erzielt wird.
Da vor dem Aufschieben des Kamines m der Glockenüber- deckel o aufgesetzt wurde, entweichen alle dem oberen Verkohlungsraume B zustrebenden Gase und Dämpfe anfangs hauptsächlich durch die Glockenschlitzreihe h in den Isolationsraum D und von dort durch den sich im Verlaufe des Verkohlungsprozesses stetig vergrösseinden Raum C in den Kamin.
Hiedurch wird einesteils erreicht, dass sich der Verkohlung, prozess nch der Seite zu gleichmässig ausbreitet und sich die Verkohlung zum Unterschiede von andern Öfen nicht nur hauptsächlich von oben nach unten, sondern besonders im letzten Drittel des Verkohlungsprozesses auch von unten nach oben vollzieht, wodurch ebenfalls eine wesentliche Verkürzung der Verkohlungsdauer erzielt und die Bildung von Füchsen"am Boden des Verkohlungsraumes B weitgehendst verhindert wird. Die Isolationsräume D und 0 werden nicht nur durch den Innenmantel, sondern auch durch die aus dem Verkohlungsraume ausströmenden Gase erwärmt.
Durch Zirkulation der Luft und der Gase innerhalb dieser Isolationsräume und durch die durch die Lochreihe in den Raum D aufsteigende überschüssige Frischluft wird eine allfällige Überhitzung einzelner Stellen des Innenmantels I weitgehend verhütet.
Der nach vollkommenem Niedergange der Glocke k sich im Verkohlungsraume B bildende hohe Gasdruck zwingt die sich dann in grösseren Mengen bildenden höheren Kohlenwasserstoffgase abzuströmen, soweit sie nicht durch die absichtlich nur geringen Durchmesser aufweisenden Löcher der Lochreihe i, die nichts anderes ist wie ein Sicherheitsventil gegen die auftretenden"Puffgase", entweichen können, oder bei Fortfall dieser Lochreihe i durch die Lochreihen as und a4 und die Aussparungen am unteren Teil des Innenmantels I und von da durch den Bodenraum J. durch die Lochreihe au, in den Raum D gelangen.
Hiedurch wird eine starke Anreicherung der sich bildenden Kohle mit dem Kohlenstoff der sich zersetzenden Gase erreicht und der Anfall einer kohlenstoffreichen, die gewöhnliche Meilerkohle und besonders die Retortenkohle übertreffenden Holzkohle erzielt.
Um eine möglichst harte, gas-und teerfreie Kohle mit geringster Bröckel- und Zerreibbarkeit zu erzielen, wird nach"Blaugehen"des Ofens bei andern Verkohlungsöfen meist, allerdings auf Kosten der Ausbeute, durch Öffnen des Deckels Aussenluft zwecks Austreiben der restlichen Teerdämpfe und "Durchglühens"kurze Zeit einströmen gelassen, bevor man den Ofen zwecks Abkühlung von aussen ganz abschliesst. Dieser Ausbeuteverlust wird bei dem vorliegenden Ofen zum grössten Teile dadurch vermieden, dass das bisher geschlossen gehaltene Luftrohr d vor dem Endprozess durch Herausziehen des Holzpfropfens d1 geöffnet und gleichzeitig das Luftrohr e geschlossen wird.
Die so eingesaugte, knapp unter dem Überdeckel o der Glocke k ausströmende Frischluft durchstreicht den Verkohlungs- raum B von oben nach unten. Gleichzeitig wird durch weitestgehende Drosselung des Zuges im Kamin m mittels der Klappe -der Gasdruck im Ofeninneren, der nunmehr stark nachgelassen hat, künstlich erhöht, und insbesonders verhindert, dass Frischuft durch den Kamin eindringt. Hierauf wird das Luftrohr d geschlossen, kurze Zeit bei ungedrosseltem Kamin das Luftrohr c zwecks Entfernung der Gase aus den Räumen D, 0 und A geöffnet und dann der Kamin abgehoben, die Deckelöffnung x ebenso wie die Luftrohre fest verschlossen, alles mit Sand, Lehm usw. gut abgedichtet und der Ofen auskühlen gelassen.
Die während des ganzen Verkohlungsvorganges aus den Räumen B, D und 0 und aus dem Kamin ablaufenden und abtropfenden, leichtflüssig erhaltenen Teere werden in einem einzigen Behälter g gesammelt.
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befindlichen Luftraum anzuordnen.
PATENT-ANSPRÜCHE :
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angeordnet sind.