Text
                    В. Я. БОХМАН
НОВЫЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В [ОБЛАСТИ
ТРАНСПОРТНЫХ
ГАЗОГЕНЕРАТОРНЫХ
УСТАНОВОК
ГОСПЛАН ИЗДАТ
МОСКВА 1 940 ЛЕНИНГРАД


ОТ ИЗДАТЕЛЬСТВА XVIII съезд ВКП(б) в своем решении по докладу т. Молотова отметил необходимость широкого развертывания газификации всех видов топлива и подчеркнул особое значение, которое имеет для нашей страны перевод на газогенераторы автотракторного парка, в особенности машин, работающих на лесозаготовках. Работа конструкторов транспортных газогенераторных установок сильно затруднена отсутствием систематизированного и полного обзора достижений заграничной техники в этой области. В особенности слабо освещены в общетехнической литературе патентные материалы, представляющие собой результат деятельности изобретателей всех стран. Подлинные патентные материалы, в которых описываются дости- жения этих новаторов техники, мало доступны для исследователей и практических работников. Изда$^>ство Госплана при СНК СССР решило восполнить этот пробел выпуском настоящей книги. Автор настоящей книги—доцент Ленинградского индустриаль- ного института (кандидат технических наук), ведущий в течение ряда лет экспертизу изобретений по двигателям внутреннего горения и газогенераторам.

ПРЕДИСЛОВИЕ Проблема замены жидкого горючего (бензина, керосина и т. п.) для автомобильных^ тракторных, тепловозных, теплоходных и тому подобных двигателей транспортного типа твердым топливом, газифи- цируемым в портативных и легких газогенераторах, давно привлекала внимание и интерес изобретателей во всех странах. Однако практическое решение этой задачи насчитывает немногим больше 10—15 лет. В настоящее время существует большое количе- ство самых разнообразных конструкций транспортных газогенератор- ных установок, начиная от мощных и тяжеловесных газогенераторных автобусов, грузовых автомотрисе, речных судов (газоходов), тракто- ров, моторных плугов и кончая изящными быстроходными газогене* раторными легковыми автомобилями и даже... газогенераторными мо- тоциклами (см. рис. 12—18). Чрезмерное разнообразие конструкций транспортных газогене- раторов само по себе уже свидетельствует об отсутствии у многих конструкторов и изобретателей, работающих в этой области, доста- точно ясных и единых представлений о сущности чрезвычайно слож- ного газогенераторного процесса и о характере взаимосвязей и зави- симостей между основными параметрами работы газогенераторной установки. Примитивная трактовка позонного протекания процесса газифика- ции имеет до настоящего времени весьма широкое распространение, хотя сейчас трудами ряда советских ученых (Чуханов, Гроздовский, Хитрин и др.) теоретически и экспериментально установлен факт непосредственного окисления.углерода топлива в СО, вопреки обще- принятому мнению о получении окиси углерода в генераторе из угле- кислоты в процессе восстановления последней углеродом во вторич- ной реакции. Возможности высокоскоростной газификации твердых топлив на базе указанной выше новой теории создают исключительно широкие перспективы применительно к транспортным газогенераторам, для которых максимальная интенсификация процесса особенно необходима по^условиям их работы. В связи с этим открывается обширное поле Деятельности для изобретателей и конструкторов в этой области. Ряд капиталистических стран, в которых нефть является предме- ТОм импорта, вполне естественно всячески форсирует перевод своего транспорта на местное (твердое) топливо.
Для нашей социалистической родины, располагающей богатей- шими нефтяными месторождениями, актуальность перевода транспорт- ных двигателей на питание генераторным газом вытекает из таких соображений народно-хозяйственного значения, как экономия жидкого горючего, использование прежде не применявшихся для данной цели топливных ресурсов, частичная разгрузка железнодорожного и вод- ного транспорта от перевозок жидкого горючего, экономия средств на эксплоатацию транспортных двигателей внутреннего горения (в среднем стоимость затрат на горючее, расход которого отнесен к одной лошадиной силе в час, снижается в 6—8 раз) и т. д. Нельзя не дооценивать также большого оборонного значения рас- сматриваемой проблемы для нашей страны. В ряде решений правительства и партии (в 1935—1938 гг.) под- черкивалась и декретировалась необходимость развития дела по по- стройке транспортных газогенераторов, по переводу на твердое топ- ливо автотракторного парка лесоразработок и т. д. В марте 1939 г. XVIII съезд ВКП(б) по докладу т. Моло- това постановил: „Широко развернуть газификацию всех видов топлива. . . . Особое внимание уделить развитию производства локомобилей, стационарных и судовых дизелей, в первую очередь быстроходных, а также двигателей, работающих на газе. Перевести на газогенераторы все машины на лесозаготовках, а также значитель- ную часть тракторного парка сельского хозяйства и автомобильного парка". Однако, рассматриваемая проблема характеризуется наличием ряда трудностей, вытекающих из очень сложного и жестко' очерченного комплекса требований, предъявляемых к газогенераторам спецификой работы транспортных агрегатов. К преодолению этих трудностей по разному подходили и подхо- дят различные изобретатели, конструкторы и исследователи, и анализ различных решений, предложенных теми или иными авторами, не- сомненно должен помочь инженерно-техническим работникам нашего транспортного газогенераторостроения найти правильный путь даль- нейшего конструктивного развития и совершенствования транспорт- ной газогенераторной установки. Задачей настоящей книги является проанализировать пути разви- тия изобретательства в области транспортных газогенераторов в раз- личных странах в основном по материалам мировой патентной лите- ратуры, малодоступным для широкой массы инженерно-технических работников. Что нового, интересного, оригинального содержится в обширных патентных материалах, посвященных рассматриваемой проблеме,— вот вопрос, на который должна ответить эта книга. При составлении книги учитывались патентные материалы сле- дующих стран: СССР, Германии, Англии, Франции, США, Канады, Швейцарии, Швеции, Норвегии, Японии и других странах. Следует отметить, что патентные материалы Англии и США по траспортным газогенераторам весьма немногочисленны. Так напри- мер, за весь 1938 г. в США из общего количества 38075 выданных 6
агентов выдан лишь один патент на транспортный газогенератор, П За 1937 г.—ни одного патента. В Англии за 1938 г. на транспорт- ный газогенератор не выдано ни одного патента, а за 1937 г. выдан один патент. Необходимо иметь в виду, что иностранные патенты не имеют юридической силы в нашей стране (в каждой стране действующими считаются лишь те патенты, которые выданы в этой стране) и что, поэтому, любое советское предприятие, учреждение или части ое лицо имеет право беспрепятственного использования (постройка какой- либо конструкции, осуществление того или иного способа работы агрегата и т. д.) всех материалов по этим патентам, если на это же изобретение не выдано патента в Союзе ССР. реализация советских авторских свидетельств и патентов должна производиться в соответствии с действующим в СССР Законом об изобретениях. Естественно, что предлагаемая вниманию читателей книга не сво- бодна от ряда недостатков, за указание которых (по адресу: Ленин- град, пр. 25 Октября, д. № 44, Госпланиздат) автор будет крайне признателен. В заключение считаю своим долгом выразить искреннюю благо- дарность директору БПРИ П. В. Никитину за оказанное им содей- ствие в работе по подбору, материалов для данной книги, а также заведующему Информационным отделом Госпланиздата Л. О. Сольцу за ряд ценных указаний по оформлению книги. Автор
(
I. ВВЕДЕНИЕ Термином „газогенераторы" обозначаются устройства, предназна- ченные для получения из твердых топлив под действием высокой температуры в присутствии воздуха газов, обладающих горючими свойствами.1 Генераторный газ вообще может быть использован для сжигания в топках паровых котлов, в установках для отопления или осве- щения зданий, для сварки металлов, для отопления промышленных печей (например, в металлургической, цементной, керамической, стекольной промышленности), для применения в качестве химиче- ского сырья и, наконец, для сжигания в цилиндрах двигателей вну- треннего горения. В последнем случае получаются следующие выгоды сравнительно с питанием двигателей жидким горючим: 1) более простая, гибкая и легкая регулировка процесса горения как за счет изменения состава газовоздушной смеси, так и за счет изменения момента электриче- ского запала ее; 2) большее совершенство и полнота горения при меньших избытках воздуха, обеспечивающая возможность получения высоких температур горения и уменьшения потерь тепла с выхлоп- ными газами; 3) меньшая стоимость топлива; 4) простота получения топлива и возможность использования местных горючих, например, низкосортных твердых топлив (отходы лесной промышленности, сельского хозяйства) и т. д. В предлагаемой вниманию читателей книге рассматриваются лишь газогенераторы для двигателей внутреннего горения транспортного типа — автомобильных, тракторных, судовых, тепловозных и т. д. В отличие от применяемых для стационарных двигателей вну- треннего горения газогенераторных устройств, не стесненных усло- виями резкой переменности режима работы, требованиями малых весов и габаритов и т. п. и, поэтому, почти полностью аналогичных обычным стационарным газогенераторам, применяемым в любой области про- мышленности (например, керамической), транспортные газогенера- торные установки должны удовлетворять весьма жестким требо- ваниям. 1 Количество воздуха, необходимого для газификации топлива в газо- генераторах, составляет примерно одну треть от теоретически необходимого количества воздуха для полного сжигания топлива. 9
Примерный объем этих требований уясняется из нижеприведен- ного их перечисления. 1. Минимальные габариты, обеспечивающие высокую степень компактности установки, при достаточной вместительности топлив- ного бункера для обеспечения 2—3-часовой работы на одной за- грузке. 2. Минимальный вес, для достижения которого приходится идти на ограничение размеров обмуровки или полное ее устранение и на применение специальных жароупорных металлов. 3. Простота конструкции. 4. Легкость ухода и обслуживания (с возможностью загрузки генератора топливом на ходу транспортного агрегата). 5. Легкая доступность всех частей для обеспечения возможности •быстрой очистки, а также сборки и разборки установки. 6. Высокая надежность работы и прочность конструкции (сопро- тивляемость резким температурным изменениям, механическим сотря- сениям и толчкам). 7. Высокая степень приспособляемости процесса газификации к изменяющимся условиям: а) короткое время розжига и пуска в ход генератора (исчисляе- мое периодом в 2—3 минуты) как из холодного состояния (в на- чальный период движения транспортного агрегата), так и из не- сколько прогретого состояния (после более или менее продолжи- тельных остановок); б) обеспечение достаточно высокого ускорения и достаточных скоростей для транспортного агрегата при всех условиях его работы путем быстрого приспособления генератора к изменениям режима работы двигателя; в) отсутствие дыма и запаха (особенно во время остановок, холостого хода и малой нагрузки двигателя). 8. Небольшая величина первоначальных затрат на оборудование, и расходов по эксплоатации установки. 9. Высокий коэфициент полезного действия газогенератора. 10. Хорошая приспособляемость к работе на различных сортах твердых топлив. 11. Постоянство оптимального с точки зрения калорийности состава газа при различных режимах работы газогенератора. 12. Равномерное и глубокое пронизывание топлива в шахте гене- ратора воздухом. 13. Равномерный ход газогенераторного процесса без образования сводов и зависания топлива в шахте. 14. Высокая удельная производительность на единицу площади поперечного сечения шахты (превышающая в несколько десятков раз удельную производительность стационарных генераторов) и способ- ность выдерживать перегрузку. 15. Совершенство очистки газа от пыли, сажи, смол, сернистых соединений и т. п. (при минимальном количестве очистителей) в це- лях предохранения двигателя от износа и засмоления, а также от порчи смазочного масла. 10
16. Несложность, малый вес и легкая опорожняемость очистите- лей при небольшой величине сопротивления, оказываемого ими про- хождению генераторного газа. 17, Интенсивное охлаждение газа воздухом во время движения транспортного агрегата. 18. Удобное размещение газогенераторной установки на транс- портном агрегате: а) без создания препятствий для свободного обозревания дороги; б) без нарушения динамических качеств транспортного агрегата (надлежащим распределе- нием веса составных ча- стей газогенераторной установки); в) без значительного увеличения затрат на уста- новку; г) без ухудшения внешнего вида установки; д) без нарушения ус- ловий кратчайшего и по возможности прямолиней- ного пути течения газа от генератора к двигателю; е) с изоляцией нагре- тых частей установки от пассажиров и водителя транспортного агрегата. 19. Легкое и удобное, по возможности механизированное, удале- ние золы. Рис. 2. 20. Минимальная потеря мощности двигателя жидкого топлива пРи переводе его на питание генераторным газом. 21. Пожарная безопасность и т. д. Необходимость выполнения сложного комплекса указанных требо- ваний создает большие трудности для решения проблемы. Нужна большая научно-исследовательская, изобретательская и конструктор- ская работа для того, чтобы справиться с этими трудностями. 11
Существующие в настоящее время ницей многочисленные автотракторные успешно заменяющие в ряде случаев Рис. 3. 1 — клапан для регулирования под- вода дополнительного воздуха в шахту, 2— воздушная дроссельная заслонка, 3 —дрос- сельная заслонка для смеси, 9, 4 — путь дви- жения воздуха в шахту, 5, 11,10, 7, 6— путь движения газа из шахты генератора в дви- гатель, 6—вторичный очиститель газа, <9 — переключатель с бензина на генераторный газ, 10 — холодильник для газа, 12 — ци- клон для грубой очистки газа. I в Советском Союзе и за гра- газогенераторные установки, установки с бензиновыми и дизельными моторами, да- леки еще, однако, от вы- полнения тех приведенных выше требований, которые предъявляются специфиче- скими особенностями ра- боты автомобиля и трактора. Особенно остро стоят такие до сих пор недоста- точно разрешенные вопросы, как очистка генераторного газа, освоение новых видов топлива (например — много- зольных, топлив с большой влажностью, топлив малой теплоплотности типа соломы и т. п.), создание терми- чески стойкой конструкции топливника, интенсификация газогенераторного процесса, сохранение мощности бен- зинового или дизельного •двигателя при переводе на питание генераторным газом, устойчивость процесса газификации, вопрос о роли теплового режима бункера в газогенераторном процессе и т. д. Рис. 4. А — газогенератор, В —грубый очиститель (ци- клон), С — газоохладитель, D —отстойник, Е —смеси- тель, F — вентилятор для розжига. Решение этих вопросов потребует от наших инженерно-техниче- ских кадров большой изобретательности, накопления эксперимен- тального, производственного и эксплоатационного опыта и внима- тельного критического изучения, наряду с общетехнической жур- 12
новых идей в бункер Рис. 5. выполнен отдельно от гру- новки в состав ее всегда альной и книжной литературой, также мировой патентно] Н я использования содержащихся в ней вития транспортных газогенераторов. Общая примерная схема транспорт- нОй силовой газогенераторной уста- новки приведена на рис. 1. Основными частями установки яв- ляются: газогенератор А, очиститель В горячего газа (часто называемый также грубым очистителем или фильтром), охладитель газа (в данном случае он совмещен в одном агрегате с очисти- телем В), очиститель С холодного газа (часто называемый также тонким филь- тром), смеситель D генераторного газа с воздухом, газовый двигатель Е. Рис. 2 и 3 иллюстрируют несколько иные схемы, в которых охладитель газа бого очистителя. Кроме указанных выше основных частей газогенераторной уста- т еще некоторое вспомогательное оборудование, например, устрой- ство для розжига (обычно с при- менением вентилятора), регули- рующие устройства, загрузочные приспособления, устройство для эолоудаления, шуровочные при- способления, испарители, защит- ные приспособления (необходимые для обеспечения безопасности об- служивания установки) и т. д. Примерная схема расположе- ния отдельных частей газогенера- торной установки на автомобиле приведена на рис. 4. Собственно газогенератор пред- ставляет собой цилиндрический или призматический (коробчатый) сосуд, заполненный твердым ку- сковым топливом. На рис. 5 и 6 приведены примерные схемы газо- генераторов, работающих по так называемому опрокинутому про- цессу газификации, т. е. с подво- ( дом воздуха и топлива сверху вниз (прямоточный принцип относительного движения воздуха и топлива) и с отводом образующегося в генераторе газа снизу из-под колосниковой Решетки. Верхняя часть генератора, заполняемая топливом через 3агРузочный люк, называется бункером. В этой части температура 13
относительно невысока и поэтому топливо там не горит, а подвер- гается подсушке и сухой перегонке (в виду недостатка воздуха), выделяя так называемый швельгаз. Ниже расположенная часть гене- ратора (считая примерно от плоскости подвода воздуха) называется топливником, камерой газификации, шахтой или камерой активной зоны. В этой камере происходит горение топлива в зоне, прилегаю- щей к месту подвода воздуха (так называемая окислительная зона) с образованием не только углекислоты (как это следовало из клас- сической теории газогенераторного процесса), но и окиси углерода (как доказано в настоящее время опытами ряда советских ученых), с дополнительным получением окиси углерода за счет разложения полученной ранее углекислоты в рядом расположенном слое раска- ленного угля (так называемая восстановительная зона) при недо- статке воздуха. При достаточно большой скорости воздуха количество окиси угле- рода, образующейся в зоне горения (окислительной),'является преобла- дающим над количеством углекислоты, и зона восстановления стано- вится излишней и даже вредной. Современные высокоскоростные транспортные газогенераторы (например, типа Гоэн-Пуллен) работают без восстановительной зоны. Нижняя часть генератора под колосниковой решеткой или, в слу- чае ее отсутствия, под топливником называется зольником. Качество генератора в термическом отношении оценивается вели- чиной его коэфициента полезного действия, представляющего собой отношение рабочей теплотворной способности генераторного газа к рабочей теплотворной способности твердого топлива, из которого газ получен (из расчета соответствующих друг другу количеств газа и твердого топлива). Иногда вводят еще ряд других коэфициентов полезного действия, оценивающих дополнительное использование физической теплоты генераторного газа для целей регенеративного подогрева воздуха, воды, топлива и т. д. Форсировка генератора характеризуется величиной напряжения поперечного сечения шахты в плоскости подвода воздуха (напряже- ния колосниковой решетки или напряжения фурменного пояса), т. е. величиной удельного весового расхода топлива в час на 1 м2 площади этого поперечного сечения. Качество газогенераторной установки в целом определяется вели- чинами относительно удельного весового расхода топлива на 1 л. с. мощности двигателя и на 1 км пробега транспортного агрегата (для древесноугольных газогенераторов удельный расход топлива составляет 0,5—0,6 —, а для генераторов древесного топлива 1 —1,5 —). В автотракторных газогенераторах газификация может протекать по одной из схем, подробно разобранных в нижеприводимой та- блице 1. В этой таблице даны сравнительные эксплоатационные характеристики основных процессов газификации. 14
прямой процесс газификации (противоточный газогенератор) наи- ее удобен для бессмольных, но многозольных топлив, например,. б°л буроугольного кокса и т. п. Большим недостатком этого про- ДЛЯ а? является необходимость присадки к воздуху водяного пара ^еС пОвышения калорийности генераторного газа), связанная с умень- ДЛнием устойчивости режима газогенератора в виду трудности точ- Шого регулирования количества паровой присадки в зависимости от производительности генератора. Р Опрокинутый процесс газификации (прямоточный газогенератор) настоящее время имеет самое широкое распространение в газогене- раторных установках для автомобилей и тракторов в виду того, что- этот процесс обеспечивает в самом генераторе разложение и выжи- гание смол, образующихся в зоне швелевания, что позволяет приме- нять смолистые топлива и обходиться без специальных устройств для очистки генераторного газа от смол. Кроме того в прямоточных газогенераторах обес- печивается большая устойчивость процесса газификации за счет постоянства высоты ак- тивной зоны. В виду того, что водяные па- ры, выделяющиеся из топлива при его под- Рис. 11. 1 — воздушное сопло (с водяным охлаждением), 2—крекинг-решетка, 5 — от- бор газа. сушке в швельзоне генератора, проходят через активную зону, получается обогащение генераторного газа без применения специальных устройств для паро- образования. Горизонтальный процесс газификации (перекрестноточный газо- генератор) в последнее время стал завоевывать себе (наряду с опро- кинутым процессом) применение в газогенераторах для легковых авто- мобилей в виду своей высокой напряженности и интенсивности (высокоскоростная газификация), а также вследствие хорошей ком- пактности конструкции генераторной установки и возможности исполь- зования топлива с легкоплавкой золой. Характер развития активной зоны в газогенераторах горизонталь- ного процесса газификации виден из схем на рис. 11а, б. Рис. 11а демон- стрирует вид активной зоны в начале работы генератора (при розжиге), рис. Иб — вид активной зоны при нормальной работе генератора. Для облегчения ориентировки все осуществленные и предложен- ные конструкции транспортных газогенераторов можно разбить на различные группы нижеследующей классификации. I - По назначению: 1) автомобильные (для автобусов,грузовых и легковых машин), 2) тракторные, 3) судовые, 4) тепловозные, ) мотоциклетные, 6) для специальных транспортных агрегатов. Рис. 12—18 иллюстрируют различные виды транспортных газогене- раторных установок. 15
Рис. 12.
Рис. 14.
Рис. 16. Рис. 18. П. По характеру процесса газификации (по харак- теру относительных направлений движения топлива и воздуха в шахте генератора): 1) прямой процесс (противо- ток), 2) опрокинутый процесс (прямоток), 3) горизонтальный про* ный° *ПеРе|сРестный ток), 4) комбинированный процесс, 5) реверсив- и ОбрР°це)СС (с возможностью перехода от прямотока к противотоку 2 Новые изобретения 17
Рис. 7, 8, 9, 10 таблицы 1, а также рис. 19 схематически иллю стрируют примеры некоторых видов процесса газификации, наиболе часто применяемых в транспортных газогенераторах. III. По роду вырабатываемого газа: 1) воздушный газ 2) водяной газ, 3) смешанный газ. IV. По роду применяемого топлива: 1) древесное то пливо (чурки, щепа, швырок, древесные стружки и т. д.), 2) древес ный уголь, 3) каменный уголь, 4) антрацит, 5) бурый уголь, 6) торф 7) сланцы, 8) солома, 9) кокс (каменноугольный, буроугольный, тор фяной), 10) брикеты (торфяные, соломенные, карбонитовые и т. д.) 11) пылевидное топливо (древесные опилки, угольная пыль и т. д.) 12) специальные виды топлив (горючие твердые отходы различны: производств и т. п.). Рис. 19. почти все существующие транспортные газогенераторы), 2) нагнета тельные газогенераторы, т. е. с повышенным давлением в шахт и 3) газогенераторы с высоким давлением в шахте. Нагнетательные газогенераторы почти никогда не применяют^ в виду того, что создают опасность отравления пассажиров и води теля газами, просачивающимися из шахты наружу через неплот ности. Генераторы высокого давления кроме того тяжелы и громоздки хотя обладают весьма значительной удельной производительностью. VI. По наличию футеровки топливника: 1) генераторь с огнеупорной футеровкой шахты, 2) генераторы без огнеупорно! футеровки. Последний вид генераторов применяется чаще в виду того, чт< футеровка значительно увеличивает вес газогенераторной установки усложняет и удорожает конструкцию, требует частых ремонтов вслед ствие повреждений от резких изменений температур в шахте, о' разъедающего' действия шлаков и истирания перемещающимся стол бэм топлива. Достоинство огнеупорной футеровки, состоящее в аккумулирова нии тепла, способствующем повышению устойчивости режима газо 18
патора и облегчению запуска его после непродолжительных оста - гене^. обычно отступает на задний план перед вышеотмеченными нов°к» достатками. По внешней форме генератора: 1) круглое попереч- сечение, 2) прямоугольное поперечное сечение, 3) овальное попе- н°е ое сечение и т. д. Чаще всего применяют круглое сечение, как Ре шевляющее и упрощающее изготовление генератора и обеспечи- УдЮ1цее благоприятные условия для опускания топливного столба. Прямоугольное сечение несколько повышает компактность гене- патора и облегчает вписывание его в габариты транспортного устрой- ства. Овальное сечение представляет собой промежуточное решение вопроса и редко применяется в виду усложнения производства. УШ.По степени интенсивности режим? работы: 1) генераторы низкой форсировки, 2) генераторы повышенной фор- сировки (чаще всего встречаются в настоящее время), 3) генераторы высокой форсировки или так называемые сверхскоростные (встре- чаются пока лишь в единичных случаях). Для сопоставления указанных трех видов форсировки следует отметить, что генераторы с повышенной форсировкой характери- зуются напряжением горения в 250 кг/ч. м2 для древесноугольного топлива и соответственно до 1000 м2 для древесного топлива. Остальные два вида генераторов характеризуются численными значениями напряжений, лежащими соответственно по обе стороны от указанных величин. IX. По наличию и типу колосниковой решетки: 1) генераторы без колосниковой решетки (встречаются лишь в кон- струкциях, работающих по опрокинутому или горизонтальному про- цессу), 2) генераторы с неподвижной колосниковой решеткой, 3) ге- нераторы с качающейся решеткой, 4) генераторы с вращающейся решеткой. X. По способу подвода первичного воздуха: 1) цен- тральный подвод воздуха, 2) периферийный подвод воздуха (отдельными фурмами или кольцевой щелью), 3) комбинированный подвод воздуха. Приведенная выше классификация, конечно, не может быть названа полной, например, можно было бы еще произвести разбивку всех конструкций по таким признакам, как способ отвода газа (перифе- рийный, осевой и т. д.), способ удаления шлаков (жидкое шлако- удаление, твердое шлакоудаление), характер регулирования процесса (ручная, полуавтоматическая, автоматическая регулировка процесса), метод очистки газа, наличие и характер присадок к воздуху (кисло- родная, углекислотная, присадка выхлопных газов от двигателей внутреннего горения, присадка воды или водяных паров), характер загрузки топлива (непрерывный или периодический) и т. д. Все вышеотмеченное многообразие конструкций транспортных газогенераторов наблюдается всего лишь за последние 10—15 лет. Первый газогенераторный автомобиль был построен сорок лет т°му назад (в 1900 г.) Тэйлором во Франции (пат. № 5666 выдан * России в 1901 г. по классу 24е, Зо5). Этот первый патент на авто- 0 ильный газогенератор, представляющий в настоящее время лишь 2* 19
чисто исторический интерес, предусматривал уже особую систему регулирования присадки водяного пара к воздуху. Устройство и действие этого газогенератора можно уяснить из рис. 20. Воздух и пар поступают снизу из под колосниковой решетки в снабженную огнеупорной керамической футеровкой а шахту. Генератор работает по прямому процессу газификации топлива. Газ отбирается по трубе g и направляется через охладители h и Z и скруббер (очиститель) т к автомобильному двигателю. Охладитель h генераторного газа одновременно служит парообра- зователем. Вследствие разрежения, создаваемого автомобильным двигателем колосниковую решетку из в шахте генератора, воздух поступает под Рис. 20. атмосферы в трубу р через отверстие s, ре- гулируемое краном £, и подсасывает пар из парообразователя h че- рез трубку j в смеси со вторичным возду- хом, поступающим че- рез отверстие г. При полностью за- крытом кране t весь вырабатываемый в па- рообразователе h пар увлекается в генератор воздухом, входящим снаружи через отвер- стие г. При полностью открытом кране t воздух поступает через трубку s в генератор, а весь пар выходит наружу через трубку j и отверстие г. Первая газогенераторная моторная лодка построена в Англии в 1905 г. Торникрофтом. В 1914 г. в самом начале мировой войны состоялся первый испы- тательный пробег газогенераторного автомобиля. За четырнадцать лет (с 1900 по 1914 гг.) с момента появления первого газогенера- торного автомобиля было построено во всех странах несколько де- сятков генераторных автомашин. Мировая империалистическая война и последующий всеобщий экономический кризис капитализма задержали еще на несколько лет развитие в Западной Европе этой только что зарождавшейся тогда области техники. Лишь с 1923—1924 гг. снова пробудился интерес к газогенера- торным автомобилям и тракторам, возникший в связи с возросшими трудностями снабжения автотракторного парка западно-европейских стран жидким топливом, представляющим для большинства этих стран предмет импорта. В ряде стран (во Франции, Австрии, Англии, Гер- мании и Италии) началась, сперва в довольно кустарных условиях, постройка газогенераторов для автомобилей и тракторов. Падение 20
чти в два раза мощности бензиновых автотракторных двигателей переводе их на питание генераторным газом выдвинуло вопрос необходимости создания специальных конструкций газогенератор- ных двигателей внутреннего горения (увеличенной степени сжатия и повышенного литража). Кровная заинтересованность капиталистических автомобильных и тракторных фирм монополистов в недопущении коренной ломки на- лаженного массового производства стандартных типов и образцов двигателей, в которое вложены громадные средства, а также про- тиводействие со стороны мировых нефтяных концернов и синдикатов отразились весьма отрицательно на развитии транспортного газогене- раторостроения в капиталистических странах. Совокупность всех указанных выше обстоятельств обусловила сложившуюся к настоящему времени конъюнктуру в области транс- портного газогенераторостроения, характеризующуюся тем, что хотя производство автотракторных газогенераторов ни в одной капитали- стической стране еще не носит массового характера, тем не менее выпускаемые в масштабах серийного производства различными фир- мами генераторы начинают прочно внедряться в практику эксплоата- ции автотракторного парка. Во всех крупных странах в настоящее время насчитываются уже тысячи газогенераторных тракторов, грузо- виков и автобусов, находящихся в регулярной эксплоатации. В нашей стране приступлено в данное время к массовому произ- водству автотракторных газогенераторов. Производственный план на один лишь 1939 г. предусматривал выпуск 18 000 газогенератор- ных автомобилей и 10 000 газогенераторных тракторов. От одних этих машин, выпущенных в 1939 г., годовая экономия жидкого той- лива (бензин и керосин) составила более, чем 200 000 тонн. Если транспортное газогенераторостроение как за границей, так и в СССР представляет собой совсем молодую отрасль промышлен- ности, не вышедшую еще из периода исканий в ряде основных во- просов, касающихся конструкции генератора и его вспомогательного оборудования, то производство стационарных газогенераторов насчи- тывает уже столетнюю давность. Первый стационарный газогенератор (прямого процесса газифика- ции) был построен почти сто лет тому назад Бишофом (1839 г.). В ка- честве топлива для этого генератора был применен торф. Опрокинутый процесс газификации был предложен Эбельманом в 1843 г. Через сорок лет после этого (в 1883 г.) известный изобретатель газголь- дера Дау сон построил газогенератор с воздушно-паровым дутьем, специально приспособленный для питания стационарных газовых дви- гателей внутреннего горения. Сопоставление последних моделей легких, компактных и высоко- напряженных газогенераторов автомобильного типа, свободно умещаю- щихся под нормальным задним капотом легкового автомобиля (не нарушая его обтекаемой формы), с служившими исходной базой раз- тия громоздкими и тяжелыми стационарными генераторами наглядно ЛЛ1°стрирует блестящую победу техники генераторостроения и воз- ожности дальнейшего ее совершенствования.
II. ТОПЛИВО ДЛЯ ТРАНСПОРТНЫХ ГАЗОГЕНЕРАТОРОВ Топливо для транспортных газогенераторов должно отвечать особым требованиям, вытекающим из особенностей эксплоатаиии транспортных агрегатов. К числу этих требований относятся: 1) распространенность, 2) ма- лая стоимость, 3) удобство загрузки в генератор, 4) высокая кало- рийность, 5) высокая реакционная способность (скорость зажигания и горения), 6) хорошая устойчивость процесса газификации, 7) боль- шой насыпной вес, 8) однородность кусков по размерам и качеству, 9) умеренная влажность, 10) малая зольность, 11) минимальное содер- жание серы, 12) малая смолистость, 13) малая хрупкость, 14) низкая степень гигроскопичности, 15) удобство хранения, 16) удобство транс- портировки. Древесный уголь представляет собой в настоящее время, наряду с древесным топливом, самый распространенный вид горючего, при- меняемого в транспортных газогенераторах. Общеизвестно, что из древесных топлив наиболее подходящими являются дрова твердых лиственных пород (бук и т. д.). Примером того, насколько эффективные результаты могут дать изыскания новых видов топлива для транспортных газогенераторов, является недавно предложенное во Франции использование древесного угля, полученного из старых шпал, пропитанных креозотом. Этот уголь называется „Гекаа и имеет весьма высокое качество. Есте- ственно, что, газифицировать это топливо можно в любом древесно- угольном газогенераторе. Многообещающим является также предложение Е. Р о з е р а (герм, п. № 661927, кл. 24е, 5, опубл, в 1938 г.) применять в качестве топ- лива в транспортных газогенераторах опрокинутого процесса гази- фикации пористое кусковое горючее, подвергнутое перед загрузкой его в генератор пропитке такими жидкими горючими, как нефть, горючие масла, смола, нефтяные остатки, отработавшее масло и т. д. или жидкими горючими, смешанными с угольной пылью. Большую будущность имеют изыскания методов снижения содер- жания золы и серы в каменноугольном, буроугольном и торфяном коксе, так как применение в автомобильных газогенераторах кокса не подвергнутого предварительному облагораживанию, требует нали- чия в генераторе механической [колосниковой решетки, системы 22
интенсивного парового дутья, вызывает зашлаковывание огнеупорной обмуровки топливника и т. д. Из новых изобретений, посвященных топливам для газогенерато- ров автотракторного типа, наибольший интерес представляют те, которые направлены к решению вопроса об освоении сравнительно малоценных и трудно используемых топлив (торф, древесные опилки и стружки, угольная пыль, солома и т. д,). Вообще здесь может быть несколько принципиально различных подходов к решению проблемы. 1. Создание специальных конструкций газогенераторов, приспо- собленных каждая индивидуально для своего сорта или вида топлива. 2. Создание универсальных, так называемых „всеядных* газогене- раторов, способных после соответствующей несложной регулировки и настройки переходить на работу по газификации другого сорта или даже другого вида топлива. 3. Приспособление газогенератора, рассчитанного на работу с определенным топливом, к переходу на газификацию сходственного с исходным сорта топлива. 4. Надлежащая предварительная подготовка малоценных топлив, обеспечивающая возможность успешного применения их в генерато- рах обычной нормальной конструкции. Наиболее рациональным является применение в каждой данной конструкции генератора того именно топлива, на которое эта кон- струкция рассчитана. Практика эксплоатации автомобильных и трак- торных газогенераторных установок в СССР и за границей пока- зала, что большинство неполадок в работе может быть отнесено за счет применения неподходящих для данной конструкции сортов топлива. Поэтому следует считать правильным довольно жесткое конди- ционирование топлив для каждого типа газогенераторов. Универсальные газогенераторы автотракторного типа сравнительно мало прививаются на практике в виду своей сложности и боль- шой стоимости при не особенно высоком качестве генераторного газа. Конструкции таких генераторов, а также генераторов, рассчитан- ных на специальные виды топлив, будут рассмотрены в дальнейшем изложении (см. гл. III). Приспособление газогенераторов на работу с топливом, сходным по своим свойствам с тем, на которое данный генератор спроекти- рован, показало, что при осторожном подходе к выбору заменителей можно получить достаточно удовлетворительные результаты. В лабораторных условиях удалось газифицировать в генераторах НАТИ-Г-19 (рассчитанных на древесное топливо) верховой торф, в древесноугольных газогенераторах автомобилей ЗИС и ГАЗ — тор- фяной кокс, в генераторах НАТИ-Г-25 (рассчитанных на древесное топливо) — соломенные брикеты и т. д. Самые эффективные результаты, однако, дает надлежащая пред- варительная подготовка малоценных топлив к использованию их в автотракторных газогенераторах нормальной конструкции. 23
Эта подготовка может сводиться к механической или термиче- ской обработке (брикетирование, спрессовывание, обжиг и т. д.), к подбору надлежащих смесей различных сортов и видов топлива и т. д. В этой области имеется весьма обширное поле деятельности для изобретателей. Рассмотрим некоторые из наиболее интересных и поучительных изобретений, относящихся к данному вопросу. Для улучшения газификации топлив с малым содержанием лету- чих (антрацит, кокс и т. д.) применяется обычно впрыск воды в газогенератор. Однако этот способ повышения качества генератор- ного газа имеет большой недостаток, заключающийся в трудности регулирования количества впрыскиваемой воды в зависимости от изменения нагрузки, величина которой в автомобилях подвержена довольно резким колебаниям. С другой стороны, широкое распространение получило примене- ние для автомобильных газогенераторов древесное топливо, недо- статком которого является чрезмерная влажность, вызывающая уве- личение эндотермичности процесса газификации. В 1924 г. во Франции впервые был предложен (герм. пат. № 407054, кл. 24е,05, Франц. О-во Сельхоз-и промпродукции) способ газификации топлив с малым содержанием летучих (древесный уголь, антрацит, кокс и т. д.) в автомобильных газогенераторах с опроки- нутым процессом горения, отличающийся тем, что присадка водяного пара, необходимого для хорошей газификации топлив, производится за счет добавки к основному топливу некоторого количества влаж- ного древесного топлива. Этот способ находит до сих пор довольно широкое распростра- нение в виду своей простоты и высокой эффективности. Следует отметить, что вообще комбинированное применение не- скольких сортов топлива является весьма многообещающим. Очень поучительный в этом отношении пример представляет предложение В. Ф о й т а. Для автомобильных газогенераторов прямого процесса газифика- ции изобретатель В. Фойт (герм. пат. № 586670, кл. 24е, 305, опубл, в 1933 г.) предложил использовать в качестве топлива смесь серосодержащего топлива (например, каменноугольный или буроуголь- ный кокс и т. п.) с бурым углем. Присадка бурого угля должна быть взята в таком количестве, чтобы вызвать образование на стен- ках газопроводов, соединяющих генератор с двигателем, масляной пленки (за счет выделения масляных дестиллатов из бурого угля). Эта масляная пленка нужна для защиты трубопроводов от коррозии сернистыми соединениями, выделяющимися при газификации первого компонента топливной смеси (кокса). Самое интересное заключается в том, что в отдельности каждый из компонентов предложенной топливной смеси мало пригоден для использования в автомобильных газогенераторах, так как первый компонент вызывает коррозию трубопроводов, а второй — забивание трубопроводов масляными дестиллатами. 24
Надлежаще выбранная пропорция смеси этих компонентов может быть без особых затруднений использована в качестве дешевого то- плива для автомобильных газогенераторов. Из ряда способов повышения теплоплотности соломы для воз можности ее использования в качестве топлива для газогенераторов заслуживает внимания чрезвычайно оригинальное предложение совет- ского изобретателя И. В. Варшавского (авт. свид. № 40489, кл. 24е, 3, опубл, в 1934 г.), касающееся способа газификации соломы, отличающегося тем, что солому предварительно сплющивают, затем скручивают в жгут и наматывают в катушку, после чего подвергают газификации обычным путем в газогенераторах. Наружный диаметр катушки соответствует внутреннему диаметру шахты газогенератора. Внутренняя полость катушки может быть использована для про- пускания через нее центральной возйухоподводящей трубы генера- с двумя зонами горения — верхней и тора, работающего, например, нижней и с отводом газа посре- дине между ними. Преимуществами предлагае- мого способа являются про- стота уборки обработанной та- ким образом соломы с поля и дальнейшей ее транспортировки к месту назначения, значитель- ное увеличение теплоплотности топлива, легкость загрузки топ- лива в газогенератор и т. д. Большой интерес представ- ляет также способ использова- ния древесных опилок и стружек а б Рис. 21. в качестве топлива для газогенераторов, предложенный Л. Берта- лан (австр. пат. № 133905, кл. 24е, опубл, в 1933 г.). Сущность этого способа состоит в том, что запас топлива в количестве, обес- печивающем работу газогенераторной установки на 3—4 часа, прес- суется коническим пуансоном о (рис. 21 а и б) в открытом сверху барабане т в форме цилиндра р с осевой конической полостью и помещается в шахту а генератора опрокинутого процесса газифика- ции, снабженную перфорированной центральной газоотборной трубой g. Воздух в генераторную шахту подводится сверху по трубе /. Розжиг генератора производится через отверстие, прикрытое Дверцей / с отводом газов через трубу /, используемую при розжиге в качестве вытяжной трубы. Газификация происходит в осевой по- лости топливного цилиндра. Можно помещать в шахту генератора рядом друг с другом два топливных цилиндра, надеваемые каждый на свою газоотборную тРУбу, одна из которых закрыта до тех пор, пока работает другая. Из многочисленных брикетных топлив для автомобильных газо- генераторов заслуживает внимания топливо, предложенное Л. Де гас (франц, пат. № 594741, кл. 24е,3, опубл, в 1925 г.) и предста- 25
вляющее собой смесь древесноугольной мелочи (90—94%) с рисовым крахмалом (10—6%). Эта смесь брикетируется с присадкой целлюлозы. Еще более интересным является предложение Г. Шустера (Австрия) об использовании в автомобильных газогенераторах бри- кетов, изготовляемых из отходов деревообделочной, сахарной или целлюлозной промышленности. В качестве основного компонента предлагается употреблять такие отходы деревообрабатывающей про- мышленности, как древесные опилки, древесная мука, стружки, а в качестве склеивающего вещества предлагается употреблять такой отход сахарной промышленности, как меласса (черная патока) или такие отходы целлюлозной промышленности, как сульфитные щелока (австр. пат. № 132055, кл. 24е, опубл, в 1933 г.). Это предложение безусловно за- служивает внимания, поскольку оно открывает возможность значитель- ного удешевления газогенераторного топлива. !. 22. Несмотря на ряд неоспоримых преимуществ брикетного топлива (одинаковые размеры и форма кусков, значительная теплоплотность, возможность изготовления из различных промышленных отходов и т. д), оно имеет все же большой недостаток, заключающийся в сравнительно высокой стоимости изготовления брикетов. Невольно напрашивается мысль о приспособлении автомобильных газогенераторов к использованию пылевидного горючего, если не одного, то хотя бы в комбинации с кусковым твердым топливом. Примером автомобильного газогенератора, использующего в каче- стве топлива одновременно кусковое и пылевидное горючее, является конструкция, предложенная Н. С. Ветчинкиным (авт. свид. № 45376, кл. 24е, 3, опубл, в 1935 г.). Согласно этому предложению, пылевидное топливо подводится вместе с воздушным дутьем в слой кускового топлива. В централь- ной части зоны газификации помещен трубопровод добавочного воз- духа с аксиально расположенным в нем соплом для подвода взве- шенного в струе первичного воздуха пылевидного топлива. Рис. 22а схематически изображает продольный разрез газогенератора, рис. 226 — вид сбоку пылеугольного бункера с частичным разрезом. :б
В центральной части зоны газификации газогенератора 13 (рис. 22а) расположено сопло 8 трубопровода 10 с аксиально расположенным в нем соплом 11 трубопровода 7. Последний сообщается с бунке- ром 1 (рис. 226), снабженным внизу шнеком 5, который приводится во вращение гибким валом 4 от двигателя. Угольную пыль засыпают в бункер 1 через люк 2. Шнек 3 подает необходимое количество угольной пыли в снабженную за- слонкой 6 для регулировки подачи первичного воздуха камеру 5, откуда угольная пыль засасывается по трубопроводу 7 и поступает через сопло 11 в топливник 9 газогенератора. Всасывающее дей- ствие создается благодаря разрежению в трубопроводе 7, произво- димому воздушным потоком, поступающим с большой скоростью по трубопроводу 10 в сопло 8. Скорость воздушного потока увели- чивается у сопла 11 трубопровода 7 благодаря сужению канала. Смеши- ваясь с подводимым по трубопроводу 10 вторичным воздухом, угольная пыль, транспортируемая первичным воздухом, попадает в активную зону генератора, где сгорает равномерно с высоким тепловым эффектом, поддерживая по- стоянный объем зоны горения, обра- зующийся в заполняющем топливник мелком древесном угле или коксе. Дре- весный уголь или кокс загружают че- рез люк 12 в количестве, необходимом для поддержания нормального уровня & зоны газификации. При этой системе рис 23, процесс газификации имеет опроки- нутое (сверху вниз) движение газов, типичное для современных авто- тракторных газогенераторов. Образующиеся газы, пройдя слой угля, лежащий на подвижной решетке 14, отсасываются двигателем через патрубок 75, присоединенный к системе газоочистительных и охла- дительных устройств. Для удаления золы путем встряхивания колосниковой решетки 14 последняя снабжена рукояткой 75, помещенной снаружи газогенера- тора. Для выгребания золы служит люк 77, а для розжига газо- генератора — отверстие для ввода зажженного факела 78. Большим преимуществом рассмотренной конструкции является возможность использования пылевидного топлива в газогенераторе, отличающемся от обычных автотракторных генераторов сравнительно незначительными и легко осуществимыми конструктивными видоизме- нениями. Для упрощения процесса загрузки топлива в бункер автомобиль- ных газогенераторов изобретатель О. Грау (польск. пат. № 24040, кл. 24е, 9, опубл, в 1936 г., и австр. пат. № 146507) предложил следующий интересный и простой способ. Топливо, заранее упакованное в мешок 7 (сделанный, например, из бумаги) в форме, соответствующей форме бункера 2, загружают 27
в генератор, не вынимая из тары. Тара автоматически разрывается при загрузке игольчатыми ножами /2, монтированными в боковых стенках бункера таким образом, что рабочие концы ножей входят внутрь бункера на некоторое расстояние, регулируемое устано- вленной на резьбе державкой 13 (рис. 23а и б). Данный способ, основанный на принципе предварительной расфа- совки топливных порций, значительно сокращает время загрузки генераторов топливом и избавляет водителя автомашины от загря- знений, неизбежных при загрузке по обычно применяемому кустар- ному способу.
III. РАБОЧИЙ ПРОЦЕСС И КОНСТРУКЦИИ ТРАНСПОРТ- НЫХ ГАЗОГЕНЕРАТОРОВ А. РАБОЧИЙ ПРОЦЕСС, КОНСТРУКЦИИ В ЦЕЛОМ 1. Газогенераторы прямого процесса (противоточные) Разбор различных конструкций транспортных газогенераторов мы начнем с рассмотрения одной специальной области их приме- нения, а именно, для морских и речных судов. Мнение ряда специа- листов о нецелесообразности перевода бензиновых и керосиновых судовых двигателей внутреннего горения на питание генераторным газом основано на малоудачном опыте применения на судах газо- генераторов автотракторного типа без приспособления их к специфи- ческим условиям работы водного транспортного агрегата. Установка на морских и речных судах газогенераторов автотрак- торного типа опрокинутого процесса газификации древесного топлива нерациональна по следующим соображениям. Существующие авто- транспортные газогенераторы опрокинутого процесса, несмотря на различное конструктивное оформление, обладают целым рядом общих дефектов, а именно: 1) подвод воздуха по периферии (фур- мами или щелью) не обеспечивает его проникновения сквозь слой топлива равномерно по всему сечению даже при сравнительно боль- ших скоростях, в особенности при газификации швырка; 2) неравно- мерное распределение температур по сечению (которое особо сказы- вается, если отбор газа из шахты также происходит *по периферии или при работе на пониженных форсировках), следствием чего является наличие непрогорающего слоя в центре, что может привести к непол- ному разложению смол; 3). центральный подвод воздуха вызывает конст- руктивные затруднения и требует применения специальных сталей, при- чем не обеспечивается равномерное распределение воздуха по всему се- чению газогенератора; 4) если подвод воздуха и отбор газа из шахты фик- сированы, то это отрицательно отражается на качестве газа при измене- нии режима работы двигателя; 5) топливо в шахте все время перемешано с золой; уголь сильно размельчается при сползании под давлением столба топлива, находящегося в бункере; особенно это наблюдается при газификации дров мягких пород (ель, сосна); 6) значительное сопро- тивление слоя топлива шахты способствует неравномерному движению воздуха и газа и образованию прогаров в отдельных местах; 29-
Рис 24. 7) очистка газогенератора от золы и мелкого угля требует оста- новки двигателя или перевода его на жидкое горючее. Кроме того загрузка топлива в газогенератор сверху, осуществляемая в настоя- щее время во всех газогенераторах автотракторного типа, неудобна для судовых газогенераторов, так как при этом топливо из хранилищ в корпусе судна снизу надо подавать кверху по лестнице. Наличие же больших бункеров вынуждает поднимать топливо на высоту 3—4 чтобы загрузить генератор с тента. Для устранения этих недостатков извест- ный советский изобретатель А. Б. Генин (авт. свид. № 533&7, кл. 24е, 3, опубл, в 1938 г.), предложил весьма оригинальную и остроумную конструкцию судового газо- генератора прямого процесса газификации с центральным отводом газа сверху. В этом генераторе, согласно изобретению, с целью приема топлива снизу из пространства под колосниковой решеткой, последняя выпол- нена выдвижной в горизонтальной плоскости. Дном этого пространства служит площадка гидравлического подъемника. На рис. 24 изображен схематически верти- кальный разрез этого газогенератора. Предлагаемый А. Б. Гениным судовой газогенератор прямоугольной формы, в случае применения швырка, и цилиндрической фор- мы— для более мелкого топлива состоит из трех основных частей. Вверху находится шахта 7, в которой протекает газификация топлива. Шахта может быть облицована футеровкой из керамических плит, колец, шамотных кирпичей или выполнена метал- лической. Среднее пространство II исполь- зуется для загрузки топлива. В нижней части III находятся топливоподающее устрой- ство и зольник. Работа газогенератора происходит сле- дующим образом. Топливо (швырок или древесные чурки) через лючки 7 загружается в среднюю часть, ограниченную снизу платформой 6, представляющей собой пло- щадку гидравлического подъемника. После загрузки лючки закры- ваются. Подача топлива в шахту производится при помощи плун- жера ♦/, на который давит снизу вода, подаваемая из насоса по трубе 2. Скорость подъема плунжера регулируется соответствующей подачей воды. По достижении плунжером предельного верхнего поло- жения, продолжающую поступать воду сливают за борт по трубе 3 через контрольную воронку около двигателя. Вслед за этим вдвигают в шахту горизонтально перемещающуюся решетку 4. Прекращая подачу воды и открывая кран на трубе 5, вызывают опускание 30
лунжера, а вместе с ним и платформы 6. Для газификации длинных оов газогенератор, как уже сказано, выполняется квадратного или оямоугольного сечения, причем по краям платформы 6 привари- ваются заплечики 6'9 на которые в поперечном направлении укла- дывается первый ряд дров. Образующийся благодаря наличию за- плечиков 6' зазор между слоем топлива и платформой 6 дает воз- можность свободно передвигать колосниковую решетку 4. В случае применения древесных чурок решетка 4 также без особого усилия пройдет под слоем топлива в виду небольших размеров газогене- ратора. Воздух поступает под колосниковую решетку, поднимается вверх, где вступает с нагретым топливом в химическое взаимодействие. Образующиеся газообразные продукты неполного горения, пройдя восстановительный слой раскаленного угля в шахте и пылеулавливаю- щую решетку 9, отсасываются сверху. Зола и мелкий уголь прова- ливаются сквозь решетку и платформу вниз, откуда периодически вы- гребаются через лючок 11. Описанная выше конструкция имеет следующие преимущества по сравнению с обычными транспортными газогенераторами, применяемыми на судах: 1) подвод воздуха снизу под решетку при центральном отборе газа сверху обеспечивает равномерное распределение воздуха по всему сечению, при любых форсировках и режимах двигателя; 2) принудительное перемещение топлива в шахте при подаче исключает его заклинивание и образование прогаров; 3) большая часть золы выде- ляется из древесины в момент обугливания и горения, что происходит внизу близ решетки, благодаря чему зола имеет возможность провали- ваться вниз, в то же время унос золы и мелкого угля газом кверху за- труднен вышележащим слоем угля и решеткой 9; 4) древесный уголь, образующийся в верхней части шахты, не крошится, так как над ним нет вышележащего слоя топлива, который мог бы своим весом вызы- вать дробление древесного угля; 5) перемещение топливного слоя кверху производится плавно и равномерно; 6) очистка газогенератора от золы и мелочи может свободно производиться во время работы дви- гателя, что обеспечивает непрерывную длительную работу, что очень важно в судовых условиях; 7) одним из главных преимуществ дан- ного газогенератора является переменная и регулируемая высота слоя топлива в шахте. Это позволяет работать на кусковом топливе лю- бых размеров кусков и любых форсировках при значительных коле- баниях величины влажности топлива. Интересно отметить, что после опубликования изобретения А. Б. Ге- нина появились в ряде стран за границей (с более поздним при- оритетом) конструкции газификационных устройств с применением колосниковой решетки, подвижной вдоль оси вертикальной шахты (см. например, устройство по канад. пат. № 378211 от 13 декабря 1938 г. германской фирмы „Азет-Газоаппаратостроение“ английский автомобильный газогенератор, описанный на стр. 81 (рис. 103) настоящей книги, французский автомобильный газогенератор Дюпюи, описанный на стр. 86 (рис. 106) и др. Это свидетельствует о большой значимости предложенной А. Б. Гениным конструкции. 31
Автотракторные газогенераторы прямого процесса газификации выполняются в самых различных конструктивных формах. Чрезвычайно удачной конструкцией следует признать автомобиль- ную газогенераторную установку Акц. О-ва Газогенераторов „Ганза* (англ. пат. № 484029, опубл, в 1939 г., изобретатель Р. И. Тугвуд). В этой установке (рис. 25—28) достигнуто облегчение розжига, загрузки топлива на колосниковую решетку и наблюдение за гене- раторным процессом, а также устранено шлакование нижних кромок топливника. а б Рис. 25. Топливник 2 прямоугольного поперечного сечения (рис. 25а), укреп- ленный своей верхней частью в кожухе генераторного бункера и имею- щий полную свободу теплового расширения книзу, окружен кожухом 1. Воздух поступает че- рез отверстия 20 в боко- вой стенке кожуха 7. Ниж- няя кромка топливника за- а б Рис. 26. щищена от зашлаковывания трубами 11 водяного охлаждения, на плоскую верхнюю поверхность которых опирается огнеупорная кладка топливника. Одна из боковых стенок 7 топливника может быть укорочена (см. вариант по рис. 256) и воздух может подаваться под нее через отверстия в крышке люка 6, служащего для очистки камеры горения, и наблюдения за ходом процесса газификации. Вариант по рис. 25в предусматривает замену дырчатой крышки, люка сплошной дверцей 210, поворотной на шарнире 230. 32
В этом случае применена цепная колосниковая решетка. Сопло 24 служит для подачи воздуха при закрытой дверце 210 для розжига генератора. Дальнейшее развитие вышеописанной ного генератора „Ганза" иллюстрировано № 672189, кл. 24е, Зоз, опубл, в 1939 г.) Труба 7 водяного охлаждения ниж- ней кромки укороченной стенки 5 топ- ливника 1 снабжается соплами 11 для выпуска образующегося в трубе 7 во- дяного пара, смешивающегося с возду- хом, поступающим через отверстия в крышке 6 бокового люка в кожухе 2. Вариант, согласно рис. 266, преду- сматривает выполнение трубы водяного охлаждения, вращающейся с установ- кой возле нее шлакоснимательного ножа 18. Рис. 27 и 28 показывают практиче- скую форму реализации устройств по вышерассмотренным патентам фирмы „Г анза“. Рис. 27 изображает продольный раз- рез газогенератора, рис. 28—внешний вид газогенераторной установки на гру- конструкции автомобиль- рис. 26а и б (герм. пат. Рис. 27. зовом автомобиле, представляющий собой разительный пример орга- нического слияния генераторной установки с обслуживаемым ею транспортным агрегатом. Рис. 28. В СССР пионером в области газогенераторных автомобилей является известный изобретатель проф. В. С. Н а у м о в. Он первый предложил и построил в нашей стране вполне работоспособную гене- раторную установку для грузового автомобиля, организовал ряд 3 Новце изобретения 33
испытательных пробегов газогенераторных автомобилей и широко популяризировал у нас идею транспортных газогенераторов. Работы В. С. Наумова в этой области относятся преимуще- ственно к генераторам прямого процесса газификации. Изобретения В. С. Наумова (сов. пат. № 3729, опубл, в 1927 г., № 14987, № 17567 и № 18518, опубл, в 1930 г., а также авт. свид. № 43475, опубл, в 1935 г. по кл. 24е, 3) в области транспортных газо- генераторов прямого процесса доста- точно широко известны из появляв- шихся в разное время в печати сообщений об успешных результа- тах, организованных изобретателем испытательных пробегов. В. С. Наумов впервые приме- нил восстановление газа путем про- пускания его через отделенный от слоя горючего в шахте Q (рис. 29) гене- ратора слой М раскаленного кокса или древесного угля, лежащий на кольцевой решетке /?, и использо- вание продуктов сухой перегонки топлива (швельгаза) из верхней части бункера D для процесса газификации путем подачи этих про- Рис. 30. дуктов по обводному трубопроводу п под колосниковую решетку F инжекционным действием воздушного дутья, подаваемого по трубке Т. Этому же автору принадлежит идея подогрева топлива в бункере газом, полученным в генераторе, пропусканием этого газа уерез рубашку бункера D (сов. пат. № 14987). 34
Недостатки устройства по этому патенту—постепенное сни- жение температуры восстановительного слоя М и перегрев на- ружной стенки кожуха генератора в месте расположения слоя М — устранены в устройстве по сов. пат. № 17567 того же изобретателя расположением восстановительного слоя в коробке 1, образующей ) Рис. 31. Л — газогенератор, В — воздухонагреватель, С — сухой очиститель (грубый фильтр), D, Е и D, Е — два ребристых охладителя, М — второй сухой очиститель (тон- кий фильтр), К — смесительный клапан, ?/—вентилятор для розжига, L — вытяжная труба (для розжига генератора). совместно с кожухом А кольцевую камеру X, внешняя стенка кото^ рой снабжена воздуховпускным отверстием с клапаном V, а внутрен- няя стенка — воздухорасходцыми фурмами 3 (рис. 30, а, б, в, г). Первый патент, полученный В. С. Наумовым (сов. пат. № 3729, кл. 24е, Зп, опубл, в 1927 г.) на транспортную газогенераторную 3* 35
установку, относится к начальному периоду развития транспортного газогенераторостроения в СССР и, естественно, конструкция выше- упоминаемой установки далека от совершенства. Тем не менее она заслуживает рассмотрения хотя бы потому, что является первой построенной в Союзе ССР вполне работоспособной установкой оте- чественной конструкции. На рис. 31 а, б изображен вид сбоку и вид сверху этой газо- генераторной установки на грузовом автомобиле. На рис. 31 в, г изображен газогенератор в двух проекциях. Газогенератор А прямоугольного сечения с кожухом из листового железа, футерованного в зоне высоких температур огнеупорным керамическим покрытием, работает по прямому процессу газификации. Бункер а с конусным за- твором b плотно закрыт сверху крышкой k. Воз- дух подводится через па- трубок кольцевую ка- меру вторичного подо- грева между кожухами В и С шахты и кольцевую камеру ребристого испа- рителя Е под колоснико- вую решетку N. Золь- ник К имеет откидную дверцу Т для чистки. Заслуживает упомина- ния также первый по вре- мени германский патент на автомобильный газоге- нератор английских изо- бретателей Д. В. Паркер и Г. Д. К. Паркер (герм, пат. № 154714, кл. 24а, Зо5> опубл, в 1904 г.) В этом Рис. 31. отличающийся патенте описан довольно портативный газогенератор, применением расположенных в нижней и верхней части шахты клапа- нов 31. 33, служащих для поддержания естественной тяги в генера- торе при стоянках автомобиля. При движении автомобиля нормаль- ная работа газогенератора осуществляется при посредстве труб 9 и 13, подающих в нижнюю часть шахты соответственно воздух и воду, и газоотводной трубы 20, расположенной сбоку шахты. Шахта генератора имеет коробчатую форму (прямоугольного сечения). Топливо (древесный уголь, кокс и т. п.) загружается в бункер генератора через отверстие 16, прикрытое крышкой 17. Газоотвод- ный штуцер помещен в боковой камере 22 топливника 2 (рис. 32 а, б). Обращаясь от разобранных выше двух имеющих лишь историче- ский интерес конструкций к современным, следует остановиться на оригинальном устройстве автомобильного газогенератора, описанного 36
в англ. пат. № 494843, (гр. XII, опубл, в 1939 г.) фирмы „Сот- pagnie des Mines de la Grande Combe*. В этом генераторе прямого процесса для подвода воздуха использована централь- ная, подвешенная вдоль оси шахты на стержне а труба 2, снабжен- ная огнеупорной футеровкой и имеющая в своей нижней части выходное устье очень малого раз- мера. Отбор газа производится из кольцевого пространства, об- разованного конусом 5 шахты, перфорированной горизонтальной перегородкой 4 и цилиндрической стенкой топливника. Рис. 32. Колосниковая решетка 3 снабжена в своей центральной части тарел- кой 7, выдвигаемой по вертикали вниз для удаления золы и шлаков. Распылитель 9, установленный в трубе 2, служит для присадки к воздуху воды, ох- лаждающей трубу 2 и превращающейся при этом в пар, поступающий вместе с воздухом в шахту генератора (рис. 33). Конструкция решетки позволяет без за- труднений производить очистку генератора от золы и шлаков, не прерывая процесса газификации. Слабым местом конструкции газогенера- тора является необеспеченность глубокого проникновения воздуха в толщу топлива по всему поперечному сечению шахты, но воз- можно, что подбором величины выходного отверстия трубы 2 и скорости воздуха в нем удастся этот недостаток устранить. Высокоскоростное дутье начинает все шире и шире применяться в новейших кон- струкциях газогенераторов. Одним из пред- ставителей транспортных генераторов пря- мого процесса газификации с высокоскорост- ным дутьем является генератор Ифля д’Иф (англ. пат. № 465995, ГР. XII, опубл, в 1938 г.), изображенный схематически на рис. 34. 37
Воздушное высокоскоростное дутье производится через сопло 8 из-под колосниковой решетки 6. Отбор газа осуществляется через -------* отверстия 4 перфорированной стенки топливника 3 j в кольцевую камеру 10а вокруг топливника и трубопровод 10. Характерной особенностью этого генератора является вакуумная изоляция камеры 10а вокруг топливника (из полости между наружными стен- ками камеры 10а и внешним кожухом 11 эва- — — — — куирован воздух). 4 *г70 а К воздушному дутью может быть дана при- LL? садка воды или водяного пара. ' Ото Оценивая эту конструкцию, можно отметить, Л" чт0 если высокоскоростное дутье представляет со- я-ЗШ—"в бой бесспорно положительный признак данного генератора, то вакуумная изоляция шахты, хотя и Рис. 34. нова, тем не менее вряд ли целесообразна. Одной из новых и вместе с тем многообе- щающих конструкций является новая модель генератора фирмы „Акц. О-во генераторов Гумбольдт-Дейт ц“ (герм. пат. № 664189, кл. 24е, Зоз, опубл, в 1938 г.). Эта модель представляет собой авто- мобильный газогенератор прямого процесса с огнеупорной футеровкой топливника, над которым расположена кольцевая газо- отборная камера е. образованная наруж- ным цилиндрическим кожухом d шахты и внутренним цилиндрическим перфори- рованным бункерным кожухом &, снаб- женным в своей верхней части фланцем, зажимаемым между кожухом d и крыш- кой с генератора. а б в Рис. 35. Перфорации кожуха b расположены не по всей окружности (часть кожуха Ь, против которой расположен газоотводный патрубок gy выполнена без перфораций) и прикрыты козырьками, отгибая или 38
пригибая которые можно регулировать размер проходных сечений отверстий / в кожухе Ь. Подвод воздуха в генератор осуществляется через трубопровод с обратным клапаном под поворотную (рис. 35 а, б и в). 4 Преимуществом данной конструкции яв- ляется сравнительно малая загрязненность генераторного газа угольной пылью вслед- ствие больших живых сечений для выхода газа, обеспечивающих малую скорость его. Различие в методах генерирования водя- ного пара, необходимого в газогенераторах прямого процесса для обогащения генера- торного газа (увеличением содержания в нем водорода) довольно наглядно может быть иллюстрировано сопоставлением двух кон- струкций (рис. 36 и 37а, б). Рис. 36 (англ. пат. № 282341, кл. 55i, опубл, в 1933 г.) демонстрирует генератор Эрдоль с парообразователем, помещенным в полости / двустенного керамического топ- ливника А. Пар подается под колосниковую решетку i вместе с воздухом по трубке с. колосниковую решетку Рис. 36. Отбор газа производится из колокола g с вы- водным патрубком d в нижней части бункера (рис. 36). Рис. 37 (англ. пат. № 456557, опубл, в 1937 г., гр. XII, Дкц. О-ва Орен штейн и Коппел ь) демонстрирует более современную кон- струкцию с капельной по- дачей воды (обеспечиваю- щей большую гибкость регулировки) или в под- дон Ь, прикрепленный снаружи к топливнику а (рис. 37а) или в кольце- вую камеру, окружающую внешний кожух е, уста- новленный с радиальным зазором вокруг топлив- ника а (рис. 376). На рис. 37 индексом с обо- Рис. 37. значена колосниковая ре- шетка, d—патрубки подвода воздуха, f—трубки для подачи воды. Для подачи пара из испарителя в камеру смешения с воздухом, из которой паровоздушная смесь направляется под колосниковую решетку генератора, Г. Изендаль (чехослов. пат. № 63558, кл. 24е, опубл, в 1939 г.), предложил использовать эжекционное действие воздушной струи в трубе е. Пар из испарителя Ь, расположенного вокруг шахты а, поступает по трубке g под эжекционным действием воздушного потока в кольцевую камеру d, откуда смесь пара с воз- 39
духом поступает к тангенциально установленным фурмам ft располо- женным по периферии шахты генератора. Отбор газа из генератора производится по трубе т (рис. 38а и б). Из конструкций газогенерато- ров прямого процесса с централь- ной газоотборной трубой вряд ли можно отметить как удачную (в виду громоздкости ее) новую модель, предложенную Г ель- фо р д о м (амер. пат. № 2134492, кл. 48—76, опубл, в 1938 г., англ. пат. № 480392, гр. XII, опубл, в 1939 г.). В этой кон- струкции (рис. 39а) центральная газоотборная труба 9 снабжена паровой рубашкой /2, соединен- ной патрубком 16 с парообразо- вателем 11 очистителя. Воздух и пар, поступающие под колосниковую решетку 2, подогреваются в кольцевой ка- мере 5 вокруг топливника 1 газо- генератора. В эту камеру воздух и пар входят по тангенциальному каналу, в который вставлены Рис. 38. внешняя 7 — для воздуха Предложенный фирмой кл. 13е, опубл, в 1938 г.) две концентрично расположенные трубки — внутренняя <?—для пара, (рис. 396). „Ауто-Арм* (швейц, пат. № 197531, автомобильный газогенератор прямого процесса, работающий на коксе с паровоз- душным дутьем, инте- ресен тем, что отбор газа может произво- диться по выбору из различных мест по вы- соте шахты. Генератор снабжен окружающей верхнюю часть бункера водяной рубашкой, из которой вода подается в испа- рительную камеру Z, соединенную трубами i Рис. 39. с пространством под колосниковой решет- кой (рис. 40). 40
Зольник заполнен водой для охлаждения несгоревших остатков. Индексами Sj и S2 обозначены грубые очистители, S3 — тонкий фильтр, М—автомобильный мотор. Достоинствами этого генератора являются: Рис. 40. 1. Более высокая (чем для других топлив, например дров или древесного угля) калорийность газа, что обеспечивает больший радиус действия автомобиля при той же его мощности и одинаковом весо- вом запасе топлива, 2. Меньшие габариты установки вследствие большего насыпного веса кокса по сравнению с другими топливами. 3. Устойчивый процесс газификации. 4. Отпадение необходимости в предварительном измельчении то- плива, защите его от увлажнения и самовозгорания при хранении. 41
5. Отпадение опасности засмоления двигателя; упрощение очисти- тельных устройств. 6. Быстрота розжига (переключение на более низко расположен- ное место отбора газа). Недостатки генератора: 1. Необходимость специальных устройств для приготовления кокса. 2. Потеря части энергии при выжигании топливного сырья на кокс. Характерная для французских газогенераторов автомотриссного типа конструкция представлена на рис. 41 (франц, пат. № 554872, w Рис. 42. кл. 24е, 4, опубл, в 1923 г., англ, пат. № 202303). Изображенный на этом рисунке древесноугольный газо- генератор Г. Ф а ж о л ь состоит из цилиндра с двойными стенками, по- лость между которыми служит для подвода воздуха к колосниковой ре- шетке 5, расположенной над золь- ником 6. Нижняя часть топливника снабжена корытообразным испари- телем 3 для воды, подаваемой по трубке 2S, пропущенной через охла- дитель 23 генераторного газа. Охла- дитель 23 омывается воздухом, по- даваемым вентилятором 25. По выходе из охладителя 23 на- гревшийся воздух распределяется трубопроводом 26 с тремя ответ- влениями соответственно: 1) в коль- цевую полость 4 генератора для поддержания горения топлива на ко- лосниковой решетке 5, 2) в инжек- торный смеситель 44, где воздух смешивается с генераторным газом перед поступлением в рабочие ци- линдры мотора, 3) в атмосферу. Клапаны 9 регулируют распре- деление воздуха по указанным трем путям. Генератор снабжен керамической футеровкой 2, газоотводной трубой 15, 17 с предохранительным клапаном 8, вытяжной трубой 20 для отвода газов при розжиге генератора, глазком 14, мокрым филь- тром 33, 34 и другими обычными принадлежностями всякого газо- генератора. Эту конструкцию в настоящее время следует признать безусловно устаревшей и не заслуживающей подражания. Интересная конструкция древесноугольного автомобильного газо- генератора прямого процесса с топливником из жароупорной стали, предложенная А. Г о н, представлена на рис. 42 (франц, пат. № 35418 — 42
дополнение к п. № 635097, кл. 24е, 3, опубл, в 1930 г.). В этой кон- струкции для насыщения воздуха водяными парами воздух пропу- скается через рубашку топливника, снабженного поддоном г, в ко- торый по трубке 2 каплями подается вода. Воздух входит в топливник снизу через центральную расположен- ную по оси шахты фурму и, установленную на дверце t, поворотной на шарнире v и закрепляемой на месте пружинной защелкой W. Воротник 3 бункера, ограничивающий высоту ч активной зоны, подвешен на подвижных в вертикальном направлении кронштейнах 4 в целях одновременного изменения как высоты активной зоны, так и величины проходного сечения для отбора газа, проходящего через- пылеулавливающую решетку т. Легко съемный зольник о укреплен на трех пружинах. Описанный в этом патенте метод регулирования высоты активной зоны использован во многих более поздних конструкциях автомобиль- ных газогенераторов. 2. Газогенераторы опрокинутого процесса (прямоточные) Устойчивость работы существующих автомобильных газогенерато- ров древесного топлива зависит от режима двигателя в условиях эксплоатации автомашины. Продолжительная работа на пониженном числе оборотов (например, в условиях городской езды) приводит к нарушению процесса газификации, понижению калорийности газа и, как следствие, падению мощности двигателя зачастую в самые не подходящие моменты (например, моменты разгона машины при пе- реездах через светофор). Характерной особенностью современных газогенераторов древес- ного топлива опрокинутого процесса газификации с периферийным подводом воздуха является высокая жаронапряженность камеры горе- ния по фурменному поясу, имеющая целью обеспечение бессмольности газа и устойчивости процесса газификации. Интенсивность, устойчивость процесса, гибкость и время розжига в большой мере зависят от скорости подачи воздуха и мощности струи. Относительно небольшое сечение камеры по фурменному поясу благоприятно влияет на процесс. При постоянном расходе воздуха применение большого числа фурм с малыми диаметрами не создает более равномерного распределения воздуха по объему шахты. Это подтверждается работами по иссле- дованию фурм, показавшими резкое затухание осевой скорости воз- духа с уменьшением диаметра фурм. Небольшое сечение фурменного пояса однако ставит пределы для размеров кусков газифицируемого топлива, например, дров. В целях обеспечения устойчивой работы автомобильных газогене- раторов опрокинутого процесса изобретатель Д. И. Высотский (авт. свид. № 53658, кл. 24е, 3, опубл, в 1938 г.) предложил пода- вать дутье в окислительную зону газогенератора импульсами после- довательно и поочередно через каждую фурму. 43
Такая система распределения воздуха, допускающая работу одно*' временно только одной фурмы, рассчитанной на подачу всего коли- чества воздуха с требуемой скоростью, и последовательное чередова- ние работы всех фурм („бегающая фурма"), дает возможность путем изменения времени импульса поддерживать постоянную среднюю оптимальную интенсивность процесса даже при значительном пони- жении расхода воздуха при малых оборотах двигателя. Для осуществления такого дутья предлагаются трубочки, подводя- щие воздух к фурмам, снабжать клапанами, управляемыми общим электровакуумным приводом, с целью регулирования частоты импуль- сов в зависимости от разрежения в топливнике. На рис. 43а показана примерная схема расположения воздухо- подводящих трубочек для топливника прямоугольной формы; н- рис. 436 — схема устройства для ав- а б Рис. 43. нами на воздухоподводящих трубочках в зависимости от разрежения ® топливнике. Электровакуумный привод состоит из прикрытой упругой мем- браной 4 коробки <9, соединенной с топливником газогенератора. При увеличении разрежения в генераторе мембрана 4 замыкает кон- такт в цепи электромагнита 5. Якорь 2 последнего, притягиваясь, в свою очередь замыкает цепь электромагнита 6, воздействующего на один из воздушных клапанов. В связи с подачей воздуха через открывшийся клапан разрежение в генераторе упадет, мембрана 4 разомкнет контакт и якорь 2, отскакивая под действием пружины, разомкнет контакт и одновременно, повернув ползунок 7, подго- товит включение следующего клапана и т. д. Электрические цепи могут питаться от аккумуляторной батареи автомашины. Управление клапанами может осуществляться также с использо- ванием передачи от автомобильного двигателя. Применение импульсивного дутья, стабилизируя процесс газифи- кации, позволит в гораздо более широких пределах применять влаж- ное древесное топливо. В целях возможности применения матерчатых фильтров для очистки влажного газа предлагается выполнять фильтры 44
двухсекционными и снабжать их приспособлением для периодической подсушки путем продувки выхлопными газами двигателя. Экспериментальная проверка предложенного способа стабилизации процесса газификации топлив в транспортных газогенераторах пока- жет, насколько жизненной и плодотворной является чрезвычайно оригинальная идея, заложенная в основу предложенного способа. Удачной попыткой решить проблему вписывания генератора опро- кинутого процесса газификации в габариты автомобиля является весьма компактная конструкция (рис. 44), предложенная фирмой Ганза" (герм. пат. № 657028, кл. 24е,5, опубл, в 1938 г.), которая известна своими органически слитыми с конструкцией автомобиля генераторами прямого процесса газификации. 1 Генератор „Ган за “ опрокинутого процесса имеет Т-образную форму и предназначен для работы на смолистых топливах (дрова> бурый уголь, буроугольные брикеты и т. п.). Характерными особенностями конструкции являются: 1. Центральный подвод воздуха по трубе с. 2. Снабжение футерованного топливника d периферийными кана- лами h для подвода в восстановительную зону швельгаза из бун- кера а. 3. Выполнение днищ blt b2 боковых частей бункера а перфориро- ванными и - поворотными для загрузки горючего в топливник. Стекающий в жолоб е конденсат швельгаза, охлаждая стенки топливника, испаряется и по каналам h проходит в активную зону генератора. Стрелки 7 и 2 показывают возможный путь швельгаза из бункера в шахту при забивании отверстий в днищах &2 или каналов h топливника. Рис. 45, 46 и 47 демонстрируют иные решения проблемы создания компактной конструкции автомобильного газогенератора опрокину- того процесса газификации. На рис. 45а, б, в изображена конструкция дровяного призмати- ческого газогенератора для автомобилей и тракторов, предложенная 1 См. ранее описанные конструкции ва стр. 32, 33. 45.
Н. С. Ветчинкиным (сов. пат. № 14022, кл. 24е,3, опубл, в 1930 г.). С целью подогрева поступающего в газогенератор воз- духа топливник заключен в двойной кожух, через полость которого про- ходит воздух, поступающий затем в трубу, направляющую его в шахту. На рис. 45а изображен вертикальный разрез генератора; на рис. 456 — вид по стрелке А на рис. 45а с частичным разрезом; на рис. 45в — вид газогенератора сверху с частичным разрезом. Газогенератор состоит из бункера А, который сверху прикры- вается крышкой S, а нижней своей суживающейся частью переходит в топливник В. В нижней части последнего установлена колосни- ковая решетка Е, под которой расположена имеющая в поперечном сечении форму дву- скатной крыши по- верхность /7, предна- значенная для задер- живания смолистых ве- ществ газогенератор- ного газа. Топлив- ник В заключен в двой- ной кожух 7), С, по- лость которого патруб- ками Р соединена с трубой 7, расположен- ной в пространстве ме- жду внутренней стен- кой D этого кожуха и топливником, при- чем труба 7 соединена соплами М с топлив- ником В. Приемное отверстие двойного кожуха D, С регулируется шибе- ром А. Пространство между топливником В и кожухом D служит сборной камерой для газа и сообщается с газоприемником газоот- водящей трубой К, которая расположена так, что газы, прежде чем выйти из сборной камеры, омывают трубу 7, благодаря чему они охлаждаются. Бункер А через люк, прикрытый крышкой S, загружается топливом, сжигаемым в топливнике В, в который соплами М подается воздух. Количество поступающего в эти сопла воздуха регулируется шибером L. Воздух входит в полость кожуха D, С, где подогре- вается и затем через патрубки Р поступает в трубку 7, питающую воздухом сопла М. Образующиеся при горении топлива газы через решетку Е направляются в сборную камеру и, встречая на своем пути поверхность Н, осаждают на ней свои смолистые примеси. При дальнейшем своем движении газы омывают стенки кожуха и трубу 7, отдают им часть своего тепла и уже в охлажденном состоя- нии по трубе К направляются в газоприемник. Преимуществами данной конструкции является возможность газификации длинных дров, удобство расположения генератора на 46
авто мОбиле, термическая стойкость топливника и простота гене- РаТК числу недостатков следует здуха в топливник, отсутствие плохую доступность воздушных фурм /трудность смены обгоревших фурм). Е На рис. 46а, б изображен авто- мобильный газогенератор древесного топлива, предложенный Е. Дюфур /швейц, пат. № 193296, кл. 13е, опубл, в 1938 г.), с огнеупорной футеровкой 11 металлических стенок топливника 10, имеющего в нижней своей части форму сплющенного ящика 14, окруженного кожухом- испарителем воды, подаваемой по трубке 27 в днище кожуха. Каналы для периферийного под- вода воздуха в топливник выпол- нены в виде двух перфорированных трубок 16, расположенных вдоль длинных сторон призматического топливника 14. В топливнике помещены наклон- ные колосники 15. Отвод газа про- изводится через патрубок 23, окру- женный с некоторым кольцевым за- зором гильзой 24. Через этот коль- цевый зазор поступает воздух, сме- отнести неравномерный подвод подогрева древесного топлива, Рис. 46. шивающийся с генераторным газом перед поступлением последнего в двигатель внутреннего горения. Клапаны 19, 20 предназначены для регулирования ввода в то- пливник дополнительного воздуха. На рис. 47а, б (герм. пат. № 560329, кл. 24е, 5, опубл, в 1932 г., К. А. Виде- грен и Е. Г. Видегрен, Швеция) представлен автомобильный газогенератор опрокинутого процесса газификации, от- личающийся тем, что топливник имеет в поперечном сечении форму прямоуголь- ника, ширина которого значительно меньше длины. Подвод воздуха осуществляется че- рез окна, расположенные в одной гори- зонтальной плоскости на двух противо- Рис- лежащих длинных сторонах прямоуголь- ника, в целях обеспечения для воздуха возможности проникновения к центральной части столба топлива, независимо от изменения нагрузки автомобильного мотора и полу- чения бессмольного газа. 47
Рис. 48. 9 — перфорированный конический фильтр для пред- варительной очистки газа, слу- жащий одновременно экраном для защиты боковых стенок зольника от перегрева, 12 — люки для очистки зольника и колосниковой решетки, 15— патрубки для присоединения труб, подводящих воздух к фурмам б, 16—люки для роз- жига и наблюдения за работой генератора, 19— газоотводный патрубок. Изобретатель С. И. Декаленков (авт. свид. М 31544 4, кл 24е,3, опубл, в 1933 г.) предложил для транспортных газоггенера- торов опрокинутого процесса газификации три очень важные д^етали. (рис. 48) применяемые в последнее время во многих заграничные конструкциях, а именно: 1. Перфорированный бункер для отвода испаряющейся иг топлива влаги в пространство между бункером 4 и наруужным кожухом 14 с выведением конд^енсата наружу по трубке 30. 2. Сменные кольца (шайбы ы) 10 различного — в зависимости от сорта газифицируемого топлива — вну утрен- него диаметра для возможности изме- нения проходного сечения горлсйовины топливника. 3. Поворотный вокруг верти икаль- ной оси кольцевый перфорироважанный золотник 18, охватывающий топлив- ник в месте расположения возду^шных фурм 6 и служащий для регулирования подачи воздуха. В этом же авторском свидетельстве предусмотрен одновременный перврифе- рийный (фурмы 6) и центральный (труба 5) подвод воздуха в топлняивник и передвижная по вертикали колосни- ковая решетка 22. Целью изобретателя являлось ь со- здать транспортный газогенератор ip для работы на влажных древесных огГ'тбро- сах. Принципиально задача редешена предлагаемой конструкцией негоилохо, однако успех может быть обеспечен лишь при удачном подборе оснсоовных размерных соотношений всего устрой- ства на базе надежных расчетнзных и экспериментальных данных. Испытания генераторов С. И. . Де- каленкова показали, что в осу- ществленных изобретателем конструк- циях этот подбор был мало обюоосно- ван и неудачен. Для защиты стенок топливника от вредного действия высоких температур восстановительной зоны Т. В. Рыбников } (авт. свид. № 53621, кл. 24е, 3, опубл, в 1938 г.) предложил отдывелять эту зону от стенок слоем менее раскаленного топлива, помещашноще- гося в периферийной части топливника. Топливник ограничен свэвверху и снизу перегородками 7, 1 с центральными жароупорными диаи-ффу- зорами 2, 2. 48
Верхний диффузор 2 установлен с радиальным зазором относи- тельно конуса бункера. В кольцевую камеру газогенератора воздух поступает по трубе 3. раз выходит из нижнего дуффузора 2 и, омывая] зарубашечное про- странство топливника и бункера, отводится через боковой патрубок (рис. 49). Предложенный В. Костером (англ. пат. № 489640, гр. XII, опубл, в 1939 г.) транспортный газогенератор с подводом воздуха через вставленную сверху в шахту осевую трубу 2, ^переставную по вертикали в целях изменения положения зоны 6 горения относи- тельно колосниковой решетки 5, может быть охарактеризован как пригодный для газификации весьма разнообразных сортов топлива. Топливнику придана коническая форма для того, чтобы увеличением поперечного сечения восстановительной зоны, сравни- тельно с окислительной, понизить скорость газов. Топливник загружается древесным углем или коксом, а бункер — древесиной или другим топливом. Газ отбирается через трубу 4. Воздухоподводящая труба 2 снабжена у выходного устья колпа- ком 8 для образования свободной от топлива полости 9 для входа воздуха. Летучие продукты, выделяющиеся из топлива в бункере, поступают через отверстия 10 в колпак 8 и сгорают в полости 9 (рис. 50). В целях упрощения конструкции автомобильного генератора для влажных топлив за счет устранения как наружного обогрева бун- кера, так и конденсационной рубашки вокруг бункера, Э. Аббе (герм. пат. № 639634, кл. 24е, 5, опубл, в 1936 г.) предложил газогенератор с подводом воздуха из кожуха шахты через два ряда различных по высоте расположения отверстий с вентиляцией шахты через патрубок в верхней ее части. Конструкция генератора Аббе отличается тем, что внутрь шахты вставлены два сложенных основа- 4 Новые изобретения 49
Рис. 52. ниями усеченных конуса, образующие своей поверхностью вместе с цилиндрической стенкой генераторного кожуха полость для подвода воздуха в шахту через два ряда отверстий р и п, из которых нижние отверстия п служат для подвода воздуха в зону горения, а верхние отверстия р служат для подвода воздуха р бункер в целях вентилирования его через патрубок q с дросселем и от водяных паров, образующихся в бункере (рис. 51). Данная конструкция основана на очевидном недоразумении. Во- преки ожиданиям изобретателя, вместо выхода водяного пара и швельгаза из бункера наружу через патрубок q будет иметь место поступление их в шахту генератора под действием разрежения, создаваемого всасыванием двигателя. Значительно остроумнее (и к тому же на два года раньше) ту же задачу решил норвежский изобретатель А. Сведлунд (норв. пат. № 54038, кл. 24е, 5, опубл, в 1934 г.). В газо- генераторе А. Сведлунда (рис. 52) воздух в шахту нагнетается помощью радиа- торного вентилятора 8 че- рез трубопровод с растру- бом 9 и кольцевую полость 77 вокруг юбки 10 бун- кера 2. Через кольцевую щель между юбкой 10 бункера и верхней кромкой керами- ческой огнеупорной обму- ровки 7 топливника воздух поступает в шахту и про- ходит вниз через активную отводится из-под колосниковой зону генератора. Генераторный газ решетки по трубе 15. При открытии крана 6 на вентиляционной трубе 5 бункера часть воздуха через отверстия 4 в юбке 10 пройдет через бункер и будет способствовать удалению из него швельгаза. Эта вентиляция возможна потому, что в генераторе давление несколько больше атмосферного (за счет наддува вентилятором 8). Радиатор 73 для охлаждения газа расположен перед автомобиль- ным радиатором. Специальная конструкция для газификации торфа разработана в СССР институтом „Инсторф“ (сов. пат. № 38956, кл. 24е, 3, опубл, в 1934 г., изобретатель А. Мягков). Газогенератор „Инсторфа" предназначен для газификации мало- калорийного , топлива с большим содержанием воды в летучих (на- пример, торф). Рис. 53а изображает вид газогенератора спереди, рис. 536 — вер- тикальный разрез газогенератора. Шахта газогенератора состоит из нескольких поясов: 1) зоны 7, служащей для подсушивания топлива 50
Л удаления паров воды, 2) зоны 29, 2, предназначенной для сухой перегонки топлива и 3) зоны 3 (с зольником 4), где происходит сгорание углерода по основному газогенераторному процессу и раз- ложение паров воды и продуктов сухой перегонки. Отдельные пояса шахты соединены на фланцах в одно целое помощью болтов или сварки; между фланцами, при болтовом скреплении, помещены асбе- стовые прокладки. Торф поступает в газогенератор из бункера 5 при опускании запорного конуса 6. Бункер 5 снабжен герметически закрывающейся крышкой 7. Пары воды, выделяющиеся в зоне /, а Рис. 53. б поступают под колпак 8 и по трубам 9—9 отводятся из шахты генератора. Торф, освобожденный в зоне 1 от большей части воды, поступает в зону 29, где подвергается перегонке. Пояс, включающий зону 29, имеет жалюзи 10—10 для подвода воздуха на тот случай, если встретится необходимость работать с двойной зоной горения и всю работу генератора вести форсированным темпом. Выделение продуктов сухой перегонки происходит в зоне 2. Пояс, включающий зону 3, имеет жалюзи 11—11 для подвода воздуха; в конусной части пояса помещается колосниковая решетка 12 для поддержания слоя топлива в генераторе; ниже расположена газоотборная коробка 13 с отводящими трубами 14. Газ из нижней части генератора по тру- бам 14—14 поступает во внешнюю рубашку пояса, включающего 4* 51
зону 2 шахты, где отдает избыток своего физического тепла и по трубам 15—15 переходит в наружную рубашку пояса, включающего зону 1 шахты, где происходит его дальнейшее охлаждение, после чего газ по трубам 16—16 отводится к фильтрам и затем к дви- гателю. Назначение рубашек у поясов, включающих зоны 1 и 2 шахты, состоит в том, чтобы обеспечить отдачу торфу части физического тепла генераторного газа. Кроме того эти рубашки являются пыле- уловительными камерами. Воздух, необходимый для горения, засасывается двигателем через вентилятор 19 и по трубе 20 поступает к отводам 2/—2/, соеди- Рис. 54. ненным с кольцевыми пространствами во- круг зон горения. Подача воздуха для каж- дой зоны осуществлена в двух местах ее горизонтального сечения во избежание одно- стороннего разогрева; кроме того, количе- ство воздуха, поступающего к той или дру- гой зоне горения и к отдельным их пунк- там, регулируется запорными вентилями. Во избежание слишком горячего хода генератора в наружные рубашки зон горе- ния вводится вода из резервуара 22 по трубопроводу 23. В целях избежания в автомобильных гене- раторах таких нежелательных явлений, как центральный прогар топлива и смещение вниз зоны горения, фирма „Дейтц“ (герм. пат. № 645187, кл. 24е, 5, опубл, в 1937 г.) раз- работала конструкцию газогенератора опро- кинутого процесса с теплоаккумулирующей футеровкой и подводом воздуха сверху че- рез центральную трубу, отличающуюся тем, что под выходным устьем этой трубы g рас- положено теплоаккумулирующее тело i для образования кольцевой зоны горения, ограниченной изнутри и снаружи теплоаккумулирую- щими стенками. Теплоаккумулирующее тело i укреплено на нижнем конце пере- ставной по вертикали штанги k, пропущенной через направляющие внутри трубы g (рис. 54). Древесная щепа, опилки, стебли кукурузы и тому подобное то- пливо могут газифицироваться в транспортном генераторе Каль- бетцера (англ. пат. № 431635, гр. XII, опубл, в 1936 г., Юго- Западная Африка) по опрокинутому процессу в шахте 2, прикреплен- ной к внешнему кожуху /. Воздух подводится по трубке 12, соединенной с ручным венти- лятором 16 (для розжига) или с внешней атмосферой (для нормаль- ной работы) через патрубок с дросселем 13. Газ отбирается из нижней части 9 топливника, проходит через пространство между топливником 2 и кожухом 1 и через скруббер 52
идет к двигателю. Собирающиеся в тарелке 3 жидкие продукты шве- левания топлива из верхней части бункера сливаются через спускной кран 7 (рис. 55). Мало удачная и не привившаяся в практике конструкция авто- мобильного газогенератора известного бельгийского изобретателя Белл ай (англ. пат. № 343411, гр. XII, опубл, в 1933 г.) пред- ставлена на рис. 56. Этот генератор работает с паро-воздушным дутьем, подводимым из канала 20 в шахту 7, с отводом газа под колосниковую решетку 4 в зольниковую камеру 12 и через канал 77 к очистителям, охлади- телю и, наконец, к двигателю. Воздух поступает в камеру 13 и проходит через трубки 15, про- пущенные сквозь газовый канал 17, в камеру 16, в которой генери- Рис. 55. Рис. 56. руется пар из воды, подаваемой по трубке 21 на нагретую метал- лическую стенку камеры. Для розжига генератора предусмотрена дверца 22. Единственное достоинство этой малоудачной конструкции заклю- чалось в том, что она впоследствии натолкнула изобретателя на очень удачную конструкцию генератора горизонтального высокоско- ростного процесса (см. стр. 88), получившую большое распро- странение. Значительный интерес для уяснения тенденций развития конструк- ций автомобильных газогенераторов опрокинутого процесса предста- вляют четыре модели австрийской фирмы „Кромаг". Рис. 57 — 60 представляют эти модели в порядке их последова- тельного развития и совершенствования. Рис. 57 а, б, в изображает первоначальную модель 1934 г. (австр. пат. № 139120, кл. 24е, опубл, в 1934 г.). 53
Рис. 57. Этот газогенератор древесного топлива опрокинутого процесса газификации с подводом воздуха в топливник через центральную полость b из труб е, е9 проходящих снизу через шахту, отличается тем, что между полостью b и цилиндрическим или суживающимся книзу топливником предусмотрено надлежащее проходное сечение для топлива, поступающего из бункера, и воздуха, выходящего из круглых, плоских, щелевых или иных фурм с, с или h, h или k9 i. Центральная воздухоподводящая полость может быть выполнена грушевидной или кольцевой формы. Топливник а окружен двумя кожухами, из которых внутренний служит для образования газоотборной полости (с помещенными в ней отражательными дисками грубой очистки газа), а внешний—для создания по- лости d подогрева воздуха. Бункер снабжен рубаш- кой с патрубком для отвода конденсата. Достоинствами рассма- триваемой конструкции яв- ляются: 1. Уменьшение стои- мости генератора сравни- тельно с конструкцией, име- ющей центральную воздухо- подводящую трубу и слож- ной (диффузорной) конфи- гурации топливник, суже- ние которого, делаемое в целях обеспечения достаточ- ного проникновения воздуха в толщу топлива, затрудняет прохождение топлива вдоль шахты. 2. Уменьшение стоимости генератора сравнительно с конструкцией, имеющей пе- риферийный подвод воздуха и требующей выполнения топлив- ника иг/ дорогой жароупорной стали или снабжения топливника, сделанного из обычной углеродистой стали, тяжелой и громоздкой огнеупорной футеровкой. /"Рис. 58 изображает более позднюю модель 1934 г. (австр. пат* 139846, кл. 24е, опубл, в 1934 г.; герм. пат. № 624242, кл. 24е. Зоз, опубл, в 1935 г.), в которой устранен недостаток первой модели, /выявившийся в эксплоатации (недостаточная термическая стойкость топливника). Эта вторая модель характеризуется тем, что полость 14 двустен- ного топливника заполнена теплоизоляционным материалом или гене- 54
раторным газом, поступившим в эту полость через отверстия 75 внутренней стенки топливника, соединяющие полость 14 топливника с активной зоной генератора. Стрелками показаны направления течения воздуха и газогенераторного газа. Преимуществами предлагаемого генератора являются: 1. Высокая термическая стойкость выполнен- ного из обычного листового железа топливника за счет заполнения полости 14 двустенного топливника теплоизоляционными материалами (например, асбестом, шамотом, кизельгуром и т. п.) или генераторным газом, не дающим возможности наружной поверхности стенок 13 топливника окисляться. 2. Более низкая температура выходящего из генератора газа за счет охлаждающего дей- ствия воздушной рубашки 9 и отделения газо- отборного пространства 5 от раскаленной стенки 13 топливника полостью 14, в которой находится неподвижный газ. Рис. 59 представляет схему модели 1937 г. (австр. пат. №150967, кл. 24е, опубл, в 1937 г.), отличающейся следующими характерными особенно- стями: 1. Топливник 2 выпол- нен в виде двустенной от- ливки с проходным сечением в форме диффузора, снаб- женного в своей горловине воздухоподводящими отвер- стиями 9, 9, к которым воз- дух подводится из -шту- цера 7 с автоматическим клапаном 8 через подогрева- тельную камеру, образован- ную двойными стенками 4, 5. 2. Газоотборная труба 14 расположена в зольнике 12 горизонтально и снабжена Рис. 58, 7 —наруж- ный кожух шахты генератора, 2 — люк для загрузки бун- кера топливом, 3— колосниковая решет- ка, 4—внутренний ко- жух шахты, 5-коль- цевая полость между кожухами шахты для отвода генераторного газа, 6— грибовидный насадок для подвода воздуха в шахту гене- ратора, 7 — воздухо- подводящие тру- бы, 5—воздухосбор- ная камера, Р—воз- душная рубашка во- круг нижней части наружного кожуха шахты, 11— отверстие для подвода воздуха из атмосферы, /$ — путь отвода газа из генератора, 18—люк для очистки зольника. рис зд скошенным книзу приемным устьем. Бункер снабжен охлаждающей рубашкой для отвода через спускной патрубок конденсата водяных паров, проходящих в зарубашечное пространство бункера через перфорации в его стенках. Описанная конструкция отличается простотой и малой стоимостью изготовления, но обладает тем недостатком, что воздух в камере 6 55
двустенного топливника 2, соприкасаясь с раскаленными стенками 4, будет вызывать их корродирование. Следует отметить, что в этой модели фирма „Кромаг" применила периферийный подвод воздуха вместо характерного для всех предыдущих моделей центрального рас- ширенного подвода. Рис. 60 изображает модель 1938 г. (австр. пат. № 154287, кл. 24е, опубл, в 1938 г.), в которой конструктивно предусмотрены мероприятия для дальнейшего умень- Рис. 60. шения опасности обгорания топлив- ников газогенераторов опрокинутого процесса с периферийным подво- дом воздуха. В нижней части шахты располо- жен топливник в виде двойного ко- нуса 3, 4 с воздухоподводящими фурмами 5 над горловиной конуса. Верхняя часть 3 двойного ко- нуса 3, 4 выполнена достаточно пологой (угол между образующей ко- нуса и горизонтальной плоскостью со- ставляет примерно 30°) в целях замед- ления продвижения топлива в шахте и более полной его газификации. Нижняя часть 4 двойного ко- нуса 3, 4 снабжена снаружи тепло- изоляционной футеровкой 21 для предотвращения дополнительного на- гревания раскаленными стенками топливника генераторного газа, про- сасываемого через две концентрич- ные кольцевые полости /3, 14 во- круг топливника, отделенные друг от друга горизонтальной перегород- кой 23 с кольцевой щелью 24. Эта щель имеет эксцентричную относи- тельно нижней части 4 топливника форму в целях компенсации стрем- ления к неравномерному распределе- нию газового потока, вызываемому односторонним отсосом газа через шту?хер 15. Воздух к фурмам 5 поступает через отверстие, прикрытое автоматическим клапаном 78, и кольце- вую полость 16 вокруг газоотборной камеры 14. При этом происходит подогрев воздуха и охлаждение генераторного газа. Шахта 1 снабжена теплоизоляционной футеровкой 22 и 8 в целях уменьшения тепловых потерь на излучение газогенераторного кожуха и создания более благоприятных условий для водителя газогенера- торного автомобиля и пассажиров. 56
Для облегчения очистки, ремонта и тому подобных операций щахта газогенератора выполнена разъемной в горизонтальной пло- скости с укреплением фланца подвесного топливника 5, 4 в плоскости разъема. Топливник обладает свободой теплового расширения книзу, пре- пятствующей появлению опасных температурных напряжений. Бункер выполнен (как обычно в генераторах фирмы „Кромаг"} двустенным с отводом через спускной штуцер конденсата водяных паров, проходящих через перфорации внутреннего кожуха бункера в зарубашечное пространство. Поворотная колосниковая решетка 6 снабжена обычным вильчатым рычагом, обслуживаемым вручную. Фирма „Карбонит" разработала конструкцию автомобильного газогенератора с повышенным температурным режимом (япон. пат. № 87524, кл. 151/2; чехослов. пат. № 36863, кл. 24е, оп^бл. в 1931 г.), изображенную на рис. 61. Воздух, смешанный с парами воды в испарителе Р и не- сколько в нем подогретый, по- дается к фурмам по винтовым каналам в кольцевом простран- стве между облицованной огне- упорной футеровкой С шах- той С и наружным кожухом. Проходя по этим каналам, паро- воздушная смесь перегревается. Газ, образовавшийся в гене- раторе, выходит из нижней части кожухом Р испарителя-подогревателя. Вода в испаритель подается по трубке /У; воздух поступает через, щели L. Рис. 61. шахты по трубе J, окруженной В испарителе-подогревателе Р генераторный газ подвергается довольно значительному охлаждению. Следует вообще отметить, что подача воздуха в газогенераторах через кольцевую расположенную вокруг шахты камеру подогрева со спиральными в ней каналами была предложена значительно ранее (англ. пат. № 150796, кл. 551, опубл, в 1925 г.). Австрийский изобретатель Ф. Моравский (австр. пат.№ 134296,. кл. 24е, опубл, в 1933 г.), предложил транспортный газогенератор Древесного топлива опрокинутого процесса газификации с централь- ным подводом воздуха и отводом конденсата из нижней части рубашки бункера, отличающийся тем, что кожух b рубашки вокруг бункера а наполнен гофрированным или оребренным в целях увеличения охла- ждающей поверхности рубашки. Водяные пары и швельгазы выходят в зарубашечное пространство между кожухами а и & и охлаждаются, после чего конденсат водя- ных паров отводится по трубке d наружу, а швельгазы направляются через прикрытые козырьками окна е обратно в шахту. В случае применения древесного топлива большой влажности можно отсасывать эксгаустером продукты швелевания в дополнитель- 57
Зольник, расположенный очистным люком, закрытым Рис. 62. ный холодильник, из которого конденсат водяных паров удаляется наружу, а охлажденные швельгазы подводятся обратно в шахту гене- ратора. Воздух в топливник подводится через осевую трубу I с выход- ными отверстиями т> прикрытыми колпачком п во избежание заби- вания их топливом. Газ из генератора отбирается через трубу о, окружающую ниж- нюю часть воздухоподводящей трубы Z. Газоотборная труба о имеет приемные отверстия р, прикрытые колпачком q. под колосниковой решеткой Z, снабжен крышкой k. Топливник /окружен кожухом h с за- полнением зазора g между ними тепло- изолирующим материалом (рис. 62). Есть основания полагать, что опи- санное выше устройство должно обес- печить повышение калорийности гене- раторного газа за счет уменьшения со- держания в нем водяных паров. ч На первый взгляд генератор, изо- браженный на рис. 62, может пока- заться явно нецелесообразным. В самом деле, привычной тенден- цией в современном транспортном газо- генераторостроении (при использовании в качестве топлива дров и тому подоб- ных влажных горючих материалов) является усиление бункерного обогрева (за счет физического тепла генератор- ного газа), дающего, как показали спе- циальные опыты, почти десятипро- центное повышение мощности двига- теля. Однако, следует иметь в виду, что повышение мощности получается не потому, что подогревается топ- этом охлаждается генераторный газ (на что может оказаться более целесообраз- ным отнимать физическую теплоту от генераторного газа не топливом в бункере, так как при этом затрудняется конденсация водяных паров, а например, воздухом или водой в специальных газоохладителях. В франц, пат. № 826257 (стр. 84) описан автомобильный газо- генератор, в котором также предусмотрено охлаждение бункера. Необходимый для выделения водяных паров из топлива подвод к нему тепла всегда может быть осуществлен за счет непосредствен- ного заимствования его из активной зоны генератора. Кратко можно сформулировать следующее основное требование к правильно сконструированному газогенератору, работающему на влажном топливе (по опрокинутому процессу): топливо в бункере ЛИБО, а потому, что при 100—200°). вительно поэтому, .58
олнсно быть по возможности высоко нагрето (для лучшего выделе- ния из него водяных паров), а стенки бункера (или стенки его кон- денсационной рубашки) должны быть по возможности хорошо охлаждены (для лучшей конденсации водяных паров, выделившихся и3 топлива, и отвода их наружу). Плодовитый изобретатель Э. М а л ь к у х, идеи которого исполь- зованы во многих конструкциях транспортных газогенераторов фирмы Дейтц*, разработал ряд представляющих значительный интерес конструкций воздухоподводящих устройств -для автомобильных гене- раторов опрокинутого процесса газификации. Этим изобретателем (герм. пат. № 544405, кл. 24е, 5, опубл. в 1932 г.), описан генератор с периферийным подводом воздуха через регулируемую кольцевую щель, рас- положенную в пло- скости, перпендикуляр- ной к оси шахты (рис. 63). Конус топливника, Рис. 63. Рис. 64. Рис. 65. составляющий одно целое с кожухом генератора, соединен разборно с рубашкой 7 топливника таким образом, что возможна осевая переста- новка этого кожуха на прокладках для изменения величины проход- ного сечения кольцевой воздухоподводящей щели 9. В других патентах этого изобретателя по классу 24е, 5 (герм, пат. № 547555, опубл/ в 1932 г, № 549287, опубл, в 1932 г., № 591768, опубл, в 1934 г., № 558990, опубл, в 1932>., № 585355, опубл, в 1933 г., № 568800, опубл, в 1933 г., № 596128, опубл, в 1934 г., № 612247, опубл, в 1935 г.) описаны различные другие предложенные им модификации устройств для подвода воздуха. В первом из этих патентов № 547555 предусмотрен способ, позво- ляющий приспосабливать генератор для работы на различных сортах топлива (попытка создания универсального или так называемого .все- ядного" генератора). Применительно к генераторам с центральной поздухоподводящей трубой этот способ состоит в изменении попе- речного сечения окислительной зоны и поперечного сечения горло- 59
вины топливника путем осевого перемещения воздухоподводящей трубы, несущей на себе дроссельную вставку (рис. 64). Во втором патенте № 549287 описан аналогичный способ, отно- сящийся к генераторам с периферийным подводом воздуха. Согласно этому способу, изменение поперечного се- чения шахты в окислительной зоне (под Рис. 66. плоскостью периферийного подвода воздуха) осуществляется^ посред- ством осевого перемещения (например на резьбе) дроссельного тела, помещенного у горловины топливника (рис. 65). Рис. 68. В третьем патенте № 591768 указывается на возможность неза- висимого друг от друга перемещения как осевой воздухоподводящей трубы, так и окружающей ее дроссельной вставки (рис. 66). В четвертом патенте № 558990 предлагается изменять сечение горловины топливника посредством помещения на кольцевом выступе 3 60
Рис. 69. Рис. 70. 1 — бункер, 2 — конденсационная камера, 3 — инжектор, 4— зона швелевания, 5 — рубашка подо- грева воздуха, 6 — отвод газа к очи- стителю, 7 — подвод главного воздуха, 8— подвод дополнитель- ного воздуха, Р—вра- щающаяся колоснико- вая решетка, 10 — зольник. сменной дроссельной кольцевой шайбы 4 заранее подобранного раз- мера (рис. 67). Этот метод еще в 1931 г. был предложен советским изобретателем С. И. Декаленковым (см. стр. 48). В пятом патенте № 585355 предлагается вставлять дроссельные вставки через боко- вой люк шахты. В шестом патенте № 568800 описано устройство с применением одного обратного клапана на воздухоприемном патрубке, ве- дущем к общему воздухопроводу, питающему осевые и периферий- ные сопла или два яруса периферийных сопел (рис. 68а, б). В седьмом патенте № 596128 описано рас- положение кольцевого сборника (питающего фурмы периферийного подвода воздуха) ме- жду соединительными фланцами бункера и шахты генератора (рис. 69). В восьмом патенте № 612247 описан генератор с подводом воздуха через отверстия в центральном колпаке осевой трубы, отличающийся тем, что этот колпак вы- полнен в виде двойного конуса, заполняющего почти все сечение топливника (в целях уве- личения глубины проникновения воздуха в толщу топливного столба). В устройствах по более новым патентам других германских изобретателей (герм. пат. № 641231 и № 654107, кл. 24е, 5, опубл, в 1937 г.) предпочтительно применяется комби- нированный подвод воздуха как периферий- ный, так и центральный, с расположением всех выходных отверстий для воздуха приблизительно в одной и той же плоскости. Генератор Мюльгеймского Инсти- тута (рис. 70), повторяющий в основных чер- тах конструкцию по вышеуказанному герм, пат. № 654107, характерен еще в том отно- шении, что воздух, подводимый в центральную осевую трубу, эжектирует швельгаз из верхней части бункера и по- дает этот газ в окислительную зону генератора. Аналогичная конструкция (рис. 71а, б) описана Б. Кито в япон. пат. № 98959, кл. 151/2 опубл, в 1932 г. 61
Этот патент касается транспортного газогенератора опрокинутого процесса газификации с центральным подводом воздуха в шахту через трубу 10. Шахта генератора окружена двумя кольце- выми полостями: внутренняя полость с патруб- ком 9 служит для отвода газа, а внешняя по- лость с патрубком 6 служит камерой подогрева воздуха. Вентилятор 7 подает в шахту воздух при роз- жиге генератора. 9 6] 3 Рис. нагревшийся 4 5 7 / р При работе генератора воздух, проходя через насадок Ц трубы 10, эжектирует из кольцевой щели 12 продукты швельпроцесса в бункере, подвергнутые предварительному охлаждению в холодиль- нике 13, снабженном спускным краником 16 для отвода конденсата. В япон. пат. № 100362 (кл. 151/2) описано видоизменение этого газогенера- тора Кито, отличающееся лишь подачей в центральную воздушную трубу подогре- той в генераторе воды. Многоярусное расположение периферий- ных фурм в генераторах опрокинутого про- цесса газификации составляет предмет япон. пат. № 84987, а также пат. № 109080 по классу 151/2. Фирма „Дейтц", проведя ряд исследова- ний по вопросу о наивыгоднейшем способе подвода воздуха в топливник газогенера- тора опрокинутого процесса газификации древесного топлива, отказалась от комбини- рованного подвода воздуха (центральным соплом и периферийными фурмами) и пере- шла к конструкции с подводом воздуха од- ним центральным соплом (рис. 72). Особенностями 1. Переставное воздушное сопло. Переставной топливника. Частичный обогрев бункера генераторным газом. Рис. 72. 1 — отбор газа, 2 — теплоаккумулирую- щая керамическая футе- ровка, 3— переставной дроссельный конус, 4 — шуровочный люк, 5 — люк зольника, б—пере- ставное по высоте (на резьбе) воздушное сопло, 10 — подвод воздуха, 11 — воздушный клапан. конструкции являются: по высоте (на резьбе) 2. устье 3. по высоте дроссельный конус в нижнем выходном 62
4. Отвод конденсата швельгаза через прикрытые козырьками перФ°Рации бункера в зарубашечное его пространство, откуда кон- денсат сливается в сборник и отводится наружу. 5. Наличие огнеупорной керамической футеровки топливника. Германская фирма „Банки-Аппарате-Гезельшафт" (герм. пат. j^o 653320, кл. 24е, 5, опубл, в 1937 г., австр. пат. № 147486, кл. 24е, опубл, в 1937 г.) разработала конструкцию газогенератора опрокинутого процесса газификации древесины, древесного угля и прочих видов топлива с подводом воздуха сверху через центральную переставную по вертикали трубу в горловину диффузорного топлив- ника. Эта конструкция отличается тем, что воздухоподводящая труба,, ниже выходных для воздуха отверстий 6“, снабжена глухим груше- видным расширением 4, профиль которого находится в таком соот- ветствии с профилем горловины топливника, что при всех положениях трубы 5 сохра- няется неизменное соотношение площадей живого сечения зон топливника в плоскости расположения отверстий 6 и в плоскости [ 1—zH* наибольшего диаметра грушевидного рас- ширения 4 (рис. 73). Этим устройством предполагается до- стичь неизменности состава газа при изме- нении производительности (нагрузки) гене- ратора. Рис. 74—78 иллюстрируют (для сопоста- вления с вышеописанными) ряд классических примеров известных уже и широко опи- санных в литературе конструкций газогене- раторов опрокинутого процесса. Рис. 74а,б относится к генератору Са- гам (герм. пат. № 490657, кл. 24е, 5, опубл, в 1930 г., амер. пат. № 1849279, опубл, в 1932 г., англ. пат. № 294773, кл. 551, опубл, в 1933 г., япон. пат. № 84220, кл. 151/2 и др:). Рис. 75 а, б относится к генератору Пан ар-Лев асе о р (франц, пат. № 594035, кл. 24е, 3, опубл, в 1925 г., япон. пат. № 97682, кл. 151/2). Рис. 76 относится к газогенератору Имберт с полным обогре- вом бункера (амер. пат. № 1821263, опубл, в 1931 г., чехосл. пат. №47372, кл. 24е, опубл, в 1931 г., герм. пат. № 492091, кл. 24е, 5, опубл, в 1930 г., япон. пат. № 78238, кл. 151/2, опубл, в 1931 г.). Рис. 77 относится к газогенератору Имберт с периферийным* подводом воздуха через фурмы, укрепленные на нижней концевой кромке воронки топливника (герм. пат. № 569619, кл. 24е, 305, опубл, в 1933 г.). Этот метод подвода воздуха имеет ряд преиму- ществ перед обычным методом подвода воздуха в горловину топлив- ника как с точки зрения упрощения изготовления топливника, так и с точки зрения уменьшения возможности появления трещин в сварочных швах. 63
Рис. 78 относится к газогенератору Им б ер т с периферийным подводом воздуха в плоскости, расположенной выше горловины шахты (польск пат. № 21603, кл. 24е, 305, опубл, в 1935 г., норв. пат. № 54972, кл. 24е, 5, опубл, в 1935 г., англ, пат. № 410719, гр. XII, опубл, в 1935 г.). Рис. 77. Почти полным повторением общеизвестной и запатентованной чуть ли не во всех странах мира схемы генератора Имберт с полным обогревом бункера (рис. 76) является схема (рис. 79) финской фирмы A.S.S.O.M.V. (швед. пат. № 87898, кл. 24е, 3, опубл, в 1936 г., норв. пат. № 54647, кл. 24е, 3, опубл, в 1934 г.). Шахта 1 генератора A.S.S.O.M.V. окружена кожухом 2 с коль- цевым зазором, через который отводится образующийся в генераторе газ, подсушивающий при этом топливо в бункере и подогревающий <64
воздух, подводимый к фурмам через кольцевую полость 14, ра споло- женную вокруг кожуха 2. Фланец 3 шахты 1 зажаг между фланцем крышки 5 генератора и фланцем 4 кожуха 2, что обеспечивает свободное расширение шахты 1 книзу. Топливник в зоне высоких температур обмурован огнеупорной футеровкой Я Клапан 20 служит для регулирования притока воздуха в генератор. В этом патенте заслуживает внима- ния лишь оригинальная конструкция крышки загрузочного люка. Крышка 21 удерживается на месте тремя лапами 22, нагружен- ными спиральными винтовыми пружинами. Рис. 79. \_ Нажимом вниз на ручки лап 22 и поворотом этих ручек дости- гается освобождение затвора крышки. Ордоди и Прохаска (азсгр. пат. № 151315, кл. 24е, опубл, в 1937 г., Венгрия) предложили подводить воздух в транспортных газогенераторах опрокинутого процесса газификации системой тру- бок bi утопленных на части своей длины в огнеупорную футе- ровку f топливника г. Нижняя часть трубок b помещена в газоот- борной полости В для предварительного подогрева воздуха, посту- пающего в тру эки или из центрального штуцера а (рис. 80а б,) или из коробки у, расположенной под зольником (рис. 80в, г). Выход воздуха из трубок b в топливник осуществляется или через сопла с на отогнутых к центру шахты коленах (рис. 80 а, б). 5 Новые изобретения 65
или через щели р во внутренних стенках конического кольцевого воздухораспределительного канала (рис. 80в, г). Генераторный газ выпускается через кольцевую полость мекду кожухами d и е шахты (рис. 80а, б) в целях подогрева топлива и воздуха. Воздух может подаваться через кольцевую полость i вокруг кожуха d (рис. 80в, г). Стрелками указан путь воздуха и ге- нераторного газа. Топливом в этом генераторе может служить древесина, маисовая солома и т. п. Высокая степень подогрева воздуха, предусмотренная в данной конструкции генератора, должна обеспечить высокотемпературный режим в шахте и повысить коэ- Рис. 80. Несколько сходную по идее с предыдущей конструкцией систему подвода воздуха в шахту предложил недавно финский изобретатель А. Тальвио (герм. пат. № 659361, кл. 24е, 5, опубл, в 1938 г.). В этой системе (рис. 81) подвод воздуха осуществляется через две расположенные друг против друга и введенные в шахту снизу вертикальные трубы /, /, обращенные выходными устьями своих верхних горизонтальных колен навстречу друг другу. Отвод генера- торного газа осуществляется через широкую центральную (осевую) трубу 2 с загнутой внутрь фаской (кромкой) в верхней своей части, укрепленную в своей средней части на горизонтальной перегородке 3, отделяющей топливник от зольника. 66
Отбор газа из генератора наружу происходит по трубе 4. Вы- ходные устья воздухоподводящих труб 1 могут иметь вид пло- ских горизонтальных щелей (сопел). Этот генератор представляет собой интересное промежуточное решение проблемы подвода воздуха сравнительно с двумя общеиз- вестными крайними решениями (периферийный или осевой подвод воздуха) и в известной мере свободен от недостатков, присущих тому И другому. Одна из распространенных в лируемого по высоте подвода Чехословакии систем осевого регу- воздуха в транспортных газогенера- торах опрокинутого процесса пред- ставлена на рис. 82 (австр. пат. № 145520, кл. 24е, опубл, в 1936 г.). Рис. 82 Особенностями этой системы являются: 1. Расположение выходного устья воздухоподводящего колена 7 в месте перехода цилиндрической стенки топливника в суживающийся книзу конус. 2. Снабжение колена 7 переставным вдоль оси шахты конусом 9, (служащим для образования свободной полости 11 под соплом /9), выполненным из огнеупорного материала (например шамота). 3. Выполнение колена 7 переставным вдоль оси шахты (на резьбе во втулке 6). Предусмотренное в этом генераторе изменение по высоте места подвода воздуха позволяет приспосабливать генератор к работе на различных сортах древесного или древесноугольного топлива. Характерной для польских конструкций автотракторных газо- генераторов опрокинутого процесса является схема, предложенная 5* 67
И. Стронским (польск. пат. № 23627, кл. 24е, Зо5, опубл, в 1936 г.). В этой схеме, рассчитанной на применение древесного топлива, осуществлен подвод воздуха в топливник как с помощью централь- ной осевой трубы 27, так и с по- Рис. ез. мощью периферийных фурм 77 и 74, расположенных двумя поясами (выше и ниже выход- ных отверстий трубы 27) по окружности суженных сечений топливника 7. Топливник ок- ружен воздухоподводящей ка- мерой 16. Генераторный газ проходит вниз через колосни- ковую решетку 18 и затем поднимается по кольцевому каналу, образованному двой- ными стенками генераторного кожуха, к выходной трубе 22, подогревая топливо в бункере и попутно при этом охлаж- даясь. Внешний кожух генера- тора состоит из двух частей — верхней 7 и нижней 2. Между этими частями помещена гори- зонтальная перегородка, отде- ляющая газоотборный кольце- вый канал в нижней части ко- жуха от конденсационной по- лости в верхней части кожуха. Последняя полость служит для сбора и спуска конденсата, образующегося при охлаждении паров, полученных из влаги древесного топлива при подсушке его в гене- раторе (рис. 83). В транспортном газогенераторе чехословацкого изобретателя М. Бетак (чехосл. пат. № 61169, кл. 24е, опубл, в 1938 г.) воздух и водяной пар подаются в шахту через горизонтальную перфориро- ванную трубу, расположенную в горловине шахты. 68
конструкции известные в СССР. /5» Рис. 85. Газ, полученный в генераторе, проходит через полость, окру- жающую шахту, и поступает через систему очистителей и охлади- телей к мотору. Рис. 84а, б иллюстрирует схему данного генератора, рис. 84в изображает видоизмененную схему, согласно которой при L-образной в поперечном сечении форме шахты генератора подводящая воздух труба имеет вид Y-образного тройника. На нижеприведенных рис. французских генераторов, мало Рис. 85а, б изображает генератор фирмы „Барбье" (франц. пат. № 667705, кл. 24е, 3) несколько необыч- ного типа сравнительно с кон- струкциями, ранее выпускав- шимися этой фирмой. Этот генератор, работаю- щий по опрокинутому про- цессу газификации, снабжен коническим футерованным топ- ливником 7, в нижней части ко- торого расположена подвижная колосниковая решетка 4. В верх- ней части топливника поме- щен кольцевый воздухораспре- делительный канал 5 с ради- альными фурмами, соединенный с вентилятором 6 для розжига генератора. Бункер 2 снабжен загрузочным люком 3. Кожух 7 генератора имеет водяную ру- башку, как и кожух 14 очисти- теля 12. Эти водяные рубашки со- единены с системой циркуля- ционного охлаждения мотора и служат для охлаждения газа выходящего из** генератора в очиститель по трубе 9, и для предотвращения перегрева генераторного кожуха. В нижней части генераторного кожуха имеется люк 8 для удале- ния золы. Распределительная камера 11 в нижней части очистителя 12 служит приемником для газа, выпускаемого затем из очистителя к мотору по трубе 73. Вода же из системы охлаждения мотора помпой (не показанной на чертеже) нагнетается через патрубок 15 в нижнюю часть рубашки очистителя 12, затем из верхней части этой рубашки вода трубкой 16 подводится к баку /7, соединенному трубками 18 и 20 с рубашкой генераторного кожуха. /г 69
Трубка 20 ответвлением 21 соединена с охлаждающей водяной рубашкой мотора. На рис. 86 представлен французский генератор, предложенный Р. Леонард он (франц, пат. № 687942, кл. 24е, 3, опубл, в 1930 г., Франция). В этом генераторе подвод воздуха в топлив- ник 2 производится по центрально расположенной трубке 13. Газо- образные продукты, полученные в зонах подсушки и дестилляции А и В, отсасываются через кольцевую перфорированную камеру 10 и трубку 11 в очиститель 12 для предварительной очистки газа перед поступлением его в окислительные зоны С и D. Отсос газов в очиститель 12 осуществляется эжекционным действием струйного аппа- рата 14, 15, действующего подводимым по трубке 15 воз- духом, служащим для поддер- жания горения в генераторе. Газ из генератора выходит по трубе 9 во вторичный очи- ститель (не показанный на чер- теже) и оттуда в мотор. Труб- ка 17 служит для отвода га- зов из генератора при не ра- ботающем двигателе. Колосни- ковая решетка 4 имеет сфери- ческую форму. Топливник укреплен в гене- раторном кожухе сверху на ко- нических стенках бункера 1 и поддерживается снизу несколь- кими смотровыми радиально расположенными трубками. Топливом для предлагае- рис мого генератора могут служить дрова или тому подобный го- рючий материал. На рис. 87а,б изображен французский генератор Сабатье (франц, пат. № 653881, кл. 24е^3 и доп. пат. № 38003). Тракторный газогенератор Сабатье состоит Из призматического топливника а из листового железа, окруженного кожухом в, обра- зующим воздушную рубашку и снабженным в нижней части отвер- стиями с для входа воздуха. В средней своей части топливник а снабжен футеровкой е, изо- лированной от металлической стенки асбестовой набивкой f. Эта футеровка е сравнительно невысока, зато ее толщина больше обыкновенно применяемой. Особенностью этой футеровки является наличие кольцевого выступа (пояска) е' с внутренней ее стороны, служащего для увеличения жесткости футеровки. Этот поясок снабжен каналом, через который производится подача воздуха 70
a шахту. Смотровые окна h служат одновременно для розжига гене- ратора. Нижняя часть топливника не имеет огнестойкой футеровки, так температура в этом месте сравнительно невелика. Активная зона генератора ограничена высотой футеровки е. Бункер а' снабжен загрузочным люком I. В нижней части топливника под колосниковой решеткой распо- ложены две выводные трубки k для газа. Эти трубки ведут к расположенному непосредственно под шахтой генератора грубому очистителю /, снабженному спускным краником т и газоотводной трубкой п. В очистителе I происходит одновременно охлаждение газа. Далее газ, через трубопровод, поступает во вторичный фильтр любого типа. В генератор по вышеописанному франц, пат. № 653881 изобре- а) 6) h' ___8 Рис. 87. Рис. 88. Рис. 89. ////////////Лг. татель (Сабатье) внес некоторое усовершенствование (доп. пат. № 38003 к франц, пат. № 653881), заключающееся в устройстве двух зон горения: одной действующей тогда, когда трактор работает с не- большой нагрузкой, и другой, действующей при полной нагрузке мотора. В футеровке е (рис. 88) имеются, два венца сопел А1, А2, снабженных калиброванными отверстиями i1, Р, сообщающихся с рубашкой с9 У основания которой предусмотрены отверстия с1 для впуска воздуха. Размер отверстий г1, I2 таков, что сечение для прохода воздуха в верхних соплах А1 приблизительно равно двум третям проходных Сечений нижних сопел А2. В целях уменьшения размеров грубых очистителей (устанавливае- мых непосредственно за генератором опрокинутого процесса газифи- кации) или в целях полного их устранения многие изобретатели 71
в разных странах положили немало труда на разработку схем очи- стки генераторного газа с применением отражательных пластин, поглотителей и тому подобных средств, помещенных в габаритах генераторного кожуха или даже непосредственно в шахте. Несколько примеров наиболее характерных, заслуживающих вни- мания, конструкций иллюстрировано рис. 89—94. Рис. 89 показывает схему, предложенную Даннебергом и Квандтом (герм. пат. № 657242, кл. 24е, 5, опубл, в 1938 г.), относящуюся к генератору с центральным подводом воздуха, предва- рительно подогреваемого физическим теплом генераторного газа в кольцевой камере между конусом 2 топливника и наружным кожу- хом 4 генераторной шахты. В этой кольцевой камере на днище 5 зольника установлен бара- бан 3 с двойными стенками, между которыми по винтовому каналу 10 проходит воздух, поступающий снизу по патрубку 7 и выхо- дящий в топливник по трубе 8, заканчивающейся соплом 9. Между верхней кромкой барабана 3 и конусом 2 топ- ливника имеется узкая кольце- вая щель, через которую дол- жен пройти генераторный газ по пути к газоотборному пат- рубку 11. Вследствие удара газового потока о стенки, между кото- рыми образована упомянутая выше узкая кольцевая щель, из газа выпадают уносимые им частицы пыли. увеличение сопротивления про- хождению генераторного газа вследствие уменьшения размера проход- ного сечения. Рис. 90а, б демонстрирует схему норвежских изобретателей Б. Эк к и Т. Линдквист (норв. пат. № 59932, кл. 24е, 3, опубл, в 1938 г.), базирующуюся на общеизвестной конструкции француз- ского газогенератора фирмы Рено. Центральный подвод воздуха в шахту осуществляется через боко- вую трубу 13, снабженную на приемном устье обратным клапаном 14. Конический топливник 7 окружен с кольцевым зазором кожухом 6, укрепленным своим основанием на колосниковой решетке 5. Отвод газа, образовавшегося в генераторе, осуществляется через зольник 11 и трубу 8 с верхним колпаком 10. Выходное устье воздушной трубы 13 может быть снабжено насад- ком 18, 19 для предотвращения забивания ее топливом. Газ, выходящий из шахты, многократно меняет направление сво- его движения (см. стрелки на рис. 90а), вследствие чего от него отде- ляются пыль, сажа и загрязнения и, по выходе из генератора, он 72
уже не требует грубой очистки и может быть направлен прямо- в охладитель, после чего, пройдя тонкий фильтр, газ становится пригодным для направления его в двигатель. Изобретатель Аббэ (герм. пат. № 631117, кл. 24ел 5, опубл. в 1936 г.) предложил генератор (рис. 91) с фильтром Е, устано- вленным на днище шахты. Эта конструкция отличается легкостью сборки и разборки и удоб- ством очистки зольника и фильтра, а также легкостью смены то- пливника. Известный изобретатель Д. Сми,т (амер. пат. № 1865341, опубл, в 1932 г., герм. пат. № 490029, кл. 24е, 5, опубл, в 1930 г., англ, пат. № 294373, кл. 551, опубл, в 1933 г.) предложил располагать- очиститель в кольцевой полости вокруг топливника (рис. 92). Схем» действия газогенератора Д. Смита следующая. Воздух подается через отверстия К и, подогреваясь при прохождении через кольце- вую полость j вокруг топливника а, поступает в активную зону шахты. Газ, отбираемый через патрубок Z, выходит из топливника через щели р закрытого двойного конуса d и, попадая в коническое кольцевое пространство, замыкаемое открытым двойным конусом d', е> подвергается грубой очистке. По выходе из открытого двойного конуса газ проходит через зольник в кольцевые камеры о, о, расположенные с некоторым радиальным зазором вокруг топливника и заполненные фильтрующей набивкой, размещенной на горизонтальных решетках. Водяная ру- башка г зольника может быть использована для получения пара, по- даваемого трубками t и v в полость j подвода воздуха. 73
Несколько сходная по основной идее с предыдущей конструкция газогенератора (для древесной мелочи), комбинированного с грубым очистителем газа, предложена Ф. Левеке (англ. пат. № 367514, гр. XII, опубл, в 1933 г.). Генератор Левекса (рис. 93) снабжен центральным топливником 2, над коническим раструбом 23 в верхней части которого соосно расположен перфорированный конус 3, по- движной в осевом направлении. Вокруг топливника 2 концентрично с ним расположены две коль- цевые полости 14 и 12. Полость 14 заполнена фильтрующим материалом, например, дре- весным углем для предварительной Рис. 93. очистки генераторного газа. Полость 12 служит для по- догрева воздуха, поступаю- щего через вентилятор. Подо- гретый воздух входит в топ- ливник через узкую кольце- вую щель между нижней кром- кой бункерного конуса 18 и верхней кромкой перфорирован- ного конуса 3. Вторичный воздух подается через регулируемые кольцевым шибером окна 5 в полость ме- жду конусами 3 и 23. Газ отводится из-под ко- лосниковой решетки через по- лость 14 и патрубок 24. Розжиг генератора осуще- ствляется зажиганием фитиля 8, помещенного в кольцевом же- лобке топливника 2 под кону- сами 3, 23. Конденсат из бункера уда- ляется с помощью сточного желоба 9 по спускному пат- рубку. Рычажный механизм, свя- занный с конусом 3, служит для встряхивания этого конуса вручную во время работы генератора для облегчения прохождения топлива из бункера в шахту. В качестве последнего примера конструкций комбинированных ге- нераторов-очистителей полезно привести устройство фирмы „Дейтц" (герм. пат. № 654798, кл. 24е, 5, опубл, в 1937 г.). В этом патенте описан автомобильный газогенератор опрокину- того процесса с отсосом газа из кольцевого пространства между топливником и наружным кожухом генератора, отличающийся тем, что в этом кольцевом пространстве d над слоем А топлива помещены кольца е с отверстиями / и лопатками g, наклоненными по окруж- ности для сообщения газу вихревого движения, улучшающего пере- 74
мешивание горячих газов с более холодными и снижающего тем самым температурное напряжение газогенератора и опасность прогара отдель- ных его частей, а также способствующего предварительной очистке таза от пыли (рис. 94 а, б). Существует ряд предложений комбинировать генератор с другими частями установки, кроме очистителя, например, с газоохладителем. Однако все эти предложения, по крайней мере в том виде, в кото- ром они изложены в патентных материалах, являются настолько мало проработанными, что полезности. Например, лю- бопытную. но совершенно неудачную попытку кон- структивного совмещения газогенератора опрокинутого процесса с газоохладителем сделал Н. Н. Мурин (сов. пат. № 14945, кл. 24е, 3, опубл, в 1930 г.). Изобретение Н. Н. Му- рина касается газогенера- тора с опрокинутым про- цессом газификации и имеет целью улучшить процесс газификации топлива путем быстрого охлаждения газов по выходе их из слоя топ- лива. Для этого газогене- ратор снабжен трубчатым холодильником, расположен- ным между шахтой генера- тора и зольником. На рис. 95 изображен вертикальный разрез этого газогенератора. Между зольником 18 и шахтой Г (снабженной фу- теровкой 2 и окруженной в нижней части испари дильник с вертикальными трубками 14 и горизонтальными труб- ками 15. Необходимый для процесса газификации пар поступает из испарителя 4 через регулируемый золотник 5 в распределитель- ную трубу 6, а из последней — в рубашку 7. Воздух входит в ру- башку 7 через ряд регулируемых отверстий 10 в кожухе 11 и посту- пает в шахту Г через отверстия в фурменном кольце 3. Газы, обра- зующиеся из топлива в шахте проходят через холодильник 14— 15 и, обогнув заслонку 17 зольника, удаляются через патрубок 19. В качестве охлаждающей среды в холодильнике может быть исполь- зована вода из охлаждающей системы двигателя. Вода поступает в холодильник по трубе 16 и удаляется с противоположной стороны. вывывают сомнения с точки зрения их Рис. 94. 4) помещен трубчатый холо- 75
Выбор изобретателем места расположения охладителя для газа, соста- вляющий сущность разбираемого патента, следует признать совершенно нецелесообразным в виду неизбежности быстрого ^забивания трубок холодильника твердыми частицами топлива, уносимыми из генера- тора газом, что вызовет если не остановку двигателя, то по крайней мере значительное увеличение сопротивлений во всасывающей системе двигателя, а следовательно падение мощности двигателя. Рис. 95. Кроме того, снижение температуры в нижней части топливника вызовет зашлаковывание трубок холодильника, не говоря уже об уве- личении расхода мощности двигателя на охлаждение воды, нагрев- шейся в холодильнике. 3. Газогенераторы горизонтального процесса (перекрестноточные) Изобретателем этого типа автомобильных газогенераторов (наи- более простого, совершенного, высоконапряженного и компактного) должен быть признан талантливый французский конструктор Г. И м- берт, известный своими конструкциями автомобильных газогенера- торов опрокинутого процесса газификации, получившими мировое признание и всеобщее распространение. 76
Еще в 1924 г. Г. Имберт получил во Франции пат. № 571483, АО кл. 24е, 3 (англ. пат. № 222849, кл. 551, опубл, в 1928 г.) на генератор горизонтального процесса, схемати- чески изображенный на рис. 96. В этом гене- раторе металлический, не футерованный топлив- ник а снабжен двумя расположенными друг против друга глубоко вдающимися в шахту труб- ками для подвода воздуха с и для отвода газа с между которыми локализуется активная зона газификации в генераторе. Преимуществами конструкции являются: 1. Легкость золоудаления в виду рыхлого состояния золы при достаточно высокой тем- пературе в зольнике (возможно и жидкое шлако- удаление). 2. Стойкость стенок топливника, не нуждающихся в огнеупорной обмуровке в виду того, что зона Рис. 96. 92 Рис. 97, /—зона образования водяного пара и конденсации его, 2—зона обра- зования водяного пара, 5—зона дис- социации водяного пара, □—стека- ние водяных капель, 6—газоотвод- ный патрубок (переставной по оси на резьбе), 7 — зона восстановления углекислоты, 6 — зона горения, 9 — регулятор подачи воды, 10 — зола, И — вода, 12 — зона застоя (газовый карман), 13—воздушное сопло. 7/ ,0 '<3 высоких температур локализуется в центральной части шахты, до- статочно удаленной от стенок. Недостатком конструкции яв- ляется отсутствие не предусмот- ренной автором патента системы интенсивного охлаждения трубок с и с*. Развитием схемы конструкции по вышеуказанному патенту Г. И м- бе рт является генератор Мак- дональда из Африки (амер, пат. № 1938296 и № 1938297 за 4933 г., англ. пат. № 336932, кл. 551, опубл, в 1933 г., япон, пат. № 98574, кл. 151/2, герм, пат. №582020, кл. 24е, Зо5, опубл. в 1933 г., австр. пат. № 130650, кл. 24е, опубл, в 1932 г., норв. паг. № 52927, кл. 24е, 1, опубл, в 1933 г.). В этом генераторе (рис. 97) через трубку 13 подается воздух, а через вставленное в нее сопло 9 подается в избытке вода, которая сливается на дно шахты. Газ от- водится по трубта 6. Трубки 13 и 6—переставные (на резьбе) в поперечной плос- кости генераторной шахты в це- лях регулирования размера активной зоны генератора. Твердое топливо загружается в бункер генератора через люк с крышкой. 77
К воздуху в трубке 13 может быть примешано жидкое топливо. Для более устойчивой локализации между трубками 13 и 6 актив- ной зоны генератора на днище шахты насыпается битый огнеупорный кирпич. В этом устройстве проблема охлаждения воздушного сопла решена довольно удовлетворительно. Регулирование подачи воды, добавляемой к воздуху в генераторе вышеописанного типа, в соответствии с требованиями повышения Рис. 98 мощности машины независимо от разрежения в шахте генератора, разработано (рис. 98 а, б, в) тем же Макдональдом (англ, пат. № 485655, гр. XII, опубл, в 1939 г.). При малых нагрузках двигателя в шахту газогенератора подается меньшее количество воды, чтобы аккумулировать в активной зоне запас теплоты, необходимый для того, чтобы обеспечить протекание эндотермических реакций, имеющих место при впрыске в шахту гене- ратора большого количества воды при значительных нагрузках дви- гателя. Газ из генератора 1 поступает по трубе 41 в автомобильный двигатель 40 через смеситель 44. Воздух в смеситель входит через патрубок 45 с заслонкой 46. Смесь поступает к двигателю через трубку с дроссельной заслонкой 47. 78
Дроссельная заслонка 47 и воздушная заслонка 46 управляются акселераторной педалью 48, действующей одновременно через систему тЯГ и рычагов"£62, 60, 59, 56 на регулятор 22 подачи воды из бачка 37 и трубку 21 в поток воздуха, засасываемый в шахту гене- ратора (рис. 98а). »Воздушное сопло 5 газогенератора (рис. 986) снабжено водяной рубашкой 7 с подводящими и отводящими воду трубками 8, 9. Вода из трубки 21 протекает по каналу 18 и выхо- дит через сопло 19 в воздушную струю. Рис. 98в иллюстрирует схему усилителя подачи воды при вне- запном увеличении нагрузки двигателя. Педаль 48 акселератора связана тягой 81 через буфер 82 с поршнем 84 водяного насоса 85, приво- димого в действие ногой водителя автомобиля. Нажатие на педаль 48 вызывает впрыскивание дополнительного количества воды насосом 85 в шахту генератора из трубки 87. Вода в насос 85 подводится по трубке 86. Дальнейший крупный шаг в деле развития автотракторных газо- генераторов горизонтального процесса был сделан французским изобретателем Ж. Г о эн. По схемам, разработанным этим автором, в настоящее время строятся газогенераторы для грузовых автомоби- лей, тракторов и легковых автомобилей во всех странах. Основная идея, положенная в основу работы генераторов Го эн, сводится к тому, чтобы создать условия, при которых углерод то- плива мог окисляться непосредственно в окись углерода, минуя угле- кислотную фазу, т. е. вести процесс не по общепринятым реакциям с + О2 = СО2 и СО2 -Р С = 2СО, а прямо по реакции непосредствен- ного получения конечного продукта, т. е. по реакции СЦ-О[=СО (за счет высокой скорости воздушного дутья). Такое проведение процесса избавляет от необходимости иметь в газогенераторе так называемую восстановительную зону, что при- водит к значительному сокращению времени протекания процесса и повышает компактность газогенераторной установки. Исследования советских ученых Гроздовского, Чуханов а,. X и т р и н а и др. показали полную теоретическую и практическую возможность непосредственного протекания реакции С 4-0 = СО при высокоскоростном воздушном дутье. Гоэн установил, что одним из необходимых условий для осуще- ствления его идеи является подвод воздуха с высокой скоростью в центральную часть топливного столба шахты. Патенты Гоэн (франц, пат. № 646272 за 1928 г., № 707127 за 1931 г. и № 837723 за 1939 г., кл. 24е, 3, англ. пат. № 323147 за 1933 г., кл. 55i, № 361174 за 1933 г., гр. XII, № 383980 за 1934 г. гр. XII, герм. пат.№ 566768 за 1932 г. и №604771 за 1934 г., кл. 24е, 306, австр. пат. J'fe 102805, кл. 24е, опубл, в 1926 г.) демон- стрируют последовательное развитие и практические формы реализа- ции идей изобретателя.\ В франц, пат. № 707127 (кл. 24е, 3, опубл, в 1931 г.), описан автомобильный газогенератор горизонтального процесса газификации, рассчитанный на каменноугольное топливо, отличающийся тем, что глубоко вдающееся в шахту G генератора сопло Т, охлаждаемое 79
водой из циркуляционной системы водяного охлаждения мотора, слу- жит для подвода с высокими скоростями воздуха в смеси с водяным паром. Пар образуется за счет теплоты генераторного газа в паро- вом котле С и перегревается (после смешивания с воздухом) в тепло- обменнике Е теплотой выхлопных газов автомобильного мотора М. Бункер 7? соединен трубой, снабженной шибером г, с шахтой G, снабженной в верхней своей части конусом с, под которым помещен газоотводный патрубок g. Люк Р в нижней части шахты служит для удаления золы. Выхлопные газы из мотора М проходят теплообменник Е и на- правляются в глушитель S (рис. 99). На рис. lz00 а, б, в, г (герм. пат. Я® 566768, кл. 24е, 30б, опубл, в 1932 г., англ. пат. № 323147, кл. 551 \ опубл, в 1933 г.), схематически изображен автомобильный газогенератор Г о э н более со- вершенного типа с подводом воздуха также через сопло, глубоко вдающееся вглубь шахты. Согласно изобретению, боковое (горизон- тальное) воздушное сопло, выходное устье которого приходится почти у продольной оси генераторной шахты, снабжено водяным охлаждением, позволяющим подводить воздух с очень высокими скоростями и дли- тельно поддерживать высокую температуру зоны горения, в которой углерод непосредственно и мгновенно окисляется в окись углерода. Этим обеспечивается хорошая приспособляемость генератора к изме- нениям режима работы двигателя. Зона максимальных температур располагается в осевой части генератора, т. е. достаточно далеко о г стенок шахты, что позволяет обходиться без огнеупорной футеровки стенок генератора и дает значительное уменьшение веса генератора. Обеспеченные путем водяного охлаждения воздушного сопла высо- кие скорости выхода воздуха дают возможность жидкого шлакоуда- ления и поддержания рабочей зоны, свободной от шлаков. Отверстие в стенке шахты для отвода газов располагается, согласно изобретению, против воздушного сопла, несколько ниже его. Вода, охлаждающая воздушное сопло Т (или смесь воды с глице- рином), циркулирует по термосифонному принципу в системе тру- бок, в которую включен герметически закрытый бачок г (радиатор)» снабженный на наружной своей поверхности охлаждающими ребрами. 1 См. также австр. наг. № 102805. 80
Отвод газов производится через вертикальную крекинг-решетку Gf и канал с пылеотделительными дефлекторами С, В виду малого расстояния (сравнительно с другими типами генера- торов) между точками подвода воздуха и отвода газа внутреннее сопротивление в генераторе весьма незначительно, что позволяет использовать в качестве топлива в предлагаемом генераторе довольно мелкое топливо, которое к тому же не может проваливаться через прозоры колосниковой решетки в виду ее вертикального расположе- ния. Генератор может быть снабжен приспособлением для автомата - Рис. 100. ческой подачи воды в шахту из бачка В через змеевик s и сопло V2 действием всасывания двигателя. Генераторный газ на пути к скрубберу F проходит через охлади- тель /?, где нагревает и испаряет в змеевике s воду, поступающую из бачка В, снабженного поплавковой камерой с. Полученный пар поступает в реакционную зону шахты генератора через сопло И2, про- пущенное через газоотборный штуцер. Скруббер F с наполнителями 3, 4 орошается водой из системы водяного охлаждения двигателя. Вода засасывается помпой 7 через фильтр 6 из нижней части скруббера и подается в верхнюю часть автомобильного радиатора 2. Из нижней части радиатора 2 вода подается в скруббер F помпой 1 (рис. 100 а). б Нсвые изобретения 81
При применении в качестве топлива влажных горючих веществ например, дровяных чурок, торфа, бурого угля и т. п. (вместо дре- весного угля, на который нормально рассчитан предлагаемый генера- тор) необходимо применять приспособление, при помощи которого часть газа эжекционным действием воздушной струи отсасывается в верхнюю часть шахты, подсушивая топливо. Рис. 1006 показывает несколько иную схему. Вода для охлажде- ния воздушного сопла Т поступает из кольцевого бачка /?, из паро- вого пространства которого пар, поступающий из охлаждающей рубашки сопла Т, расходуется по трубке X, вставленной в воздушный трубо- провод Д, ведущий к соплу Т. Для регулирования присадки пара к воздуху может быть приме- нено устройство, поясненное схемой на рис. 100 в. Пар из камеры А, в которую он поступает из трубки X, эуектируется свободной Рис. 10L струей воздуха из трубы 7, причем приток пара регулируется заслон- кой г, помещенной в камере А. Рис. 100 г демонстрирует принцип использования швель-продуктов из верхней части шахты для сжигания их в самом генераторе. Швельгаз отводится через конденсатор 77 и сепаратор 72 к воздушному соплу Т, в котором происходит смешивание газа с воздухом. В англ. пат. № 361174 (гр. XII, опубл, в 1933 г.) того же изо- бретателя (рис. 101а, б, в) решается проблема борьбы с зашлаковы- ванием воздушного сопла газогенератора. Для очистки от шлака охлаждаемого водой сопла 22, по кото- рому с большой скоростью подается воздух, применяется ручной ломик 77, свободно монтированный в буксе 72 (рис. 101а) или система ножей 27, 28 (рис. 101 а, б), насаженных на поворотный валик 29 и снабженных внутренним водяным охлаждением с циркуляцией воды через радиатор 32. Для автоматического прекращения подачи воздуха из сопла 22 в шахту при чрезмерном снижении уровня топлива в ней служит связанный системой тросов с запорным воздушным клапаном металли- 82
ческий „поплавок14, лежащий на поверхности слоя топлива в шахте и опускающийся вместе с этим слоем по мере выгорания топлива (рис. 101а). Для удаления жидких шлаков предусмотрен гидравлический затвор 24 с патрубком 34 для выхода газа и трубкой 35 для выпуска пылевидного шлака (рис. 101 в). Дальнейшее развитие генератора Гоэн (герм. пат. № 604771, кл. 24е, 305, опубл, в 1934 г., англ. пат. № 383980, гр. XII, опубл, в 1934 г.) характеризуется следующими основными чертами (рис. 102а б, в, г). 1. Резкое расчленение бункера от топливника, причем топливник выполнен столь малого объема по сравнению с бункером, что может вместить лишь то количество топлива, которое, в соответствии с подво- рие. 102. димым количеством воздуха и потребной мощностью, необходимо для мгновенной непосредственной газификации в окись углерода. Бун- кер 2 соединен диффузором 4 с топливником 7, в котором происхо- дит скоростная газификация топлива воздухом, подаваемым через охлаждаемое водой сопло 5. Газ выходит через патрубок 7. 2. Автоматическое регулирование подачи воздуха в зависимости от скорости выхода газа из генератора (от производительности гене- ратора). Дроссельная шайба 17 в газоотводящем трубопроводе создает перепад давлений, воздействующий на гибкую мембрану 20, связанную или непосредственно с иглой 13 регулирующего вентиля воздухопро- вода 6 «или с иглой 22, дросселирующей приток воздуха к пневма- тическому поршеньку 27, жестко связанному с иглой 13 регули- рующего вентиля воздухопцовода 6. 3. Розжиг генератора эжекционным действием воздушной струи, вытекающей из сопла воздушной трубы 33 в расположенную над нею дымовую трубу. 6* । 83
4. Применение нескольких расположенных друг под другом воз- душных сопел 5, 51 для обеспечения догорания топлива, не успевшего сгореть в основной реакционной зоне (это применение предусматри- вается для высокозольных топлив). 5. Отделение топливника от зольника полуцилиндрическим шибе- ром 35, вставляемым через дверцу 36, для поддерживания снизу топлива в шахте во время очистки зольника. В газогенераторах типа Го эн чрезмерно высокая температура в эоне горения часто вредно отражается на качестве генераторного газа, вызывая увеличение процентного содержания в нем углекислоты. Для предотвращения этого, французские изобретатели М. и К. Хер од (франц, пат. № 826257, кл. 24е, 30б, опубл, в 1938 г.) предложили окружить бункер генератора рубашкой водяного охлаждения. Рис. 103.1 —подвод воды, 2 — подвод воздуха, 3— клапан, 4— подвод воды для охлаждения воздушного сопла, 3 — маховичок для перестановки колосниковой решетки, 6—твердое топливо, 7—раскаленная зона, 8—крекинг- решетка, Р —отвод газов при розжиге в атмосферу, 10 — отвод газов к мотору, /1 — электрический вентилятор, 12 — мокрый очиститель, 13 — масло, 14 — сухие очисти- тели, 15 — прессованная пенька (конопля), 16— подвод газа к грубому очистителю, 17 — грубый очиститель, 18 — проволочная щетка. Вода из рубашки бункера (несколько нагретая теплотой топлива, заключенного в бункере) поступает в рубашку водяного охлаждения воздушного сопла, откуда вода, проходя через охладитель, снова подается в рубашку бункера. Схема построенного в 1938 г. в Англии автомобильного газо- генератора, работающего по горизонтальномуГпроцессу газификации на таких сортах топлива, как. антрацит, каменный уголь, торф и древесный уголь, приведена на рис. 103. Конструкция базирована почти целикам на принципах, изложен- ных в вышеприведенных патентах Г о э н. Отличительной особенно- стью является лишь наличие колосниковой решетки, переставной по вертикали на шарнирных стержнях по типу нюрнбергских ножниц; 84
опорные концы этих шарнирных стержней сближаются или отдаля- ются друг от друга посредством вращения скрепляющего их навин- тованного шпинделя, снабженного на одной части своей длины пра- вой резьбой, а на другой части — левой резьбой. Рис. 104. Через каждые 80 км пробега приводят механизм в действие, опускают колосниковую решетку в зольник и удаляют золу. Система очистки генераторного газа, показанная на рис. 103, дала весьма положительные ре- зультаты. Рис. 104 показывает схе- му советской газогенератор- ной установки НАТИ-Г23 для трехтонного грузового автомобиля ЗИС-8. Эта уста- новка, рассчитанная на гази- фикацию древесного угля, отличается от конструкции Гоэн лишь наличием ряда мелких конструктивных изме- нений (замена пробковой пыли в тонком фильтре кок- сом, размеры очистителей и т. д.). Крекинг-решетка этого Рис. 105. генератора работает в весьма тяжелых условиях и подвержена в значительной степени засорению и прогару. На рис. 105 показана эта решетка (материал ее — углеродистая сталь марки 1025), извлеченная из генератора после пробега газогенера- торного автомобиля по шоссе на участке в 5250 км (прогар сред- него ушка решетки имел место до начала пробега). 85
Заслуживает внимания оригинальная конструкция французской газогенераторной установки Дю п ю и (рис. 106), отличающейся от установки Го эн с^дующими особенностями: 1) не погруженной в топливный столб воздушной фурмой, 2) передвижной по верти- кали платформой Р и 3) кинематической связью между управляемыми от акселераторной педали органами, регулирующими поступление воздуха в газогенератор, поступление газовоздушной смеси к цилин- драм мотора и подачу вторичного воздуха в смеситель. Зона, подверженная действию высоких температур (т. е. распо- ложенная вблизи от воздушного сопла), охлаждается водой х. Подвод Рис. 106. и отвод воды производится трубками t, t из системы охлаждения автомобильного мотора. * Топливо (древесный уголь), загружаемое сверху из не показанного на рисунке бункера, заполняет всю шахту и опирается на подвижную горизонтальную платформу Р, перемещаемую по вертикали в генера- торной шахте системой передач из кабины управления автомобиля от ручного привода. Возможность значительного опускания платформы (вместе с нака- пливающейся на ней под топливным столбом в шахте золой), и?ба. вляет от необходимости частой очистки зольника, устраняет зашла- 1 На участке, занимающем примерно одну четверть всей высоты шахты. 86
кование стенок топливника и облегчает розжиг газогенератора (в виду возможности расположения при розжиге перед воздуховпускным отверстием свежих, свободных от золы, слоев топлива, подводимых опусканием платформы Р). Воздуховпускное щелевое отверстие в стенке топливника регулируется поворотным золотником Н9 име- ющим такое же щелевое отверстие на своем торце. Поворотом золотника Н приводят при большой нагрузке мотора эти щелевые отверстия в положение полного совпадения, а при малой нагрузке— в положение взаимной перпендикулярности. При промежуточной вели- чине нагрузки золотник Н должен быть повернут таким образом, чтобы проходная щель имела форму Нажатие на акселераторную педаль вызывает увеличение про- ходного сечения для входа воз- духа в газогенератор, открытие дроссельной заслонки С смеси- теля и открытие отверстия для впуска дополнительного воздуха в смеситель (последнее дости- гается поворотом плоской золот- никовой пластинки, имеющей сквозное отверстие А, до совпа- дения его с отверстием для входа дополнительного воздуха в сме- ситель). Преимуществами данной кон- струкции являются устойчивость работы генератора, постоянный состав газа при всех нагрузках мо- тора, отсутствие препятствий для равномерного опускания топлив- ного столба в шахте (в виду того, что воздушное сопло не вдвинуто шая опасность зависания топлива К числу недостатков генератора Д ю п ю и относятся конструктив- ная сложность и более низкая форсировка, чем у генераторов Г о э н. Представленный на рис. 107 японский автомобильный газогене- ратор горизонтального процесса газификации (япон. пат. № 118784, кл. 151/2) характеризует собой довольно низкую культуру техники транспортного газогенераторостроения Японии. Подача воздуха в генератор производится через кольцевую по- лость 5 вокруг бункерного конуса 2 и через вентилятор 6 (служа- щий для розжига). Воздух входит в шахту через окно 8, расположенное против гаэоотборного патрубка Р. В кольцевой поддон 16 топливника по трубке 15 подается вода, пары которой вместе с воздухом поступают в топливник. Эта примитивная конструкция может получить лишь резко отри- цательную оценку в виду неизбежности обгорания кромок воздухо- параллелограма. s — Рис. 107. /5 16 шахту) в и образования сводов в шахте. и, следовательно, мень- 87
впускного отверстия, низкой форсировки газогенераторного процесса (слишком большой размер воздуховпускного отверстия) и т. п. Для того, чтобы более рез- ко оттенить развитие автомо- бильных газогенераторов гори- зонтального процесса газифи- кации за последние 10—15 лет, следует вспомнить, как выгля- дели первоначальные конструк- ции этих генераторов. Характерная в этом отноше- нии конструкция Лярноди представлена на рис. 108 (франц, пат. № 606294, кл. 24е, 5, опубл, в 1926 г.). Топливник а генератора снабжен огнеупорной футеров- кой в, газосборником е и ис- парительной коробкой d. Воздух поступает по труб- ке й, водяной пар поступает через каналы g в днище фу- теровки из рубашки с топлив- ника, соединенной трубкой f с испарителем d. Газ из генератора выходит через канал i в сборник е и, подо- грев воду в испарителе dt поступает где получает вращательное движение винтовой вставки п. по трубе j в очиститель т, под действием дефлекторной Из очистителя газ по трубе w идет в смеситель мотора. Топливо в гене- ратор поступает из бун- кера k по трубе I Рис. 109а, б дает пред- ставление о более совре- менном автомобильном га- зогенераторе горизонталь- ного процесса бельгий- ского изобретателя Бел- ла й (герм. пат. № 611065, кл. 24е, 305, опубл, в 1935 г., франц, пат. № 703629,1 кл. 24е, 3, опубл, в 1931 г., англ, пат. № 377025, гр. XII, 1 См. также франц, пат. № 716926, кл. 24е, 3, опубл, в 1931 г., того же авторе 88
опубл, в 1933 г.). Этот генератор отличается тем, что, в целях уменьшения высоты реактивной зоны и обеспечения высокой ее тем- пературы, глубоко вдающееся в толщу топлива в шахте воздухо- подводящее плоское сопло 12 имеет щелевидное выходное отверстие 13 высотой 2—3 мм, простирающееся по всей ширине генератора. Для разложения смол, уносимых газом, выходящим из генератора при температуре около 1400°, на пути газа в устье отводного из генератора трубопровода помещены насадки 11 из карбида кремния. Сопло 12 снабжено рубашкой 14 для охлаждающей воды, циркули- рующей по принципу термосифона в замкнутой системе водов с включенным в нее ра- диатором. трубопро- у Рис. 110. Недостатками этой конструкции является большой вес генератора (за счет обмуровки и насадки) и высокая температура газа, выходя- щего из генератора. Интересную конструкцию газогенератора горизонтального про- цесса предложил советский ученый и изобретатель 3. Ф. Чуханов (авт. свид. № 52253, кл. 24е, 3, опубл, в 1937 г.), известный своими работами в области высокоскоростной газификации. Этот генератор (стационарного типа) предназначен для получения генераторного газа из всех сортов твердого топлива при большой скорости воздушного, паровоздушного и обогащенного парокисло- родного дутья различной концентрации. На рис. 110а газогенератор представлен в вертикальном разрезе, рис. 1106, в, г показывают варианты подвода дутья. Схема работы газогенератора показана на рис. 110а. Топливо из бункера 1 турникетом 2 подается в вертикальную шахту 3 газогенератора. Дутье (паровоздушное или парокислородное) 89’
из турбовоздуходувки поступает по центральной охлаждаемой водой трубе 4 в реакционный слой топлива, распределяясь равномерно по высоте. Высота реакционного слоя зависит от требуемой произ- водительности генератора. Чем выше этот слой, при постоянном диаметре генератора и неизменной величине линейной скорости дутья, тем больше производительность газогенератора. Часть дутья подается в зольник через нижнюю кольцевую ка- меру 5 для дожигания углерода в золе. Отбор генераторного газа про- изводится через решетку 7 по цилиндрической поверхности шах- ты. Часть генераторного газа вместе с небольшим количеством Рис. 111. 7, 2—бункер ящичного типа, 6—трубка, подводящая воду для охлаждения воздушного сопла, 7—трубка, отводящая воду для охлаждения воздушного сопла, 9—газоотводная труба. швельгаза может отбираться не- посредственно *над реакционным слоем или вверху швельшахты. 6) Очистка газа от пыли производится в циклоне 8. Зола из газо- генератора непрерывно удаляется нижним турникетом 6. Для осуществления одного из возможных вариантов подвода дутья к центральной трубе, с целью уменьшения потерь напора дуть^ может быть применен генератор, представляющий в плане только часть окружности (сектор), как изображено на рис. 110г. В отдельных случаях, в зависимости от местных условий, вместо указанного способа центрального подвода дутья можно его сделать боковым, как изображено на рис. 1106, в. Несколько необычная конструкция автомобильного газогенератора (рис. 1Ца, б) выпущена недавно фирмой Г. Коппере (герм. 00
пат. № 652970, кл. 24е, Зо3, опубл, в 1937г.). В этом генераторе отбор газа производится из боковой камеры топливника над наклонным слоем топлива в активной зоне генератора. Расположенная против газоотборной камеры 8 задняя стенка 3 топливника выполнена наклонной по отношению к центральной части шахты. Эга стенка 3 примыкает к корытообразному основа- нию 14 шахты, в верхней части которого расположено параллельно наклонной стенке 3 воздухоподводящее сопло 5 с водяным охлаж- дением. Колосниковые пластины 10,10а помещены над наклонным слоем топлива в газоотборной камере 8 генератора. Нижняя пластина 10а укреплена на крышке 11 люка, служащего для удаления золы из нижней части наклонного слоя топлива. Корытообразное основание 14 шахты снабжено открытой с обеих сторон 12, 13 воздушной ру- башкой, служащей для охлаждения термически сильно напряженных стенок генератора встречным током воздуха ("возникающим при дви- жении автомобиля), поступающим в рубашку через раструб 12 и выходящим из рубашки через плоскую щель 13. Вместо одного воздухоподводящего сопла 5 можно применить несколько сопел, расположенных в той же плоскости и управляемых из кабины водителя помощью системы клапанов в целях изменения размеров активной зоны генератора в зависимости от потребной производительности генератора. Преимущества предлагаемого устройства следующие: 1. Меньшее зашлаковывание решеуки в газоотводной части (вследствие стекания жидких шлаков в нижнюю часть камеры 8, откуда они легко могут быть удалены). 2. Более полный охват процессом газификации массы топлива в шахте генератора. 4. Газогенераторы комбинированного процесса Из изобретений, посвященных автомобильным газогенераторам комбинированного процесса, заслуживают внимания следующие: 1. Генератор НТУ ВСНХ (сов. пат. № 13499, кл. 24е, 3, опубл, в 1930 г.). 2. Генератор Э. В. Брандта (канад. пат. № 377971, опубл, в 1938 г., Франция, англ. пат. № 479193, гр. XII, опубл, в 1938 г., швейц, пат. № 190952, кл. 13е, опубл, в 1937 г., швед. пат. № 90685, кл. 24е, 7, опубл, в 1937 г.). 3. Генератор Смита (англ. пат. № 240226, кл. 551, опубл, в 1928 г., Англия). 4. Генератор Иоклика (австр. пат. № 143660, кл. 24е, опубл, в 1935 г., Австрия). 5. Генератор по япон. пат. № 109312, кл. 151/2. Автомобильный газогенератор Ленинградской л абора- тории тепловых двигателей научно-технического управления ВСНХ СССР (сов. пат. № 13499, кл. 24е, 3, •опубл, в 1930 г.) работает одновременно по прямому и опрокинутому 91
процессу газификации и характеризуется установкой по оси шахты газогенератора наполняемой углем трубы, которая одним своим концом сообщается с полостью шахты, а другим — с газоотводящим штуцером. На схематическом рис. 112а, б, в изображены вертикальные" разрезы газогенератора в нескольких вариантах. В шахте D газогенератора (рис. 112 а), на колосниковой решетке Е установлена труба Б, которая верхним концом, закрытым крышкой 3 с отверстиями, сообщается с полостью шахты, а нижним — через колосниковую решетку Е с камерой Г, снабженной газоотводным штуцером В. Воздух в шахту газогенератора подводится по трубе Л, поток же образующегося газа направляется вверх, откуда он попа- Рис. 112. дает в трубу Б, наполняемую углем через люк, прикрытый крыш- кой 3. В этой трубе газ восстанавливается и дальше уже напра- вляется в газоотводящий штуцер В. В газогенераторах, изображенных на рис. 112 б, в, труба Б соединена с газоотводящим штуцером В в верхней своей части. Образующийся в шахте генератора газ направляется в трубу Б с нижнего ее конца. Очистка газа от смолистых веществ производится при помощи огнеупорных‘пористых масс, располагаемых на пути газа. Генератор Брандта (рис. 113), выпускаемый швейцарской фир- мой „Сагеб" для работы на древесном топливе, имеет две концен- трично расположенные шахты. Внутренняя шахта, заполненная древесным углем, подвешена к верхней крышке генератора и обладает полной свободой тепло- вого расширения книзу. Наружная шахта заполнена подлежащим газификации древесным топливом. Подвод воздуха (периферийный) осуществляется через кольцевую камеру подогрева между топливником и кожухом фурмами, располо- 92
ценными в несколько ярусов в стенках топливЙИКа. Газ отво- дится через внутреннюю шахту, где протекают восстановительные реакции. Этот генератор по своей идее и по конструкции мало отличается от описанного выше советското газогенератора НТУ ВСнх. Таким обра- зом приоритет в отношении изобретения принадлежит не Брандту, Рис. 113. / — загру- зочный люк, 2 — вы- ход газа, 3 — столб а советским изобретателям — работникам Ленин- градской лаборатории тепловых двигателей НТУ ВСНХ (ныне преобразованной во Всесоюзный дизельный институт). Генератор Смита (рис. 114), представляющий собой типичную кон- струкцию комбинированного генератора, имеет две взаимно концентрично расположенные ка- Рис. 114. восстановител ьного топлива, 4 — основ- ное горючее, 5 — спускной люк для конденсата, 6 — коль- цевая камера для рас- пределения воздуха, 7 — воздушные клапа- ны, 8 — съемное дни- ще, 9 — воздушные фурмы. 10 — окисли- тельная зона, 11 — зол оуд длительный люк. меры А и В, из которых внутренняя камера А работает по опрокинутому процессу, а внешняя кольцевая камера В — по прямому процессу газификации. Воздух по трубе /У, окружающей газоот- борную трубу 1 генератора, проходит, пред- варительно подогреваясь при этом, в бункер Е и оттуда через полый конус Е2 и трубу J под решетку В1 кольцевой камеры В. Газ, полученный в этой камере, отбирается через кольцевую полость F обогрева бункера и патрубок F1. Из трубы Н воздух патрубком М подводится также к топлив- нику внутренней камеры Д, где происходит опрокинутый процесс газификации с отбором полученного газа по трубе J, помещенной внутри воэдухоподводящего трубопровода /У, в кольцевую полость F обогрева бункера и оттуда через патрубок У71 к месту потребления. 93
Генератор И о клика (рис. 115 а, б) весьма схож по конструкции с вышеописанным генератором Смита. Иоклик предложил способ газификации древесного топлива в транспортных газогенераторах с двумя зонами горения, отличаю- щийся тем, что при работе генератора с высокой производитель- ностью, соответствующей большой нагрузке газомотора, газификацию ведут преимущественно по опрокинутому процессу с Получением в основном полуводяного газа, а при работе генератора с низкой про- изводительностью, соответствующей малой нагрузке газомотора, гази- фикацию ведут по прямому или опрокинутому процессу с получе- нием в основном воздушного газа. Рис. 115. 2—бункер, 5—фурмы периферийного подвода воздуха к шахте 7,4—полость для*подогрева воздуха, поступающего к фур- мам 3, 6—труба центрального осевого подвода воздуха, 5—выход- ные отверстия трубы 6, Р—газоотборные отверстия из шахты 7, ве- дущие в шахту 75, 75—люки для загрузки шахты 13 топливом, 19— люки для очистки шахты 13. Применительно к газогенератору с двумя взаимно концентрично расположенными шахтами процесс получения полуводяного газа по опрокинутому процессу может проводиться во внутренней шахте заполненной влажным и богатым летучим топливом (древесина), а процесс производства воздушного газа — по прямому процессу в наружной шахте 13, заполненной топливом с малым содержанием летучих (кокс, древесный уголь). Швельгаз с водяными парами может отсасываться из бункера 2 чэжекционным действием выхлопных газов двигателя внутреннего горения в струйном аппарате 10 х. Заслонки 7, 8 на воздухоподводящих трубопроводах связаны тягами или тросами друг с другом и с дроссельной заслонкой 20 1 Аналогичный огсос выполнен в советском газогенераторе Л. С. Щ е- тинина и Шапиро—см. журнал .Автотракторное дело* за 1937 г., №4, стр. 117. 94
ротора таким образом, чтобы при значительном открытии дрос- сельной* заслонки 20 была открыта заслонка 8 для периферийного подвода воздуха к внутренней шахте 7, в которой вырабатывается пОлуводяной газ, а при малом открытии дроссельной заслонки 20 была открыта заслонка 7 для осевого подвода воздуха к наружной шахте 13, в которой получается воздушный газ. Содержимое шахты 13 служит одновременно для очистки от смол аза, вырабатывающегося в шахте 1 и отводимого нерез штуцер 15 к мотору. Соединительные отверстия 9 между внутренней шахтой 1 и на- ружной шахтой 13 могут перекрываться помощью не (показанного на чертеже) кольцевого шибера, связанного с дросселем 20 мо- тора. В япон. пат. № 109312 (кл. 151/2) описан газогене- ратор (рис. 116а, б) с тремя зонами горения в одной шахте: средняя зона —опрокинутого процесса газификации, верхняя и нижняя зоны — прямого про- цесса газификации. Воздух в шахту подается снизу (из-под колосниковой ре- шетки 27) и из средней части (из камеры 18). Отбор газа производится в кольцевую камеру 21 (от средней и нижней зон гази- фикации) и в трубопровод 33 (от верхней зоны). Кран 32 на газоотводной трубе 33 позволяет выключить из работы верхнюю зону го- рения, превратив ее в зону швелевания. В этом случае про- дукты швельпроцесса направ- Рис. 116. ляются по трубке 10 с кра- ном 11 в камеру 24 (эжекционным действием воздушного дутья от вентилятора 7), откуда они вместе с воздухом поступают в нижнюю камеру горения. Кран 5 позволяет выключить из действия среднюю зону, а кран 7 — нижнюю. 5. Газогенераторы реверсивного процесса Многие изобретатели работают над проблемой создания, так называемых, реверсивных газогенераторов автотракторного типа, т. е. генераторов, конструкция которых допускает перевод их на ходу с прямого процесса газификации на опрокинутый и наоборот. 95*
Заманчивость реализации этой идеи заключается в расширении диапазона сортов и даже видов топлива, пригодных для газификации в одной и той же конструкции реверсивного газогенератора, кото- рый, в случае применения смолистых топлив, может быть пущен в работу по опрокинутому процессу, а в случае применения много- зольных топлив может быть быстро переключен на ходу на работу по прямому процессу. Реверсивные газогенераторы предлагались многими изобретате- лями в самых различных конструктивных формах. В основу всех этих конструкций положен один из следующих трех принципов: 1. Реверс расположения 2. Реверс расположения 3. Реверс нения месторасположения воздухоподводя - щего и газоотборного поясов (в частности, например, путем взаимной пе- ремены местами этих поясов). Описанный в предыдущем разделе (стр. 91, рис. 112) генератор НТУ ВСНХ (сов. пат. № 13499, опубл, в 1930 г.), также по существу относится к категории реверсивных гене- раторов, основанных на третьем принципе. разработанная советским изобре- (авт. свид. № 22174, кл. 24е, 3, Л 28 Рис. 117. за счет изменения лишь место- воздухоподводящего пояса. за счет изменения лишь место- газоотборного пояса. за счет одновременного изме- На том же принципе основана тателем С. И. Декаленковым опубл, в 1931 г.) конструкция автомобильного универсального ревер- сивного газогенератора, который может работать или по прямому или по опрокинутому процессу газификации в зависимости от вза- имопереключаемых системой клапанов мест подвода воздуха и отбора газа, одно из которых расположено в верхней части шахты, а дру- гое— в нижней ее части. Оригинальной разновидностью генераторов этого типа является представленный на рис. 117 реверсивный транспортный газогенератор Ден гам а и Джонса (англ. пат. № 235045, кл. 551, опубл, (в 1928 г.) с двумя концентрично расположенными трубопрово- дами 19, 20, один из которых используется для подвода воздуха, а другой для отбора газа. Особенностью устройства является то, что эти трубопроводы представляют собой одновременно Теплообменник типа „труба в трубе" для одновременного нагревания воздуха и охла- ждения газа (одно за счет другого). Взаимным переключением трубопроводов 19, 20 можно перево- дить генератор с работы по прямому процессу на работу по опро- кинутому процессу. Воздух может быть увлажнен водой из бака 22. 96
Вентилятор 26, подающий воздух для розжига генератора, сна- бжен байпассной трубой 28 для подвода воздуха к генератору при Нормальной его работе, минуя вентилятор 26. По такому же принципу, что и вышеописанный генератор, рабо- тает автомобильный газогенератор английской фирмы „Мотор Оунерс Петроль Комбайн" (англ. пат. № 334888, кл. 551, опубл, в 1933 г., амер. пат. № 1907388, кл. 48-76, опубл, в 1933 г., герм. пат. № 581764, кл. 24е, 5, опубл, в 1933 г.). На рис. 118 показана схема этого ге- Рис. 118. нератора. Реверсивный автомобильный газогене- ратор фирмы „Мотор Оунерс Пет- роль Комбайн® имеет в нижней части шахты кольцевую камеру 9, наружная стенка Рис. 119, которой образован^ кожухом 1 генератора, а внутренняя стенка перфорированным цилиндром 14. К этой камере присоединены трубка 27 дЛя подвода воды и трубо- провод 28, служащий или для подвода воздуха (при прямом про- цессе) или для отвода газа (при обратном процессе). Бункерная воронка (в центральную часть которой подведен воз- духопровод 40) образует со стенкой топливника кольцевую по- лость 39, к которой присоединен трубопровод 26, служащий или для подвода воздуха (при обратном процессе) или для от- вода газа (при прямом процессе). На футеровку 6 топливника уло- жена кольцевая корытообразная балка 22 (с перфорированной внутренней стенкой), в полость которой вставлена водоподводящая трубка 23. В анпкт. пат. № 462933, № 462937 и N? 462939, гр. XII, опубл. 7 Новые изобретения 97
в 1938 г., фирма „Фридрих Крупп" 1 описаны различные моди- фикации реверсивного газогенератора, выпускаемого этой фирмой. Генератор по англ. пат. кольцевой периферийной щелью ком 6 генератора и подачей во № 462933 (рис. 119) характери- зуется подачей воздуха: 1) или через расположенные по перифе- рии обмуровки топливника 5 фурмы 3, 4 (в этом случае отбор газа производится через трубу 12 с расположенным по оси шахты коленом 73, устье которого при- крыто перфорированным колпач- ком), 2) или через трубу 12 (в этом случае отбор газа про- изводится через периферийные фурмы 3, 4). ' Устье трубы 12 расположено или несколько выше плоскости расположения фурм 3, 4 (для при- дания реакционной воне формы конуса) или в непосредственной близости к этой плоскости (для придания реакционной зоне формы плоского кольцевого пояса). На чертеже имеются следую- щие обозначения: 75-—кольце* вой подогревательный бак для питательной воды испарителя, 75 — испаритель воды обогре- ваемый физическим теплом ге- нераторного газа, 6 — кольце- вой сборник, питаемый паром по трубе 18 из испарителя 75, 7 — паровые сопла, эжектирую- щие воздух из атмосферы, 19— клапан для впуска воздуха в паровое пространство испари- теля (этот клапан применяется в видоизмененном устройстве, лишенном эжекционного под- вода воздуха). Генератор по англ. пат. № 462937 (рис. 120) отли- чается от предыдущего лишь заменой периферийных фурм 7 между топливником и зольни- ного пара из испарителя в ка- 1 См. также герм. пат. № 665875, кл. 24е, Зо3, опубл, в 1938 г., на имя той же фирмы. ‘ 98
меру 8 вокруг топливника, прикрытую снизу кольцевым подпружи- ненным клапаном, установленным с некоторым радиальным зазором 7 вокруг топливника. Генератор по англ. пат. № 462939 (рис. 121) представляет собой дальнейшее развитие двух рассмотренных выше конструкций, отличаю- щееся применением вставленной в шахту снизу осевой трубы 7 с устьем в виде плоской кольцевой щели, прикрытой сверху огнеупорным конусом S. Это устье расположено несколько ниже плоскости щели фурменного пояса 4, имеющего с наружной стороны форму плоской спирали 5. Проходное сечение в нижней части трубы 7 может меняться помощью поворотных кольцевых перфорированных шиберов. Рис. 122. В случае ведения опрокинутого процесса газификации воздух подается по трубе 7, пар — по трубке, расположенной внутри трубы 7 (соосно с ней), а генераторный газ отбирается через фурменный пояс 4. Примером реверсивного генератора, в котором изменение харак- тера процесса газификации (переход с прямого процесса на опроки- нутый или наоборот) осуществляется по принципу изменения- лишь месторасположения воздухоподводящего пояса, является генератор Э. Малькуха (герм. пат. № 569165, кл. 24е, Зо5, опубл, в 1933 г.). В этом патенте описан автомобильный газогенератор прямоуголь- ного поперечного сечения (так называемый чемоданный тип) с гори- зонтальной, расположенной по всей длине генератора в нижней его части воздухораспределительной коробкой, отличающийся тем, что 7* 99
Рис. 123. эта коробка снабжена выступами и выполнена поворотной в целях регулирования прохода топлива через шахту и изменения места под- вода воздуха в топливник генератора. Рис. 122 а, б, в, г, д, е иллюстрирует различные формы выпол- нения предлагаемого генератора. В частности рис. 122е демонстрирует простую возможность пере- вода генератора с прямого процесса на опрокинутый и обратно (поворотом воздухораспределительной коробки на 180°). В этой конструкции предусмотрены две поворотные пластины 22, 22, слу- жащее для регулирования величины нижнего прозора топливника и образования шахтной воронки. К разряду реверсивных газогенераторов следует отнести также те, для которых советский изобретатель М. С. Пеклер предложил свой способ повышения содержания окиси углерода в генераторном газе. Этот способ (авт. свид. № 44543, кл. 12j, 34, опубл, в 1935 г.) отличается периоди- ческим вводом поочередно с воздушным дутьем углекислотного дутья, с системати- ческим изменением направления последнего. Это изобретение С. Пеклера яв- ляется весьма многообещающим. 6. Газогенераторы особого рода К автомобильным газогенераторам осо- бого рода приходится отнести все те кон- струкции, которые отличаются признаками, могущими иметь применение во всех газо- генераторах различных групп классификации, т. е. в генераторах прямого, опрокинутого, горизонтального, комбинированного и ревер- сивного процесса газификации. К числу этих газогенераторов особого рода, из которых некоторые на первый взгляд нелепыми, а некоторые в действительности таковыми и являются, относятся: 1) генераторы необычного процесса работы, 2) генераторы необычной конструкции, 3) генераторы, харак- теризующиеся и той и другой особенностью. К первой категории указанного подразделения относится, напри- мер, автомобильный газогенератор, предложенный Я р е ц к и м (герм: пат. № 419528, кл. 24е, 305, опубл, в 1925 г.). В этом гене- раторе к подаваемому в топливник воздуху добавляются выхлопные газы автомобильного двигателя (рис. 123). Выхлопное газы подводятся по трубе с (отдельно от поступаю- щего под колосниковую решетку d воздуха) в кольцевую полость b вокруг топливника а. Часть подведенных выхлопных газов поступает под действием всасывания двигателя вместе с воздухом в шахту газогенератора, а остальная часть выхлопных газов выходит наружу через патрубок е. показаться явно 100
Описанное устройство имеет целью поддерживать надлежащую температуру в зоне горения при всех нагрузках генератора и увели чить содержание окиси углерода в генераторном газе. Рис. 124. Другим примером может служить предложение А. Фа з ел (швейц, пат. № 195900, кл. 13е, опубл, в 1938 г.) добавлять кисл о род к воздуху, поступающему в автомо- бильные газогенераторы опрокинутого про- цесса газификации древесного топлива. Приведем еще ряд других характерных примеров. В герм. пат. № 658205 (кл. 24е, Зо5, опубл, в 1938 г.,1) фирмой „Дейтц" пред- ложен газогенератор (рис. 124) прямого про- цесса для автомобилей, отличающийся тем, что при малых и средних нагрузках он ра- ботает как всасывающий, а при больших нагрузках как нагнетательный с подачей воз- духа под колосниковую решетку по трубе 9 вентилятором 10. Вентилятор 10 при боль- ших нагрузках двигателя автоматически (пере- дачей от дроссельной заслонки 13) присое- диняется к валу двигателя сцепной муфтой 35 с гидравлическим управлением. Регулиро- вание работы вентилятора 10 осуществляется также автоматически (передачей от дроссель- ной заслонки) путем изменения заслонкой 12 количества воздуха, выпускаемого в атмосферу из отверстия 11 нагне- тательного воздухопровода 9 вентилятора. 1 См. также англ. пат. № 121166, кл. 551, опубл, в 1925 г. 101
В англ. пат. № 388037 (гр. XII, опубл, в 1934 г., Италия) Е. Ци- тович описан газогенератор, работающий на угольной пыли с вы- соким давлением (свыше 50 атм.) в камере газификации. В сов. пат. № 12898 (кл. 46а, 6, опубл, в 1930 г.) А. А. Андрее- вы м предложен газогенератор, работающий под давлением с предва- рительным использованием потенциальной энергии давления генера- торного газа в расширительной поршневой машине перед сжиганием генераторного газа в цилиндре двигателя внутреннего горения. К газогенераторам необычной конструкции могут быть отнесены, например, следующие: I. Генератор фирмы „Штудиен унд Фервертунг Г е- зельшафт* (герм. пат. № 646277, кл. 24е, 5, опубл, в 1937 г., рис. 125). Этот воздуха газогенератор опрокинутого процесса с двойным подводом для образования охватывающей все сечение шахты зоны горения (в целях получения свободного от смол газа из битуминозного и склонного к шлакообразованию топ- лива) отличается следую- щими особенностями: 1. Основной воздух под- водится через верхнее цен- тральное сопло 6 из ру- башки А шахты генератора для образования в сечении В основной зоны горения со сжиганием в ней продуктов швельпроцесса из бункера, засасываемых по трубе 8 эжекционным действием воз- духа, выходящего в шахту через сопло 6, х 2. Дополнительный воздух подводится через нижнее центральное сопло 7 в количестве, достаточном для образования йижней зоны горения, служащей для разложения продуктов швельпроцесса. 3. Соотношение диаметров труб 8 и 6 выбирается таким, чтобы предотвратить плавление шлаков в раскаленной внутренней зоне горения. II. Генератор И. Шульте (герм. пат. № 492090, кл. 24е, Зп5, опубл, в 1930 г.) В этом патенте описана оригинальная конструкция (рис. 126 а, б) автомобильного газогенератора, позволяющая регулировать по жела- нию производительность генератора посредством приключения или отключения отдельных параллельно работающих небольших шахт С, С, С, имеющих общий топливный бункер а и общую охлаждающую (испарительную) рубашку. Приключение или отключение отдельных шахт осуществляется с места водителя автомобиля системой тяг /, связанной или с крыш- ками шахт или с подъемными колосниковым^ дисками е. 102
Ш. Генератор по япон. пат. № 109801, кл. 151/2 (рис. 127 а, б, в). В этом патенте описан транспортный газогенератор прямого про- цесса газификации с керамической футеровкой 7 стенок топливника, имеющей боковые каналы 14, 15. Канал 14 и труба 16 соединяют колено 9 дутьевого воздушного вентилятора с парогенератором 3, образованным кольцевым резервуа- ром вокруг нижней части бункера 2. Канал 15 и труба 17 соединяют парогенератор 3 с дутьевой камерой 18, расположенной под колосниковой решеткой 5. Заслонки 10, 11 в двух коленах тройника 9, 21, 22 связаны друг с другом таким образом, что если одна из них открыта, то дру- гая закрыта. Рис. 127. Таким образом можно легко перевести генератор с режима водя- ного газа" (соответствующего расположению заслонок по рис. 127а) на режим воздушного газа и обратно. 4. Генератор Д. Смита (герм. пат. № 398936, кл. 24е, Зо5, опубл, в 1924 г., Англия). В патенте описан автомотриссный газогенератор автоматического действия с механизацией всех операций по обслуживанию его работы (рис. 128а, б, в, г). Двигатель внутреннего горения, питаемый генераторным газом, приводит во вращение главный вал 4. От вала 4 движение передается вспомогательному валику 7, в средней ча- сти которого имеются кулачные шайбы 8 (для встряхивания колос- никовых брусьев 9), а по обоим концевым частям кривошипы 12, 15. Кривошип 15 служит для вращения топливоподающего шнека 17 посредством шатуна 17а. Этот же кривошип 15 шатуном 21 приво- 103
дит в движение золоудалительное приспособление 18. Кривошип 12 с переставной цапфой 12а предназначен для привода водяной пом- пы 12b, нагнетающей воду по трубопроводам 12с, 12е в водоподо- греватель 2 (охладитель газа), откуда вода подается в парообразо- ватель 14. От главного вала 4 получает вращение ротор второй водяной помпы, качающей воду в циркуляционную систему За, 3, 2, 2Ь, 5 скруббера 3. Рис. 128. Общий вид установки газогенератора со всеми вспомогательными агрегатами на автомотриссе показан на рис. 128г. Топливом для газогенратора служит антрацитовый штыб. Примером генератора не совсем обычной конструкции и совер- ленно необычного процесса является недавно разработанный фирмой „Фойт“ и уже нашедший широкое распространение автомобильный газогенератор (герм. пат. № 655455, кл. 24е, Зо5, опубл, в 1938 г.). 104
Этот генератор, рассчитанный на производство газа переменной теплотворной способности в зависимости от нагрузки, отличается тем,, что при малых нагрузках (езда по горизонтали) вырабатывается воз- душный газ, при высоких нагрузках (езда в гору) генератор перево- дится на режим выработки водяного газа, а при средних нагрузках — на режим выработки смешанного газа. Генератор рассчитан на газификацию в нем буроугольного полу- кокса. Генератор состоит из бункера 2, топливника 1 (имеющего форму усеченного конуса с вершиной в бункере), испарительной кольцевой камеры (расположенной вокруг топливника) и зольника 3 с колосни- Рис. 128. ковой решеткой. К испарительной камере сверху и снизу примы- кают кольцевые полости 5 и 6. Полость 6 разделена горизонтальной перегородкой 7 на две части. Нижняя часть 8 соединена с паровым пространством 10 трубой 9, проходящей через водяную рубашку топливника и снабженной орга- ном для регулирования количества пропускаемого в камеру 8 пара. Днище пространства 8 снабжено по всей окружности соплами 11, подводящими пар к пространству непосредственно над колосниковой решеткой. Полости 5, 6, 8 снабжены охлаждающими ребрами 5J, 6х, 81. Кран 12 управляет подачей воды из рубашки топливника на желобки ребер 6х верхнего отсека камеры 6, соединенного трубой 26 10S
с пространством под колосниковой решеткой. Ребра б1 служат мп венными испарителями. В бункере 2 расположен газоотводный к* пак 29, соединенный с отводной трубой 27. Топливник выполнен из жароупорной стали. Колосниковая реш> ка снабжена приспособлением для дробления шлака. Управляемый места шофера трубчатый золотник 14 в камере 5 служит для pei Рис. 129. лирования впуска в газогенератор воздуха, поступающего по трубе 17, и пара, поступающего из парового пространства ч10 водяной ру- башки топливника по трубе 18 (рис. 129 а, б, в). Б. КОНСТРУКТИВНЫЕ УЗЛЫ И ДЕТАЛИ 1. Бункеры и питатели Из изобретений в этой области следует прежде всего упомянуть о питателе для судовых газогенераторов, предложенном А. С. Г е- ниным (описание см. на стр. 31). Заслуживает также внимания идея изобретателей А. В. Коно- валова и П. А. Коломинова (авт. свид. № 53879, кл. 24е, 3, опубл, в 1938 г.), предложивших устройство загрузочного приспо- собления для газогенераторов по принципу револьверной головки с вертикальной осью вращения, параллельной оси шахты. Действие этого приспособления таково. При повороте револьвер- ной головки на определенный угол над шахтой генератора распола- гается один из предварительно загруженных топливом барабанов с выдвижным днищем, которое в этот момент удаляется в сторону, что вызывает высыпание топлива в шахту. Для следующей загрузки поворачивают опять револьверную головку, подводя этим к шахте генератора следующий барабан и т. д. 106
Английский изобретатель Стокс (франц, пат. № 523707, кл. 24е, 3, опубл, в 1931 г.) предложил для автомобильных газогенераторов бункер, поворотный относительно шахты на герметическом шар- нире а1. Заданный угол наклона бункера фиксируется сектором с (рис. 130). Необходимость обогрева бункера транспортных газогенераторов в случае применения влажных топлив вызвала к жизни ряд изобре- тений. Ф. Аллен (герм. пат. № 641683, кл. 24е, 5, опубл, в 1937 г.) предложил в целях улучшения теплообмена между топливом и гене- раторным газом, омывающим снаружи бункер, вызывать винтовое движение газа в бункерной рубашке при помощи тех или иных направляющих перегородок (рис. 131 а, б). С. В. Кузнецов (авт. свид. № 41107, кл. 24е, 3, опубл, в 1935 г.) предложил для подсушки влажного древесного топлива в бункере газогенераторов опрокинутого процесса использовать те- плоту выхлопных газов двигателей внутреннего горения путем непо- средственного пропускания этих газов через топливо в бункере. В устройстве по этому авторскому свидетельству очень трудно (в особенности в условиях переменного режима работы, характерного Для транспортных газогенераторов) отрегулировать и поддерживать процесс газификации, поскольку газогенератор здесь одновременно соединен 1) с всасывающим трубопроводом двигателя, 2) с выхлоп- ным трубопроводом двигателя, 3) с атмосферой (в двух местах шах- ты), т. е. в разных местах шахты сознательно создается разность 107
давлений, которая будет изменять направления газовых потоков вну три шахты. ~ Аналогичное устройство Н. С. Вихарева (авт. свид. № 47392 кл. 24е, 3, опубл, в 1936 г.) совсем нерационально, поскольку здесь вся схема относится к генератору прямого процесса (да еще с наддувом), работа которого сразу же нарушится от сообщения бункера с атмосферой. Устройство для подсушки топлива выхлопными газами в бункере транспортных газогенераторов, предложенное Л. Н. Виханским (авт. свид. № 51650, кл. 24е, 9, опубл, в 1937 г.), является наи- более приемлемым из всех предложений этого рода. Рис. 132 иллюстрирует сущность устройства по авторскому сви- детельству № 51650. Над генераторным бункером установлен четырехугольный ящик А, две друг против друга расположенные стенки 1 и 5 которого выпол- нены полыми. Полости 2 и 4 этих стенок сообщаются с ящиком отверстиями, прикрытыми козырьками, во избежание забивания этих отверстий топливом. В полость 2 подводятся выхлопные газы двигателя. Они прохо- дят в ящик, пронизывая топливо и подогревая его при этом. Пары, выделившиеся из топлива (или конденсат их), отводятся через шту- цер S наружу. Высушенное топливо перегружается в расположенный под ящи- ком А бункер генератора путем удаления выдвижного герметического шибера. Этот шибер при подсушке топлива в ящике А препятствует про- никновению выхлопных газов и воздуха в бункер газогенератора. 108
Для конденсации влаги, выделяющейся из топлива в газогенера- горах транспортново типа, изобретатель С. В. К у з н е цо в (авт. :вид. № 50814, кл. 24е, 5, опубл, в 1937 г.) предложил над отвер- гнем в крышке 1 газогенератора расположить патрубок 2 в виде ^сеченного конуса, перекрытый сверху колпаком 3. Водяные пары, выделившиеся в бункере, проходят через патрубок 2^и, соприкасаясь со стенкой колпака, охлаждаемой наружным воздухом, конденси- руются. Капли конденсата стекают вниз на крышку и отводятся на- ружу при помощи не показанной на рисунке трубки (рис. 133). 2. Топливники Топливник или, как его часто называют, камера горения пред- ставляет собой наиболее важную и ответственную деталь газогене- ратора, работающую в чрезвы- Рис. 133. чайно тяжелых условиях. Температура в этой камере в зоне подвода воздуха превышает 1000—1200°. При розжиге генератора, а также при обычной для транспортных газогенераторов работе на переменном режиме имеют место резкие температурные колебания, а также местные перегревы, весьма вредно сказывающиеся на стойкости стенок топливника. Охлаждение нагретых стенок топливника снаружи воздухом, посту- пающим в шахту генератора, вызывает появление термических напря- жений, достигающих особенно высоких значений в условиях зимней эксплоатации транспортных газогенераторных установок. Естественно поэтому, что к материалу топливника должны быть предъявлены очень жесткие требования. Желательно, чтобы топливник газогенератора выдерживал не менее, чем 20000 км пробега. В нижеприведенной таблице 2, составленной по материалам НАТИ, указан состав металла топливников отечественных и загра- ничных автомобильных газогенераторов и километраж пробега к мо- менту аварии. Эксплоатация ряда конструкций транспортных газогенераторов опрокинутого процесса газификации с периферийным подводом воз- духа как с цельнолитыми топливниками (например, ВАСТАН, НАТИ Г-13 и др.), так и особенно со сварными (ЗИС-13) пока- зала, что в местах соединения воздушной коробки с корпусом то- пливника часто образуются трещины, вызываемые напряжениями, возни- кающими в металле вследствие различия температур указанных деталей. Подсосы воздуха, получающиеся в результате образования этих трещин, ведут к выгоранию части газа и ухудшению тяговых качеств машины, а при увеличенном подсосе воздуха эксплоатация машины становится совершенно невозможной. 109
ТАБЛ №№ п/п. Тип газогенератора Тип автомобиля Химический состав металла С Si Мп Сг Ni 1 Советские кон- струкции Г—14 ГАЗ-АА 0,21 0,16 0,17 17,61 11,21 2 Г—14 ГАЗ-АА 0,26 0,70 0,20 17,10 12,50 3 Г-14 ГАЗ-АА 0,14 0,85 0,27 18,12 12,20 4 Г-14 ГАЗ-АА 0,60 0,29 — 14,08 6,51 5 Г-14 ГАЗ-АА — 0,36 0,87 — — 6 Г—14 ГАЗ-АА 0,16 — — — — 7 Г-14 ГАЗ-АА 0,15 0,22 0,56 Нет Нет 8 Г-14 ГАЗ—АА 0,12 0,23 0,67 » 9 ЗИС-13 ЗИС—5 0,14 2,15 — 18,32 26*60 10 ЗИС-13 ЗИС—5 0,05 0,24 0,76 Нет Нет 11 ЗИС-13 ЗИС—5 0,15 0,27 1,19 • 12 ЗИС—13 ЗИС—5 0,10 0,23 0,72 13 ЗИС-13 ЗИС—5 0,25 0,46 — 23,69 15*30 14 Мезин ГАЗ-А 0,056 0,35 0,67 0,13 0,67 15 Г-13 ЧТЗ 0,10 0,29 0,66 Нет Нет 16 Г-13 ЧТЗ 0,01 0,33 0,27 9 0,09 17 Г-25 ЧТЗ 1,05 0,30 0,70 » Следы 18 Г-13 ЧТЗ 0,99 2,43 0,48 16,13 8,25 19 Иностранные кон- струкции Берлие Берлие 2,2 0,58 1,03 0,54 22,25 5,09 20 Берлие Берлие 4,2 0,54 0,94 — 21,20 6,95 21 Имберт—нижний конус. — 0,64 0,68 0,32 26,81 6,16 22 Имберт—верхний конус. — 0,10 0,44 — Her Нет 23 Имберт — 0,33 0,07 0,35 23,41 0,39 24 0,35 1,19 0,35 27,11 0,52 25 — 0,44 1,46 0,61 26,04 0,20 26 — 0,31 0,77 0,94- 14,93 — 27 0,32 0,92 0,55 - 0,25 28 0,05 2,03 0,72 24,87 19,75 29 0,04 1,67 0,76 24,83 19,02 110
ИНА 2 топливника в % Си Тип топливника Километраж про* бега или число часов работы к моменту аварии Причины выхода из строя S Р Мо 0,016 0,011 i Огливка с реб- ром 0,009 0,012 — — То же — Потекла при горячем испы- тании 0.016 0,025 — 1 — - — — 0,054 — — — Отливка с вер- 13 000 км Трещины по тикальными ре- нижнему сва- брами с при- варной обечай- рочному шву кой — 0,090 — — Цельнолитой Больше 20 000 км — — 0,090 — — V 15 400 км Окисление и прогар стенки 0,053 0,100 — С приварной 1 000 км Трещины по обечайкой фурменному поясу 0,060 0,099 — — То же 1 000 км То же 0,079 0,010 — — — — 0,054 0,059 0,100 0,077 — — » 7 000 / м 4 277 км Трещины по 0,080 0,100 0,110 3 250 км нижнему сва- 0,040 — — 9 500 км рочному шву 0,030 0,С44 . 0,040 0,027 — — Цельнолитой » 16 000 км 500 час. 1 Окисление по- У верхности;про- J гаров нет 0,033 0,120 — — Цельнолитой, 1 100 км Прогар стен- шоопированный ки, окисление алюминием поверхности 0,021 0,027 — — Цельнолитой 192 час. Меньше 1 час. Сильное окисле- ние поверхности — 0,018 — — Растрескива- ние и разру- шение металла — Нет — С приварной 13 000 км Трещины по обечайкой 21 000 км нижнему свар- 200 час. работы ному шву .— —. —. —- Цельнолитой на стенде Трещины в фурменном поясе •— — — — Сварной по четырем поясам — — —- — — То же — — — — — 1000—5 030 км Трещины в отливке — — 0,15 0,20 — То же — — 0,13 0,12 — — — 0,11 0,05 10 000 км 9 — 0,59 0,29 г » — — — 0,05 0,09 » 10 000 км 9 — — 0,05 0,05 1* —— • И 1
Подвод воздуха по отдельному воздушному каналу, помещаемому снаружи топливника и соединяемому с последним только трубками, подводящими воздух к фурмам, требует большого количества соеди- нений, что также не дает гарантии герметичности конструкции. Согласно изобретению Ю. В. Михайловского, А. Н. Р ы ж- кова и Б. С. Цветкова (авт. свид. № 53398, кл. 24е, 3, опубл. Рис. 134. в 1938 г.) предлагается воздухораспределительный канал, выполнен- ный в виде трубного кольца /, снабженного рядом фурм 4 на вну- тренней стороне, располагать внутри топливника и, в целях умень- шения температурных напряжений, закреплять это кольцо лишь в одном месте, оставляя остальную часть свободно лежать на опор- ной полке 3 (рис. 134а). Герметичность соединения достигается применением прокладок 5 и затяжной гайки 2, служащей одновременно и для крепления воздухораспределительного кольца 1. . | Смену кольца 1 можно производить без I | разборки всего газогенератора через бун- кер, для обеспечения чего необходимо верх- нюю часть последнего, гля возможности [отъема, крепить на фланце 6 (рис. 1346). J_________ Предлагаемое устройство применимо как £—I для цельнолитых, так и для сварных топ- ливников. Рис. 135. Одной из основных причин быстрого прогорания топливников является окисление раскаленных стенок воздухом, омывающим топливник снаружи. Известный французский изобретатель Имберт, по патентам ко- торого в настоящее время строются автотракторные газогенераторы почти ’ во всех странах, предложил весьма эффективный способ защиты металлической нефутерованной шахты от прогорания, опи- санный в герм. пат. № 453898 (кл. 24е, Зиб, опубл, в 1927 г.). В этом патенте предложен автомобильный газогенератор прямого процесса, отличающийся тем, что нефутерованная шахта выполнена 112
Рис. 137. из двух концентрично расположенных металлических обечаек, через кольцевое пространство меж ту которыми пропускается образующийся в генераторе газ, в целях предохранения внутреннего металлического кожуха шахты от прогорания (рис. 135). Вместо генераторного газа через упомянутое выше кольцевое пространство может пропускаться какой-либо другой (инертный) газ. Однако этот способ Им бе рта имеет тот недостаток, что требует довольно значительного изменения конструкции газо- V а генератора (в сторону ее усложнения и утяжеления). > В практике транспортного газогенераторостроения пред- S почитают применять более простые конструкции. £ Применительно к этим обычным конструкциям газогене- раторов опрокинутого процесса газификации проблема терми- Рис. 136 ческой стойкости топливников решается выполнением послед- них: а) или целиком из жароупорной стали (например, содержащей 18% хрома и 8% никеля), б) или из обычной углеродистой стали, подвергнутой алитированию (например, с нанесением алюминиевого покрытия путем шоопирования), в) или составными из не- скольких частей; более на- пряженные части выполняются из жаростойкой стали, а менее напряженные — из обычной уг- леродистой. Последний прием вообще, как показала практика, яв- ляется очень удачным при пра- вильном выборе места сопря- жения составных частей топ- ливника. Рис. 136 иллюстрирует при- мер распространенной, но не- правильной конструкции со- пряжения составных частей газогенераторного топливника. Вследствие расположения со- единительного шва по линии перехода цилиндра в конус в зоне высоких и притом резко меняющихся температур, а так- же в виду различия в величине зединяемых вместе частей топ- ливника в соединительном шве, часто возникают трещины, что при- водит к расстройству всего соединения. Согласно изобретению по герм. пат. № 617572 (кл. 24е, Зо3, опубл, в 1935 г.) соединительный шов f (сварочный) (рис. 137), пред- лагается расположить в том месте, которое является наиболее без- опасным в отношении возникновения трещин вследствие различия в коэфициентах теплового расширения соединяемых частей топлив- коэсЬициентов теплового 8 Новые изобретения 113
ника а и с (а — из обычной литой стали, с — из жароупорной стали). Очень интересная конструкция автомобильного дровяного газо- генератора опрокинутого процесса газификации описана Р. Зино- век (швейц, пат. № 191798, кл. 13е, опубл, в 1937 г., Чехословакия). Изобретение Р. Зиновек имеет целью улучшение конструкции топливника и предотвращение прососа газа, не успевшего освобо- диться от смолистых примесей, через могущие образоваться под действием резких температурных колебаний трещины в стенках топливника. Предлагаемая конструкция позволяет осуществить легкую замену обгоревшего топливника новым или замену топливника одного раз- Рис. 138. мера горловины топливником другого размера (в целях изменения производительности генератора и приспособления его к работе на другом сорте топлива). Особенностями предлагаемой конструкции являются: 1. Снабжение топливника цилиндрическим или коническим труб- чатым звеном 2а (составляющим одно целое с верхней частью топлив- ника), простирающимся почти до дниша генератора (рис. 1386, в, г, д) или доходящим до самого днища генератора (рис. 138е), причем в последнем случае боковые стенки звена 2а снабжены отверстиями 5 для выхода газа из топливника. 2. Снабжение топливника коническим кольцевым заплечиком 9 (рис. 138в, г, д, е, ж), на который устанавливается горловина 49 114
закрепляемая помощью штыкового затвора (пальцы 13 на стенках топливника и пазы 14 и упорные выступы 15 на стенках цилиндри- ческой части горловины 4). Рис. 138 а с фурменным периферийным Рис. 138 б, в, г, д, е, ж показывает, какие изме- нения в обычной конст- рукции должны быть про- изведены, чтобы достичь целей, преследуемых дан- ным изобретением. Некоторое конструк- тивное видоизменение описанного выше устрой- ства 3 и н о в е к предло- жено швейцарской фир- мой „Эльфа" (швейц. иллюстрирует обычную конструкцию подводом воздуха. газогенератора Рис. 139. пат. № 193295, кл. 13е, опубл, в 1937 г.). В автомобильном газогенераторе этой фирмы вставная горло- вина d топливника свободно лежит на конических кольцевых запле- чиках g боковых стенок шахты. Для предотвращения поворачивания гор- ловины в ней предусмотрены замки Л, А (рис. 139 а, б). Вариант по рис. 139в иллюстрирует не- которое видоизменение конструкции, не тре- бующее специальных пояснений. Преимуществом предлагаемого устройства является простота смены горловины топливника „и возможность изготовления ее из более высоко- качественного (жароупорного) материала, чем топливник. Для обеспечения необходимой жесткости и прочности горловины при достаточной свободе теплового расширения горловина снабжена реб- рами i или f и прорезями е. Менее удачной, но все же заслуживающей внимания конструкцией автомобильного газо- Рис. 140. генератора со сменным топливником является генератор И. Г. Шульца (герм. пат. № 501969, кл. 24е, Зо5, опубл, в 1930 г., Франция). Этот газогенератор опрокинутого процесса газификации с под- весным чугунным топливником отличается тем, что топливник 12 вставлен внутрь зольника 1 и удерживается на кольцевой кромке последнего заплечиком 27, прижатие же топливника к боковым стен- кам зольника осуществляется хомутом 13 (рис. 140). Подобное устройство может быть применено и для генераторов прямого процесса. 8 115
3. Воздухоподводящие трубы, фурмы и т. п. Проблема подвода воздуха в шахту транспортных газогенераторов до сих пор решается различно. В предыдущих главах были рассмотрены различные примеры кон- струкций транспортных газогенераторов с периферийным, централь- ным и комбинированным подводом воздуха. Каждый из этих способов подвода воздуха имеет, как сказано выше, свои преимущества и недостатки. При центральном подводе воздуха осевой трубой, проходящей вдоль вертикальной оси шахты генератора, целесообразно выполнять эту трубу?поворотной и снабжать ее шуровочными стержнями, как это предложил Э. Малькух (герм. пат. № 552779, кл. 24е, 5, опубл, в 1932 г.). В генераторе Э. Малькуха (рис. 141) воздухоподводящая труба 5, Рис. 141. Рис. 142. расположенная по оси шахты (например, применительно к дро- вяному транспортному газогенератору опрокинутого процесса га- зификации), имеет несколько ярусов выпускных отверстий и снаб- жена шуровочными стержнями 9. При поворачивании трубы 5 стержни 9 шуруют топливо в камере газификации генератора. Чрезвычайно удачная форма центрального воздухоподводящего! сопла для автомобильных дровяных газогенераторов опрокинутого процесса газификации предложена французской фирмой яРенои (герм. пат. № 534329, кл. 24е, 5, опубл, в 1931 г.). Это сопло отличается тем, что ему придана форма пустотелой чаши 4, 5 с центральным коническим раструбом 8 и боковыми проходными кана- лами 7, ведущими к этому раструбу из полости сопла (рис. 142). Преимуществом такого сопла является глубокое проникновение воздуха в толщу топлива в шахте генератора. 116
Недостатком сопла „Рено" является сложная форма, удорожаю- щая стоимость его изготовления. Заслуживает также внимания предложенная финской фирмой A. S. S. О. M.V. (Acktiebolaget Sandvikens skepps- docka och mekaniska Verkstad —норв. пат. № 54648, кл. 24e, 10, опубл, в 1934 г.) для автомобильных газогенераторов с нижним центральным подводом воздуха в шахту воздухоподводящая труба с регулируемым сечением воздушных сопел. Рис. 143. Из представленных рис. 143 а, б, в, г наиболее ясное предста- вление об общей идее устройства дает рис. 143 г. Воздух поступает в трубу 1 снизу через боковой патрубок и проходит в концентрично расположенную относительно трубы 1 пово- ротную трубу 4> снабженную расположенными по окружности в не- сколько ярусов отверстиями 5. Снаружи труба 1 покрыта защитной футеровкой 6, в которой предусмотрены радиальные каналы 3, расположенные соответственно отверстиям 5 в стенках поворотной трубы 4. Рис. 143 а, в изображают в увеличенном масштабе продольный разрез и разрез в плане предлагаемой трубы, рис. 143 изобра- жает развертку внутренней поверхности трубки 4. 117
Для предотвращения образования трещин в топливниках и воз- духоподводящих трубопроводах транспортных газогенераторов опро- кинутого процесса газификации с периферийным фурменным подво- дом воздуха предлагалось много самых разнообразных устройств. Один из удачных примеров решения этой проблемы был рас- смотрен (авт. свид. № 53398) выше (см. стр. 112). Классическое решение вопроса было предложено Имбертом (герм. пат. № 580664, кл. 24е, 5, опубл, в 1933 г.). Это решение состоит в том, что воздухоподводящий трубопровод выполняется Рис. 144. в виде волнистой или винтовой или гофрированной гибкой трубы, обладающей свободой теплового расширения относительно топлив- ника (рис. 144 а, б, в, г, д). Дальнейшим развитием этого решения является изобретение Г. Линнеборна (герм. пат. № 594096, кл. 24е, 305, опубл, в 1934 г.). В автомобильном газогенераторе этого автора воздух подводится к радиальным фурмам из общей воздухораспределительной коробки е несколькими трубками Z1, i2, j3. . . таким образом, что трубки, выве- денные с одной стороны коробки е, огибают топливник кругом и присоединены к фурмам, расположенным на другой стороне топлив- ника. Трубки, ведущие к ближайшим от воздухораспределительной 118
коробки фурмам, снабжены волнистыми выгибами в целях увеличения длины этих трубок до величины, равной длине трубок, ведущих к далеко расположенным фурмам (рис. 145 а, б, в, г). В этой конструкции достигается не только свобода теплового расширения воздухоподводящих трубок, но и улучшение подогрева воздуха за счет удлинения его пути. Рис. 145. Несколько иное решение проблемы предложено В. Хердрихом (польск. пат. № 25350, кл. 24е, 5, опубл, в 1937 г., австр. пат. № 151312, герм. пат. № 659934, кл. 24е, 5, опубл, в 1938 г.). Для предотвращения поломок топливника и воздухоподводящих трубок т19 m2t пг3, ведущих к периферийным фурмам транспорт- ного генератора с опрокинутым процессом газификации В. Хердрих предложил один из концов каждой трубки закреплять жестко, а дру- гой упруго (рис. 146 б, г). Внутри топливника с ниже суженной его части п установлен диффузора (рис. 146 а, в), кольцевая полость между стенкам в кото- 119
рого и стенками топливника заполнена, в целях выжигания смол, жароупорной футеровкой с арматурой или qr Рис. 1476 показывает пример выполнения предложения с жесткой заделкой трубок mv т2, т3 в стенках воздухораспределительной камеры L и упругим (свободным) сочленением других концов этих трубок со стенками топливника. Рис. 146 г иллюстрирует обратное решение задачи (подвижное сочленение трубок с воздухораспределительной коробкой и жесткая заделка их в стенках топливника). Рис. 146. Воздухоподводящие трубки mlt m2t т1 омываются генераторным газом, путь которого показан стрелками (рис. 146а). Воздух посту- пает в камеру L через отверстие, прикрытое автоматическим обрат- ным клапаном. Розжиг газогенератора производится через сопло К- Швельгаз и водяной пар из верхней части бункера отводятся по оребренной трубе со спускным штуцером для удаления конденсата. 4. Обмуровка Керамическая огнеупорная обмуровка стенок топливника транс- портных газогенераторов в настоящее время редко применяется в виду того, что значительно усложняет и утяжеляет конструкцию, требуя 120
в то же время довольно частых ремонтов. Опыт эксплоатации авто- мобильных газогенераторов с керамической обмуровкой топливников показал, что после пробега 10 000 км поверхность керамической обмуровки начинает покрываться трещинами и быстро разрушаться. Причинами появления трещин являются как механические сотря- сения, так и резкие температурные колебания в активной камере газо- генератора при резких колебаниях нагрузки автомобильного двигателя. Ряд достоинств керамической обмуровки (значительная тепло- аккумулирующая способность, обеспечивающая повышение устойчи- вости режима газогенератора и лучшую приспособляемость его к изме- нениям нагрузки двигателя, меньшая стоимость сравнительно с топлив- никами, выполненными из специальных жароупорных сталей) заста- Рис. 147. вляет изобретателей и конструкторов заниматься проблемой керами- ческой обмуровки топливников. Выполнение керамической обмуровки в виде подвешенного внутри топливника сплошного цилиндра или конуса следует признать мало удачным вследствиеЧого, что такая обмуровка очень быстро разрушается. Облицовка металлических стенок топливника огнеупорными кир- пичами на растворе между плоскими швами кладки также ненадежна в виду быстрого ослабления сцепления кирпичей в плоских швах и выпадения отдельных кирпичей из своих гнезд с последующим раз- рушением всей кладки. Фирмой „Ганза" (швейц, пат. № 190953, кл. 13е, опубл, в 1937 г.), недавно предложена довольно удачная конструкция обму- ровки для транспортных газогенераторов (рис. 147 а, б). Особен- ностью этой обмуровки является выполнение ее из уложенных на внутренней поверхности конического свободно подвешенного топлив- 12V
Рис. 149. ника фасонных огнеупорных кирпичей alt а2.,., соединяемых друг с другом помощью выступов и пазов 3 с пружинными подклад- ками 4 между ними. Каждый кирпич заранее формуется в соответ- ствии с предназначенным ему местом и маркируется. Нижний ряд кирпичей образует проем для топочной дверцы. Заслуживает внимания также предложенная проф. В. С. Наумо- вым конструкция обмуровки (авт. свид. № 43475, кл. 24е, 305, опубл, в 1935 г.), состоя- щей из набора уложен- ных друг на друга огне- упорных керамических ко- лец (рис. 148). Эта об- муровка предназначена для газогенераторов пря- мого процесса газифика- ции системы Наумова, одной из характерных особенностей которых яв- ляется наличие составной колосниковой решетки, центральная часть которой выполнена неподвижной, а боковые части устроены качающимися от управ- ляемого вручную рычага. Небезынтересно отме- тить, что предложенная еще в 1926 г. француз- ской фирмой „Рено* (герм. пат. № 428142, кл. 24е, Зо5) конструкция огнеупорной обмуровки металлических стенок топ- ливника автомобильных газогенераторов оказалась более удачной, чем ряд конструкций по- следнего времени, предложенных в ряде стран. Обмуровка системы „Рено* легкосъемная и отличается тем, что простирающиеся во всю высоту шахты огнеупорные секторные кера- миковые плиты 2 имеют в верхней и нижней част/ скошенные кромки и прижимаются болтами 9 к коническому опорному кольцу 8 кожуха 1 генератора, образуя сплошную плотную жаростойкую футеровку шахты, не требующую связующего цементного или иного раствора (рис. 149 а, б). 5. Разные детали (колосниковые решетки, шуровочные приспособления и т. п.) В газогенераторах транспортного типа часто наблюдается нару- шение нормального процесса газификации вследствие образования «ад активной зоной сводов из спрессовавшихся вместе кусков то- 122
загрязнение генераторного газа пылью и со сводообразованием в шахте состоит подвижной в осевом направлении воздухо- Рис. 150. плива. Эти своды препятствуют продвижению топлива из бункера в шахту. Особенно часто явление сводообразования и зависания топлива в шахте происходит при употреблении кускового топлива с большими относительно поперечника шахты размерами кусков. В целях предупреждения этого явления применяется ряд методов. Например, через крышку бункера пропускают ломик, ударами кото- рого (вручную или от привода) топливо проталкивается в шахту. Однако при этом над генератором необходимо предусмотреть наличие достаточно большого свободного пространства. Кроме того при этом методе получается значительный непроизводительный про- вал топлива в зольник и золой. Другой метод борьбы в применении центральной подводящей трубы (на- пример, толкаемой вверх и вниз от механического привода). При этом, однако, ос- новная зона сводообра- зования (между стенками шахты и центральной воз- духоподводящей трубой) не подвергается никакому шуровочному воздейст- вию; так как эта зона су- жена вследствие наличия в шахте центральной тру- бы с широкой выходной полостью, то сводообра- зование будет происхо- дить еще более интен- сивно, и препятствие прохождению топливу в шахту из бункера будет максимальным. Известен также метод борьбы со сводообразованием в шахте путем помещения между выходным сечением бункера и шахтой кольца, приводимого расположенным сбоку рычагом в качательное движение в вертикальном направлении. Этот метод трудно осуществим в виду того, что кольцо нагру- жено весом топлива в шахте и бункере и поэтому перемещение кольца затруднено. Фирма „Имберт* (австр. пат. № 151668, кл. 24е, опубл, в 1937 г., Швейцария) разработала более совершенный метод борьбы со сводо- образованием в шахте. Сущность этого метода состоит (рис. 150) в применении распо- ложенного между шахтой 2 и выходным сечением бункера 3 пово- ротного от бокового привода 8, 9, 10, 11 конуса 4 с горизонталь- ными щелями 5, через которые пропущены болты 6 для крепления к генераторному кожуху 1 неподвижных ножей 7, 7. 123
Конус 4 легко подвижен, так как нагружен весом лишь незначи- тельной части содержимого бункера. Поворот конуса 4 вызывает разрушение опорных у периферии частей топливных сводов и равномерное опускание топлива из бун- кера в шахту. Менее совершенное устройство для той же цели, изображенное в двух вариантах на рис. 151, предложил Э. Малькух (герм. пат. № 636719, кл. 24е, 5, опубл, в 1936 г.). Это устройство, пред- назначенное для автомо- бильных газогенераторов опрокинутого процесса газификации, снабженных расположенной под топ- ливником перфорирован- ной отражательной пли- той, отличается тем, что между топливником 2 и колосниковой решеткой-/ расположено шуровочное кольцо 5, доходящее почти до устья то- пливника и имеющее почти одинаковый с ним диаметр. Рис. 152. Кольцо 5 прикреплено или к отражательной плите 7 или к колос- никовой решетке с шуровочными пальцами 8 и может поворачи- ваться вручную для шуровки топливного и зольного слоя. 124
Интересную конструкцию шуровочного приспособления, основан- ного на принципе качающейся колосниковой решетки, предложил Изендаль (австр. пат. № 154672, кл. 24е, опубл, в 1938 г.). Это приспособление предназначено для автомобильных газогене- раторов прямого процесса газификации. Качающаяся колосниковая решетка приводится в движение механическим приводом от авто- мобильного мотора через кривошипный механизм k, i с кулисным звеном £. Камень кулисы переставляется от руки посредством стержня л, соединенного помощью серьги е с тягой d, связанной шарнирно Рис. 153. изобретатель Л. Н. Виханский с рычагами с колосни- ков а, поворотных на цап- фах b (рис. 152 а, б, в). При помощи этого устройства может быть обеспечена надлежащая величина амплитуды коле- баний колосников, зави- сящая от режима работы генератора. В транспортных газо- генераторах, работающих на торфе по опрокину- тому процессу газифи- кации с периферийным подводом воздуха и цен- тральным отбором газа через осевую трубу часто наблюдается забивание газоотборных щелей цен- тральной трубы. Для предотвращения этого яв (авт. свид. № 51856, кл. 24е, 13, опубл, в 1937 г.), предложил применять для прочистки щелевых отверстий 2 переставные по высоте газоотбор- ной трубы / ножи 3, укрепленные на поворотном валике 4 (рис. 153). Для усиления разложения и выжигания смол в газогенераторах древесного топлива, работающих по опрокинутому процессу газифи- кации с подводом воздуха в топливник помощью фурм, расположен- ных по периферии его горловины, французский изобретатель Мендес (франц, пат. № 824738, кл. 24е, 305, опубл, в 1938 г., Фракция) предложил помещать в цилиндрическую камеру топливника под воздушными фурмами две наклонные полудисковые решетки, установленные под углом 65° к горизонтали. Вряд ли это конструктивное средство для разложения смол ока- жется действенным и целесообразным. От применения этого средства скорее можно ожидать падения мощности двигателя вследствие уве- личения сопротивления прохождению газа через генератор и снижения Форсировки газогенератора в виду замедления опускания топлива а шахте. 125
Вряд ли может быть по тем же соображениям рекомендована конструкция, предложенная Э. Малькухом (герм. пат. № 578737, кл. 24е, 5, опубл, в 1933 г.), предназначенная для автомобильных Рис. 154. газогенераторов опрокинутого процесса газификации с нефутерован- ным топливником, нижняя коническая часть которого окружена газо- отборной камерой. Эта конструкция отличается тем, что для от- граничения сверху и снизу зольного слоя при- менены две дырчатые плиты — одна внизу (слу- жащая колосниковой решеткой) и другая в виде кольца в нижней части топливника (рис. 154а). Видоизменение вышеописанного газогенера- тора, отличающееся тем, что верхняя плита вы- Рис. 155. полнена в виде сплошного кольца, установленного с радиальным зазором относительно кожуха газо- отборной камеры, изображено на рис. 1546. В заключение этого раздела, посвященного различным деталям газогенератора, следует упомя- нуть о старом франц, пат. № 490711 (кл. 24е, 3, опубл, в 1919 г., Франция), в котором описан ряд конструктивных деталей, успешно применяе- мых и в настоящее время в современных транс- портных газогенераторах (например, топливник, футерованный асбе- стовым цементом, шахта овального поперечного сечения — см. рис. 155 а, б — и ряд других особенностей).
IV. ВСПОМОГАТЕЛЬНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ ГАЗОГЕНЕРА- ТОРНЫХ УСТАНОВОК 1. Очистители газа В связи с предъявляемыми к газоочистителям транспортных газо- генераторных установок требованиями высокой степени совершенства очистки газа при минимальных размерах очистительных устройств заслуживают особого внимания попытки ряда изобретателей создать комбинированные агрегаты типа газогенератор-газоочиститель и т. д. Некоторые примеры решения этой проблемы были уже рассмо- трены выше (стр. 72—76). z Кроме этих вышеразобранных примеров выполнения очистителей в качестве органически связанных с газогенератором элементов,, заслуживают еще упоминания предложения В. Г. Каширского (авт. свид. № 54393, кл. 24е, Зоз, опубл, в 1939 г.) и М. А. Не- чаева (авт. свид. № 52087, кл. 24е, 3, опубл, в 1937 г.). В. Г. Каширский предложил помещать сухой очиститель газа внутри газогенераторного бункера в целях использования физиче- ского тепла генераторного газа для подсушки и швелевания топлива, в бункере. Это предложение имеет особое значение для влажных топлив, а также, например, для таких видов топлив, как солома, лузга, стебли кукурузы и прочие отходы сельского хозяйства, которые газифицируются по опрокинутому процессу. М. А. Нечаев внес предложение помещать в верхней части шахтьь газогенератора электрофильтр с целью возврата в генератор смолы, и уносимой газом пыли. Несколько иначе, чем указанные выше изобретатели, подошел^ к решению проблемы сокращения размеров газоочистителей извест- ный французский изобретатель Имберт (австр. пат. № 153210, кл. 24е, опубл, в 1938 г., фирмой „Imbert Generatoreir Aktiengesellschaft*, Швейцария). В целях сокращения объема, занимаемого сухими очистителями транспортной газогенераторной установки, Имберт предложил выполнять грубый и тонкий очистители в одном агрегате. Грубый сухой фильтр представляет собой очиститель циклонного типа с тан- генциальным вводом газа по трубе а. Тонкий сухой фильтр выпол- нен в виде цилиндра г, помещенного внутри циклона &, и снабжен- 127'
кого серией отсеков db d>> d3, заполненных фильтровальной набивкой (кольца Рашита, металлическая стружка, кокс и т. п.). Газ входит в тонкий фильтр снизу и выходит сверху в резер- вуар с отводным штуцером е. Между каждыми двумя отсеками dlf d2 и т. д. тонкого фильтра предусмотрена промежуточная успокоительная камера для обеспечения благоприятствующих очистке газа последовательных изменений ско- рости газового потока в фильтре (рис. 156а, б). Опыт показал, что этот очиститель газа, имеющий очень малые габариты, дает вполне удовлетворительную очистку. Характерная для очистителей инерционного типа конструкция сухого грубого очистителя предложена М. 3. Друяном (авт. Рис. 156. свид. № 51282, кл. 24е, 13, опубл. в 1937 г.). Работа этого очистителя (рис. 157) основана на том, что взвешенные в струе Рис. 157. газа твердые частицы проходят вместе с газом через сопло /, где по- лучают, за счет скорости газа, большой запас кинетической энёргии. По выходе из сопла 1 твердые частицы движутся вначале вместе со струей газа, а потом по инерции пролетают дальше под отра- жатель 2, где теряют свою скорость и опускаются на дно поддона 5. Газ быстро теряет свою скорость вследствие резкого возрастания площади поперечного сечения прохода. По кольцевому проходу между наружными стенками сопла и обе- чайкой 3 газ поднимается вверх и отводится через штуцер 4. Сече- ние прохода для газа во много раз (в 20 раз и более) превышает сечение сопла. Интересная и заслуживающая внимания конструкция тонкого фильтра фирмы „Automechanik Aktiengesellshaft*, описана в швейц, пат. №201234 (кл. 13е, опубл, в 1938 г., Швейцария). 128
Этот тонкий фильтр состоит из поворотного барабана, обтяну того фильтрующей материей, с приставленным к нему снаруяп (снизу) неподвижным очистительным скребком (щеткой). Матерчатый фильтровальный мешок 5 натянут на диски 5, укре пленные на поворотно установленной трубе 4. Мешок окружен призматическим кожухом 7, через штуцер 16 которого газ подводится к тонкому фильтру. Дверца 17 служи! для доступа внутрь очистителя для выгребания загрязнений, скопляю- щихся между щеткой 14 и радиальной перегородкой 15. Рис. 158. Газ проникает внутрь мешка 5, оставляя на его наружной поверх- ности загрязнения, сгребаемые щеткой 14 при повороте мешка. Из мешка 5 газ проходит в отверстия 11 трубчатой оси 4 и удаляется через трубу 10, установленную соосно с трубой 4 в ее подшипнике 9. Для более плотного натяги- вания мешка 5 на диски 3 слу- жит пруток 12, впрессовываемый в радиальные выемки дисков 3 снаружи после того, как мешок надет на диски (рис. 158 а, б). Довольно удовлетворительную очистку газа дает грубый очисти- тель, предложенный В. К а з е с (франц, пат. № 492834, кл. 24е, 3, опубл, в 1919 г.). Этот очиститель для автомо- бильного газогенератора (рис. 159) состоит из прямоугольной коробки ABCD, разделенной на два отсека горизонтальной перфорированной перегородкой НМ. В верхней части AHMD коробки помещен стержень Т, Т1 с укрепленными на нем пластинами Р1, Р2...РП, плотно пригнан- ными к корпусу очистителя. Пластины установлены таким образом, чтобы заставить газ проходить зигзагообразно по пути, указанному стрелками /. Газ, проходя между перегородками Pl, Р2... касается их и оставляет на них пыль, которая падает на перфорированную перегородку НМ и проваливается в сборник НВСМ. Нижняя часть (сборник) НВСМ фильтра закрыта быстро открываю- щейся дверцей МС и имеет ряд перегородок R1, R2... RQ, укрепленных 9 Новые изобретения 129
на центральном стержне. Пластина Z?1 прилегает к торцевой стенке фильтра, а пластины /?2, /?3, /?4, /?5, /?6 расположены соответственно под перегородками Р2, Р\ Рб, Р8, Р10, Р11 верхней части коробки. Очистка фильтра от загрязнений крайне проста: достаточно, осво- бодив крышки DM и МС, вытащить за центральные стержни все пластины наружу. Интересную конструкцию мокрого газоочистителя, комбиниро- ванного с тонким фильтром (а также с газоохладителем) предложил известный советский изобретатель С. И. Декаленков (авт. свид. № 39301, кл. 24е, 13, опубл, в 1934 г.). Рис. 160. Предложенная конструкция состоит из спирального пылеотдели- теля с водяным затвором, фильтра из древесных прутьев и охлади- теля газов. Все три части очистителя соединены непосредственно в одно целое и заключены в один общий кожух, причем дискооб- разные пылеотделитель и охладитель легко отделяются от фильтра для осмотра, очистки или замены. На схематическом рис. 160а изображен продольный разрез пред- лагаемого устройства, на рис. 1606 — разрез по линии АБ охлади- теля III, на рис. 160в — разрез по линии ВГ пылеотделителя /. Очистка газа происходит следующим образом. Газ из газогене- ратора поступает в пылеотделитель через наружный конец 1 спи- рального канала. 130
Рис. 161. Твердые частицы, попавшие из газогенератора в пылеотделитель, ударяются о стенки спирального канала и падают на поверхность водяного затвора 2, 3 внизу пылеотделителя, откуда затем легко удаляются во время работы из открытой части 5, являющейся пре- дохранителем на случай взрыва газа. Конструкция водяного затвора выполнена таким образом, что в случае наклона газоочистителя при подъемах и боковой качке герметичность затвора не нарушается. Из пылеотделителя газ посту- пает вфильтр//, снабженный насад- кой из древесных прутьев, легко за- меняемых в случае надобности. По выходе из фильтра газ попадает в охладитель III с кон- центрическими каналами S, обра- зованными перегородками 9, имею- щими для вывода газа в двига- тель проходы 6, расположенные последовательно на диаметрально противоположных сторонах. Ох- лажденный, прошедший через хо- лодильник, газ отводится в двига- тель по трубопроводу 10, 7. Вообще мокрые очистители генераторного газа мало при- годны для автомобиля в виду того, что при наклонах машины на не- ровностях пути газ может пройти, минуя водяное наполнение очисти- теля. Предложенный фирмой „Ган- за" (австр. пат. № 154914, кл. 24е, опубл, в 1938 г.) очи- ститель (рис. 161 а, б, в, г) сво- боден от этого недостатка. Этот очиститель (рис. 161 а, б, в) со- стоит из двух аналогичных по своему устройству и действию очистительных сосудов 1а и 1Ь, друг относительно друга, так в плоскости движения автомобиля, то другой будет лежать в плос- кости к ней перпендикулярной, что исключает возможность одновре- менного выхода из действия обоих сосудов при наклонах автомобиля. В каждом сосуде установлен ряд наклонных перегородок, обра- зующих совместно щелевые сопла 7, 4 для прохода очищаемого газа сверху вниз под поверхность воды и щелевые каналы для выхода очищенного газа. Рис. 161г иллюстрирует другой вариант конструкции, согласно которому сопла образуются полыми брусьями 14, например треуголь- ного или трапецеидального поперечного профиля. расположенных под прямым углом что если один сосуд расположить 9* 131
Каналы между брусьями 14 служат щелевыми соплами для про- хода очищаемого газа, а внутренние полости брусьев 14 с перфо- рированным основанием служат щелевыми каналами для отвода очищенного газа. 2. Охладители газа Обычно охладители газа для транспортных газогенераторных уста- новок выполняются в виде трубчатых радиаторов, омываемых сна- ружи потоком воздуха, возникающим при движении транспортного агрегата. Однако иногда применяют водяное охлаждение генераторного газа. Примером применения такого рода охлаждения может служить установка К. Шиловского (англ. пат. № 302322, кл. 7ii, опубл, в 1931 г.) В этой установке газ, вы- ходящий из нижней части топ- ливника автомобильного газо- генератора, охлаждается сперва камере 2 с водяной рубаш- кой 3, а затем в>радиаторе 4, Рис. 162. омываемым водой, выходящей из радиатора 5, расположен- ного перед автомобильным радиатором 10 (рис. 162). . Несмотря на значительную сложность устройства, оно может быть рекомендовано для случаев, когда интенсивное охлаждение газа является особенно необходимым. Охладители газа, комбинированные с газоочистителями, рассмо- трены в следующем разделе. 3. Комбинированные газоочистители-охладители Удачные конструкции комбинированных газоочистителей-охлади- телей встречаются довольно редко. Два известных изобретения в этой области (авт. свид. № 51635 и чехослов. пат. № 60690), относя- щиеся к категории устройств мокрого барботажного типа, не могут быть признаны совершенными. Однако эти изобретения следует опи- сать хотя бы для того, чтобы создать для других изобретателей известный побудительный стимул к работам в направлении создания более совершенных устройств такого рода. В изобретении В. И. Лаврентьева, Л. Л. Осипова, А. К. Сыромятникова и Я. И. Сорокина (авт. свид. № 51635, кл. 24е, 5, опубл, в 1937 г.) предложен мокрый очиститель-охлади- тель для судовых газогенераторов с применением напорного бака 3, питаемого из патрубка 4 водой под давлением, создаваемым насосом. В днище этого бака имеются отверстия (диффузоры 7), через кото- рые вода поступает тонкими струйками в камеру 5, в которую из патрубка 6 подается газ из газогенератора. 132
Газ промывается водой и увлекается ею в диффузоры 2, соеди- няющие камеру 5 с нижней камерой 8. В камере 8 газ, пройдя через гидравлический затвор 7, подни- мается к отражателю 10, затем проходит сверху в стакан 11, снизу в стакан 12 и наконец, освободившись в известной мере от увлекаемых им ча- стиц воды, попадает в газоотводную тру- бу 13, ведущую в сухой тонкий фильтр. Вода переливается через край затвора 7 на дно сосуда 8, откуда по патрубку 9 удаляется за борт (рис. 163). Предложенное устройство применено на газогенераторных установках типа МСВ-84 для двигателей ЧТЗ, установлен- ных на речных судах. Недостатками описанного устройства, выявленными опытом его применения, являются: 1. Засорение камеры 5. 2. Плохое отделение водяных капель от газа. 3. Невозможность спуска воды из гидра- влического затвора 7 и трудность его Рис. 163. очистки. ным над ним' В мокрый ответвлениями 4. Большой расход воды на охлаждение типа теплообмена (от 80 до 100 л на газа в виду прямоточного 1 6) л. с. ч. при давлении воды до 2 атм.), что увеличивает затрату мощности на привод водяного насоса. 5. Сложность кон- струкции и трудность монтажа. 6. Затрудненность обслуживания и т. д. В чехослов. пат. № 60690 (кл. 24е, опубл, в 1938 г.) Г. Линнеборн предложил для очист- ки газа, полученного в автомобильном гене- раторе, применять мок- рый барботажный очи- ститель, комбиниро- ванный с расположен- для охлаждения газа (рис. 164а, б). газ входит через трубу f с несколькими радиатором очиститель g, заканчивающимися под уровнем жидкостями со- 133
суде а. Газ поднимается кверху, барботируя через жидкость и про- мываясь при этом, после чего отводится по перфорированной трубе / в камеру I1 (отделенную перегородкой k от сосуда а\ откуда посту- пает в трубчатый радиатор b и выходит по трубе п к смесителю двигателя. Из нижнего коллектора о1 радиатора попавшая туда вместе с га- зом вода вытекает по трубкам о наружу. Недостатки этого устройства ясны из критических замечаний, приведенных по предыдущему изобретению (авт. свид. № 51635). 4. Смесители Не вдаваясь в разбор общеизвестных конструкций смесителей, подробно классифицированных и описанных в любом курсе по авто- тракторным газогенераторам, приведем лишь описания нескольких сравнительно мало известных изобретений. В англ. пат. «№ 430889 В. Те нанта (гр. XXVII, опубл, в 1936 г., Англия) описан смеситель для газогенераторных двигателей вну трен- Рис. 165. него горения с бензиновым пусковым карбюратором, характеризу- ющийся тем, что регулирующая заслонка 5 в трубопроводе 4, под- водящем генераторный газ, и регулирующая заслонка 9 в воздухо- подводящем трубопроводе (в который включен пусковой карбюра- тор 10) связаны друг с другом системой тяг 6, 7, 8 таким образом, чтобы обеспечить в каждый данный момент различную величину открытия одной заслонки относительно другой. Газопровод 4 снабжен переключательным краном 12 для возмож- ности присоединения газопровода или к смесителю автомобильного двигателя 1 или к вентилятору 14 для розжига генератора 16 (рис. 165 а, б). На рис. 165 6, изображающем схематический вид в плане описан- ного выше устройства, имеются следующие обозначения: 11—до- польнительный воздушный дроссель, 17—грубый фильтр, 18— хо- лодильник, 19—тонкий фильтр. В англ. пат. № 454695 Е. Фабрициуса (гр. XXVII, опубл, в 1937 г., Финляндия) описан смеситель для автомобильных газо- генераторных установок всасывающего типа с наддувом автомобиль- ного двигателя приводным нагревателем 8, сжимающим смесь газа, 134
поступающего из генератора по трубе 77, и воздуха, поступающего по трубе Ю. При закрытии дроссельной заслонки 2 излишек смеси выпу- скается из нагнетательной линии наружу или через предохрани- тельный клапан 7 или через клапан 6, связанный с трехходовым краном 4. Положение клапанов, указанное на чертеже, соответствует периоду пуска в ход установки. Кран 4 соединяет при этом с двигателем обычный карбюратор 3, а клапан 6 выпускает наружу газы, обра- зующиеся при розжиге в шахте гене- ратора (рис. 166). . В англ. пат. № 270269, кл. 7ii, опубл, в 1928 г., Германского Нефтяного Акц. О-ва описан смеситель для газогенераторных автомо- бильных двигателей внутреннего горе- ния (рис. 167 а, б), работающий еле- Рис. 166. дующим образом. Газ поступает через ’ горизонтальный патрубок (на рис. 1676 — слева) и окна k во всасываю- щем трубопроводе /. Переставной в осевом направлении диффузор i находится при этом в нижнем своем положении (см. положение на рис. 1676), и регу- 6) Рис. 167. В франц, пат. № 644257, кл. 63с, лировка подачи воздуха производится перестанов- кой регулирующей встав- ки т обтекаемой формы. При работе на бен- зине подвод газа из гене- ратора к двигателю от- ключается путем поднятия диффузора i в верхнее положение, при котором он запирает окна k и ста- новится своим узким се- чением у устья жиклеров (не показанных на чер- теже). 2, опубл, в 1928 г., фирмы „Панар-Левассор“ описано приспособление для регули- рования состава газовоздушной смеси для двигателей газогенератор- ных автомобилей. . Смеситель с патрубком 4 для подвода газа от генератора и патрубком 5 для подвода воздуха снабжен краном 6, регулирующим проходное сечение для воздуха, и дроссельной заслонкой 73, регу- лирующей проходное сечение для газовоздушной смеси. Кроме этих регулирующих органов смеситель снабжен шибером 75, служащим для регулирования впуска в смеситель добавочного воздуха через отверстие 16 и связанным с дроссельной заслонкой 13. Шибер 75 и дроссель 13 связаны друг с другом таким образом, 135
Рис. 168. чтобы обеспечить впуск добавочного воздуха лишь при полном открытии дросселя 13 (рис. 168). Такого же рода устройство для впуска добавочного воздуха при- менено в новом автомобильном газогенераторе Дюпюи (см. стр. 86). Исслледования некоторых работников HATH, показав- шие (по данным Б. Я. Гинз- бурга) сравнительно малое влияние конструкции смеси- теля на мощность двигателя, не должны приводить к вы- воду о бесцельности даль- нейшей работы в области со- здания новых более совершен- ных конструкций смесителей, так как упомянутые исследо- вания противоречат работам всех других авторов и являются мало достоверными. Уже одно то обстоятельство, что конструкция смесителя от- ражается на сопротивлении во всасывающей системе установки свидетельствует о значении во- проса. Если же учесть еще влияние конструкции смесителя на равномерность перемеши- вания воздуха с газом и на условия обслуживания и регулировки транспортной газогенераторной установки, то необходимость дальней- ших изысканий в области создания более рациональных конструкций смесителей станет совершенно очевидной. 5. Устройства для розжига генераторов для поддержания режима при остановленном двигателе и т. д. Розжиг транспортных газогенераторов производится обычно при помощи вентиляторов, просасывающих воздух через столб топлива в шахте, подожженный предварительно тем или иным образом. Иногда применяется розжиг генераторов путем просасывания воздуха двигателем внутреннего горения, что следует признать совер- шенно недопустимым в виду неизбежного засмоления и загрязнения при этом двигателя. Оригинальный прием розжига автомобильных газогенераторов путем просасывания воздуха эжекционным действием струи выхлоп- ных газов из автомобильного двигателя, работающего во время роз- жига генератора на бензине был предложен А. Введенским, автором ряда трудов по автомобильным газогенераторам, который положил немало труда на разработку вопросов транспортного газогенераторе- строения и популяризацию этого дела в СССР. 136
В целях автоматизации розжига автомобильных газогенераторов австрийская фирма „Кромаг" предложила (австр. пат. № 139010, кл. 46с, опубл, в 1934 г.) устройство, связывающее пуск в ход. и остановку отсасывающего вентилятора розжига соответственно с открытием и закрытием вытяжной трубы генератора. Трубопровод /, выдающий газ из генератора к автомобильному мотору, снабжен ответвлением 2, присоединенным к всасывающей линии вентилятора 3, к нагнетательной стороне которого присоеди- нена вытяжная труба 5 с за- порным дроссельным клапа- ном 6. Вентилятор 3 приводится в движение электромото- ром 7, включатель 8 кото- рого установлен в кабине водителя автомашины (ка- бина управления). Вал 9 по- движного контакта этого включателя 8 служит в своей концевой части осью запор- ного клапана 6. Когда элек- трическая цепь вентилятор- ного мотора 7 включате- лем 8 присоединяется к ак- кумуляторной батарее, кла- пан 6 одновременно уста- навливается (автоматически) в положение открытия, и вентилятор 3 просасывает воздух через генератор, вы- брасывая через трубу 5 на- ружу продукты несовершен- ной газификации. В конце розжига выклю- чается вентиляторный элек- тромотор 7, чем одновре- менно вызывается закрытие клапана 6 (рис. 169а). Для установления мо- мента готовности газогене- ратора к работе имеется дополнительное приспособление, состоящее из установленного в кабине управления автомашины на ответ- влении 10 вытяжной трубы 5 пробного краника с автоматической зажигалкой (электрического или пирофорного типа). Рис. 169 б, в показывает в двух проекциях вариант пробного краника с электри- ческой зажигалкой. Пробка краника 11 жестко связана с рычагом 13, на одном плече которого установлена электрическая спираль накала 14,. а на другом плече — контакт 75, взаимодействующий с контактом 16 на корпусе краника 11. 137
При закрытом кранике рычаг 13 находится в таком положении, •при котором спираль накала отведена в сторону от выходного устья 12 -краника и контакты 15, 16 разомкнуты. При открытом кранике рычаг 13 находится в положении, соот- ветствующем замыканию контактов 15, 16 и расположению спирали •.накала над струей газа, выходящего из пробного краника. Таким образом розжиг генератора может быть осуществлен из кабины управления автомашиной. Чрезвычайно оригинальное и остроумное устройство для автома- тического розжига автомобильных газогенераторов с места водителя предложено известным советским конструктором и изобретателем И. С. Мез иным в 1936 г. (заявка № ТП-2826, архивн. № 200220). Хотя на это устройство бывш. Бюро новизны комитета по изобре- тательству и отказало в выдаче авторского свидетельства, однако это сделано было без достаточных к тому оснований 2. Рис 170 Сущность предложенного И. С. Мезиным устройства (рис. 170) •может быть сформулирована в следующих двух пунктах: 1 Устройство для автоматического розжига автомобильных газо- генераторов с места водителя автомашины с применением фитильной горелки с электрическим запалом, отличающееся применением пита- емой током низкого напряжения спирали накала для предваритель- ного испарения топлива с фитиля и запальной свечи высокого напря- жения, одним из электродов которой служит спираль накала, питание ^каковых свечей производится электрическим током из приборов системы электрического зажигания автомобильного двигателя. 2. В устройстве по п 1. применение управляемого с места води- теля автомашины выдвижного колпачка, служащего для сообщения разжигательного устройства с генератором и для тушения фитиля по •окончании розжига. 1 В настоящее время по инициативе автора этой книги дело об изобре- тении И. С. Мези н а пересматривается. Прим. ред. 138
Несмотря на то, что описанное устройство требует еще некото- рой дополнительной конструктивной доработки, однако даже в том виде, в* каком это изобретение изложено в заявке, оно заслужи- вает серьезного внимания и быстрейшей реализации, так как имеет большое народнохозяйственное значение, поскольку оно обеспечи- вает столь же легкий пуск в ход газогенераторного автомобиля, как и обычного бензинового автомобиля. Э. Малькух предложил (герм. пат. № 589901, кл. 24е, Зо5, опубл, в 1933 г.) для поддержания генераторного процесса при оста- новках автомобиля с заглушением двигателя применять устанавли- ваемый на газоотводящем от генератора к автомобильному двигателю трубопроводе вентилятор, приводимый в действие электромотором, питаемым током от автомобильной батареи. Предложение имеет целью сократить затрату мощности при оста- новленном автомобиле на поддержание газогенераторного процесса сравнительно с затратами мощности на поддержание этого процесса автомобильным двигателем, устранить происходящий при этом шум (от работы двигателя) и дать возможность водителю автомобиля временно отлучаться от установки, поскольку генератор с работающим вентилятором и электромотором не требует непрерывного наблюде- ния за своей работой в противоположность двигателю внутреннего горения. В герм. пат. № 570294 (кл. 24е, Зо5, опубл, в 1933 г.) того же автора (Э. Малькух) описано приспособление для испытания горю- чести газа автомобильных газогенераторов, отличающееся тем, что на ответвлении трубопровода, подводящего газ к мотору от генера- тора, установлена электрическая свеча накала, питаемая током авто- мобильной батареи, или патрон с химическим веществом, воспламе- няющие газ при прохождении его мимо воспламенителей. Предлагаемое приспособление упрощает проверку качества газа, получаемого из газогенератора после остановок автомобиля в заново разожженном генераторе. 6. Разное оборудование (испарители, устройства для обога- щения генераторного газа, пульсаторы и т. д.) Из изобретений, посвященных проблеме обогащения генератор- ного газа для автомобильных и тракторных установок, заслуживают внимания следующие: 1. Герм. пат. (№ 590089, кл. 63с, 2, опубл. 1933 г.) фирмы „Д е й тц*. В этом патенте описано устройство для обогащения смеси гене- раторного газа с воздухом путем впрыска бензина во всасывающий трубопровод G насосиком J, связанным кинематически с дросселем Е, управляемым педалью D. Педаль М, управляющая дросселем L карбюратора К, также связана кинематически (рычажной передачей) с бензиновым насоси- ком 7V. 139
Манетка Q на рулевой колонке служит для изменения помощью золотника F пропорции смеси генераторного газа с воздухом, а манетка Р управляет обогащением этой смеси впрыском бензина (рис. 171). 2. Япон. пат. (№ 87525, кл. 151/2, опубл, в 1931 г.) Аноним- ного О-ва „Карбонит* (герм. пат. № 497258, кл. 24е, 30б> опубл, в 1930 г.). В этом патенте описан транспортный газогенератор, в котором обогащение газа производится путем подвода жидкого топлива (на- пример, бензина) непосредственно в шахту газогенератора (в окисли- тельную зону) через осевую центральную трубку а. Вместе с жидким горючим может подводиться также водяной пар. z Различные варианты устройства, отличающиеся друг от друга лишь конфигурацией шахты, а также расположением мест подвода воздуха и отбора газа, изображены на рис. 172 а, б, в, г, д, е, ж, з. 3. Австр. пат. № 144386 (кл. 24е, опубл, в 1936 г.) А. Штариба- х е р а (Австрия). Этот патент представляет больший интерес, чем два предыдущие. Давно известно повышение калорийности генераторного газа путем присадки к нему низкокипящих или высококипящих углеводо- родов. Однако, если присадка низкокипящих углеводородов (бензин и т. п.) не вызывает никаких затруднений (так как они даже при смешивании с значительно охлажденной — в интересах повышения коэфициента наполнения двигателя — газовоздушной смесью не конденсируются), то более сложно обстоит дело с использованием в качестве присадки 140
дешевых высококипящих углеводородов (газойль, нефтяные масла м т. п.). Последние легко конденсируются, выпадая на стенках трубо- проводов, седлах клапанов, на запальных свечах и т. д. и выводя тем самым мотор строя. Согласно изобретению А. Штарибахера пред- лагается не добавлять к ге- нераторному газу заранее приготовленные пары тяже- лых углеводородов, а под- водить эти углеводороды в жидком виде в такую часть шахты газогенератора опро- кинутого процесса, где они могли бы в виду высоких температур (более 600°) под- вергнуться разложению и последующему испарению, превратившись путем кре- кинг-процесса в низкокипя- щие углеводороды. Рис. 173 представляет схему устрой- ства для осуществления опи- санного выше способа. Рас- пыленное в обычном карбю- раторе водяным паром, вы- хлопными газами двигателя и т. п. газами, свободными от кислорода или бедными кислородом, тяжелое нефтяное топливо подается в туманообразном виде в топливник 3 газогенератора ме- жду окислительной и вос- становительной зоной. Дроссельные заслон- ки 7, 8 перед и за кар- бюратором 5 служат как для регулирования со- става карбюрированной смеси, так и для соеди- нения и разъединения кар- бюратора с газогенера- тором. 4. Польский патент № 24470 (кл. 24е, 1О02, опубл, в 1937 г.) Ж. Б е л- лай (Бельгия). В этом патенте описан прием обо- гащения генераторного 141
газа путем присадки к воздуху, засасываемому в генератор, воды (обычный прием получения обогащенного водородом так называемого полуводяного газа). Для присадки воды к воздуху в транспортном газогенераторе опрокинутого процесса газификации с периферийным подводом воз- духа предлагается использовать всасывающее действие воздушного потока, проходящего через фурмы, которым придана форма насадков Вентури. В этот соплообразный насадок помещается жиклер для под- вода воды. 5. Англ. пат. № 201664 (кл. 551, опубл, в 1928 г.) Е. Бентолл и Г. Бингхем. В этом патенте предлагается подавать воду в газо- генератор диафрагменным насосом, действующим за счет колебаний давления во всасывающей или вы- хлопной трубе двигателя внутреннего горения. Рис. 175. Рис. 174. Для выравнивания колебаний давления газа в генераторной уста- новке для двигателей внутреннего горения Д. Висхарт (англ. пат. № 492218, гр. XII, опубл, в 1939 г.) предлагает пульсатор 9 с упру- гой стенкой 11 (из резины, холста и т. п.), распираемой изнутри пружинами 12. Газ поступает в пульсатор из фильтра - охладителя 5 генератор- ной установки через трубу с автоматическим клапаном 7 и уходит к двигателю по трубе 6а. Колено 6с с автоматическим клапаном 8 служит для отвода в атмосферу излишков газа. На упругой стенке 11 имеется ручка 14 для приведения этой стенки в колебательное движение (вручную) при розжиге генератора (рис. 174). 142
В автомобильных газогенераторах прямого процесса с паро-воз- душным дутьем испаритель обычно выполняют в виде кольцевого барабана вокруг шахты, простирающегося от колосниковой решетки до средней части шахты. Такой испаритель, как правило, всегда генерирует избыточное количество пара, которое приходится выпу- скать наружу, что вызывает снижение коэфициента полезного дей- ствия генератора. Во избежание этого Г. Изендаль предложил (австр. пат. №'154671, кл. 24е, опубл, в 1938 г.) конструкцию газогенератора прямого процесса, отличающуюся тем, что нижняя часть шахты (не- посредственно над колосниковой решеткой 3) снабжена жаростойкой футеровкой 4, средняя часть шахты окружена кольцевым испарите- лем 5 (питаемым водой из бака 9 по трубке 7), а верхняя часть шахты (непосредственно под бункером 7), наибольшая по размеру' из всех трех, окружена кольцевым перегревателем 10 паровоздушной смеси. Воздух поступает из штуцера 11 в паровое пространство испа- рителя 5, откуда смесь пара с воздухом проходит через перегрева- тель 10 и по каналам 73, 12 проходит под колосниковую решетку 3. Генераторный газ отбирается через штуцер 6. Розжиг генератора производится при помощи вентилятора 14 с выпуском газа при этом через вытяжную трубу 75 (рис. 175).
V. РЕГУЛИРОВАНИЕ РАБОТЫ ТРАНСПОРТНЫХ ГАЗОГЕНЕРАТОРОВ Хотя в практике эксплоатации транспортных газогенераторов автоматическое регулирование их работы пока еще редко применяется виду необходимости в дополнительном, сложном, дорогом и мало- надежном оборудовании, тем не менее многие изобретатели упорно работали и продолжают работать над созданием автоматических регу- лирующих устройств. Вне всякого сомнения, эти работы должны при- вести к созданию наиболее совершенных транспортных газогенерато- ров, совсем не нуждающихся в обслуживании со стороны водителя транспортного агрегата. Одним из первых занялся этой проблемой английский изобрета- тель Д. Смит, предложивший (англ. пат. № 143353, кл. 55i, опубл, в 1925 г.), устройство, служащее как для автоматического регулиро- вания, так и для автоматического пуска в ход автомобильных газо- генераторных установок (рис. 176 а, б, в). Замыканием главным рубильником Е цепи электрического тока системы осуществляется запуск от аккумулятора С электромотора D, приводящего в движение вентилятор Z72, нагнетающий в газогенера- тор А воздух, необходимый для розжига. При повышении до заранее установленного предела температуры газа, выходящего из генератора наружу через вытяжную трубу X термопара Г1, установленная в газоотборной трубе у и служащая гебером для соленоида Н, автоматически — путем включения этого соленоида в электрическую цепь—вызывает замыкание контактов Н1, Н2. При этом включается в действие электрический стартер Lt запу- скающий автомобильный двигатель В, включается соленоид 7, запи- рающий вентиль I вытяжной трубы X и выключается из действия вентилятор розжига (автоматическим выбрасыванием рубильника Е соленоидом А/). После осуществленного таким путем пуска в ход газогенератор- ной установки дальнейшее регулирование ее работы осуществляется следующим образом. Чрезмерное повышение температуры стенок газогенератора в области активной зоны, регистрируемое посредством термопары Т3 с гальванометром, вызывает включение какого-либо сигнального устройства (например, электрического звонка) для пре- дупреждения о возможной аварии (рис. 176а). -144
Термопара Т2, установленная в парообразователе газогенератора, служит для автоматического регулирования подачи в него воды в зависимости от температуры в парообразователе. Исполнительный соленоид Q воздействует на положение кули- сы /?4, регулирующей ход плунжера /?5 питательного водяного насоса (рис. 1766). Изменение давления генераторного газа в газоотборной трубе омпенсируется путем автоматического воздействия на подачу воз- уха и пара в генератор через управляемый мембранным гебером S2 находящимся под действием давления генераторного газа) контакт- ый включатель 57, S8 соленоида, связанного с регулирующими утье заслонками (рис. 176в). 10 Новые изобретения 145
На эти же заслонки передает регулирующий импульс термопара, расположенная внутри шахты генератора. Изложенное выше решение вопроса об автоматизации управления работой транспортного газогенератора является довольно примитив- ным. Температурный фактор не может служить признаком, определяю- щим готовность генератора к выдаче в двигатель газа подходящего состава; правильнее было бы вместо температурного гебера поста- вить здесь гебер в виде автоматического электрогазоанализатора. Правильно спроектированное устройство для автоматического управления должно вообще базироваться на научно установленных взаимозависимостях основных параметров работы агрегата, подлежа- щего управлению, с учетом взаимного переплетения отдельных фак- торов и влияния их друг на друга. Эго условие в изобретении Смита не соблюдено, что является вполне понятным и естествен- ным, поскольку работа изобретателя относится к начальному периоду раз- вития транспортных газо- генераторов, когда про- исходящие в них слож- ные процессы не были еще совершенно изучены. / Описанное выше ус- тройство поэтому не мо- жет быть признано прак- тически приемлемым, од- нако оно заслуживает Рис. 177. внимания, как одна из первых попыток автома- тизации работы транспортных газогенераторов. В англ. пат. № 302607 (кл. 551, опубл, в 1933 г.) фирмы „Дейт ц“, предложено устройство для автоматического регулирования темпера- туры в газогенераторе с двумя зонами горения (нижняя часть шахты работает по прямому процессу газификации, верхняя — по опроки- нутому процессу). Это регулирование осуществляется посредством термопары d, воздействующей через гальванометр е и реле f на величину электрического сопротивления реостата g, соединенного последовательно с аккумуляторной батареей, питающей электромаг- нит Z, управляющий заслонкой k в воздухопроводе Ь. Если температура в верхней зоне генератора возрастет, то сопро- тивление реостата g автоматически уменьшится и электромагнит i прикроет заслонку й, вызывая этим снижение температуры в газо- генераторе. В нижнюю часть шахты воздух подводится по трубе с с заслонкой /. Отбор газа производится в средней части шахты через трубу S (рис. 177а). Рис. 1776 иллюстрирует видоизменение описанного выше устрой- ства, характеризующееся тем, что регулирующее воздействие произ- 146
водится на обе заслонки воздушного дутья (как для верхней, так и для нижней зоны горения), связанные системой тяг друг с другом и с диференциальным поршнем я, цилиндрик которого присоединен^ к обоим воздухопроводам. При таком устройстве повышение давле ния дутья в одном трубопроводе вызовет автоматическое прикрытие в нем воздушной заслонки. Шведский изобретатель А. Сведлунд предложил (швед. пат. № 88071, кл. 24е, 10, опубл, в 1936 г.) транспортный газогенера- тор опрокинутого процесса газификации с автоматическим регулиро- ванием процесса работы (рис. 178а, б). Топливник 7, имеющий форму двух сложенных меньшими основаниями усечен- ных конусов, выполнен из жаростойкой стали. Над топливником с некоторым осевым зазором, в целях образования щели для прохода воздуха в топливник, уста- новлен конус 5 бункера. Топливник 1 окружен цилиндрическим кожухом 2 с ра- диальным зазором для образования коль- цевой полости, в которой воздух, посту- пающий по трубе 3 и расходуемый в шахту генератора через щель 4, подогревается теплотой раскаленных стенок топливника. Образующийся в генераторе газ удаляется через зольниковую коробку 6, кольцевой трубчатый канал 8 с воротником 9 и газоотводную трубу 10, Для автоматического регулирования температуры в активной зоне генератора применен термостат, состоящий из ме- таллических кронштейнов 12 (из металла с очень высоким коэфициентом теплового расширения), обтянутых по периферии бесконечной металлической лентой 13 (из металла с очень малым коэфициентом теплового расширения), к которой при- соединен нагруженный пружиной 16 клапан ляет величиной проходного сечения для подачи воды по трубке 11 в воздушную камеру между топливником 1 и кожухом 2. При увеличении температуры в активной зоне генератора кла- пан 14 оттягивается вправо и открывает в большей мере доступ воды, что вызывает, в свою очередь, понижение температуры в актив- ной зоне. Недостатком рассмотренной конструкции является необходимость выполнения топливника 1 из дорогих сортов высококачественной жароупорной и нержавеющей стали в виду того, что его раскален- ная наружная поверхность подвергается все время окисляющему дей- ствию воздуха в кольцевой камере между топливником 1 и кожу- хом 2. ti io a) Рис. 178. 14. Этот клапан управ- 10* 147
Вряд ли можно поэтому рассчитывать на распространение этой конструкции в том виде, в каком она представлена в патенте Сведлунда. Устройство же для автоматического регулирования температуры генератора, предложенное этим автором, безусловно заслуживает вни- мания. Весьма интересный и заслуживающий широкого распространения метод регулирования температуры генераторного газа для специаль- ной цели (обеспечения возможности применения матерчатых тонких фильтров для дровяных транспортных газогенераторов) предложил советский изобретатель И. С. Мез ин (авт. свид. № 52405, кл. 24е, 13, опубл, в 1938 г.). Как известно, существующая очистка газа у транспортных газо- генераторов несовершенна. Наилучшая очистка достигается у древесно- угольных генераторов, где применяются, как правило, матерчатые фильтры. Однако содержание в газе даже незначительного количе- ства влаги вынуждает располагать эти фильтры в зоне высоких тем- ператур газа, чтобы избежать конденсации пара и уплотнения мате- рии фильтра. Переменный режим работы двигателя обусловливает колебания температуры газа в широких пределах, в результате чего материя фильтров часто сгорает и делает установку непригодной к работе. Дровяные газогенераторные установки находятся в смысле очистки в более тяжелых условиях. Обычно считают, что здесь нельзя при- менять матерчатые фильтры в виду того, что газ содержит очень высокий процент влаги, которая делает материю фильтра газонепро- ницаемой. Поэтому очистка газа здесь достигается другими мето- дами (циклоны, кольца Рашига и т. д.). Все эти методы по существу не дают полной очистки газа, зна- чительно уступая методу очистки, основанному на применении матер- чатых фильтров. Предметом изобретения в патенте И. С. Мез и на является спо- соб автоматического выравнивания температуры газа, поступающего в фильтр, при помощи специального терморегулятора, обеспечиваю- щего сохранность материи у древесноугольных генераторов и допу- скающего применение матерчатых фильтров для дровяных газогене- раторов. Это автоматическое выравнивание температуры газа достигается следующим образом (рис. 179а). Горячий газ из генератора 8 поступает в матерчатый очисти- тель (фильтр) 10 по короткой трубе /, незначительно снижающей его температуру. Далее чистый и несколько охладившийся газ выхо- дит из очистителя через патрубок 2 и трубчатый резервуар-тепло- обменник 3, который заполнен глицерином или какой-либо другой аналогичной по свойствам жидкостью. Если температура газа по каким-либо причинам повысится перед очистителем, то она повысится и после него, вследствие чего про- изойдет нагревание в резервуаре 3.'глицерина, который расширится, деформируя диафрагму 11 терморегулятора, полость которого соеди- 148
йена трубкой 4 с пространством трубчатого резервуара 3. Это пере- мещение диафрагмы, увеличенное рычажной передачей 5, вызовет прикрытие дросселя 6 и заставит некоторую часть газа идти в ма- терчатый очиститель через холодильник 9 и тем самым автоматически снизит температуру до установленного регулировкой предела, без- опасного с точки зрения сохранности материи фильтра и достаточ- ного для предупреждения конденсации водяного пара. Таким образом помощью регулятора, включенного в газоход за фильтром, регулируется количество газа, направляемого в холо- дильник. Описанная схема в случае необходимости может быть дополнена вторым дросселем 7 (рис. 1796), который находится в положении полного закрытия при полном открытии дросселя 6. Большой интерес представляет также описанная в швейц, пат. (№ 191506, кл. 13е, опубл, автомобильная газогенера- торная установка с приме- * нением помещенного в уши- рении газоотводящего тру- бопровода отсасывающего приспособления, приводи- мого в действие независимо от автомобильного мотора. Эта газогенераторная уста- новка отличается тем, что регулировка производитель- ности отсасывающего при- способления производится автоматически под действием переменного давления газа на нагнетательной стороне в 1937 г.) фирмой „Роберт Бош* Рис. 179. отсасывающего приспособления таким образом, что величина отса- сывающего эффекта поддерживается в определенных заранее задан- ных границах. В качестве отсасывающего приспособления предлагается применять вентилятор С2, приводимый в действие шунтовым электродвигате- лем Ci постоянного тока. Минимальное число оборотов электродвига- теля соответствует нижней границе желательной производитель- ности газоотсасываК)щего вентилятора, а максимальное число оборо- тов — верхней границе ее. Для регулирования числа оборотов электродвигателя применен контактный прерыватель, устроенный таким образом, чтобы возра- стание давления на нагнетательной стороне вентилятора вызывало уменьшение числа оборотов электромотора, а уменьшение давления вызы- вало бы, соответственно, увеличение числа оборотов электромотора. Управление контактами прерывателя осуществляется автоматически посредством упругой мембраны с5, находящейся с одной стороны под действием переменного давления на нагнетательной линии вентиля- тора, а с другой стороны — под действием атмосферного давления. 149
Рис. 180а изображает общую схему всей установки, состоящей из газогенератора а (дровяного, древесно-угольного или т. п.), очисти- теля Ь, газосборника d с помещенным в нем отсасывающим венти- лятором с2 (приводимым в движение электродвигателем cj, смеси- теля g, h с двумя кинематически связанными друг с другом дроссе- лями k, и двигателя внутреннего горения с. Газосборник d снаб- Рис. 180. жен редукционным вентилем е для автоматического перепуска излиш- ков газа из сборника d под колосниковую решетку а2 генератора а. Рис. 1806 иллюстрирует электрическую схему для регулирования числа оборотов электродвигателя в зависимости от изменения давле- ния на нагнетательной стороне вентилятора. Целью предлагаемого устройства является решение проблемы устранения вредного влияния переменного тягового режима авто- мобильного двигателя на работу питающего его газогенератора. Фирма „Дейтц“ (герм. пат. № 659038, кл. 24е, 305, опубл, в 1938 г.) предложила транспортный газогенератор (рис. 181) с при- водным от электромотора i вентилятором /, служащим как для роз- жига генератора так и для подачи воздуха во время работы газо- 150
Рис. 182. генераторной установки с пониженной нагрузкой (с выпуском излиш- него количества газа наружу). Этот транспортный газогенератор отли- чается тем, что кроме управляемого вручную рубильника и в цепи вентиляторного электромотора i предусмотрен еще дополнительный автоматический рубильник г, связанный с дроссельной заслонкой k двигателя внутреннего горения таким образом, что вентилятор f автоматически выключается лишь после того, как двигатель внутрен- него горения достигнет режима минимальной мощности, необходи- мого для поддержания работы газогенератора. Автоматический рубильник г удерживается во включенном поло- жении пружиной s, нагружающей рычаг Р рубильника. Цапфа этого рычага входит в шлиц О связанной с акселераторной педалью тяги пг дроссельной заслонки k так, что с мо- мента начала открытия дроссельной за- слонки до момента, когда открытие со- ставит 1/4—х/3 полного, вентилятор остается включенным. На рис. 181 имеются следующие обо • значения: с — очиститель циклонного типа, h — автоматический обратный кла- пан в трубопроводе g, ведущем к венти- лятору /, открывающийся лишь при ра- боте вентилятора, п — акселераторная пе- даль. Это изобретение представляет собой довольно удачное и притом простое ре- шение поставленной задачи. Изобретатель Э. Малькух (герм, пат. № 558989, кл. 24е, 5, опубл, в 1932 г.) предложил автоматическое ре- гулирующее устройство применительно к газогенератору своей системы, опи- санному в герм. пат. № 547555 (стр. 59). Автоматическое регулирующее устройство Малькуха отличается тем, что давление образовавшегося в газогене- раторе газа передается стенкам эластичной гармоникоподобной коробки 8 для автоматического перемещения дроссельного тела 3 и изменения этим проходного сечения в суженной части топлив- ника при изменении нагрузки двигателя или при изменении сорта топлива, подаваемого в газогенератор (рис. 182). Описанное выше изобретение Малькух'а является мало удач- ным и вообще вряд ли работоспособным как по причине тяжелых условий работы эластичной коробки (высокая температура), так и в виду того, что давление газа мало меняется при переходе с одного сорта топлива на другой и кроме того оно (давление) не может определять собой однозначно необходимое проходное сечение горло- вины топливника. Значительно более остроумно решена проблема регулирования работы транспортных газогенераторов в описанном выше (стр. 148, 149) изобретении И. С. Мезина (авт. свид. № 52405) и 151
даже в более раннем предложении французских изобретателей Губерта и Хеймеца (герм. пат. № 468357, кл. 24е, 30Б, опубл, в 1928 г.). В патенте Губерта и Хеймеца описан автомобильный газо- генератор опрокинутого процесса, обладающий свойством быстрого приспособления своей производительности к колебаниям нагрузки автомобильного двигателя. В обычных типах автомобильных газогенераторов площадь зер- кала горения и объем активной зоны имеют неизменную величину, что довольно жестко лимитирует производительность генератора. При работе генератора на режиме низкой нагрузки температура горения падает и для' надежного проведения генераторного процесса приходится переводить автомо- биль на малую скорость. При пе- реходе же с длительного режима высокой скорости автомобиля на более умеренную скорость полу- чается нежелательное обогащение газа, неблагоприятно отражаю- щееся на работе мотора. Согласно предложению авто- ров, указанные недостатки пред- полагается устранить путем под- вода воздуха в генератор в виде струй с пирамидальной или кони- ческой боковой поверхностью (в зависимости от того, какова форма шахты — призматическая или цилиндрическая), с измене- нием положения этих струй в про- странстве шахты. Если, например, воздушная струя будет иметь форму конуса с углом при вершине 60° и с обра- зующей, равной диаметру шахты £>, ограничивающая зону горения, будет izD2 равна —у- , т. е. поверхность зоны горения получается в два раза большей, чем в обычном генераторе, где она равна —-—. Объем же ограниченной поверхностью конуса реакционной зоны равен —— • -у- (где п — высота конуса), т. е. объем зоны горения составляет одну треть от величины объема зоны обычных генераторов тех же размеров D и Н. Открытие различных воздушных каналов для образования кони- ческих воздушных струй может производиться или от акселераторной педали водителя автомобиля или может управляться автоматически под действием изменения разрежения в генераторе с дополнительной ручной корректировкой. Рис. 183 а, б, в, г, д демонстрирует раз- личные формы выполнения предложенного генератора. 6) Рис. 183. то боковая поверхность конуса, 152
VI. РЕГЕНЕРАЦИЯ ТЕПЛА В ТРАНСПОРТНЫХ ГАЗОГЕНЕРАТОРНЫХ СИЛОВЫХ УСТАНОВКАХ Не существует почти ни одной конструкции транспортного газо- генератора, в которой так или иначе не была бы предусмотрена регенерация тепла, рассеиваемого установкой. Описанные в главе IV, параграф А, различные конструкции транс- портных газогенераторов прямого, опрокинутого, горизонтального^ комбинированного, реверсивного процесса газификации и даже так называемых газогенераторов особого рода — наглядно иллюстрируют различные решения этой проблемы. В одном случае, теплота, уносимая генераторным газом, исполь- зуется для подогрева воздуха, поступающего в газогенератор, или для подогрева и подсушки топлива в генераторном бункере. В дру- гом случае теплота, рассеиваемая раскаленными стенками шахты, используется для получения из воды пара, подаваемого вместе с воз- духом в генератор, или опять же для подогрева воздуха, питающего* газогенератор. В третьем случае тем или иным образом используется отбросная теплота двигателя внутреннего горения транспортной газо- генераторной установки (теплота выхлопных газов, теплота охлаждаю- щей цилиндры двигателя воды) и т. д. В настоящей краткой главе будут рассмотрены лишь некоторые оригинальные и мало известные решения проблемы регенерации тепла в транспортных газогенераторных установках, не получившие освещения при описании различных газогенераторных конструкций в предыдущих разделах книги. Разнообразие приемов регенерации тепла в газогенераторных, установках необычайно велико. Например, советский изобретатель И. С. Двойных предложил* (авт. свид. № 30787, кл. 24е, 10, опубл, в 1933 г.) подогревать воздух, поступающий в газогенератор, теплотой выхлопных газов двигателя внутреннего горения. Английский изобретатель Д. Смит (англ. пат. № 151087, кл. 551, опубл, в 1925 г.) предложил прием регенерации тепла в автомобиль- ных газогенераторных установках, заключающийся в подаче нагретой в системе охлаждения двигателя внутреннего горения воды в испари- тель газогенератора, подогреваемый как теплотой выхлопных газов того же двигателя, так и теплотой газа, выходящего из генератора. 153
Известный интерес представляет изобретение шведского изобре- тателя А. Сведлунда (герм. пат. № 541424, кл. 63с, 2, опубл. Рис. 184. .в 1932 г.), предложившего подво генераторам, используя нагнетаю! ляторной крыльчатки 18. Воздух Рис. 185. нить воздух к автомобильным газо- ;ее действие автомобильной венти- нагнетается крыльчаткой 18 через раструб 20 в трубопровод 7, частично заключенный в трубо- провод 9, подводящий горя- чий генераторный газ к радиа- тору 10, расположенному пе- ред автомобильным радиато- ром 19. Воздух, нагнетаемый в топ- ливник 5 генератора, подо- гревается за счет теплоты двух радиаторов 10 и 19 и за счет теплоты генераторного газа в трубопроводе 9. К воздуху могут быть при- мешаны водяные пары при- соединением к воздушному трубопроводу 7 патрубка 24 парообразователя 23. Этот парообразователь заключен в трубопровод 9 и питается во- дой из бака 21 (рис. 184). Изобретение С в е д л у нда (см. также стр. 12, 50, рис. 3 и 52) реализовано и получило доволь- но широкое распространение. 154
Другой пример регенерации тепла описан в япон. пат. № 91339, кл. 151/2 (рис. 185 а, б). В этом патенте предлагается транспортный газогенератор опрокинутого процесса газификации с обогревом бун- кера физическим теплом генераторного газа, протекающего из золь- ника 9 по трубе П в кольцевую камеру 10 вокруг бункера 2. Из этой камеры 10 газ поступает в трубопровод 72, ведущий к системе Рис. 186. / — газогенератор, 7— всасывающий ^трубопро- вод автомобильного двига- теля, 10 — автомобильный двигатель, 11 — выхлопной трубопровод автомобиль- ного двигателя, 13 — эжек- тор, действующий выхлоп- ными газами, 16 — заслонка для регулирования количе- ства отсасывания пара и газа из бункера. очистителей и охладителей и затем к двигателю. Воздух поступает в футерованный огнеупорной обмуровкой то- пливник 3 через отверстия 6 и кольцевые полости с обеих сторон обмуровки. Для розжига генератора дутье осуществляется вентилятором 7. Водяные пары отсасываются из верхней части бункера эжектором 14. Система заслонок 7Р, 20 позволяет направлять пары из бункера в эжектор или непосредственно или через паро- перегреватель 21, откуда часть пара (после перегрева) может ответвляться в трубопровод воздушного дутья. В амер. пат. (№ 1954208, кл. 123-3, опубл, в 1934 г.) французского изо- бретателя Г. Имберт предлагается в автомобильных газогенераторах опро- кинутого процесса газификации исполь зовать эжекционное действие струи’ выхлопных газов двигателя внутрен- него горения для отсоса наружу водя- ного пара и швельгазов из газогенера- торного бункера (рис. 186). Тот же принцип применен несколько позже австрийским изобретателем Иокликом (см. описанный на стр. 91 и 94 генератор но австр. пат. № 143660), а также шведским изобретателем А. Сведлундом (швед. пат. №85726, кл. 24е, 3, опубл, в 1936 г.). Схема, предложенная Сведлундом, изображена на рис. 187. Предложение Имберта (а также Иоклика и Сведлунда) имеет следующие недостатки: 1. Потеря ценных горючих продуктов сухой перегонки, выбрасы- ваемых из бункера в атмосферу. 2. Возможность нарушения режима работы газогенератора вслед- ствие попадания выхлопных газов двигателя в бункер генератора при резких колебаниях нагрузки двигателя (иногда, правда, осуществляют преднамеренно подачу выхлопных газов в газогенератор, как было описано выше, на стр. 100, однако это делается лишь в специально приспособленных для этого конструкциях). Эти недостатки устранены в изобретении В. С. Наумова (см. ранее описанный на стр. 34 сов. пат. № 14987). В газогенераторе В. С. Наумова по сов. пат. № 14987 про- 155-
дукты сухой» перегонки (водяной пар и швельгаз) подводятся в зону горения генератора и там сжигаются или крэкируются. В конструкции по амер. пат. № 1954208 Г. И. Им берта целесообразно было бы подвести эти продукты в горловину топлив- ника. Для эжекции правильнее было бы использовать не все вы- Рис. 187. I—автомобильный двигатель, 2—выхлопной трубопро- вод двигателя, 3—газогенератор, За — бункер газогенератора, 4 — штуцер в верхней части бункера, 5 — дроссельный клапан, 6—глушитель, 7—дроссельный клапан, 8—эжектирующий яа- садок выхлопной трубы. хлопные газы двигателя, а лишь некоторую их'часть, сделав к эжек- тору ответвление от выхлопного трубопровода. В авт. свид. № 52521 И. Н. Шевелева (кл. 24е, 1, опубл, в 1938 г.) предусмотрено несколько йное использование швельгазов, чем в патенте В. С. Наумова, ° , 1 а именно: по авт. свид. №52521 швель- г- —1 газ, отбираемый из верхней части бун- L________С—* кера, сжигается в кольцевой камере ' '-г* вокруг бункера, в которой помещены трубки пароперегревателя, питаемого j-------ilj —« паром, образующимся в змеевиках, рас- ""J положенных в кольцевой камере вокруг топливника. Перегретый пар исполь- Рис. 188. зуется в качестве присадки к воздуш- ному дутью генератора. Эта конструк- ция вряд ли может найти применение, так как потребует сверхжаро- стойких топливников, поскольку стенки их будут подвержены действию пламени с обеих сторон. Никаких же преимуществ сжигание швельгаза снаружи шахты не дает. Эжекционное действие выхлопных газов двигателей внутреннего горения находит себе все более и более широкое применение для 156
самых различных целей. Например, английские изобретатели Б а м- бер и Паркер предложили (англ. пат. № 179202, кл. 7iif опубл, в 1928 г.) осуществлять охлаждение генераторного газа (перед впу- ском его в цилиндр двигателя внутреннего горения) током воздуха, возбуждаемым эжекционным действием струи выхлопных газов двига- теля (рис. 188). Генераторный газ проходит через барабан а, окруженный каме- рой г, через которую просасывается воздух выхлопным эжектором g. Ранее уже было указано (стр. 136) на предложение А. Введен- ского использовать эжекционное действие струи выхлопных газов двигателя для розжига автомобильного газогенератора. Можно было бы сослаться еще на ряд интересных примеров при- менения выхлопных эжекторов, однако объем настоящей книги не позволяет этого сделать.
VII. КОНВЕРТАЦИЯ АВТОТРАКТОРНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО ГОРЕНИЯ ЖИДКОГО ТОПЛИВА В ГАЗОГЕНЕРАТОРНЫЕ Опыт показал, что перевод на питание генераторным газом бен- зиновых автотракторных двигателей внутреннего горения влечет за собой падение мощности на 40—45%. При переводе дизель-моторов на питание генераторным газом падение мощности происходит примерно на 20%. Работа транспортного агрегата на такой пониженной мощности недопустима, тем более, если учесть нестабильность режима работы транспортных газогенераторных установок и возможность еще боль- ших значений падения мощности. Естественно, что многие изобретатели, исследователи и конструк- торы работали и работают в настоящее время над проблемой сниже- ния этой потери мощности, предлагая самые разнообразные решения вопроса. Возможно, вообще говоря, решать проблему создания газогене- раторного двигателя, идя по одному из следующих трех путей. 1. Создание транспортного двигателя, специально сконструирован- ного для работы на генераторном газе. Это решение с технической точки зрения является наиболее целесообразным и простым. 2. Приспособление транспортного бензинового или дизельного двигателя внутреннего горения для работы на генераторном газе путем внесения в конструкцию двигателя ряда изменений, по воз- можности примиряя два противоречащих друг другу требования: возможно меньшее количество конструктивных изменений и мини- » мальная потеря мощности. Это решение является наиболее экономически выгодным. 3. Создание универсального двигателя, одинаково хорошо могу- щего работать как на жидком топливе, так и на генераторном газе, а также на сжатых и сжиженных газах (газо-баллонное питание). Это решение, хотя и является наиболее дорогим, но обладает теми преимуществами, что позволяет при езде на малые расстояния (а также при маневрировании машины, например, в гараже), не раз- жигая генератора, употреблять в качестве топлива бензин или нефть, соответственно меняя на ходу степень сжатия двигателя, а при поезд- ках на дальние расстояния переходить на газовое питание, соответ- ственно меняя опять степень сжатия на ходу двигателя. 158
Каждое из перечисленных трех решений проблемы имеет свои достоинства и недостатки и свои перспективы развития. Разберем подробнее особенности второго и третьего решения. Основные соображения, которые необходимо учитывать при переводе на питание генераторным газом автотракторных карбюра- торных и дизельных моторов, вытекают из общеизвестной формулы мощности двигателей внутреннего горения. Для четырехтактных двигателей эта формула может быть пред- ставлена в двух видах: дг Ре • Vh • п 900 (l> и Ne = k' (2> где Ре—среднее эффективное давление в кг/см* Vh—рабочий объем цилиндров двигателя в литрах п —скорость вращения коленчатого вала двигателя в об/мин. k —постоянный коэфициент — коэфициент подачи двигателя щ —индикаторный коэфициент полезного действия двигателя —механический коэфициент полезного действия h —теплосодержание рабочей смеси топливо-воздух. Для двигателей газообразного топлива Л = в кал/м3 (3> Для двигателей жидкого топлива h = -^ в кал!кг (4) Н—теплотворная способность топлива в кал)м3 для газооб- разного топлива (в кал!кг для жидкого топлива) Lt — теоретически необходимое количество воздуха для сжигания 1 м3 газообразного топлива (в м3/м3) или 1 кг жидкого топлива (в м3)кг) а —коэфициент избытка воздуха (отношение действительного количества воздуха к теоретически необходимому). В формуле (3) теплотворная способность газообразного топлива отнесена к объему газовоздушной смеси: 1 м3 газа плюс объем действительного количества воздуха. В формуле (2) теплотворная способность жидкого топлива отне- сена к объему действительного количества воздуха (объемом 1 кг жидкого топлива обычно пренебрегают по сравнению с объемом действительного количества воздуха). Анализ формулы (1) показывает, что падение мощности (при неизменном значении Vh и п) от перевода транспортного двигателя внутреннего горения жидкого топлива на питание генераторным газом, происходит за счет снижения величины среднего эффективного давле- ния Ре. 159
Как известно, для подъема среднего эффективного давления суще- ствуют три основных средства: 1) увеличение степени сжатия е дви- гателя (Ре почти прямо пропорционально е), 2) уменьшение скорости прохода газа во всасывающем клапане, 3) наддув двигателя (подача в рабочий цилиндр предварительно сжатого заряда). Анализ формулы (2) позволяет более подробно уяснить причины падения мощности двигателей жидкого топлива при переводе их на питание генераторным газом. Мощность бензиновых двигателей, переведенных на питание гене- раторным газом, падает примерно на 20—25% за счет меньшего теплосодержания h смеси (500—640 кал[м3 для смеси генераторный газ-воздух против 800—835 кал[м3 для смеси бензин-воздух). При переводе двигателей Дизеля на газогенераторное питание теплосодер- жание смеси почти не меняется, так как коэфициент избытка воздуха у двигателей Дизеля значительно выше, чем у карбюраторных и газо- вых двигателей. По данным проф. В. Ю. Гиттиса теплосодержа- ние смеси даже повышается (~на 10%) при конвертации дизелей в газогенераторные двигатели. Падение коэфициента наполнения (коэфициент подачи т]г) вслед- ствие увеличения температуры рабочей смеси и повышения сопроти- вления на линии всасывания (за счет сопротивления как в самом газогенераторе, так и в очистителях, охладителях, трубопроводах и т. п.) вызывает падение мощности двигателя примерно на 10%. Падение индикаторного коэфициента полезного действия как за счет уменьшения скорости горения (отклонение от классического цикла Отто), особенно при малом содержании водорода в генера- торном газе, так и за сче^ неподходящих для работы на генератор- ном газе клапанного распределения бензинового двигателя, вызывает падение мощности еще ~на 10% (при переводе на генераторный газ двигателей Дизеля эта потеря не имеет места). В итоге, как уже выше указывалось, при переводе на газогене- раторный газ мощность бензинового двигателя падает примерно на 40—45%, а мощность двигателя Дизеля снижается примерно на 20%. Для компенсации указанных потерь мощности применяют следу- ющие средства: 1. Увеличение теплосодержания h смеси путем обогащения газо- воздушной смеси водородом, бензином и т. п. 2. Увеличение коэфициента подачи а) путем усиленного охла- ждения генераторного газа в радиаторах (например, током воздуха, создаваемого вентилятором или, как в газогенераторе Fabre, возбу- ждаемого эжекционным действием струи выхлопных газов автомо- бильного двигателя), б) путем наддува, в) путем увеличения диаметра всасывающих трубопроводов, проходных сечений всасывающих кла- панов, увеличения их подъема и т. п. 3. Увеличение литража двигателя Vh (что, вызывая нежелательное повышение веса, вместе с тем обеспечивает большую надежность в работе и увеличение длительности безаварийной эксплоатации). 4. Увеличение числа оборотов двигателя. 160
5. Увеличение индикаторного коэфициента полезного действия двигателя а) путем введения двойного зажигания, сближения кон- тактов запальных свечей (уменьшения искрового промежутка с 0,5 до 0,3 лглс), увеличения опережения зажигания до 30—35°, увели- чения мощности магнето или применения мощного батарейного зажигания; б) путем изменения фаз распределения (уменьшение, перекрыши всасывающего и выхлопного клапанов и т. д.); в) путем увеличения степени сжатия двигателя. Из перечисленных средств наиболее эффективными являются: уве- личение диаметра всасывающего клапана и повышение степени сжа- тия е двигателя. Так, например, повышение степени сжатие е с 4 до 8 дает повы-* шение мощности на 30—35%, а повышение е с 4 до 10 вызывает* рост мощности на 40%. Однако повышение степени сжатия имеет свои целесообразные пределы, определяемые допустимым значением падения механического коэфициента полезного действия, трудностями пуска в ход, конструк- тивными возможностями переделки двигателя, увеличением жесткости хода двигателя, трудностями в бесперебойном функционировании системы электрического зажигания и т. д. В дальнейшем изложении будут рассмотрены различные конструк- тивные средства для изменения степени сжатия двигателя как на ходу двигателя (во время его работы), так и при выключенном из действия (остановленном) двигателе. Все конструктивные средства для изменения степени сжатия дви- гателя могут быть уложены в нижеследующую классификацию: I. Методы изменения степени сжатия на ходу д в и гател’я. 1. Изменением объема камеры сжатия при неизменной величине хода поршня: а) поворотом эксцентриков в коренных подшипниках или в под- шипниках верхней головки шатунов; б) осевым перемещением цилиндров; в) осевым перемещением цилиндровых крышек или дополнитель- ных поршеньков в крышках цилиндров; г) осевым раздвижением поршня; д) включением и выключением дополнительных камер сжатия (этот метод уступает вышеперечисленным методам в том отношении, что дает скачкообразное изменение степени сжатия. Преимуществом его является лишь относительная простота конструктивной реали- зации). 2. Изменением длины хода поршня при неизменном объеме камеры сжатия. 3. Изменением длины хода поршня с одновременным изменением объема камеры сжатия. II. Методы изменения степени сжатия при оста- новленном двигателе: 1. Строжкой плоскостей разъема цилиндрового блока с крышкой. 2. Сменой поршней. II Новые изобретения 161
3. Сменой отдельных поршневых деталей (днищ, юбок и т. д.). 4. Сменой шатунов. 5. Сменой цилиндровых крышек. 6. Сменой прокладок между цилиндровым блоком и крышкой цилиндров или между частями составных шатунов и т. Д. Отдельные примеры различных конструктивных приемов измене- ния степени сжатия двигателя иллюстрированы нижеприведенными изобретениями. Л. А. Унгер (сов. пат. №3160, кл. 46b2, 11, опубл, в 1927 г.) предложил приспособление для изменения объема камеры сжатия в двигателях внутреннего горения во время работы, характеризую- щееся применением в цилиндре двига- теля подвижного днища 7, имеющего форму стакана, перестанавливаемого винтом 2, вращаемым при помощи вин- товой передачи (рис. 189). Это устройство представляет собой довольно простое решение задачи об изменении на ходу двигателя вели- чины его степени сжатия. В нормальной конструкции двигателя переделке долж- на подвергнуться лишь крышка ци- линдра, все остальные детали могут быть оставлены прежними. Недостатком предложенного устройства является не- сколько увеличенный габарит двигателя по высоте. Применительно к много- цилиндровым двигателям необходимо еще предусмотреть передаточный меха- низм для одновременного и одинако- вого по величине изменения степени сжатия во всех цилиндрах. В устройстве, предложенном М. Сен- Вис (франц, пат. № 769165, кл. 46b2, 11, опубл, в 1934 г.), изменение сте- пени сжатия на ходу двигателей внут- реннего горения достигается поступательным перемещением установ- ленного в крышке цилиндра поршенька Р, навинченного на шпин- дель I/, удерживаемый от поступательного перемещения заплечиком. Поршенек Р охлаждается изнутри водой (рис. 190). Аналогичная конструкция предложена японским изобретателем К. Цунедо (канад. пат. № 374071, опубл, в 1938 г.). В устрой- стве по этому патенту изменение степени сжатия автомобильного двигателя осуществляется перемещением дополнительного поршенька в боковом придатке камеры горения. Этот поршенек охлаждается водой, проходящей через полый навинтованный шпиндель, вращение которого в неподвижной гайке вызывает поступательное движение поршенька. Конструкция двигателя внутреннего горения с переменной сте- пенью сжатия за счет применения раздвижного в осевом направ- 162
лении поршня приведена на рис. 191 (система Де-Монж, см. журнал „La Science et la Vie“, апрель 1939 г. стр. 277, фиг. 8). Поршень состоит из двух частей А и В9 из которых наружная часть А, имеющая форму стакана с внутренней резьбой, навинчена на внут- реннюю часть В, в которой установлен поршневой палец. Вращением шестерни D, сцепленной с шестерней С, вызывается поворот обой- мы Е, установленной в ниж- ней части цилиндра между цилиндром и поршнем и свя- занной с поршнем посред- ством скользящей шпонки. Таким образом, поворот обоймы Е вызывает пово- рот внешней части А порш- ня, которая, навинчиваясь на внутреннюю часть В Рис. 190. поршня или свинчиваясь с нее, меняет объем камеры сжатия в цилиндре. Г. М. Гороховым (сов. пат. в 1928 г.) сконструирован механизм Рис. 191. № 6673, кл. .46b2, 11, опубл, для изменения на ходу степени сжатия многоцилиндровых дви- гателей внутреннего горения как при пуске в ход, так и во время работы. Механизм, представленный на чертеже в вертикальном разрезе (рис. 192), состоит из системы зубчатых колес 3, 21, 4, 5 и червяка, сцепленного с червячным колесом 2. На втулке колеса 2 укреплена ше- стерня 21, сцепленная с шестер- ней 3, насаженной на втулку 9 с внутренней нарезкой 8. В эту втулку ввинчивается своим хво- стовиком 10 рабочий цилиндр. Коническая шестерня 4 втулки 9 сцеплена с коническим коле- сом 5, передающим движение другим цилиндрам. Системой колес 3,21,2 снаб- жен лишьодинведущийцилиндр. 11 163
Рис. 192. При повороте червяка 1 все цилиндры двигателя одновременно перемещаются вдоль своих осей относительно поршней, чем и дости- гается изменение степени сжатия. Очень сложное и, что вообще характерно для многих иностран- ных патентных материалов, мало конструктивно разработанное устрой- ство двигателя с переменной на ходу степенью сжатия за счет осевого перемещения цилиндров относительно поршней, предложили два испанских изобретателя Родеро и Монтерде (герм. пат. №483100, кл. 46b2, И, опубл, в 1929 г. Ис- пания). В двигателе по этому патенту предусмотрено поддержание постоян- ным давления в конце сжатия и да- вления вспышки при всех нагрузках за счет автоматического изменения в зависимости от нагрузки двигателя таких определяющих режим работы двигателя параметров, как степень сжатия, угол опережения зажигания и фазы клапанного распределения. Осевое перемещение цилиндро- вого блока 1 (рис. 193а, б), необ- ходимое для изменения степени сжа- тия, достигается путем ввинчивания или вывинчивания опорных для ци- линдрового блока 1 шпинделей 3, 3 в навинтованные изнутри втулки червячных шестерен 8, сцепленных с червяком 10, насаженным на вал 9, приводимый в движение от колен- чатого вала двигателя зубчатой пе- редачей 20, 20, включаемой и вы- ключаемой муфтой 77. Перемещение цилиндров ограни- чивается упорками 19. Пружины 16 на шпинделях 3 амортизируют цилиндровый блок при его движении. Кулачковый распределительный валик 11 с телескопическим пере- даточным к нему механизмом 12, 14 несет на себе трубчатую обойму 52 с насаженными на нее кулачками 57. Эта обойма 52 переставляется вдоль валика 77 поворотной вилкой 55 с осью пово- рота 54. Хвостовик вилки 55 получает движение в горизонтальной плоскости от передвигающейся в вертикальной плоскости (вместе с цилиндровым блоком) направляющей фасонной колодки 56. Дроссельная заслонка карбюратора 24 приводится в движение автоматически от кулачного набора 30, получающего движение двух родов: 1) вращательное движение от реечно-шестеренной пере- дачи 27, 28 (при перемещении цилиндрового блока по вертикали), перемещающее рейку 26, вращающую шестеренку 25, жестко наса- женную на ось дросселя, 2) поступательное движение вдоль валика 29 164
(при изменении нагрузки, влекущем за собой перемещение муфты 33 регулятора), вызывающее подведение к реечному толкателю 26 того или иного кулачка из набора 30. Механизм для изменения степени сжатия, требующий коренной реконструкции двигателей внутреннего горения, был предложен известным изобретателем К. И. Елфимовым (сов. пат. № 3084, кл. 46 Ь2, 11, опубл, в 1927 г.). Подшипники коренного вала 8 (рис. 194 а, б, в, г, д) располо- жены эксцентрично во втулках сдвоенных шестерен 7, поворотно укрепленных в поперечных перегородках 24 картера 25. При пово- роте шестерен 7 в ту или другую сторону коренные подшипники Рис. 193. вала 8 поднимаются или опускаются, вследствие чего объем камеры сжатия цилиндров соответственно уменьшается или увеличивается. Механизм приводится в действие от маховичка /, на валике 2 кото- рого насажен червяк 3, приводящий в движение червячное колесо 4, сидящее на одном валу 5 с шестернями 6. От последних получают вращение шестерни 7, поднимающие или опускающие подшипники коленчатого вала 8. На коленчатом валу 8 укреплена шестерня /7, постоянно сцепленная с шестерней 18, приводящей в движение двойной шарнир Гука 19, 21 с телескопической трубкой 20. Отсюда вращение передается распределительному валику 11 при помощи шестерен 22, 23. Благодаря наличию телескопической трубки 20 возможность передачи вращения распределительному валику 11 сохра- няется при любом положении вала 8. 165
Крупным недостатком рассматриваемого устройства является нару- шение центрального расположения оси коленчатого вала относи- тельно осей цилиндров при повороте эксцентричных втулок. Однако идея изобретателя заслуживает дальнейшего развития и конструктивной разработки. Второй вариант рассмотренного выше механизма, предложенный тем же изобретателем К. И. Елфимовым (сов. пат. № 3085, кл. 46 Ь2, 11, опубл, в 1927 г.), отличается от первого варианта лишь устройством для вертикального перемещения подшипников. Рис. 194. На рис. 195 а, б изображен поперечный и продольный разрезы картера двигателя. Подшипники коренного вала 1 двигателя укреплены в поперечных перегородках 2, перемещающихся в пазах картера 3, и опираются на клинья 4, насаженные на шпиндель 5 с навинтованным хвостови- ком 6. Гайка винта заключена во втулку 7 маховичка 3. Вращение маховичка вызывает горизонтальное перемещение шпинделя 5 с кли- ньями 4, поднимающими или опускающими подшипники коренного вала, вследствие чего соответственно уменьшается или увеличи- вается объем камеры сжатия. 166 4
Передача вращения от коренного вала 1 к распределительному валику 14 сохраняется при вертикальных перемещениях вала 1 бла- годаря тому, что валик шестерни 10, получающей вращение от ше- стерни 9, сидящей на коренном валу 7, и валик шестерни 12, при- водящей во вращение шестерню 13 распределительного вала 14, соединены между собой телескопически. Устройство по этому варианту свободно от недостатка отмечен- ного выше при рассмотрении первого варианта. Однако трудность точной пригонки рабочих поверхностей всех клиньев 4 и компенсации их износа, а также сложность конструкции вряд ли позволят этому устройству получить сколько-нибудь широ- кое промышленное применение. Принцип изменения величины хода поршня во время работы дви- гателя при почти неизменном объеме камеры сжатия положен Рис. 195. в основу конструкции двигателя с переменной степенью сжатия системы В. Т. Корецкого (авт. свид. № 54084, кл. 46 Ь2, 10, опубл, в 1938 г.). Идея автора чрезвычайно проста и вместе с тем оригинальна. В крейцкопфных двигателях внутреннего горения направляющая 7 для крейцкопфа 3 выполняется согласно изобретению, поворотной вокруг оси 8, установленной у верхнего конца направляющей. Пор- шневой шток заменяется дополнительным шатуном 4, связывающим поршень с крейцкопфом. Нижний конец направляющей 7 крейц- копфа 3 имеет вильчатый вырез с гнездами для цапф гайки 9. Вра- щая маховичок 7(7, ввертывают винт 77 в гайку 9, поворачивая этим направляющую 7 вокруг оси 8 на некоторый угол относительно оси цилиндра. Схема иллюстрирует происходящее при этом изменение величины хода поршня при почти неизменном верхнем мертвом поло- жении поршня, т. е. при почти постоянной величине объема камеры сжатия (рис. 196 а, б, в). Данная конструкция, легко реализуемая применительно к крейц- копфным двигателям, вряд ли является наиболее подходящей для 167
обычных автотракторных двигателей, выполняемых, как известно, всегда по типу тронковых, переделка же обычной конструкции в крейцкопфную хотя и не особенно сложна (особенно при массовом производстве), но должна вызвать значительное увеличение веса, стоимости и габаритов (по высоте) двигателя. Однако идея, поло- женная в основу рассмотренной конструкции, возможно послужит импульсом для более простого и подходящего к реальным условиям практики решения задачи другими изобретателями. Чрезвычайно оригинальное приспособление для изменения объема камеры сжатия двигателя внутреннего горения при пуске в ход пред- Рис. 196. ложено П. Я. Борисенко (сов. пат, № 8076, кл. 46b2, 11, опубл, в 1929 г.). Это изобретение имеет целью облегчение пуска в ход двигателя внутреннего горения путем увеличения в момент пуска объема камеры сжатия с последующим автоматическим уменьшением объема этой камеры после пуска двигателя в ход. На рис. 197а, б изображены разрезы в двух взаимно перпенди- кулярных плоскостях поршня, снабженного предлагаемым приспособ- лением; на рис. 197в, г изображена одна из деталей приспособления. На эксцентрично выточенном в средней части и снабженном на конце выступом М пальце А укреплено зубчатое колесо сцепля- ющееся с свободно сидящим на валу И зубчатым колесом Д. По- следнее имеет общую втулку с храповым колесом Г, снабженным зубьями только на половине окружности и входящим в зацепление 168
с собачкой В, укрепленной на верхней головке шатуна Б. В стенку поршня вставлен стопорный винтик Л, ограничивающий поворот пальца А. Положение приспособления, изображенное на рисунке, соответ- ствует наибольшему объему камеры сжатия (пусковое положение). Когда поршень идет вниз (всасывание), шатун Б поворачивается и собачка В пропускает несколько зубьев храпового колеса Г. При ходе сжатия собачка В поворачивает на некоторый угол храповое колесо Г и связанное с ним зубчатое колесо Д\ последнее, в свою очередь, поварачивает находящееся с ним в зацеплении зубчатое колесо /W, а следовательно, и палец А, При этом, вследствие эксцен- триситета пальца А, уменьшается объем камеры сжатия. В течение следующих ходов происходит дальнейшее уменьшение объема камеры до тех пор, пока храповое колесо Б, снабженное, как сжатия уже выше указано, зубьями только на половине окруж- ности, не выходит из зацепле- ния с собачкой В. Одновре- менно выступ М пальца А упи- рается в стопорный винт Л, препятствуя дальнейшему пово- рачиванию пальца А. С этого момента двигатель работает при нормальном объеме камеры сжатия. Для того, чтобы после остановки двигателя поставить его снова в пусковое положение, нужно через имеющееся в ци- линдре специальное отверстие вынуть стопорный винт Л, по- вернуть ключом палец Дна пол- оборота и снова вставить винт.77. Учитывая сложность этого Рис. 197. приспособления, удары в храповом зацеплении и об упорку, а главное, необходимость при каждом пуске двигателя в ход устанавливать внутрипоршневой механизм в каждом цилиндре в пусковое положение, следует придти к заключению, что, несмотря на всю оригинальность предложенного устройства, оно является явно нецелесообразным и может быть использовано лишь как исходный материал для дальнейшей изобретательской и конструк- торской работы. Разберем теперь несколько примеров конструктивного решения проблемы изменения степени сжатия при остановленном двигателе. Довольно простым средством для изменения степени сжатия у двигателей внутреннего горения является установка поршневого пальца эксцентрично относительно обоймы, помещенной в бобышках поршня. Однако при таком устройстве поворот поршневого пальца в обойме, в целях изменения объема камеры сжатия, влечет за собой появление дезаксации. 169
Устройство, предложенное фирмой Ф. Шток (герм. пат. № 34855' кл. 46b2 10, опубл, в 1922 г.), свободно от этого недостатка. Букса rf, в которой эксцен трично укреплен поршнево. палец е9 установлена поворотн! в другой эксцентричной пово ротной буксе h (рис. 198). Поворачивая на надлежа щий угол обе буксы и за крепляя их в новом положении можно менять положение днищ; поршня относительно оси порш- невого пальца с сохранением положения оси поршневого пальца в одной и той же вер- тикальной плоскости, прохо- дящей через продольную ось поршня. Другой способ изменения положения оси поршневого пальца относительно днища поршня в целях изменения сте- пени сжатия двигателей при по- стоянной величине хода поршня предложен Ф. Дюрр старшим и Ф. Дюрр младшим (герм. пат. № 333509, кл. 46b2, 11, опубл, в 1921 г.). Согласно этому способу, поршневый палец укрепляется в цилиндрической вставке 2, нессиметричной относи- тельно горизонтальной плоскости, пальца. Помещая эту вставку в к поршневому днищу, получаем проходящей через ось поршневого поршень 3 короткой стороной А меньшее расстояние между осью 170
поршневого пальца и днищем (т. е. увеличение объема камеры сжа- тия) сравнительно с тем, которое получится, если поместить вставку 2 длинной стороной В к поршневому днищу (рис. 199). При всей несложности, характерной для этого способа, он обла- дает тем недостатком, что дает возможность установить лишь две степени сжатия. Кроме того, наличие вставки 2 и не предусмотрен- ных на чертеже деталей ее крепления в поршне вызывает увеличение веса поступательно движущихся частей, а следовательно и увеличение сил инерции. Рис. 201. Можно изменять степень сжатия двигателя при неизменной вели- чине хода поршня, выполняя сферическое поршневое днище (рис. 200) съемным и переставным с выпуклой стороны на вогнутую (герм. пат. № 341418, кл. 46b2, 11, опубл, в 1921 г., М. Преус). Достоинство этого предложения заключается в сохранении неизмен- ного веса поршня. Недостатком является, как и в предыдущем предложении, воз- можность установления лишь двух различных степеней сжатия. Приведенные выше различные примеры конструктивного осуще- ствления изменения степени сжатия двигателей внутреннего горения могут быть рассмотрены вообще, безотносительно к проблеме кон- вертации двигателей жидкого топлива в газогенераторные, как и мыслили многие из изобретателей, указанные в данной главе. 171
Однако идеи, заложенные в этих изобретениях, можно применить после надлежащей доработки и к решению проблемы конвертации двигателей. Для иллюстрации практического решения этой проблемы при- менительно к случаю конвертации автомобильного двигателя Дизеля в газогенераторный можно привести рис. 201. Представленные на этом рисунке фотоснимки относятся к одному и тому же двигателю фирмы „Бюссинг NAG*. Левый снимок де- монстрирует исходную конструкцию, рассчитанную на работу по дизельному циклу, правый снимок—конструкцию, полученную после замены цилиндровой крышки новой, рассчитанной на приспособление двигателя к работе на генераторном газе.
VIII. РАСПОЛОЖЕНИЕ ГАЗОГЕНЕРАТОРНОЙ УСТАНОВКИ НА ТРАНСПОРТНОМ АГРЕГАТЕ Наилучшее расположение газогенераторной установки на автомо- билях, тракторах и тому подобных транспортных агрегатах является до сих пор предметом изысканий различных изобретателей. Во введении уже указывалось на трудности правильного разме- щения и компановки отдельных частей в транспортных газогенератор- Рис. 202. |в!П(г ных установках, выте- кающие из требований максимального сокра- щения габаритов, уменьшения сопротив- лений прохождению газа, облегчения обслу- живания и ухода за установкой и т. д. Ряд примеров рас- положения газогенера- торных установок на автомобилях и тракто- рах был приведен выше (см. стр. 16, 17). Рассмотрим еще ряд характерных изобрете- ний в этой области. В германском пат. № 640427 (кл. 63с, 2, опубл, в 1937 г.) фирмы „Дейт ц“, описан га- зогенераторный грузо- вой автомобиль, в ко- тором верхняя часть генераторного кожуха k отделена кольцом т, опертым на выступ п, от нижней, нагретой части. Для подвода охлаждающего воздуха к верхней и нижней частям пространства вокруг генераторного кожуха служат раструбы </, е, обращенные открытым уширенным концом навстречу воздушному потоку, образующемуся при движении автомобиля. Для выхода нагретого воздуха из пространств вокруг генератора служат щели i в боковых стенках (рис. 202 а, б). 173
лях, описан в герм. пат. №№ Ряд мелких конструктивных рационализаторских предложений, касающихся расположения газогенераторных установок на автомоби- 415623, 421875, 430935, 639892, 639893, 641020 и др. Хотя эти предложения вряд ли заслуживали выдачи на них патен- тов, тем не менее они представ- ляют некоторый интерес,, хотя бы в том отношении, что наглядно демонстрируют характерное для настоящего этапа развитие транс- портного газогенераторостроения „внимание к мелочам". Австрийское „Акц. О-во Древесноугольных авто- мобильных газогенерато- ров" предложило (герм. пат. № 415623, кл. 63с, 2) устанавли- вать автомобильные газогенера- торы g и очистители i на под- ножках с автомобиля таким обра- зом, чтобы суженные нижние части генератора и очистителя про- ходили сквозь плоскость подножек (рис. 203 а, б). Голландское „Анонимное О-воАппарато-и машино- строения в Утрехте" (герм, пат. № 421875, кл. 63с, 2) пред- ложило располагать газогенера- торную установку а и топливный бункер d непосредственно за шо- ферской кабиной b грузового авто- мобиля с оставлением в газогенераторном отсеке кузова прохода с 204). Та же фирма предложила (герм, пат. № 430935, кл. 63с, 2) уста- навливать чемоданного типа газо- генератор а и очиститель b сбоку под кузовом грузового автомобиля в передней его части (рис. 205). Изобретатель Дейтерс пред- ложил (герм. пат. № 639892, 63с, 2, опубл, в 1936 г.) в газогене- нератор сзади кузова, а газопро- мещать вдоль крыши кузова (над ней или под ней). Тот же изобретатель предложил (герм. пат. № 639893, кл. 63с, 2, опубл, в 1936 г.), в газогенераторных автобусах своей системы рас- полагать газогенераторный бункер над торцевой задней стенкой кузова, позади нее. Рис. 203. для подхода к установке (рис. Рис. 205. раторных автобусах располагать воды от генератора к двигателю 174
В герм. пат. № 641020 (кл. 63с, 2, опубл, в 1937 г.) того же изобретателя (Дейтерс) предложено видоизменение устройства по пат. № 639892, отличающееся тем, что расположенные вдоль крыши автобуса газопроводы заменены на части длины или на всей длине крыши тонкими очистителями. В герм. пат. № 657541 (кл. 63с, 2, опубл, в 1938 г.) фирма „Ганза" предлагает располагать всю газогенераторную установку под кузовом грузовика (рис. 206 а, б). Бункер 2 помещается рядом с топливником 3. Дополнительный бункер 1 имеет наклонное днище 6 и соединен с основным бункером 2 гибким рукавом 10 для обеспечения возмож- ности поворота дополнительного бункера вокруг шарнира 8. Топливо из основного бун- кера 2 подается в топливник 3 наклонным шнеком 11, автомати- чески сцепляемым и расцепляемым Рис. 206. Рис. 207. с приводным органом помощью подпружиненной поворотной заслонки 13 в верхней ча^ти топливника, поворот которой в нижнее положение (при недостатке топлива в шахте генератора) вызывает включение шнека в работу, а поворот в верхнее положение (под действием избыточного поступления топлива в шахту) вызывает выключение сцепной муфты между шнеком и приводным органом (см. герм. пат. той же фирмы № 672189, опубл, в 1939 г. и англ. пат. той же фирмы № 484029, опубл, в 1939 г.). Вышеупомянутый изобретатель Дейтерс, известный своими работами в области газогенераторных автобусов, разработал кон- струкцию двухэтажного газогенераторного автобуса (герм. пат. № 647411, кл. 63с, 2, опубл, в 1937 г.) с расположением генера- тора сзади кузова. В этой конструкции дополнительная верхняя платформа-отделена дверью 5 от верхнего этажа автобуса. Запас 175
топлива помещается в лестничной клетке под лестницей, ведущей во второй этаж автобуса (рис. 207 а, б). В герм. пат. № 652126 (кл. 63с, 2, опубл, в 1937 г.) того же изобретателя Дейтерса предложено в такого рода газогенератор- ных установках комбинировать защитную сетку с лестницей для обслуживания генератора. фирма „А к ц. О - в о Геншель и Сын" (герм. пат. № 649513, кл. 63с, 2, опубл, в 1937 г.), предложила газогенераторную установку для тяжелых грузовиков с двумя расположенными сзади по краям шоферской будки генераторами g\ h1, пространство k между кото- рыми использовано для помещения запасов топлива (рис. 208 а, б). а) Рис. 208. В сов. пат. М 17311 (кл. 20b, 5, опубл, в 1930 г. и англ. пат. № 349018, гр. XXVII, опубл, в 1932 г.) описана конструкция газогене- раторного тепловоза, отличающаяся следующими особенностями (рис. 209 а, б, в, г, д). 1. Питанием генераторным газом из газогенератора 8 как главного двигателя 1 с непосредственной передачей 3, 4 к ведущим колесам тепловоза, так и вспомогательного двигателя 5 с механической пере- дачей 6, 7 к ведущим колесам тепловоза. 2. Приводом в движение воздушного компрессора 18, динамо- машины 21 электрического освещения, радиаторного вентилятора 25 и наддувочных компрессоров 26, 27 паром, вырабатываемым в котле, обогреваемом выхлопными газами двигателей внутреннего горения 1 и 5 и питаемом водой, нагревшейся в рубашках водяного охлажде- ния цилиндров этих двигателей. 3. Подачей под колосники газогенератора 8 пара, отработавшего в паросиловой установке газогенераторного тепловоза и свежего пара из котла 14. 176
Рис. 209а, б, в представляет схему с использованием рамы паро- воза 050Э, рис. 209 г, д изображает схему установки на двух по- возках. Трогание с места газогенераторного тепловоза гораздо более «просто осуществимо, чем у обычного дизельного тепловоза, в виду того, что при самой малой скорости вращения вала газового двига- теля в цилиндр его поступает извне (из газогенератора) заранее подготовленная горючая смесь. Рис. 209. 11—очиститель газа, 20—быстроходная паровая машина, 28—запас топлива! Калужский машиностроительный завод НКПС и Одесский завод им. Январского построили уже ряд газогенераторных тепловозов (мотовозов). НАТИ (Научный автотранспортный институт) и ВИМТ (Всесоюзный Научно-исследовательский институт механизации торфя- ной промышленности) разработали ряд оригинальных конструкций в этой области. Советские газогенераторные тепловозы в эксплоата- ции себя вполне оправдали. 12 Новые изобретения 177
В заключение обратимся снова к конструкциям газогенератор* ных установок для автомобилей и рассмотрим следующие, заслу- живающие внимания изобретения: 1) герм. пат. № 435613; 2) герм. пат. № 459258; 3) герм, пат, № 428146; 4) англ. пат. № 174191; 5) франц, пат. № 579352; 6) франц, пат. № 636164. Французские изобретатели Шульц иЛорио разработали две оригинальные конструкции автомобильных газогенераторных уста- новок (герм, пат. № 435613 и № 459258). Рис. 210. В герм.пат.№ 435613(кл.24е, Зо5, опубл, в 1926 г.) описан ав- Рис. 211. томобильный газогенератор, назначением которого является устранить обычно присущие автомобильным газогенераторам недостатки, связан- ные с возникновением поломок из-за неравномерности тепловых расши- рений отдельных частей газогенераторной установки в местах укрепле- ния ее на автомобиле. Предлагаемый генератор (рис. 210 а, б, в) отли- чается тем, что газоотводные трубы 14 генератора служат одновременно анкерной связью между нижней и верхней плитами 3, 2 и кожухом 1 генератора. Кожух 1 генератора уплотнен по торцевым кромкам U-образными кольцами (асбестовым и медным) в гнездах 5 плит 3 и 2. В герм. пат. № 459258 (кл. 24е,Зо5, опубл, в 1928 г.) описан автомо- бильный газогенератор, устройство которого также позволяет устра- нить присущие обычным транспортным газогенераторам недостатки, связанные с возможностью поломок из-за недостаточной свободы тепло- вого расширения отдельных значительно термически напряженных частей генератора. Предлагаемый газогенератор (рис. 211а) имеет составленную из двух частей по высоте шахту, каждая из каковых частей 101, 106 прочно укрепляется на шасси автомобиля с одного конца (периферий- ного). Обе части 101, 106 шахты соединены друг с другом (с воз- можностью относительного осевого расширения) хомутом 110. Вариант 178
конструкции (рис. 2116) предусматривает соединение каждой из частей 101, 106 шахты с газоотводным трубопроводом 146 газогенератора. В герм. пат. № 428146 (кл. 24е, 305, опубл, в 1926 г.) венгер- ский изобретатель И. Хеллер предлагает оригинальную конструк- цию автомобильной газогенераторной установки со ступенчатой очи- сткой газа в трех очистителях и с расположением газового ра- диатора между вторым и треть- им очистителями. Эта уста- новка отличается тем, что в це- лях упрощения обслуживания установки и повышения доступ- ности частей для очистки, вто- рой (мокрый) очиститель 13, третий (сухой) очиститель 23 и расположенный между ними трубчатый газовый радиатор 25 помещены над загрузочным про- странством генераторного авто- мобиля (рис. 212). В англ. пат. (№ 174191, кл. 55i, опубл, в 1925 г.) изо- бретатель Стюарт предла- гает помещать охладитель гене- раторного газа в газогенера- Рис. 212. торных грузовых автомобилях под сиденьем в кабине управления. В франц, пат. № 579352 (кл. 63с, 2, опубл, в 1924 г.) А. Николя, а также в франц, пат. № 636164 (кл. 63с, 2, опубл, в 1928 г.) С. Ла смоль предложено монтировать газогенератор со всем его оборудованием не на самом автомобиле, а на прицепке, присоединенной к автомобилю сзади, сбоку или даже спереди. По- дача газа с прицепки на автомобиль может быть осуществлена помощью жесткого или гибкого шланга, пропущенного, например, под автомобильным шасси. Применительно к газогенераторным тепловозам устройство упро- щается в виду возможности монтировать всю газогенераторную уста- новку на существующем тендере.
IX. ПЕРСПЕКТИВЫ ДАЛЬНЕЙШЕЙ ИЗОБРЕТАТЕЛЬСКОЙ РАБОТЫ В ОБЛАСТИ ТРАНСПОРТНЫХ ГАЗОГЕНЕРАТОРОВ Приведенный в предыдущих главах материал достаточно ясно характеризует все многообразие подлежащих разрешению проблем в области транспортных газогенераторов. Если кардинальные вопросы рабочего процесса транспортных газогенераторов нормального типа можно считать в настоящее время в основном решенными, то вопросы конструктивного порядка сле- дует признать еще достаточно' далекими от своего разрешения. Одной из основных задач в области развития дела транспортного газогенераторостроения является преодоление остатков кустарных навыков и приемов работы отдельных изобретателей-одиночек, рабо- тавших разрозненно с распылением сил и средств и повторявших поэтому ошибки своих предшественников. Необходимо добиться объединения всех творческих сил в общей совместной работе над основными решающими вопросами транспортного газогенераторо- строения. Настоящий этап работы в этой области характеризуется преодо- лением „детской болезни“ одностороннего увлечения вопросами рабо- чего процесса газогенераторов и переходом к решению назревших, актуальнейших задач конструктивного характера, касающихся как всей генераторной -установки в целом, так и отдельных ее узлов и деталей. Неослабное внимание к так называемым „мелочам* является вер- ным залогом успеха. Примером, иллюстрирующим это положение, является, например, успешное применение электролитического покры- тия стенок бункера слоем меди толщиной около 0,2 мм для предо- хранения бункера от ржавления под действием продуктов швель- процесса, а для предохранения корпуса генератора от ржавления— применение покрытия его снаружи слоем огнеупорного лака. Эти покрытия, равно как и покрытие стенок топливника слоем алюминия (алитирование), значительно повысили срок службы современных транспортных газогенераторов. Даже такая, на первый взгляд, мелкая деталь газогенератора, как затвор бункерного люка, на самом деле играет очень большую роль в вопросах эксплоатации транспортных газогенераторов, поскольку водителю приходится многократно открывать и закрывать бункерный люк. 180
То же относится к устройствам для розжига газогенераторов. Однако все эти, хотя и очень важные, вопросы не должны засло- нять от изобретателей основной проблемы — создания оригинальных и совершенных советских конструкций транспортных газогенераторов, превосходящих по своим качествам лучшие заграничные модели (например, модели французских газогенераторных установок Имберт, Гоэн-Пуллен и др.). Пора отказаться от скверной традиции некритического копирова- ния иностранных конструкций. В настоящее время опыт, приобре- тенный советскими изобретателями и конструкторами в деле тран- спортного газогенераторостроения, и успехи в освоении иностранной техники в этой области позволяют с уверенностью полагать, .что задача создания оригинальных высококачественных отечественных конструкций транспортных газогенераторов вполне по силам нашим советским изобретателям и конструкторам. Опыт голого копирования иностранных конструкций газогенера- торов в Италии, где все четыре существующих типа газогенераторов— „Италия*, лНострум“, „Рома*, и „Дуке* представляют собой копии французских моделей („Нострум*— копия „Рено*, „Рома* — копия „Имберт* и т. п.), показал всю погубность такой практики для раз- вития отечественного транспортного газогенераторостроения. Создание оригинальных конструкций транспортных газогенерато- ров (в Австрии — генератор „Кромаг* для грузовиков „Греф-Штифт*, генератор „Прага* и др., в Англии — генератор „Бедфорд* для грузовиков „Коэла*, генератор „Латиль*. во Франции—генератор „Имберт*, „Гоэн-Пуллен*, „Берлье*, „Рено*, „Панар-Левассор*, в Германии—генератор „Дейтц* для грузовиков „Фаун*, генератор „Гумбольдт-Дейтц*, генератор „Менк/и Гамброк* для грузовиков „Мерседес-Бенц*, генераторы „Фойт“, „Ганза* и др., в Швеции — генератор „Абоген* и т. п.) выдвинуло такие страны, как Франция, Австрия: и др. в ряды ведущих стран в области транспортного газогенераторостроения. Проблемы „завтрашнего дня* современной техники могут быть поставлены и своевременно решены лишь при условии непрестанной работы над совершенствованием существующих образцов и моделей, умелого использования новейших иностранных достижений и смелого новаторства в создании собственных конструкций на базе стаханов- ского опыта ломки устаревших норм и застывших конструктивных прототипов. В поле зрения изобретателей, конструкторов и исследователей, работающих в области транспортных газогенераторных установок, должны стоять следующие основные проблемы: 1. Конструктивная разработка и практическая реализация тран- спортного газогенератора с высокоскоростным, интенсифицированным процессом газификации на базе, созданной трудами советских уче- ных (Чуханов, Гроздовский, Хитрин и др.) теории рабо- чего процесса газификации с непосредственным окислением углерода топлива в окись углерода, минуя углекислотную фазу. 2. Конструктивное обеспечение повышения устойчивости газо- 181
генераторного процесса в условиях часто и быстро меняющейся нагрузки двигателя и производиельности газогенератора. 3. Освоение новых видов толива (ископаемые сорта топлива, многозольные, сернистые, высокопажные, малотеплотные сорта типа соломы и другие особые виды топлива). 4. Уменьшение веса и повышение компактности транспортной газогенераторной установки. 5. Повышение надежности работы (в частности — создание тер- мически и механически стойких конструкций топливников и т. д.). 6. Улучшение очистки генераторного газа от пыли, сажи, смо- листых веществ, сернистых соединений и т. п. (усовершенствова- ние известных механических методов очистки газа и разработка новых методов очистки — электрических, химических и т. п.). 7. Упрощение ухода и обслуживания. 8. Ускорение и упрощение розжига транспортных газогенера- торов. 9. Усовершенствование методов регулирования работы транспорт- ных газогенераторов (в частности разработка методов автоматиче- ского регулирования). 10. Повышение коэфициента полезного действия транспортных газогенераторных установок (усовершенствование методов регенера- ции тепла и т. д.). 11. Уменьшение потерь мощности при конвертации двигателей жидкого топлива в газогенераторные и создание специальных кон- струкций газогенераторных двигателей внутреннего горения и т. д. Потребуется проявить немало изобретательности, остроумия и вдумчивости для того, чтобы наилучшим образом решить все эти промблемы. В нашей социалистической стране созданы все условия для мощ- ного расцвета творческой, изобретательской мысли трудящихся масс,, и нет сомнения в том, что немалая армия советских изобретателей конструкторов и исследователей в области транспортного газогене- раторостроения будет все более и более разрастаться, непрерывно обогащая технику нашей великой социалистической родины новыми открытиями» изобретениями и выдвигая СССР в разряд ведущих стран в области автомобильных, тракторных и прочих газогенератор- ных установок.
Приложение № УКАЗАТЕЛЬ ЛИТЕРАТУРЫ <j. Eg 1 off. Ersatz Motor Fuels. Scientific American, июль 1939 г., стр. 5—7. A. Lepoivre et G. Septembre. Le Gas des For£ts. 1939. H. Finkbelner. Hochleistungs-Gaserzeuger fur Fahrzeugbetrieb. 1937. Telz. Kraftwagen-Sauggaserzeuger fur Holz und Holzkohle, 1936, Кекки. Автомобильные газогенераторы. 1936 г. (перевод с итальянского). 7. В a llu. Comment transformer moteurs Л explosions et moteurs Diesel pour I’emploi des gasogenes. La Science et la Vie. Апрель 1939 г., стр. 270— 278. В. Г итти с. Применение генераторного газа в транспортных установках. Труды Ленинградского индустриального института № 13, 1936 г. В. Гит тис. Транспортные газогенераторы. 1931 г. И. К а р а ч а н и А. В в е д е н с к и й. Газогенераторы на автомобилях и трак- торах. 1934 г. А. Введенский. Советские газогенераторные установки. 1936 г. В. Карпов и Н. Фокин. Автотранспортные газогенераторные установки. 1938 г. И. Куте в. Судовые газогенераторные установки. 1939 г. Труды НАТИ, выпуск № 33, 1934 г. Ю. Клейнерман. Газогенераторные автомобильные установки. 1938 г. г. <Д. Гинзбург. Газификация топлива и газогенераторные установки. 1938 Н. Вознесенский. Легкие газогенераторы. 1938 г. М. Артамонов. Автотракторные газогенераторы. 1937 г. Автотракторный справочник. 1935 г., т. I, глава VII. Автомобильный мотор. .Научно-технические проблемы автотранспорта*. Сборник Ns 2, изд. 1937 г. и сборник № 3, изд. 1939 г. Кюнэ и Кох. Испытания автомобильных газогенераторов. 1938 г. Труды ВНИДИ, вып. 7, ч. II, изд. 1932 г. В. Залесский. Термодинамика генератора. 1919 г. В. Копытов. Теория горения газа и твердого топлива. 1938 г. Процесс горения угля. .Механизм горения углерода и пути интенсификации сжигания твердых топлив*. Сборник под ред. Предводителева, 1938 г. Е. Rammer. Die VerwenJung fester Treibstoffe aus Braunkohle. Braunkohle № 30 от 25/VII 1936 г„ стр. 517—530. N. R a m b u s h. Modern Gas Producers. 1923. Журнал .Дизелестроение* № 9 за 1937 г. Журнал .Автотракторное дело*, 1937 г., №№ 4 и 5, за 1936 г. №№ 5 и 9 № 10. Журнал Прикладной химии, 1934 г., т. 7, вып. 8, 1936 г., т. IX, вып. I. (статьи М. К. Гроздовского и 3. Ф. Чу ханов а). Журнал .Das Gas-und Wasserfach*, № 41, 1931 г. (статья Bunte). Журнал А. Т. Z. 25/IX—1937 г., 10/1—1938 г., 10/VI—1939 г. Журнал .Вестник инженеров и техников* № 2, 1937 г. (статья А. Г е- н и н а.) Журнал .За Рулем" № 1, 1937 г. и № 11, 1939 г. 183
F. Kneube. Kleine Gaskraftanlagen. V D I. № 8 20/11—1937 г., стр. 241— 248. Журнал „Motorlastwagen* №№ 9—10 за 1937 г. (статьи Шлепфера в» Т е б л е р а). Журнал .Motorlastwagen* №№ 16—20 за 1936 г. (статьи Шлепфера в Т е б л е р а). Журнал Научно-Информационный Бюллетень. Изд. Ленинградского инду- стриального института № 4, 1939 г. (статья Гаккеля) »О приме- нении газогенераторов на мотовозах промтранспорта".
Приложение № 2 СПИСОК ПАТЕНТОВ, ПРИВЕДЕННЫХ В КНИГЕ Пояснение к приложению № 2 1. В прилагаемом списке патенты подобраны по странам и по порядку номеров для каждой страны. F J 2. В ряде случаев одно и то же изобретение запатентовано в несколь- ких странах и в тексте книги даются об этом соответствующие указания. Патенты, отмеченные *, повторяют содержание указанного в соответ- ствующей сноске патента другой страны. №№ п/п №№ патентов Год Класс Страницы книги Авторские с в идетельств а С С С Р 1 22174 1931 24е, 3 96 2 30787 1933 24е, 10 153 3 31544 1933 24е, 3 48 4 39301 1934 24е, 13 130 5 40489 1934 24е, 3 25 6 41107 1935 24 е, 3 107 7 43475 1935 24е, 3 34,122 8 44543 1935 121, 34 100 9 45376 1935 24е, 3 26 10 47392 1936 24е, 3 108 11 50814 1937 24е, 5 109 12 51282 1937 24е, 13 128 13 51635 1937 24е, 5 132,134 14 51650 1937 24е, 9 108 15 51856 1937 24е, 13 125 16 52087 1937 24е, 3 127 17 52253 1937 24е, 3 89 18 52521 1938 24е, 1 156 19 52405 1938 24е, 13 148,151 20 53397 1938 24е, 3 30 21 53398 1938 24е, 3 112 22 53621 1938 24е, 3 48 23 53658 1938 24е, 3 43 24 53879 1938 24b, 3 106 25 54084 1938 46е2, 10 167 26 54393 1939 24е, 3 127 Патенты СССР 27 3084 1927 46b2, 11 165 28 3085 1927 46b2, 11 166 29 3160 1927 46b2, 11 162 30 3729 1927 24е, 3 34,35 31 6673 1928 46b2, 11 163 32 8076 1929 46b2, 10 168 185
№№ п/п №№ патентов Год Класс Страницы книги 33 12898 1930 46а, 6 102 34 13499 1930 24е, 3 91,96 35 14022 1930 24е, 3 46 36 14945 1930 24е, 3 75 37 14987 1930 • 24е, 3 34 38 17311 1930 20b, 5 176 39 17567 1930 24е, 3 34,35 40 18518 1930 24е, 3 34 41 38956 1934 24е, 3 50 Заявки СССР 42 ТП-2826 1936 | 24е, 3 | 138 Русские привилегии 43 5666 1901 I 24е, 305 | ( 19 Американские патенты 44 1821263 1931 48-76 63 45 *18492791 1932 48-76 63 46 1865341 1932 48-76 73 47 *19073882 1933 48-76 97 48 1938296 1933 48-76 77 49 1938297 1933 48-76 77 50 1954208 1934 123-3 155 51 2134492 1938 48-76 40 Канадски епатенты 52 374071 1938 162 53 377971 1938 91 54 378211 1938 31 Шведские патенты 55 85726 1936 24е, 3 155 56 87898 1936 > 24е, 3 64 57 88071 1936 24е, 10 147 58 ♦906853 1937 24е, 7 91 Норвежские патенты 59 ♦52927* 1933 24е, 1 77 60 54038 1934 24е, 5 50 61 ♦54б475 1934 24е, 3 64 62 54648 1934 24е, 10 117 63 ♦549725 1935 24е, 5 64 64 59932 1938 24е, 3 72 1 Герм. п. 490657. 4 Амер. п. 1938296. 2 Англ. п. 334888. 3 Канад, п. 377971. 5 Швед. п. 87898. в Польск. п. 21603. а 186
№№ п/п №№ патентов 1 Год Класс Страницы книги Японски е патенты 65 *782381 1931 151/2 63 66 *842202 1931 151/2 63 67 84987 1931 151/2 62 68 87524 1931 151/2 57 69 87525 1931 151/2 140 70 91339 1931 151/2 155 71 *976823 1931 151/2 63 72 *985744 1931 151/2 77 73 98959 1932 151/2 61 74 100362 1932 151/2 62 75 107681 1932 151/2 62 76 109080 1932 151/2 62 77 109312 1932 151/2 91,95 ‘ 78 109801 1932 151/2 103 79 118784 1932 151/2 87 Германск ие патенты 80 154714 1904 24а, 3q5 36 81 333509 1921 46b2, 11 170 82 341418 1921 46b2, 11 171 83 348555 1922 46b2, 10 170 84 398936 1924 24e, 305 103 85 407054 1924 24e, 5 24 86 415623 1925 63c, 2 174 87 419528 1925 24e, 305 ICO 88 421875 1925 63c, 2 174 89 428142 1926 24e, 3q5 122 90 428146 1926 24e, Зд^ 179 91 430935 1936 63c, 2 177 92 435613 1926 24e, 3q5 178 93 453898 1927 24e, Здд 112 94 459258 1928 24e, 306 178 95 468357 1928 24e, З05 152 96 483100 . 1929 46b2 11 164 97 *4900295 1930 24e, 5 73 98 490657 1930 24e, 5 63 99 492090 1930 24e, 3q5 102 100 *49209Р 1930 24e, 5 63 101 *497258’ 1930 24e, 305 140 102 501969 1930 24e, 305 115 103 534329 1931 24e, 5 116 104 541424 1932 63c, 2 154 105 544405 1932 24e, 5 59 106 547555 1932 24e, 5 59,151 107 549287 1932 24e, 5 59,60 . 108 552779 1932 24e, 5 116 109 558989 1932 24e, 5 151 ПО 558990 1932 24e, 5 59,60 111 560329 1932 24e, 5 47 1 Амер. п. 1821263. 2 Герм. п. 490657. 8 Франц, п. 594035. 4 Амер. п. 1938296. 5 Амер. п. 1865341. 6 Амер. п. 1821263. 7 Японск. п. 87525. 187
* №№ п/п №№ патентов Год Класс Страницы книги 112 566768 1932 24е, 30| 79,80 113 568800 1933 24е, 5 59,60 114 569165 1933 24 е, Зоб 99 115 569619 1933 24е, Зоб 63 116 570294 1933 24 е, 305 139 117 578737 1933 24е, 5 126 118 580664 1933 24е, 5 118 119 ♦5817641 1933 24е, 5 97 120 ♦5820202 1933 24е, Зоь 77 121 585355 1933 24е, 5 . 59,61 122 586670 1933 24е, 305 24 123 589901 1933 24е, 3q5 139 124 590089 1933 63с, 2 139 125 591768 1934 24е, 5 59,60 126, 594096 1934 24е, 305 118 127 596128 1934 24е, 5 59,61 128 *6047713 1934 24е, 305 79,83 129 611065 1935 24е, 88 130 612247 1935 24е, 5 59,61 131 617572 1935 24е, 3ОЗ 113 132 *624242* 1935 24е, Зоз 54 133 631117 1936 24е, 5 73 134 636719 1936 24е, 5 124 135 639634 1936 24е, 5 49 136 639892 1936 63с, 2 174,175 137 639893 1936 63с, 2 174 138 640427 1937 63с, 2 173 139 641020 1937 63с, 2 174,175 140 641231 1937 24е, 5 61 141 641683 1937 24е, 3 107 142 645187 1937 24е, 5 52 143 646277 1937 24е, 5 102 144 647411 1937 63с, 2 175 145 649513 1937 63с, 2 176 146 652126 1937 63с, 2 176 147 652970 1937 24е, 3jjq 91 148 653320 1937 24е, 5 63 149 654107 1937 24е, 5 61 150 654798 1937 24е, 5 74 151 655455 1938 24е, 3q5 104 152 657028 1938 24е, 5 45 153 657242 1938 24е, 5 72 154 657541 1938 63с, 2 175 155 658205 1938 24е, 305 101 156 659038 1938 24е, 306 150 157 659361 1938 24е, 5 66 158 *6599345 1938 24е, 5 119 159 661927 1938 24е, 5 22 160 664189 1938 24е, Зоз 38 161 1 672189 1 1939 24е, 8Оз 33,175 i Англ. п. 334888. а Амер. п. 1938296. 3 Франц, п. 837723 4 Австр. п. 139846. 3 Польск. п. 25350. 188
№№ п/п №№ патентов Год Класс Страницы книги Австрийские патенты 162 *1028051 1926 24е 79,80 163 *130650» 1932 24е 77 164 132055 1933 24е 26 165 133905 1933 24е 25 166 134296 1933 24е 57 167 139010 1934 46с 137 168 139120 1934 24е 53 169 139846 1934 24е 54 170 143660 1935 24е 91 171 144386 1936 24е 140 172 145520 1936 24е 67 173 *146507* 1936 24е 27 174 *147485* 1937 24е 63 175 150967 1937 24е 55 176 *1513125 1937 24е 65,119 177 151315 1937 24е 65 178 151668 1937 24е 123 179 153210 1938 24е 127 180 154287 1938 24е 56 181 154671 1938 24е 143 182 154672 1938 24е 125 183 154914 1938 24е 131 Чехословац кие патенты 184 *368636 1931 24е 57 185 *473/2* 1931 24е 63 186 60690 1938 24е 132,133 187 61169 1938 24е 68 188 63558 1939 24е 39 Английские патенты 189 121166 1925 551 101 190 143353 1925 551 144 191 150796 1925 551 57 192 151087 1925 551 153 193 174191 1925 551 178,179 194 179202 1928 711 157 195 *201664 ~ 1928 551 142 196 *2023038 1928 55i 42 197 222849» 1928 551 77 198 235045 1928 551 96 199 240226 1928 551 91 200 270269 1928 711 135 201 282341 1933 551 39 202 *29437310 1933 551 73 203 *294773И 1933 551 63 1 г 'ерм. п. 566768. 3 Амер. п. 1938296. з Польск. п. 24040. 1 ерм. п. 653320. 5 Польск. п. 25350. « Японск. п. 87524. Амер. п. 1821263. 8 Франц. п. 554872. 9 Франц, п, 571483. ’ Айер. п. 1865341. 11 Герм, п , 490657. 12 Герм. п. 566768. 189
u/u w №№ патентов Год Класс Страницы книги 204 302322 1933 711 132 205 302607 1933 551 146 206 *32314712 1933 551 79,80 207 334888 1933 551 97 208 *336932» 1933 551 77 209 343411 1933 гр. XII 53 210 *3490182 1932 гр. XXVII 176 211 *3611743 1933 гр. XII 79,81 212 367514 1933 гр. XII 74’ 213 *3770254 1933 гр. XII 88 214 *3839805 1934 гр. XII 79 215 388037 1934 гр. XII 102 216 *4107196 1935 гр. XII 64 217 430889 1936 гр. XXVII 134 218 431635 . 1936 гр. ХИ 52 219 454695 1937 гр. XXVII 134 220 456557 1937 гр. XII 39 221 462933 1938 гр. XII 97,98 222 462937 1938 гр. XII 97,98 223 462939 1938 гр. XII 97,99 224 465995 1938 гр. XII 37 225 *479193’ 1938 гр. XII 91 226 *4803928 1939 гр, XII 40 227 484029 1939 гр. XII 32,175 228 *4841879 1939 гр. XII 121 229 485655 1939 гр. XII 78 230 489640 1939 гр. XII 49 231 492218 1939 гр. XII 142 232 494843 1939 гр. XII 37 Ф ранцузск ие патенты 233 490711 1919 24е, 3 126 234 492834 1919 24е, 3 129 235 523707 1921 24е, 3 107 236 554872 1923 24е, 4 42 237 571483 1924 24е, 3 77 238 579352 1924 63е, 2 178,179 239 594035 1925 24е, 3 63 240 594741 1925 24е, 3 25 241 606294 1926 24е, 5 88 242 (635097) 35418 1930 24е, 3 42 243 636164 1928 63с, 2 178,179 244 644257 1928 63с, 2 135 245 616272 1928 24е, 3 79 246 653881 1929 24е, 3 70,71 247 (653881) 38003 1931 24е, 3 70 1 АмеР- п. 1938296. 2 Сов. п. 17311. 8 Франц, п. 83772 ‘ Герм. п. 611065. 5 Франц. п. 837723. с ’ Польск. п. 21603 7 Канэд. п. 377971. 8 Амер. п. 2134492. э Швейц, п. 190953» « Герм, п- 611065. 190
Il №№ п/ патентов Год Класс Страницы книги 248 667705 1929 24е, 3 69 249 687942 1930 24е, 3 70 250 *70362910 1931 24е, 3 88 251 707127 1931 24е, 3 79 252 769165 1934 46b3, 11 162 253 824738 1938 24е, 305 125 254 826257 1938 24е, Здз 58 84 255 837723 1939 24е, 3 79 Швейцарские патенты 256 •1909521 1937 13е 91 257 190953 1937 13е 121 258 191506 1937 13е 149 259 191798 1937 13е 114 260 193295 1937 13е 115 261 193296 1938 13е 47 262 195900 1938 13е 101 263 197531 1938 13е 40 264 201234 1938 13е 128 Польские патенты 265 21603 1935 24е, 3q5 64 266 23627 >936 24е? $ 68 267 24040 1936 24е, 9 27 268 24470 1937 24е, 1Оо2 141 269 25350 1937 24е, .5 119 'i Канад, п. 377971. 191
Приложение Ms 3 СПЕСИФИКАЦИЯ ГАЗОГЕНЕРАТОРНЫХ АВТОМОБИЛЕЙ СССР ГАЗ-АА НАТИ-Г-14 ГАЗ-АА НАТИ-Г-21 ЗИС-5 НАТИ-Г-23 ЗИС-21 Двигатель Марка двигателя . . . М-1 М-1 ЗИЗ-5 ЗИС-5 (газовый) (газовый) (газовый) (газовый) Степень 'сжатия . . . Максимальная мощ- 6,4 6,4 7 7 ность двигателя в л. с. на генераторном газе 30 29 45 48 Число оборотов в ми- нуту при максималь- ной мощности . . . Форма камеры сгора- 2200 2200 2400 2400 Уайт ния Рикардо Рикардо Уайт Радиатор Емкость водяной си- Усиленный Усиленный ЗИС-6 ЗИС-6 стемы вл 12,3 12,3 32 32 Тип карбюратора . . . Солеке —2 Солеке —2 Солеке —2 Солеке —2 Емкость бензобака в л Стандарт- ный бак Стандарт- ный оак 7,5 7,5 Аккумулятор Стандарт- Стандарт- 2 шт. ЗСТА 2 шт. ЗСТА ный ный 144 144 Магнето Нет Нет СС-6 СС-6 Динамо Стандартное Стандартное ГА-27 ГА-27 Шасси Полезная площадь ку* 6,41 зова в д2 3,65 3,65 5,36 Грузоподъемность в кг Передаточное число 1250 1250 „ 2500 2500 7,66:1 в заднем мосту . . . 7,60:1 7,60: 1 7,66 :1 Г азогенератор- ная установка Тип газогенератора . . НАТИ-Г-14 НАТИ-Г-21 НАТИ-Г-23 ЗИС-21 Топливо Древесные Мелкий Мелкий Древесные чурки древесный древесный чурки Размер топлива в мм уголь уголь 50X60X60 40X50X60 10—25 10—25' Наивыгоднейшая отно* сительная влажность топлива в . . . . 10—15 2-4 2-4 10-15 Процесс газификации . Опрокину- Горизон- Горизон- Опрокину- тый тальный тальный тый 192
ГДЗ-АА НАТИ-Г-14 ГАЗ-АА НАТИ-Г-21 ЗИС-5 НАТИ-Г-23 ЗИС-21 Форма бункера генера- Цилиндр тора Цилиндр Цилиндр Цилиндр Высота бункера в мм Диаметр бункера в мм 1010 850 1048 1360 (внутренний) .... 400 454 497 498 Объем бункера в м* . 0,127 0,138 0,204 0,266 Емкость бункера в кг Диаметр загрузочного 40-42 35 50 60 люка в мм ... Диаметр зольникового 336 336 336 454 люка в мм 160 278 278 160 Топливник Цепьноли- Малоугле- Малоугле- Цельноли- той из ма- родистая родистая той, из мало- Диаметр топливника на лоуглеро- дистой ста- ли, алити- рованный сталь сталь углероди- стой стали алитиро- ванный л нии фурм в мм . Диаметр топливника в 200 — — 340 узком месте в мм . Материал колоснико- 120 — —- 150 вой решетки .... Расстояние от фурмы до колосниковой ре- Нет Малоугле- родистая листовая сталь Малоугле- родистая листовая сталь Нет шетки в мм .... Число фурм по ачи — 220 260 — воздуха 10 1 1 10 Диаметр фурмы в мм 8 18 25 9,2 Материал фурмы . . . Хромонике- Красная Красная Хромонике- Диаметр зоны горения левая сталъ ЭЯ-1 медь медь левая сталь ЭЯ-1 в мм Расстояние от зомы го- 200 — —- 340 рения до днища в мм Охладитель — грубый очиститель (форма и 324 160 190 320 размер в мм) . . . Прямо- Цилиндр Цилиндр Цилиндр Поверхность охлади- угольный ящик 137Х267Х Х1420 - 2шт. 140X1740 210X18С0 210X1900— 3 шт. теля в м* Емкость охладителя 2,42 0,765 1.20 3.60 ' в м3 0,104 0,027 0,0625 0,181 Очиститель i Поверхност- ный, влаж- Матерчатый Матерчатый Поверхност- ный, влаж- । ! ный ный 13 Новые изобретения 193
ГАЗ-ДА НАТИ Г-14 ГАЗ АА НАТИ-Г-21 ЗИС-5 НАТИ-Г-23 ЗИС-21 Фильтрующий материал Кольца Ра- Кокс, мате- Кокс, мате- Кольца Ра- шига (мел- рия (байка, рия (байка, шига (мел- Поверхность матерча- кие трубки из лисюво- го железа) сатин) сатин) кие трубки ‘из листово- го железа) того фильтра в м? . — 1,2 1,81 — Высота слоя кокса в мм Высота слоя колец Ра- Нет 400 400 Нет ши га (общая в мм) . 945 Нет Нет 840 Емкость фильтра в л<3 —— 0,19 0,25 — Смеситель Эжекцион- Эжекцион- Эжекцион- Эжекцион- Диаметр газового ка- ный ный ный ный нала-смесителя в мм Диаметр воздушного канала смесителя 44 44 45 45 в мм Диаметр всасывающего 34 34 45 45 патрубка Вес газогенераторной установки в сборе 38 38 46 46 без топлива в кг . . Эксплоатацион- ные данные Расход топлива в кг на 100 км пути на шос- се хорошего каче- ства с полной на- 415 250 310 440 грузкой Дальность хода автомо- биля по шоссе при полной загрузке ге- 53 35 52 83 нератора в км ... Время розжига холод- ного генераюра вен- тилятором и пуска двигателя на газе без применения бен- 60—70 V 60-70 60—70 60-70 зина в минутах . . Продолжительность ра- боты автомобиля без очистки газогенера- 10—14 3-4 3-4 7-9 тора в км Продолжительность ра- боты автомобиля без очистки грубого очи- стителя-охладителя 1000 25Э 250 1000 в км Продолжительность ра- боты автомобиля без очистки тонкого очи- 1000 250 250 1000 стителя в км ... 4000 1000 1000 4000
ОГЛАВЛЕНИЕ Стр, От издательства .............................................. 3 Предисловие................................................... 5 I. Введение.................................................... 9 II. Топливо для транспортных газогенераторов................... 22 III. Рабочий процесс и конструкции транспортных газогенераторов . 29 А. Рабочий процесс, конструкции в целом 1. Газогенераторы прямого процесса....................... 29 2. Газогенераторы опрокинутого процесса.................. 43 3. Газогенераторы горизонтального процесса............... 76 4. Газогенераторы комбинированного процесса.............. 91 5. Газогенераторы реверсивного процесса.................. 95 6. Газогенераторы особого рода...........................100 Б. Конструктивные узлы и детали 1. Бункеры и питатели.........................................106 2. Топливники...............'............................109 3. Воздухоподводящие трубы, фурмы и т. п.................116 4. Обмуровка ... ...................................120 5. Разные детали (колосниковые решетки, шуровочные приспо- собления и т. п.)........................................122 IV. Вспомогательное оборудование газогенераторных установок 1. Очистители газа.............................................127 2. Охладители газа.......................................132 3. Комбинированные газоочистители - охладители.......132 4. Смесители ............................................134 5. Устройства для розжига генераторов для поддержания ре- жима при остановленном двигателе и т. д...............136 6. Разное оборудование (испарители, устройства для обогаще- ния генераторного газа, пульсаторы и т. д.)..............139 V. Регулирование работы транспортных газогенераторов............144 VI. Регенерация тепла в транспортных газогенераторных силовых установках................................................... 153 VII. Конвертация автотракторных двигателей внутреннего горения жидкого топлива в газогенераторные...............................158 VIII. Расположение газогенераторной установки на транспортном агре- гате ............................................................173 IX. Перспективы дальнейшей изобретательской работы в области транспортных газогенераторов . ................................180 Приложения: 1. Указатель литературы..............*.....................183 2. Список патентов, приведенных в книге....................185 3. Спесификация газогенераторных автомобилей СССР.........192
Отв. редактор /7. В. Сысоев. Техн, редактор А. И. Хрош. Сдано в набор 26/XI 1939 г. Подписано к печати 27/IV 1940 г. Формат 60X92i/le. Уч. авт. л. 13,7. Печ. л. 123/8 Знак в печ. л. 48.144 Леноблгорлит №2292 Цена tV Р-, перепл. 1 р. 50 к. Тираж 3000. Заказ № 9407 Типография артели .Советский Печатник*, Ленинград, Моховая, 40.
ДОПОЛНЕНИЕ К УКАЗАТЕЛЮ ЛИТЕРАТУРЫ Henri Petit. .Les Vdhteules a gasogene", Ю38 г. .Газогенераторный автомобиль ЗИС-21", 1940 г. Колосов и Коссов. .Автомобиль ГАЗ-42", 1940 г. Павловский и Орлов. Авгомобильно-тракторные газогенераторные установки. 1939 г. Пан ют ин. Автомобильные газогенераторные установки 1937 г. Henri Latour. Статья в журнале .La Science et la Vie",-июнь, 1940 г., стр. 574-598. Brush-Koela Gas producer. Статьи в журнале .Engineering" от 19/1 1940 г. (стр. 70—71) и от 24/V 1940 г. (стр. 532). М. В. Вудс. Исследование быстроходного газогенераторного двигателя, сгатьи в журнале .The Engineer" от 17/V и 24/V 1910 г. Theory arid design of moderti producergas plants", журнал „Commerc. Mot.* 9ЖП 1938 r. № 1760, стр. 574-576. ОПЕЧАТКИ Стр. Строка Напечатано Следует читать 50 5 снизу воды в летучих воды и летучих 132 19 сверху камере в камере 182 2 производиельности производительности 182 3 тол ива топлива 182 4 высокопажные высоковлажные 1«2 4 . малотеплотные малотеплоплотные Ззк. Ml 9407.
ТАБЛИЦА 1 |l №№ п/п. Характер процесса газификации Особенности процесса Прямой процесс (противоточный газогенератор) Опрокинутый процесс (прямоточный газо- генератор) 1 СХЕМА Обозначения: ЕЭ л О £3 и МНО Г 1 Ш Рис. 7 О* Рис. 8 Воздух 2 Наиболее подходящий сорт топлива Швелькокс Буроугольные брикеты Коксовые брикеты с при- садкой смолы 3 Другие допустимые к использованию сорта топлива Древесный уголь Древесноугольные брикеты Антрацит Кокс торфяной Каменноугольный швелькокс Каменноугольный высоко- температурный кокс Древесина Торф 4 Допускаемая смолистость применяе- мых топлив Ничтожно малая Значительная (в виду разложения смол в газогенераторах) 5 Доступность колосниковой решетки При работе газогенератора доступ- на и может быть очищена от золы При работе газогенератора недоступна 6 Наличие присадки водяного пара к воз- духу В большинстве случаев приме- няется В большинстве случаев не применяется 7 Необходимость уплотнения крышки за- грузочного люка бункера при работе газогенератора Требуется плотное закрытие Плотное закрытие не тре- буется 8 Общая характеристика Достоинства 1.Использованиефизического теп- ла газа для подогрева и подсушки топлива в бункере 2. Сравнительно низкая темпера- тура газа, выходящего из генера- тора 3. Доступность колосниковой ре- шетки во время работы 1. Устойчивость процесса 2. Возможность применения смо- листых топлив 3. Простота загрузки топлива во время работы генератора 4. Отсутствие необходимости при- садки к воздуху водяного пара Недостатки 1. Невозможность использования смолистых топлив 2. Сложность, а зачастую невоз- можность загрузки бункера при работе 3. Необходимость присадки во- дяного пара 1. Сравнительно высокая темпе- ратура газа, выходящего из газоге- нератора (необходимы большие ра- диаторы) 2. Трудность очистки колоснико- вой решетки и зольника при ра- боте
Горизонтальный процесс (перекрестноточный газогенератор) Комбинированный процесс Рис. 9 I1III Рис-10 дК-л» how* Швелькокс Буроугольные брикеты Древесный уголь Древесноугольные брикеты Антрацит Кокс торфяной Каменноугольный швелькокс Каменноугольный высоко- температурный кокс Древесина Торф Средняя Любая Колосниковая решетка не нужна. При работе генератора до- ступна и может быть очи- щена от золы 1 В большинстве случаев не применяется В большинстве случаев не применяется Требуется плотное закры- тие Плотное закрытие не тре- буется I. Возможность ведения высокоскоростного процесса газификации 2. Малый габарит по вы- соте 3. Ограниченный размер высоко температурной зоны (активной) 4. Умеренная температура стенок топливника, так как активная зона находится в центре его 1. Хороший состав гене- раторного газа 2. Возможность примене- ния смолистых топлив 1. Необходимость водя- ного охлаждения воздушных сопел 1. Большая высота гене- ратора 2. Усложненное обслужи- вание 3. Сравнительно высокая температура газа,отходящего из генератора (требуются большие радиаторы)
Цена 11 р. 50 к.
В.Я.БОХМАН НОВЫЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ В ОБЛАСТИ ТРАНСПОРТНЫХ ГАЗОГЕНЕРАТОРНЫХ УСТАНОВОК ГОСПЛАНИЗДАТ МОСКВА' <940 'ЛЕНИНГРАД