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Procède et dispositif de production de gaz sur des
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La production de gaz sur des véhicules diffère fondamentalement de celle faite dans des installations stationnaires du fait que, d'une part, pour obtenir un poids à transporter aussi faible que possible, toutes, les. parties sont soumises à un maximum de limitation- de dimen- sions et de poids, et d'autre part, du fait que, pendant la.marche, aucune surveillance de la part-dû conducteur ne doit être nécessaire. De plus pour. des véhicules de trans- port en commun la préparation immédiate pour la production. d'un gaz de bonne qualité est aussi importante que la possi- bilité d'interrompre immédiatement la production du gaz lors de l'arrêt de la voiture.
On a trouvé que les conditions ci-dessus peuvent être remplies par un fonctionnement convenable et un choix. approprié des dimensions du gazogène et du réservoir adjoint, à condition de se servir pour la production du gaz d'un combustible ne contenant pas de goudron et réagissant forte- ment.
La présente invention part du fait que le fonc- tionnement de véhicules à gaz ne s'étende pendant la jour- née, que sur une durée de service déterminée, par exemple dix heures de marche. Pour cette durée de marche le dispo- sitif ne doit être chargé qu'une seule fois de combustible frais et les cendres. ne doivent être enlevées qu'une seule fois à la fin du service. Pendant tout le reste du temps, le gazogène ne doit exiger aucune surveillance de la part du conducteur. Pour cela, il est nécessaire de loger la
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totalité du combustible, dans un récipient ou une soute disposée au-dessus de l'espace de gazéification proprement dit.
De préférence, ce récipient n'est séparé de l'espace de gazéification, par aucune fermeture mécanique pour le combustible. Le combustible granuleux, dont la surface dans le récipient forme bientôt un plan horizontal du fait des trépidations de la marche, descend lentement conformément à sa. transformation en cendres dans l'espace de gazéifica- tion,, Le feu est allumé, au début de la durée journalière du service, directement sur la grille et forme une zone. de, feu, qui dans la suite de la marche s'élève en disposition horizontale, en laissant au-dessous d'elle une zone de cendres correspondante.
D'après l'invention les cendres doivent rester sur la grille pendant toute la marche et ne doivent pas tomber à travers la grille dans le cendrier situé au-dessous. Ce résultat s'obtient par la construction convenable des fentes de la grille. Le gaz engendré est capté par une cloche collectrice connue, dont le bord in- férieur se trouve à une distance fixe au-dessus de la grille plane.
Il peut être rationnel de donner une section trans- versale rectangulaire à la cuve du gazogène et aux contours extérieurs de celui-ci. D'après l'expérience, des corps rectangulaires, en forme de caisses, peuvent être logés plus facilement dans les voitures et avec moins d'encombre- ment que les corps de forme cylindrique. Comme dans la plu- part des cas, la chambre de gazéification est entourée par une chemise de vapeur et une maçonnerie fixe, sa chemise externe devra avoir une grandeur correspondante. De plus
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il est rationnel de donner les dimensions externes de la chemise du gazogène vers le haut, au récipient situé au- dessus de manière que ce dernier constitue, grâce à ses dimensions. externes, un prolongement du gazogène situé au-dessous.
Ce choix des dimensions externes du récipient assure une distribution de l'encombrement aussi favorable que possible en ce qui concerne particulièrement le service de la voiture.
Le dessin ci-joint représente, à titre d'exemple. une forme d'exécution de l'objet de la présente invention.
La fig.l est une vue du grand côté du gazogène.
La fig:.2 est une coupe verticale du gazogène sui- vant la ligne C-C de la fig.l.
La fig.3 est une coupe verticale suivant la ligne B-B de la fig.2.
La fig.4 est une coupe horizontale suivant la ligne A-A de la fig.3.
La partie inférieure a sert de gazogène proprement dit et la partie supérieure b, de réservoir ou de récipient.
Le mélange d'air et de vapeur est introduit en c et le gaz est prélevé en d. e désigne la porte du cendrier et f la fermeture de l'orifice de chargement pour le réservoir; & désigne une cloche collectrice de gaz qui communique avec le tuyau d'échappement d (fig.3); h désigne la chambre de gazéification- proprement dit: !.désigne une grille plane.
Le cendrier est désigné par k; 1 désigne une chemise de vapeur et m la maçonnerie réfractaire. Le plan n-n indique le bord. supérieur de la grille; le plan c-o indique la.
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position du niveau inférieur de la zone de feu après la durée journalière du service. Pour une hauteur v. de la zône ,de feu, le plan p-p représente le niveau supérieur de cette zone de feu à la fin de la durée du service. Le plan q-q ae trouve à la hauteur de charge constante t au-dessus de la grille et indique simultanément la hauteur du bord inférieur de la cloehe eollectrice de gaz. Le bord. supérieur de la. cloche collectrice de gaz se trouve dans le plan r-r.
Le niveau supérieur du combustible dans le réservoir doit, après remplissage, se trouver dans le plan s-s.
En chois issant un combustible on connaît sa te- neur en cendres et son poids d'encombrement ainsi que le paida d'encombrement des résidus de la gazéif ication. Par exemple, un coke de lignite sans goudron et ayant une gra- nulation déterminée, doit laisser à la gazéification 20 % de son poida comme résidus. Le poids. d'encombrement du com- bustible est par exemple le même que celui des résidus et comporte environ 650 ]eg au m . Si on admet une charge horaire de par exemple 100 kg pour 1 m2 de section, et une durée. de service usuelle d'environ 10 heures,,d'après l'invention, la zône de cendres doit, à la fin du service, se trouver à. la. hauteur u. comprise entre les plans n-n et o-o.
Dans ce cas il faut choisir la hauteur u:
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D'après des expériences., pour le combustible en question., le hauteur de la. zone de feu ets v s 0,15 m. Pour obtenir un gaz de qualité parfaite, la zône de réduction
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située- au-dessus doit comporter au moins une hauteur de couche de w = 0,15 m. L'ensemble de la hauteur de charge entre le bord supérieur de la grille et le bord inférieur de la cloche collectrice de gaz doit donc, d'après l'in- vention, être choisie: 0,33 + 0,15 + 0,15= 0,63 m.
Si cette hauteur est observée dans le gazogène, on doit ob- tenir au bout d'une durée de servies de dix heures, un état tel que représenté sur la fig. 2, c'est-à-dire que le niveau supérieur de la zona de feu. doit avoir monté jusqu'au plan p-p.Au-dessus il doit encore exister une zone de réduc- tion convenable jusqu'à la sortie du gaz.
Pour compléter les propositions ci-dessus on peut admettre que la section transversale horizontale du réservoir ou soute comporte environ une fois et demie cel- le de la chambre de gazéification. La hauteur * de la char- ge de combustible dans le réservoir peut alors être déter- minée. On gazéifie d'après le présent exemple 100 kg de combustible par mètre carré et par heure dans la chambre de gazéification. En conséquence il faut qu'en une heure 100 m 67 kg en chiffres ronds passent par un plan horizontal
1,5 de la soute. Donc pendant la durée de service de 10 heures:
670 kg. Bais comme le poids, d'encombrement d'un, mètre aube de combustible est de 650 kg, la hauteur de combustible x dans la soute est de 670/650 = 1,03 m.
En conséquence, si la.
650 soute est chargée de combustible au début de la durée de. service au point que le niveau supérieur s-s se trouve
103 cm au-dessus du plan.±-.±, au bout dea dix heures de service admises, le combustible sera descendu jusqu'à ce plan. câpres l'invention, la hauteur de la soute doit être choisie au moins de manière qu'on puisse y loger la
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hauteur x de combustible pour la durée journalière du service
La fig.3 permet de se rendre distinctement compte que la cloche collectrice, de gaz g est entourée de tous côtés par du combustible froid, qui glisse entre cette cloche et les parois externes de la soute vers la cuve de gazéification.
Pour assurer un enlèvement de gaz tout à fait uniforme sous la cloche, le tuyau d'évacuation d est prolongé jusqu'au milieu de la cloche collectrice de gaz et à cet endroit, son extrémité est coupée en biseau.
La cuve de gazéification h est limitée. par des. parois de cuve verticales et lisses, qui, au-dessus de la grille ne sont interrompues ni par des portes de scories, ni par d'autres, dispositifs. On a trouvé que toutes ces. interruptions dea parois, verticales de la cuve à l'inté- rieur de l'espace de gazéification provoquent une distri- bution inégale de l'air de gazéification. Le frottement plus. intense qui s'oppose à l'air dans la charge plus dense l'incite à choisir le chemin de moindre résistance, La sur- face de séparation entre le combustible et la paroi de la chambre de gazéification offre déjà à l'air une moindre résistance que le centre de la charge, et en cas d'inter- ruptions des parois. au-dessus de la grille, le risque d'une distribution inégale du vent est fortement augmenté.
Or l'expérience a. montré que dans les gazogènes à section transversale rectangulaire pour véhicules, il faut éviter toutes les interruptions de paroi de ce genre, au-dessus de la grille, c'est-à-dire que la chambre de gazéification
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doit comporter au-dessus de la grille des paroia lisses unies.
Pour limiter encore la combustion. prématurée connue le long des parois, la longueur des fentes y de la grille plane doit être inférieure au diamètre in- terne de la cuve, ainsi que représente sur la fig.2. De ce fait l'air de gazéification est conduit de préférence vers le milieu du combustible. Seule une étroite fente, formée par l'intervalle compris entre la grille plane et le bord inférieur de la chambre de gazéification, permet à une faible quantité d'air de s'élever en ces points.
La grille plane n'a pas seulement pour but d'as- surer une distribution uniforme de l'air, mais elle doit en même tempa servir de surface de portée pour les. cendres.
On a trouvé que ce résultat s'obtient déjà. avec de :rentes de grille ±. dont la largeur est égale à une fois et demie le diamètre du grain de combustible le plus. fin. Dea fentes de grille encore plus larges retiennent, de même. les cendres sur la grille plane en dépit. des ébranlements de la marche.
Pour pouvoir enlever facilement les cendres à la fin du service, on propose en outre de réunir les barreaux de grille en groupes et de faire reposer ces. plaques de grille sur des barrettes horizontales 23 de section trans- versale en forme de T renversé. Pour enlever les. cendres, on peut alors débarrasser des cendres qu'elles, portent les diverses plaques de grille successivement par un mouvement de va et vient. De gros gâteaux de mâchefer peuvent être enlevés en repoussant complètement les plaques de grille,
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à travers les grandes ouvertures ainsi formées. L'actionne- ment des plaques de grille successivement empêche une chute complète du feu, c'est-à-dire qu'il est possible de descendre la. zone de feu jusqu'à la grille sans être obligé d'allumer de nouveau.
Pour empêcher un déplacement des, plaques de grille pendant la marche, on peut, ainsi que représenté sur la fig.Z,, employer un verrou 2 à suspension pendulaire sur un axe 1. Ce verrou 2 s'engage par son nez 3 dans une rainure 4 de la plaque de grille, lorsqu'il est soulevé par la porte e et une butée 5 prévue sur cette porte.
A l'ouverture de la porte, le verrou exécute un mouvement pendulaire vers le bas de manière que son nez 3 lâche la plaque de grille et que cette plaque puisse ensuite être actionnée horizontalement.
La fig.4 permet de se rendre distinctement compte de la forme rectangulaire de la cuve h ainsi que de la maçonnerie m et de la chemise de vapeur 1.
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Method and device for producing gas on
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The production of gas on vehicles differs fundamentally from that carried out in stationary installations in that, on the one hand, in order to obtain as low a weight to be transported as possible, all of them. The parts are subject to a maximum limitation - of dimensions and weight, and on the other hand, of the fact that, during travel, no supervision of the driver's part must be necessary. More for. of public transport vehicles immediate preparation for production. of good quality gas is as important as the possibility of immediately interrupting gas production when the car is stopped.
It has been found that the above conditions can be fulfilled by proper operation and choice. suitable for the dimensions of the gasifier and of the adjoining tank, provided that a fuel which does not contain tar and which reacts strongly is used for gas production.
The present invention is based on the fact that the operation of gas vehicles extends during the day only over a determined period of service, for example ten hours of operation. For this operating time, the device must only be charged once with fresh fuel and the ashes. should only be removed once at the end of the service. During the remainder of the time, the gasifier must not require any supervision by the driver. For this, it is necessary to house the
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all of the fuel, in a receptacle or hold placed above the gasification space proper.
Preferably, this container is not separated from the gasification space by any mechanical closure for the fuel. The granular fuel, the surface of which in the container soon forms a horizontal plane due to the tremors of the march, slowly descends in accordance with its. transformation into ash in the gasification space ,, The fire is lit, at the start of the daily service life, directly on the grate and forms a zone. of, fire, which in the continuation of the step rises in horizontal arrangement, leaving below it a corresponding zone of ash.
According to the invention the ashes must remain on the grate during the entire operation and must not fall through the grate into the ashtray located below. This result is obtained by the suitable construction of the slots in the grid. The gas generated is captured by a known collecting bell, the lower edge of which is at a fixed distance above the flat grid.
It may be rational to give a rectangular cross section to the gasifier tank and to the external contours thereof. From experience, rectangular, box-shaped bodies can be accommodated more easily in cars and with less bulk than cylindrical-shaped bodies. As in most cases the gasification chamber is surrounded by a steam jacket and fixed masonry, its outer jacket should be of a corresponding size. Furthermore
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it is rational to give the external dimensions of the jacket of the gasifier upwards, to the receptacle situated above so that the latter constitutes, thanks to its dimensions. external, an extension of the gasifier located below.
This choice of the external dimensions of the container ensures a distribution of the space requirement as favorable as possible with regard in particular to the service of the car.
The attached drawing represents, by way of example. one embodiment of the object of the present invention.
The fig.l is a view of the large side of the gasifier.
Fig: .2 is a vertical section of the gasifier along line C-C of fig.l.
Fig.3 is a vertical section along the line B-B of Fig.2.
Fig.4 is a horizontal section along the line A-A of Fig.3.
The lower part a serves as a gasifier proper and the upper part b, as a reservoir or container.
The mixture of air and steam is introduced at c and the gas is taken at d. e designates the ashtray door and f the closure of the loading opening for the tank; & designates a gas collecting bell which communicates with the exhaust pipe d (fig.3); h designates the gasification chamber - proper:!. designates a flat grid.
The ashtray is designated by k; 1 denotes a steam jacket and m refractory masonry. The n-n plane indicates the edge. top of the grid; the c-o plane indicates the.
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position of the lower level of the fire zone after the daily service period. For a height v. of the fire zone, the p-p plane represents the upper level of this fire zone at the end of the service life. The q-q plane is at the constant charge height t above the grid and simultaneously indicates the height of the lower edge of the gas collecting hood. The edge. superior of the. gas collecting bell is in the r-r plane.
The upper fuel level in the tank must, after filling, be in the s-s plane.
By choosing a fuel, we know its ash content and its overall weight as well as the size weight of the gasification residues. For example, a lignite coke without tar and having a determined granulation, must leave 20% of its weight in the gasification as residues. The weight. the size of the fuel is for example the same as that of the residues and comprises approximately 650] eg per m. If we accept an hourly load of for example 100 kg for 1 m2 of section, and a duration. usual service of about 10 hours ,, according to the invention, the ash zone must, at the end of the service, be at. the. height u. between the n-n and o-o planes.
In this case you have to choose the height u:
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According to experiments., For the fuel in question., The height of the. fire zone ets v s 0.15 m. To obtain a gas of perfect quality, the reduction zone
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above must have at least a layer height of w = 0.15 m. The whole of the load height between the upper edge of the grid and the lower edge of the gas collecting bell must therefore, according to the invention, be chosen: 0.33 + 0.15 + 0, 15 = 0.63 m.
If this height is observed in the gasifier, at the end of a ten hour period of service, a state as shown in FIG. 2, that is, the upper level of the fire shingles. must have risen up to the p-p plane. Above it there must still be a suitable reduction zone up to the gas outlet.
To complete the above proposals, it can be assumed that the horizontal cross section of the tank or hold comprises approximately one and a half times that of the gasification chamber. The height * of the fuel load in the tank can then be determined. 100 kg of fuel per square meter per hour are gasified in the gasification chamber according to the present example. Consequently it is necessary that in one hour 100 m 67 kg in round figures pass by a horizontal plane
1.5 from the hold. So during the 10 hour service life:
670 kg. Bais as the weight, footprint of one, meter vane of fuel is 650 kg, the height of fuel x in the bunker is 670/650 = 1.03 m.
Accordingly, if the.
650 bunker is loaded with fuel at the start of the duration of. service to the point that the upper level s-s is
103 cm above the plane. ± -. ±, after ten hours of service allowed, the fuel will be lowered to this plane. capers the invention, the height of the hold must be chosen at least so that it can accommodate the
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x height of fuel for the daily service life
Fig. 3 allows to see clearly that the collecting bell, gas g is surrounded on all sides by cold fuel, which slides between this bell and the outer walls of the hold towards the gasification tank.
To ensure a completely uniform gas removal under the bell, the evacuation pipe d is extended to the middle of the gas collecting bell and at this point its end is bevelled.
The gasification tank h is limited. by. vertical and smooth tank walls, which above the grid are not interrupted by slag doors or other devices. We found all of these. Interruptions in the vertical walls of the vessel within the gasification space cause uneven distribution of the gasification air. The friction more. which opposes the air in the denser charge encourages it to choose the path of least resistance. The separation surface between the fuel and the wall of the gasification chamber already offers the air less resistance than the center of the load, and in the event of wall interruptions. above the grid, the risk of uneven distribution of the wind is greatly increased.
But experience has. shown that in gasifiers with rectangular cross-section for vehicles, all such wall interruptions should be avoided above the grate, i.e. the gasification chamber
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must have plain, smooth parishes above the grid.
To further limit combustion. known premature along the walls, the length of the slots y of the flat grid must be less than the internal diameter of the tank, as shown in fig.2. As a result, the gasification air is preferably conducted towards the middle of the fuel. Only a narrow slit, formed by the gap between the flat grid and the lower edge of the gasification chamber, allows a small amount of air to rise at these points.
The flat grille is not only intended to ensure a uniform distribution of the air, but at the same time it must serve as a bearing surface for them. ashes.
We have found that this result is already obtained. with of: grid annuities ±. the width of which is equal to one and a half times the diameter of the grain of fuel the most. end. Dea even wider grid slots hold back, as well. the ashes on the flat grate despite. upheavals in walking.
In order to be able to easily remove the ashes at the end of the service, it is also proposed to unite the grate bars into groups and to rest these. grid plates on horizontal bars 23 of cross section in the shape of an inverted T. To remove them. ashes, we can then get rid of the ashes that they carry the various grate plates successively by a back and forth movement. Large clinker cakes can be removed by pushing back the grill plates completely,
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through the large openings thus formed. The actuation of the grate plates successively prevents a complete fall of the fire, that is to say it is possible to lower it. fire zone up to the grill without having to re-light.
To prevent movement of the grid plates during operation, it is possible, as shown in fig.Z ,, to use a latch 2 with pendular suspension on an axis 1. This latch 2 engages through its nose 3 in a groove 4 of the grid plate, when it is lifted by the door e and a stop 5 provided on this door.
When the door is opened, the latch performs a downward pendulum movement so that its nose 3 releases the gate plate and this plate can then be actuated horizontally.
Fig. 4 shows clearly the rectangular shape of the tank h as well as the masonry m and the steam jacket 1.