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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.