<Desc/Clms Page number 1>
"PROCEDE ET DISPOSITIF DE COMMANDE DU FONCTIONNEMENTS DES GENE- RATEURS DE GAZ A L'EAU A FONCTIONNEMENT DISCONTINU '
Pour la fabrication du gaz à l'eau, la durée de la gazéi- fication doit être adaptée à l'état calorifique du générateur ou gazogène. Si l.'on introduit trop de vapeur, le pouvoir calorifique du gaz obtenu tombe, tandis que si la quantité de vapeur employée est insuffisante, le rendement en gaz diminue; en outre, il peut également se produire des perturbations dans le fonctionnement, à la suite de surchauffage des scories.
<Desc/Clms Page number 2>
Pour obtenir, dans le cas de la commande automatique, le rapport nécessaire entre l'état calorifique du gazogène et la quantité de vapeur, on a fait dépendre uniquament du temps, la période de soufflage et celle de la gazéification. On s'est aperçu cependant que la scarification, qui augmente au cours du fonctionnement, accroît la résistance du gazogène, et que cette modification de la résistance a une influence bien plus grande sur l'arrivée de l'air que sur l'arrivée de la vapeur.
La pression de l'air est plus faible que la pression de vapeur, et il est par suite évident que les variations de résistance d'une colonne d'eau de 100 m/m, telles que celles qui peuvent se produire facilement en pratique, abaissent considérablement la quantité de l'air qui arrive!au gazogène et sont à peu près sans influence sur la quantité'de vapeur introduite.
Le régla- ge des périodes de fonctionnement,; opéré uniquement d'après le teuips, a donc pour conséquence que le gazogène reçoit, à mesu- re que la scorification augmente, une quantité toujours plus faible d'air, mais est par contre toujours refroidi de la même quantité par suite de la 'réaction endothermique de disso ciation de la vapeur, si bien que l'état calorifique peut fina- lement s'abaisser à un point tel qu'il ne soit plus possible de maintenir un fonctionnement correct.
En réglant les périodes de gazéification à une valeur moyenne, de manière que l'arrivée de vapeur soit trop faible, lorsque le gazogène vient d'être fraîchement empli de scories et que l'on satisfasse aux condi- tions nécessaires pour empêcher l'arrêt du fonctionnement, on ne supprime les inconvénients que pendant une courte durée au 'milieu de la période de fonctionnement; au début et à la fin de cette période, le rendement en gaz ou le pouvoir calorifique sont considérablement plus faibles que ceux que l'on obtien-
<Desc/Clms Page number 3>
drait avec un fonctionnement correct.
Dans d'autres procédés, le renversement automatique des périodes uépend de la température du gaz, des gaz d'échappe- ment, ou de l'indication de température, soit en un point quelconque du circuit des gaz, soit en un emplacement qaelcon- que des appareils; on ne peut obtenir cependant de cette ma- nière aucun résultat satisfaisant, car on ne tient pas compte des circonstances extérieures qui ont une certaine influence, comme par exemple les conditions atmosphériques, l'humidité du coke, l'humidité et la teneur en bitume du charbon gazéifié, la granulation plus ou moins forte de la matière, etc..
Le réglage connu du temps de gazéification, u'après le degré de décomposition de la vapeur, grâce auquel également la température du gazogène est déterminée à la fin de la gazéifica- tion ne semble pas susceptible d'être utilisé, lorsqu'on pro- duit la vapeur dans des accumulateurs de chaleur, car.il peut se produire, pendant le fonctionnement, que le gazogène soit déjà refroidi de telle manière que le degré déterminant de dé- composition de la vapeur soit déjà atteint , et que la gazéi- fication doive être arrêtée, alors que le générateur de vapeur n'est pas encore complètement refroidi. Dans ce cas, la tempé- rature du générateur de vapeur augmentera peu à peu , ce qui amènera sa détérioration.
Dans le cas contraire, c'est-à-dire lorsque le générateur de vapeur donne moins de vapeur qu'il est nécessaire pour l'arrêt de la vapeur, la température du gazogène augmente peu à peu, si bien que l'effet en question est obtenu. Un fonctionnement économique correct n'apparaît en conséquence possible qu'en supprimant le réglage automatique et en se basant sur des observations horaires de l'appareil. Celles- ci nécessitent une grande attention et une connaissance appro- fondie de l'opération, et ne peuvent être laissées qu'à des
<Desc/Clms Page number 4>
personnes très compétentes.
Conformément à la présente invention, on va montrer qu'en déterminant la durée des périodes de fonctionnement d'un géné- rateur de vapeur chauffé par des gaz de gazogène en fonction de la température, on tient compte de toutes les modifications d'état du gazogène. Le nouveau procédé rend également possible avec facilité, le réglage automatique du fonctionnement.
L'utilisation d'un accumulateur de chaleur qui, pendant la période de soufflage est chauffé par les gaz du gazogène, et qui pendant la gazéification cède la chaleur absorbée à de l'eau injectée, en fournissant par suite la vapeur nécessaire à la formation du gaz à l'eau, est connue. La quantité de va- peur que le générateur de vapeur reçoit pendant la période de soufflage dépend de l'état du gazogène; elle sera plus grande lorsque la résistance que les scories opposent au passage de l'air est faible et plus petite dans le cas contraire.
Si l'on amène alors régulièrement au générateur,de la vapeur à la même température finale, la quantité d'eau convenable pour la vapo- risation, au moyen d'un dosage approprié, la quantité de vapeur produite sera dans le rapport voulu avec l'état calorifique du gazogène, pour qu'on obtienne les conditions optima de rende- ment, car pendant la période de gazéification, on n'introduit dans le gazogène que la quantité de vapeur que l'on a pu pro- duire pendant la période de soufflage dans l'accumulateur de chaleur.
La température finale du générateur de vapeur sera choi- sie de préférence de manière que dans chaque période, presque toute la quantité de chaleur accumulée soit utilisée pour la production de vapeur, c'est-à-dire que l'on refroidira complè- tement ou à peu près complètement le générateur de vapeur à chaque période de gazéification, ce qui a d'ailleurs également
<Desc/Clms Page number 5>
son intérêt, du fait que la garniture intérieure de l'accumu- lateur de vapeur est alors protégée contre tout échauffèrent excessif.
Ce refroidissement complet est obtenu lorsque l'ac- cumulateur de chaleur ne vaporise plus l'eau introduite, mais la laisse passer sans être vaporisée, et l'on a alors par la mesure de l'eau non vaporisée qui s'écoule un moyen extrêmement simple de déterminer la température du gazogène. Op passera toujours de la période de gazéification à la période de souf- flage lorsque la quantité de l'eau s'écoulant dans un récipient collecteur aura atteint une quantité déterminée d'avance, et on procédera ensuite au soufflage, pendant des périodes qui au- ront toujours la même durée. Ce renversement des phases de l'o- pération peut être facilement rendu automatique, en faisant agir le récipient collecteur sur le dispositif de commande de l'organe de renversement.
La description qui va suivre en regard du dessin annexé donné à titre d'exemple fera bien comprendre de quelle manière l'invention peut être réalisée.
Sur l'unique Figure du dessin" 1 désigne le générateur de vapeur, qui est monté directement sur le gazogène 2 et qui con- tient des garnitures de fer 3 qui, pendant le passage de ]'air, sont balayées par les gaz sortant en montant du gazogène, et sont par suite échauffées. Les gaz s'échappent par une canali- sation 4, pouvant être obturée par une soupape 5. Dans le cou- vercle du générateur de vapeur se trouvent les tuyères 6 pour l'injection de l'eau, et dans le fond de ce générateur de va- peur, des rigoles 7 qui recueillent l'eau non vaporisée. Aux rigoles collectrices 8 aboutit un tube replié en forme d'U 9, qui débouche dans un récipient ouvert 10, dont le fond compor- te une petite ouverture Il.
Le récipient est suspendu à un câble 12, ou un organe analogue, qui passe sur des poulies 13
<Desc/Clms Page number 6>
et qui porte à son extrémité libre des poids 14.15 désigne une butée, fixée au câble, qui sert à actionner des interrup- teurs électriques 16 et 17, qui à leur tour servent à mettre en marche un moteur actionnant un dispositif de commande hy- draulique. Du dispositif de commande part une canalisation 18 allant à la soupape 5, une canalisation 19 allant à la soupape d'air 20 et une canalisation 21 allant à la soupape de gaz 22.
Toutes les soupapes sont soumises à l'action de poids et re- viennent par suite automatiquement à leurs positions de ferme- ture.
Dans la position représentée, la soupape 5 d'évacuation des gaz d'échappement, et la soupape 20 d'introduction de l'air sont fermées; la soupape à gaz 22 est ouverte. L'eau injectée;. par les tuyères 6 est vaporisée dans le générateur de vapeur et s'écoule dans le gazogène où se forme le gaz à l'eau. Aussitôt que la garniture du générateur de vapeur s'est refroidie d'une certaine quantité, l'eau non vaporisée qui reste se collecte dans les rigoles 7 et 8 et arrive par le tube 9 au récipient 10. Une partie de l'eau qui pénètre dans le récipient 10 s'é- coule constamment par l'ouverture 11 du fond de ce récipient, mais le récipient se remplit malgré cela, peu à peu, car l'ou- vertare 11 est très petite, et la quantité d'eau qui pénètre dans le récipient est plus grande que cell.e qui s'en écoule.
Lorsque le niveau de l'eau est monté à une certaine hauteur, le récipient 10 s'abaisse, tandis que le poids 14 et la butée 15 montent, cette dernière venant actionner l'interrupteur 17, et mettre par suite en marche l'appareil de commande. Les sou- papes 5 et 20 sont alors ouvertes, la soupape 22 fermée, et la canalisation qui alimente les tuyères 6, obturée. On entre alors dans la période de soufflage, pendant laquell.e on insuf- fle de l'air par la soupape 20. Les gaz chauds s'écoulent vers le hau à travers le gazogène, traversent le générateur de va-
<Desc/Clms Page number 7>
peur et s'échappent finalement par la soupape 5. La période de soufflage dure jusqu'à ce que le contenu d'eau du récipient 10 se soit vidé par l'ouverture 11 du fond.
A ce moment, le ré- cipient 10 est soulevé par le poids 14 qui s'abaisse, et la butée 15 vient actionner l'interrupteur 16, qui commande en sens inverse l'appareil de commande.
Les résistances de frottement du câble de traction et les résistances d'inertie sont choisies de manière que le récipient 10 ne puisse soulever le poids 14 que lorsqu'une quantité d'eau déterminée a été collectée. D'autre part, le récipient ne peut grâce à cette résistance être soulevé par le poids 14 que lors- que le récipient 10 s'est vidé. Comme le récipient 10 s'a- baisse dès qu'une quantité d'eau déterminée a été collectée, le générateur de vapeur est toujours refroidi à la même tem- pérature à la fin de la période de gazéification. La quantité d'eau collectée s'écoule par l'ouverture du fond pendant,un temps déterminé, si bien que la période de soufflage garde tou- jours la même durée.
La période de gazéification dépend de l'é- tat calorifique du générateur de vapeur, et par suite le réci- pient collecteur se remplira d'eau plus ou moins vite suivant que la température du générateur de vapeur, atteinte à la fin de/la période de soufflage, sera plus ou moins élevée. La pério- de de soufflage a par contre toujours la même durée, car le ré- cipient 10 est toujours rempli par la même quantité d'eau qui s'écoule par l'ouverture du fond Il. Le récipient 10, avec son ouverture de fond 11 agit par suite d'une manière analogue à celle d'un sablier.
On conçoit d'ailleurs que le câble 12 pourra porter d'au- tres butées que la butée 15, qui actionneront par leur déplace- ment un dispositif de signalisation électrique, acoustique, /
<Desc/Clms Page number 8>
hydraulique ou de toute autre nature permettant de suivre à distance le fonctionnement de l'appareil.