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PerfectiolTnements s à la. proù:,#czicia àu c.z de gazogène.
La présente invention concerne la production degaz combus- tibles (qui seront appelés dans la. suite 6.il. gaz de gazogène) par réaction à chaude sur des combustibles, d'air et de vapeur d'eau, et elle a pour but de procurer cet effet une forme perfection-
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née d'appareil qui soit 16gère. simple de CCU:xstr:.CtlOï.. ;
i de fonctionnement et peu coûteuse de fabrication
Pour l'usge, le gaz de gazogale peut être refroidi et
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déshydrate, ainsi uu'épure, par r.'importe lsç...c.1 des moyens ap- propriés usuels j m8.iEc. r u t r but de 7.' l.ut%c'¯tlti:i est de procu- r e r 1)::' ci,.il- débite un gaz de 61.:,),c.':. de c 5 c< ; =, , 5 ; -àôi. l 1 t avec de l'eau dans un état convenant pour alimenter directement
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un rfioteur sans désr¯ydr3"2,tj''='H préalable.
La présente invention comprend principalement dun installa-
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tion 8- i:,c7,Z d2 gazogène comportant ''"1.¯: 2r-¯C'.h.crE àe CJ7:i"ù,.).stion d'on volume important, 'un t yau d'entrée c'air de diametre réduit s'étendant dans cette chambreet approprié pour créer une zone incandescente de volume limité et de température élevée à l'ex- trémité de sortie ou pros de
l'extrémité de sortie de ce tuyau
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et un moyen d'envoyer de l'eau sur cette zône incandescente.
Dans la forme de réalisation préférée, les tuyaux d'entrée et de sortie sont disposés horizontalement et (spécialement dans le cas du tuyau d'entrée) aussi près que possible du fond de la chambre. Dans le fonctionnement de l'installation, un excès d'eau est envoyé de façon que le fond de la chambre soit main- tenu humide ou même inondé; il est pratiquement impossible (dans des limites raisonnables) de fournir trop d' eau, tout excès d'eau, au fond de la chambre s'échappant par le tuyau d'entrée.
L'un des effets de cette disposition semble être qu'un vo- lume important de vapeur d'eau est créé et maintenu dans le corps de la chambre, la zône incandescente localisée étant en- tourée par une atmosphère de cette vapeur et les produits pri- maires de la réaction étant immédiatement refroidis par elle et "fixés" et débités dans leur état initial sans qu'il se présente de réactions secondaires sérieuses. En outre les parois de la chambre restent beaucoup plus froides qu'il n'est usuel dans de semblables installations, même après un usage prolongé.
Le gaz de gazogène est normalement débité avec une quantité de vapeur d'eau (à l'état libre ou non) qui dépasse considérable- ment la pratique normale, mais à une température qui est habi- tuellement inférieure à 100 C. S'il est séché, il donne à l'a- nalyse un gaz de gazogène de bonne qualité, mais il est déjà im- médiatement capable d'être employé directement sans séchage
L'invention est applicable pour l'emploi avec du combust-i- ble solide comme la houille ou le charbon, ou avec des combus- tibles liquides. Dans le premier cas, la hauteur du tuyau d'en- trée au-dessus du fond doit être suffisante pour permettre l'ac- cumulation d'une certaine quantité de cendres.
Le tuyau de sortie est de préférence situé en face et lé- gèrement au-dessus du tuyau d'entrée et sa pénétration dans la chambre est de préférence réglable pour fournir un moyen de ré- gler la réaction.
L'appareil tel qu'il est décrit peut être accouplé directe- ment à un moteur à combustion interne avec interposition simple-
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ment d'un dispositif quelconque peu compliqué pour extraire les particules de carbone solide, et lorsqu'un état de fonctionnement stable a été atteint, le réglage de l'installation est effectué par variation de la quantité d'eau fournie par le tuyau d'entrée et de la pénétration du tuyau de sortie à l'intérieur de la chambre.
L'invention est représentée aux dessins annexés dans les- quels:
Figs. 1 et 2 montrent en coupes transversales verticale et horizontale des représentations schématiques d'une installation établie conformément à la présente invention et destinée à l'em- ploi avec du charbon.
Dans la forme de réalisation représentée, l'installation comprend une chambre cylindrique 1, de préférence métallique, comportant une fermeture supérieure 2 pour 1'introduction de combustible. Le tuyau d'entrée 3 pénètre de façon réglable à l'intérieur de la chambre, comme on l'a représenté, et un dis- positif d'arrosage 4 est disposé de façon à diriger un jet d'eau finement divisé à travers le tuyau d'entrée sur la zône incan- descente, aussi haut que possible.
Le tuyau de sortie 5 est monté de façon réglable dans la paroi opposée de la chambre, parallèlement au tuyau 3. Sa pé- nétration dans la chambre peut être poussée jusqu'au point in- diqué en traits mixtes. Il est disposé un peu plus haut que l'entrée, pour éviter qu'il soit inondé.
Le tuyau d'entrée 3 est disposé aussi bas que le permet l'accumulation de cendres et de façon à permettre le déborde- ment de l'eau se rassemblant dans le fond de la chambre; le maintien de ce tuyau à faible hauteur étant particulièrement important.
Lors du fonctionnement de pareille installation, le feu est d'abord allumé, par exemple par l'introduction d'une torche à travers le tuyau 3, et lorsque la combustion est établie de façon satisfaisante, de l'eau d'abord en petites quantités, est injectée par le dispositif d'arrosage 4. La circulation est
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créée par l'application d'une pression par le tuyau 3 ou de pré- férence d'une aspiration sur le tuyau 5, aspiration qui peut être celle des pistons d'un moteur à combustion interne, le moteur é- tant actionné au pétrole jusque ce qu'un état stable ait été at- teint dans le gazogène, après quoi le carburateur est fermé et le moteur actionné seulement au moyen du produit de l'installa- tion.
D'après un examen de la température des parois du récipient pendant le chauffage et la marche., il apparaît que lorsqu'un é- tat stable a été atteint, la flamme est confinée dans un espace intérieur qui peut correspondre probablement à celui indiqué en 6 la partie la plus chaude de la flamme, où la combustion du com- bustible a lieu principalement étant indiquée en 7, tandis que 8 indique la zone intérieure dans laquelle il ne se produit aucune combustion.
Des particules d'eau pénétrant dans la zone incandescente 7 semblent être transformées en vapeur qui se meut vers le haut et vers l'extérieur d'une manière semi-explosive en développant des courants radiaux de vapeur chaude, et les zones de température égale dans des conditions stables semblent correspondre généra- lement aux isothermes représentées en 9, 10, 11, 12. une masse ou un courant de vapeur d'eau se trouve entre le bord de la flam- me 6 et la paroi de droite de la chambre à la Fig.1, de sorte que même à la partie la plus basse de la chambre, la température de la paroi ne dépasse pas une valeur qui peut être supportée par un métal et qu'il n'est pas nécessaire d'employer des bri- ques réfractaires ni aucun revêtement spécial.
La température à la partie centrale du haut en-dessous de la fermeture 2 reste plus élevée que la température dans d'autres parties du toit et la température de la paroi de gauche à la Fig.l est la plus chau- de en descendant vers environ un tiers ou un quart de sa hauteur, la température immédiatement au-dessus du tuyau de sortie 5 res- tant sensiblement fraîche.
Sous l'effet de l'aspiration d'un moteur à combustion in- terne, l'air accède au tuyau d'entrée 3 à la pression atmosphéri-
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que, l'extrémité du tuyau étant simplement laissée ouverte. L'ar- rivée d'eau au contraire est commandée de façon qu'il y ait tou- jours un excès d'eau en présence, le fond du récipient étant hu- mide ou même inondé.
En règle générale, la quantité d'eau fournie après que le fond a été inondé est de 1 kg ou 1 1/2 kg par kilogramme de char- bon. Une installation existante qui a donné des résultats satis- faisants comprend un tambour de 90 cm de haut et 52 cm de diamè- tre avec des tuyaux d'entrée et de sortie de 2,5 à 5 cm. Cette installation actionne un moteur d'automobile à quatre cylindres estimé de 10-20 CV à 1100 tours par minute, le moteur étant modi- fié seulement pour fournir un rapport de compression d'environ 6 à 1.
Suivant une variante, l'installation comprend une chambre cylindrique de 180 cm de haut et de 67 cm de diamètre, les tuyaux d'entrée et de sortie ayant 5 cm ou 7 cm de diamètre. Lorsque cette installation a été accouplée à un moteur à quatre cylindres de 75 CV. avec 550 tours, la consommation a été dans les environs de 32 kg d'eau par heure. La quantité d'eau fournie lorsqu'on accouple directement un moteur à un cylindre établi pour donner 8 CV à 350 tours par minute,a été d'environ 5 kg par heure, le seul réglage nécessaire à part la mise au point de la vanne d'in- jection,étant une variation de la pénétration du tuyau de sortie dont le réglage doit avantageusement être modifié pour des mo- teurs de puissance différant de 10 CV ou plus..
Avec cette ins- tallation, le tuyau d'entrée est à environ 7 cm au-dessus du fond de la chambre.
Dans tous les cas, l'inondation du fond de la chambre en combinaison avec un tuyau d'admission bas est importante pour l'obtention des meilleurs résultats.
En réglant l'arrivée d'eau et la pénétration du tuyau de sortie 5 dans la chambre, on assure un réglage très précis du fonctionnement de l'installation; lorsque l'installation est par exemple accouplée à un moteur à combustion interne, un dé- placement axial comparativement léger du tuyau de sortie 5 pro-
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duit une variation appréciable de la puissance développée de sor- te qu'on trouve facilement une position optima pour le tuyau de sortie. Après que cette position est atteinte on peut régler le moteur de la manière ordinaire au moyen d'un papillon d'étrangle- ment commandant l'arrivée des produits gazeux, l'air étant aspi- ré dans les cylindres avec ceux-ci d'une manière connue, De pré- férence, la tuyauterie entre le tuyau de sortie et le moteur est établie aussi courte que possible.
Si une installation établie pour un moteur de puissance don- née est utilisée avec un moteur de plus grande puissance, l'aspi- ration dans le tuyau 5 est augmentée et l'installation fonction- ne généralement à des températures plus élevées. Dans des limi- tes raisonnables, elle répondra toutefois à l'augmentation de puissance par augmentation de la quantité d'eau fournie par la tuyère 4, par remise en position du tuyau 5, et naturellement par rechargement plus fréquent de combustible par la fermeture 2.
L'invention n'est pas limitée à l'emploi de combustible so- lide vu qu'elle peut être employée avec des combustibles liquides qui peuvent être brûlés dans une chambre fermée de genre analogue, le combustible liquide étant injecté séparément ou fourni à tra- vers l'admission d'air.
L'installation telle qu'elle est décrite ci-dessus peut fonctionner avec succès au moyen d'huile combustible, soit par injection directe, soit par montage d'un dispositif d'alimenta- tion par gouttes dans la paroi supérieure du tuyau d'admission 3.
La zone de combustion est localisée en pareils cas par la dispo- sition d'une masse de matière solide telle que des fragments de briques réfractaires près de l'extrémité du tuyau d'entrée.
Ces installations peuvent également fonctionner avec succès au moyen de charbon tendre ou d'anthracite sous la forme de noix, bien qu'en pareils cas un extracteur de goudron puisse être né- cessaire.
Dans tous les cas, il est important d'avoir une chambre de volume suffisant pour que la z8ne incandescente soit localisée et soit entièrement enveloppée dans une atmosphère de vapeur
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d'eau et qu'un trajet étendu soit procuré pour la circulation de la vapeur et des produits de combustion qui se meuvent probable- ment en zones correspondant, pour la direction, à la direction générale des isothermes indiquées, la vapeur d'eau servant non seulement à abaisser d'une manière générale la température des gaz de sortie mais aussi à empêcher la production de réactions secondaires dans des zones sensiblement éloignées de celle de la flamme 6.
Il est très important que tous les joints des fermetures pour le combustible et les cendres soient fermés hermétiquement et que toutes les fuites d'air dans la chambre soient évitées, la chambre étant complètement fermée à part les tuyaux d'entrée et de sortie 3 et 5.
Avec la disposition décrite, la zône incandescente reste limitée en volume et ne tend pas à cheminer vers le haut de la chambre lors d'un service prolongé,probablement à cause du mou- vement de la vapeur d'eau de la partie supérieure de la chambre vers le tuyau de sortie. Si cependant le tuyau de sortie ou le tuyau d'entrée est situé sensiblement plus haut dans la paroi de la chambre, la zone incandescente tend à devenir plus grande pen- dant toute la combustion d'une charge et le mode de fonctionne- ment simple à réglage automatique qui a été décrit exigerait un mode supplémentaire de réglage ou de correction.
Bien que la zone incandescente localisée puisse être à 1300 C ou plus, un avantage de la présente invention consiste en ce que la température au contact des parois du récipient est main tenue peu élevée de sorte qu'on peut employer un récipient en métal de qualité ordinaire. Dans certains cas où une installa- tion de capacité donnée est mise en fonctionnement sous une sur- charge, l'emploi d'une chambre séparée d'amenée d'eau peut être un moyen approprié pour augmenter la teneur en vapeur, vu que dans les conditions de surcharges, les gaz de la sortie seraient débités à une température sensiblement plus élevée que celle en- visagée. L'eau peut être envoyée au moyen d'une tuyère disposée au-dessus du tuyau d'admission de fagon à débiter le jet sur le
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sommet de la zone incandescente,
Résumé.
L'invention comprend, dans une installation de gaz de gazo- gène , une chambre de combustion de volume important, un tuyau d'entrée d'air de diamètre réduit s'étendant dans cette chambre prés du fond de celle-ci et approprié pour créer une zone in- candescente de volume limité et de température élevée à l'extré- mité de sortie ou près de l'extrémité de sortie du tuyau, et un moyen d'envoyer de l'eau sur cette zone incandescente de façon à inonder le fond de la chambre.
Le tuyau de sortie est de préférence situé en face du tuyau d'entrée et il traverse de façon réglable la paroi de la cham- bre de façon que son extrémité puisse être mise en position plus ou moins près du centre de la zone incandescente, Il est avantageux de prévoir des chambres cylindriques oyant un fond en forme de cuve, les tuyaux d'entrée et de sortie étant située aussi près que possible du fond en tenant compte de la nécessité de l'inondation et de l'accumulation de cendres. Le tuyau de sortie peut être situé un peu plus haut que le tuyau d'entrée de façon à ne pas être submergé tout l'excès d'eau pouvant s'échapper par le tuyau d'entrée.
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