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Perfectionnement aux procédés et appareils de production de gaz d'huile lourde par combustion partielle avec de l'air.
La présente invention est relative à la production de gaz à partir des huiles lourdes, par palvé- risation de 1 huile à l'intérieur d'une chambre de com- bastion au moyen de leair qui servira à y produire une
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combustion partielle.
Dans les appareils connus jusqu'à présent, le mélange d'air et d'huile est réalisé au moyen d'un pulvérisateur comportant par exemple un conduit central d'arrivée d'huile, et, autour de ce conduit, une chambre annulaire recevant de l'air sous pression, cette chambre présentant une fente également annulaire disposée con- centriquement autour de l'orifice du conduit central, La détente de l'air à travers cette, fente provoque la pulvérisation de 1'huile fournie par l'ajutage central.
Le procédé, objet de l'invention consiste à projeter plusieurs jets d'air oud'un mélange d'air et d'huile pulvérisée, vers une môme région où arrive éventuellement un jet central d'huile ou. d'un mélange d'air et d'huile, cette dernière étant pulvérisée ou non, de telle manière qu'ils viennent se briser au bout d'un court trajet, alors qu'ils possèdent encore une grande force vive et donnent lieu, après le choc, à une turbulence très intense intéressant toute la masse et favorable à la combustion partielle,
La pulvérisateur qui fait également l'objet de l'invention présente cette particularité essentielle de comporter, au lieu d'une fente annulaire et continue pour la sortie de l'air, une série d'orifices répartis de manière à faire converger les jets sortant de chacun d'eux, lesdits orifices pouvant,
dans un mode de réalisation, être agencés de manière qu'une pulvérisation d'huile se-produise à leur sortie.
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De plus, le conduit central d'amenée d'huile peut lui-même se terminer par un ajutage de pulvérisation connu ou, en particulier, présenter, pour la sortie de l'air qui effectue cette première pulvérisation, une fente large d'où le fluide sort à peu près perpendiculairement à la veine d'huile débouchant de l'orifice centrale
Un autre mode de réalisation du procédé ci-dessus exposé, consiste dans 1 utilisation de plusieurs pulvéri- sateurs disposés de manière à donner des jets convergents, ces pulvérisateurs étant soit d'un type connu, soit plus spécialement du type décrit plus haut.
Pour la stabilité de la flamme, il est bon que celle-ci prenne naissance au voisinage du pulvérisateur mais, d'un autre côté, si l'on veut obtenir une pulvérisa- tion suffisamment fine, on est dans l'obligation d'utiliser de l'air sous pression élevée et 1 origine de la flamme a alors tendance à s'éloigner de l'orifice de pulvérisation.,
On peut concilier ces deux conditions en apparence contracdictoire en faisant attaquer le jet d'huile, mélangée ou non à une faible quantité d'air, par des jets d'air inclinés et convergents sur un cercle de manière à obtenir l'étalement de la pulvérisation résultante en même temps qu'une action tourbillonnaire intense et une diminution notable de la vitesse de cette pulvérisation suivant son axe.
On répartira alors les axes des trous livrant passage à l'air de seconde pulvérisation non sur un cône
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mais sur un hyperboloïde ou surface réglée approchante dont le cercle de striction est de diamètre suffisamment petit pour que l'homogénéité du jet d'huile et d'air ne soit pas compromise.
Ainsi la stabilité de la flamme est suffisante pour que l'on puisse se dispenser de prévoir un retour, sur une grande longueur, des produits chauds vers l'ori- gine du jet avant leur sortie de la chambre de combustion,
A titre d'indication, on pont préciser que le jet d'haile pulvérisée et d'air fourni par un pulvérisa- teur conforme à l'invention et alimenté en air froid et huile dans les proportions de combustion partielle utilisées habituellement et qui sont de l'ordre d'un gramme pour 2 à 3 litres d'air, s'allume à l'air libre au moyen d'une simple allumette et brûle avec une flamme stable qui prend naissance au voisinage immédiat du. pulvérisateur.
Grâce à ce pulvérisateur, on peut atteindre, dans la chambre de combustion, des températures de combus-- tion partielle très élevées et notamment supérieures à 10002 pour les proportions'indiquées ci-dessus ( 1 gramme d'huile pour 2 à 3 litres d'air) et abaisser à une valeur de l'ordre de 1% du poids d'huile traitée, la quantité des goudrons résiduels recueillis dans un épura- teur refroidisseur après passage da gaz produit dans le générateur et récoltant da cracking incomplet de l'huile,
L'invention présente encore un autre avantage;
elle permet, dans d'excellentes conditions, l'utilisation
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pour la combustion partielle de l'huile, d'air surchauffé au-dessus de 500 et de retirer de cette surchauffe de l'air, tous les avantages escomptas.
On constate en effet, avec le pulvérisateur qui fait l'objet de l'invention, que la température dans la chambre de combustion s'élève régulièrement en même temps que l'on augmente le réchauffage d'air, entraînant une diminution progressive de la proportion de goudrons conte- nus dans les gaz avec les avantages corrélatifs pour la facilité de l'épuration et la sécurité de marche d'un moteur.
Ce réchauffage permet., en outre, d'utiliser des proportions moins grandes d'air pour la combustion partielle et de ce fait d'enrichir le gaz produit, ce qui conduit à une augmentation de puissance des moteurs qu'alimente le gaz en question et à une diminution de la sonsommation spécifique.
La description qui va suivre en regard du dessin annexé, donné à titre d'exemple, fera bien compren- dre de quelle manière l'invention peut être réalisée.
La figure 1 représente en coupe axiale un séhéma du pulvérisateur conforme à l'invention
Les figures 2, 3 et 4 représentent dans les mêmes conditions des modes de réalisation particuliers.
La figure 2bis est une coupe par 2bis-2bis de la figure 2.
La figure 5 représente, en coupe axiale, un pulvérisateur à jets convergents sur un cercle.
La figure 6 est une coupe par 6-6 de la
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figure 5.
Dans le pulvérisateur représenté schématiquement à la figure 1, l'huile est amenée à un conduit axial 1 et l'air est introduit par un conduit 4 dans l'espace annulai- re 2 ménagé à l'intérieur de la pièce 3 montée dans la paroi 7 du générateur, L'espace annulaire 3 est fermé à sa partie supérieure par un plateau 5 dans lequel est disposé le con- duit 1 et il est en communication avec l'extréieur à sa partie inférieure par une série d'orifices 6. L'air est amené dans la chambre 2 se détend par ces orifices et pro- voque la pulvérisationde l'huile sortant du conduit central 1.
Les jets d'air multiples sortant de ces orifices sont des cônes qui se croisent en 8 et produisent par leurs ,chocs, en même temps que la pulvérisation de l'huile des remous extrêmement intenses à l'intérieur même de la veine ' fluide.
De préférence; les orifices 6 sont disposés sur une couronne circulaire de grand diamètre afin d'obtenir une faible vitesse axiale du jet après le choc. En outre, ils seront avantageusement pratiqués de manière à donner nais- sance à des jets très inclinés sur l'axe du pulvérisateur, c'est-à-dire disposés suivant un cône très ouvert afin d'augmenter l'étalement du jet et sa surface.
Le conduit 1 n'est pas nécessai rement un conduit d'amenée d'huile seule; il peut également recevoir un mélange très riche d'huile et d'air fourni par un carbura- teur par exemple tel que celui qui a été décrit dans
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la demande de brevet du Demandeur du 14 Juillet 1930 N 292.536 pour " procédé d'alimentation des générateurs de gaz d'huile lourde".
Dans le pulvérisateur représente à la figure 2 et dont la disposition générale est analogue à celle de la fig. 1, le conduit central est modifié de telle manière qu'une pulvérisation se produise à son extrémité.
Le dispositif de pulvérisation, qui en principe peut être quelconque, est réalisé de préférence de la façon suivante: autour de l'ajutage central par lequel arrive l'huile seule ou le mélange d'huile et d'air sortant du carbura- teur est montée une tête 11 dans laquelle est créasse une chambre annulaire 12; cette chambre communique par des trous 13 avec la chambre principale d'arrivée d'air 2 et elle débouche dans la région centrale du pulvérisateur par une fente pratiquée de telle manière que l'air en sorte perpendiculairement à 1' axe du pulvérisateur. Les dimensions de la fente 14 et des trous 13 sont réglées de telle sorte qu'une proportion importante du volume d'air, par exemple la moitié, passe par ces trous.
La veine liquide sortant du conduit 1 subit au passage une pulvérisation fine et la vitessa de la buée ainsi formée est relativement faible eu égard à la largeur de la fente 14 utilisée, l'action de dislocation produite par les jets d'air sortant des orifices 6 se croisant sur l'axe de la veine se trouve d'autant plus efficace.
On a indiqué en 15; des orifices da balayage dont l'emploi est facultatif,,
Entre les trous 16 amenant l'air aux orifices
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6, on perce ,de préférence, des canaux 17 ( fig. 2bis) dans le but d'éviter la production diane dépression dans l'espace compris entre la couronne d'orifices 6 et la fente 14.
La figure 3 représente une seconde variante dans laquelle on a ménagé autour de l'ajutage central
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de sortie dthuile 1 une fente anniilaire 18 commu.niquant avec le conduit d'arrivée d'air par les orifices 19. Ceux- ci laissent passer une très faible quantité d'air qui s' échappe par la fente annulaire 18 et qui a pour effet, par le balayage qu'elle' opère, d'éviter la formation de dépôts de charbon sur le pulvérisateur au voisinage de l'orifice de sortie d'huile. ,
Dans la variante d'exécution montrée à la fig.
4, l'huile arrivant par le conduit central 1 est distri- buée par des tubes 20 aux orifices 6 où l'air se détendant par la fente annulaire qui entoure l'extrémité de chacun des tubes 20 produit une pulvérisation locale. Les dif- férents jets d'huile pulvérisée viennent, comme précédem- ment, se briser les uns contre les antres, ce qui déter- mine une turbulence très intense, favorable à la propagation de la combustion partielle.
Dans le pulvérisateur que représente la fig. 5 l'huile, additionnée éventuellement d'une petite quantité d'air, est introduite par le conduit 1 emmanché dans le tube 20. Ce tube est lui-même emmanché à force dans le manchon 21 en 22.. Il est percé d'une série de Irons 6 par lesquels sprtent des jets de fluide pulvérisateur
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sous pression lequel provient de l'espace annulaire 23.
A la partie inférieure du manchon 21 sont percés des rous 24 auxquels font suite des trous inclinés 25 généralement de diamètre supérieur au diamètre des trous 6 et plus nombreux. Les axes 29 des trous 25, non convergents, sont peu inclinés sur l'horizontale et appartiennent à une surface réglée ( hyperbololde ou surface approchante) dont on voit en 26 le cercle de striction ( Fig. 6).
Il est à noter que le montage énoncé ci-dessus est particulièrement avantageux du fait que la séparation des divers éléments du pulvérisateur se fait aisément et qu'en outre les forages dans le métal très dur qui constitue le manchon 21 ne se font que sur une courto longueur. Il en résulte que les jets de fluide sortant de ces trous, tout en assurant une pulvérisation plus complète de 1 huile, pro- duisent dans l'intérieur de la veine fluide das remous favo- rables à la propagation de la flamme et élargissant ladite veine.
Enfin des fentes indiquées en 27 relient l'in- térieur du canal central 28 à l'extérieur afin de rétablir la pression atmosphérique dans l'espace compris entre les deux régions de pulvérisation.
Pour des raisons d'ordre constructif les conduits 24 seront établis aussi courts que possible.
Il est bien entendu que l'invention n'est pas limitée aux formes de pulvérisateur telles que celles que l'on a représentées et qui ne sont données qu'à titre indi- catif.
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Tout type de pulvérisateur, dans lequel la pulvé- risation de lthuile et son mélange avec l'air sont accompa- gnés d'une détente de cet air, sera conforme à l'invention s'il comporte des orifices multiples donnant naissance à des jets séparés convergents en un point ou en une petite région de la chambre venant se briser les uns contre les autres. De même toute fente de pulvérisation dont la largeur subit une multitude de variations prononcées rentre dans le cadre de la présente invention.
Enfin, les différents jets d'air distincts peuvent produire la pulvérisation individuelle de jets d'huile également distincts en nombre égal au nombre d'orifices de sortie d'air on en nombre différent sans pour cela sortir du cadre de l'invention.
REVENDICATIONS.
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1: Un procédé de production de gaz d'halle lourda par combustion partielle de l'huile avec de l'air dans lq#al l'huile est pulvérisée par l'air participant à la combustion partielle, ce procède étant caractérisé par la projection /de plusionrs jets d'air ou. d'un mélange d'air et dthuile plvrise, convergeant vers la même région ou. le même point où arrive éventuellement tin jet central dthuile ou. d'air et d'haile pulvérisée ou. non.
) 2i Un mode d'exécntion du. procédé spécifié sous 19 caractérisé par le fait qua les jets sont dirigés de manière à être disposés suivant un cône très ouvert afin que la trajet a da ces jets avant le choc soit suffisamment court et qu'ils -'#- - aient une grande force vive, PTocéàé palvérisation des hailes loaràes procédé de pulvérisation des huiles lourdes tel QU6 spécifié sous 19 et qui consiste à faire attaquer
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