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BREVET D'INVENTION Procédé et appareil pour la gazéification instantanée de combustible solide.
La présente invention est relative à la carburation de l'air par gazéification instantanée de combustibles solides soumis à une combustion en vase clos avec injection d'air sous pression. Elle a notamment pour but d'assurer la constance du pouvoir calorifique du gaz produit et la continuité de la pro- duction pendant un temps prolongé, dans des conditions prati- ques et avec un appareil carburateur de dimensions réduites.
L'expérience a montré que lorsqu'on injecte l'air sous pression dans la masse de combustible en ignition, il se produit un soulèvement variable de cette masse qui modifie la vitesse d'attaque de l'air sur le combustible et fait varier h la qualité du gaz produit. Suivant l'invention, on remédie à
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cet inconvénient en soumettant le combustible pendant le souf- flage d'air, à une compression qui empêche son soulèvement par l'air et maintient constantes les conditions dans lesquelles celui-ci attaque le combustible. En outre, le combustible com- primé est déplacé par rapport à l'arrivée d'air de manière à être remplacé, à mesure de sa combustion, par du combustible frais assurant la continuité de la production de gaz.
Conformément à l'invention, la compression du combus- tible s'opère par l'alimentation forcée de celui-ci dans le carburateur-gazogène au moyen d'un dispositif bourreur tel qu'une vis sans fin, et l'avancement du combustible dans l'ap- pareil s'obtient par l'action combinée du dispositif bourreur et d'un dispositif de support mobile, supportant la masse de combustible et se déplaçant avec elle, de préférence un pis- ton coulissant dans la cuve de l'appareil. L'emploi d'un pis- ton est avantageux pour l'évacuation des résidus de la combus- tion, dont la masse suit la descente du piston entre les parois de la cuve,sans être arrêtée par aucun obstacle.
Ces caractéristiques et d'autres particularités de l'invention seront décrites en détail ci-après avec référence au dessin annexé qui représente à titre d'exemple un carbura- teur à combustible solide conforme à l'invention.
Fig. 1 est une vue en élévation, partie en coupe verticale, de l'ensemble du carburateur.
Fig. 2 montre à plus grande échelle, en coupe verti- cale, la partie supérieure de l'appareil.
Fig. 3 est une vue en coupe longitudinale de la tuyère d'injection d'air.
Fig. 4 en est une vue en bout, et
Fig. 5 une coupe transversale par la ligne V-V de la Fig. 3.
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Fig. 6 montre un manomètre contacteur, et
Fig. 7 est un schéma de connexions.
Le carburateur-gazogène représenté sur les Figs. 1 et 2 comprend une cuve cylindrique 1 en métal, fermée par un fond 2, entourée d'une chemise de refroidissement 3 à circula- tion de liquide et surmontée d'un couvercle 4 portant un dis- positif d'alimentation de combustible 5 à trémie 6. La partie supérieure de la cuve 1, entourée de la chemise 3, est doublée d'un revêtement réfractaire 7 supporté par une cornière 8, qui laisse entre lui et une virole tronconique 9 suspendue sous le couvercle 4, une fente annulaire 10 pour la sortie du gaz pro- duit dans la cuve.
L'espace 11 entre la virole 9 et la cuve 1, est rempli de morceaux de matière réfractaire destinés à s'op- poser à une détente trop rapide du gaz vers la tubulure de sortie 12 et à empêcher 1-' entraînement de combustible dans la canalisation de gaz, A un niveau moyen la cuve 1 possède une tubulure d'arrivée d'air 13 raccordée à une tuyère d'injection d'air; sa partie inférieure est munie d'une porte 14 pour l'é- vacuation du laitier.
Dans la cuve 1 peut coulisser, depuis le fond 2 jus- qu'un peu en-dessous de l'arrivée d'air 13, un plateau 15 ana- logue à un piston dont la tige 16 filetée, logée dans un tu- be à huile 16a, traverse le fond 2 et une boite d'étanchéité 17 où elle est en prise avec un écrou 18 à denture périphéri- que. Celui-ci peut être mis en rotation par une vis sans fin 19 pour faire monter ou descendre le piston 15 dans la cuve.
L'espace variable 20 compris entre le piston et la virole 9 constitue le laboratoire de réaction du carburateur.
De la trémie 6, le combustible est amené dans le laboratoire 20 par le dispositif d'alimentation 5 comprenant
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un sas d'étanchéité rotatif 21-actionné par un engrenage à vis sans fin 22, 23, et une vis bourreuse 24 tournant avec un manchon 25 dans deux bagues 26 où le manchon peut coulisser verticalement. Une roue dentée 27 calée sur le manchon est maintenue normalement en prise, par un ressort 28, avec une vis sans fin 29 à rotation continue.
A la mise en marche du carburateur, le piston 15 occu- pe la position représentée en pointillés sur la Fig. 1, un peu en-dessous de l'arrivée d'air 13; il descend ensuite au fur et à mesure de la formation du laitier, afin de soumettre au jet d'air des parties successives de la charge de combustible qu'il porte. Comprimée par la vis bourreuse 24, cette charge de combustible présente une compacité constante à tous les étages, de sorte que des vides ne peuvent s'y former et qu'on est assuré d'avoir une vitesse d'attaque constante de l'air sur le combustible ainsi qu'un rapport constant entre les vo- lumes d'air et de gaz mis en oeuvre dans le laboratoire.
Lorsque la charge de combustible est bourrée à refus, la vis bourreuse 24 se soulève en débrayant la roue dentée 27 de la vis sans fin 29 et 1'alimentation s'arrête automatiquement, pour reprendre de même quand la descente du piston 15 fait place $ une nouvelle quantité de combustible. Au bas de la course du piston, on enlève par la porte 14 le bloc de laitier descendu avec lui.
La descente du piston 15 est réglée automatiquement, en dépendance de l'allure de la combustion dans le carburateur, de manière à éviter d'une part que du combustible reste imbrûlé par suite d'une descente trop rapide du piston et, d'autre part, que l'alimentation en combustible ne réponde pas aux besoins de la production de gaz à cause d'une descente trop
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lente du piston. Dans ce but, la rotation de la vis sans fin 19 qui attaque la roue-écrou 18 du piston est commandée par un dispositif, électro-pneumatique de préférence, dont le ré- glage est conjugué à celui du débit d'air de l'arrivée d'air 13.
Le dispositif Electro-pneumatique agit sur un embrayage 30 (Fig. 1) intercalé dans la transmission de la vis sans fin 19, et qui peut être un embrayage à c8ne avec ressort de poussée, que débraye par intermittences un poussoir thermo- électrique s'allongeant par l'échauffement d'une résistance électrique.
Sur la Fig. 7 qui représente schématiquement ce dis- positif de commande, 31 désigne le poussoir thermo-électrique auquel le courant est fourni, à intervalles déterminés, par un contacteur culbutant à mercure 32, actionné par un électro- aimant 33 dont l'action est retardée par un dash-pot 34 régla- ble à l'aide d'un pointeau 35. L'excitation de l'électro-ai- mant 33 est commandée par un double rupteur culbutant à mercure 36, 37 actionné par l'électro-aimant 38 à dash-pot 39 réglable à l'aide d'un pointeau 40. Le double rupteur 36, 37 envoie alternativement le courant dans les électro-aimants 33 et 38, à une cadence déterminée par le réglage du dash-pot 39 dont le pointeau 40 est conjugué, par exemple au moyen d'un câble Bowden, à l'organe réglant le débit de l'arrivée d'air 13 du carburateur.
Le nombre des mises en et hors d'action de l'em- brayage 30 par unité de temps dépend donc du réglage de l'ali- mentation en air du carburateur et par conséquent, de la con- sommation de combustible: La durée des périodes d'embrayage se règle à volonté au moyen du pointeau 35.
D'autre part, l'invention prévoit un dispositif automatique pour régler le débit de l'arrivée d'air 13 de ma-
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nière à maintenir constante la différence de pression entre l'air à l'admission et le gaz à la sortie du carburateur, mal- gré les variations de la consommation de gaz. A cet effet, la tuyère d'injection d'air 41 du carburateur, montrée sur la Fig. 3 et s'adaptant à l'arrivée 13 de la Fig. 1, comporte un obturateur réglant son débit en dépendance des variations de pression du gaz sortant du carburateur, sous la commande d'un contacteur barométrique différentiel raccordé à l'arrivée d'air et à la sortie de gaz.
L'obturateur 42 de la tuyère 41, en forme de demi- lune,est monté à une extrémité d'une tige axiale 43 dont l'au- tre extrémité porte, sur un carré 44 à l'extérieur de la tuyère, un contrepoids réglable 45 qui tend à faire tourner la tige 43 dans le sens de la fermeture de l'obturateur 42. A cet- te rotation s'oppose un ruban métallique 46 fixé transversale- ment sur la tige 43, partiellement enroulé sur la tige et re- lié à un élément thermo-électrique 47. Logé dans un tube 48 au fond duquel il est fixé, cet élément 47 s'allonge lorsque sa résistance électrique 49 reçoit du courant d'un circuit dans lequel est intercalé un contacteur barométrique à mercure 50, en forme d'U, dont les tubulures 51,52 sont raccordées respectivement à l'arrivée d'air et à la sortie de gaz du carburateur.
Toute modification de la pression du gaz par exemple, a pour résultat un déplacement du mercure du con- tacteur qui, suivant qu'il y a augmentation ou diminution de cette pression, ouvre ou ferme le contact entre les électrodes 53, 54 préalablement réglées en position en rapport avec la différence de pression désirée. L'allongement de l'élément 47 résultant de la fermeture du circuit permet la rotation de la tige 43 dans le sens de la fermeture de l'obturateur 42,
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jusqu'à ce que la différence de pression désirée soit rétablie et que le contacteur 50 s'ouvre à nouveau.
L'équipement automatique du carburateur est complé- té par un dispositif assurant le remplissage en temps voulu de la trémie à combustible 6, afin que l'alimentation en com- bustible du carburateur soit toujours régulière. Ce dispositif comprend à la sortie de la trémie 6 (Fig. 1) deux ajutages 55, 56 débouchant en regard l'un de l'autre dans le même axe. Par l'ajutage 55 plus étroit arrive du fluide sous pression, par exemple de l'air comprimé, qui est normalement intercepté par le combustible présent entre les deux ajutages. Vienne la trémie à se vider, le jet de fluide franchit librement l'inter- valle et, pénétrant dans l'ajutage plus large 56, crée dans celui-ci une pression qui influe sur un contacteur barométri- que, non représenté, raccordé à cet ajutage.
Le contacteur déclenche un signal indiquant que la trémie doit être remplie, ou met en action par un relais un dispositif de remplissage approprié.
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux for- mes et détails d'exécution des dispositifs décrits et repré- sentés à titre d'exempt et on ne sortirait pas de son cadre en y apportant des modifications.
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