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Gazogène à couvercle tournant et agitateur mobile monté sur ce couvercl e.
L'invention concerne les gazogènes qui sont munis d'un agitateur mobile par lequel la couche supérieure de com- bustible est remuée pour diviser uniformément le combustible chargé, puis éviter une agglutination du combustible et em- pécher la formation de trous de soufflage dans la colonne de combustible.
On connaît de nombreux gazogènes de ce type. Dans un mode de construction de ces dispositifs, l'agitateur est constitué par un râteau tournant sur le couvercle fixe du gazogène et monté co-axialemen t à ce couvercle, dont les doigts
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tournants laissent derrière eux des voies circulaires concen- triques, l'agitateur se réglant automatiquement dans le sens de la hauteur et pouvant par conséquent s'écarter de trop grandes résistances. Ces dispositifs présentent l'inconvénient que le brassage ou remuage de la couche supérieure de combus- tible s'effectue seulement suivant des trajets circulaires concentriques, ce qui n'assure pas un remuage uniforme sur toute la surface.
Dans un autre type de dispositifs connus, l'agita- teur est constitué par un bras incliné monté de façon pivo- tante sur le couvercle fixe du gazogène et le corps même du gazogène est constitué 'rotatif, de sorte que lors de la ro- tation du corps du gazogène l'extrémité du bras agitateur oscillant laisse derrière elle des sillons en forme de lames.
On assure bien ainsi un brassage ou remuage plus uniforme de la colonne de combustible, mais cette disposition présen- te certains inconvénients, parce que d'une part la position du bras agitateur dans le sens de la hauteur n'est pas régla- ble et d'autre part l'ensemble du corps du gazogène doit être tourné avec la colonne de charbon qui s'y trouve.
On connaît aussi des gazogènes à couvercle tournant et agitateur monté, sur ce couvercle, dans lesquels le méca- nisme de brassage ou remuage est constitué par deux bras stoqueurs verticaux comportant des tranchants en lames de couteau qui laissent des traces circulaires lors de la ro- tation du couvercle. Dans ce cas, le brassage de la colonne de combustible est de nouveau non uniforme et en outre un réglage automatique des bras stoqueurs dans le sens de la hauteur n'est pas assuré, de sorte qu'un arrêt du fonctionne- ment du gazogène peut facilement se produire.
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'On a enfin,proposé d'établir l'agitateur disposé sur le couvercle tournant du gazogène de telle manière qu'il soit constitué par un râteau tisonneur garni de fourchons dirigés vers le bas, qui tourne en même temps autour de l'axe du gazogène et autour de son axe propre, puis qui monte et descend sous l'action d'une commande impérative dans le sens de son axe propre. Ce dispositif présente de nouveau l'in- convénient qu'il n'y est pas prévu un réglage automatique de l'agitateur dans le sens de la hauteur.
L'invention vise à perfectionner les dispositifs agitateurs du type exposé au début, notamment du dernier type cité. L'invention vise en outre à créer un dispositif de chargement qui coopère avec l'agitateur selon l'invention d'une manière avantageuse, pour accroître l'uniformité du fonctionnement du gazogène.
L'invention se rapporte aux gazogènes à couvercle tournant et agitateur mobile disposé sur ce couvercle, qui est constitué par un tube ou barre traversant le couvercle; puis tournant, ensemble avec ce couvercle, autour de l'axe du gazogène et également par rapport à celui-ci autour de son axe propre, ce tube ou cette barre étant muni à son extrémi- té inférieure d'un ou plusieurs bras remueurs, dont un au moins porte à son extrémité libre une dent remueuse.
Confor- mément à l'invention, le tube de l'agitateur est commandé par un corps de commande monté à rotation sur le couvercle et mis en rotation par exemple par un moteur fixé sur le cou- vercle, ce corps coopérant avec une voie fixe, co-axiale au gazogène, de telle manière qu'il roule pendant sa rotation autour de son axe propre sur cette voie fixe, et étant accou- plé avec le tube de l'agitateur par un dispositif de réglage automatique qui fonctionne immédiatement lorsque la colonne
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de combustible monte ou descend et qui fait toujours travail- ler le ou les bras d'agitateur tournants sur la surface de la colonne de combustible.
Avec le dispositif conforme à l'invention, l'agi- tateur commandé de la manière sus-indiquée exécute un mou- vement composé de deux mouvements de rotation de telle ma- nière que la ou les dents de remuage décrivent des courbes en boucles particulières dans la couche supérieure de la colonne de combustible et par conséquent travaillent cette couche d'une manière complètement uniforme, le ou les bras de remuage tournants, qui travaillent et pour ainsi dire nagent toujours sur la surface de la colonne de combustible, contrairement aux agitateurs connus, sous l'action du dispo- sitif de réglage automatique, .effectuant un aplanissement de cette surface. Par la disposition conforme à l'invention, on obtient en outre le résultat que le couvercle est mis en rotation par le tube d'agitateur même.
Le dispositif de réglage automatique est avantageu- sement constitué sous la forme d'une commande planétaire, dont les roues satellites reliées par des organes de tr.ans- mission au tube agitateur roulent sur une voie portée par le corps de commande, dès que l'agitateur est élevé ou abaissé par la colonne de combustible. La commande par roues satelli- tes assure un réglage très sensible de la position en hauteur de l'agitateur qui fonctionne immédiatement lorsqu'il se produit des variations du niveau de la colonne de combustible.
Le dispositif de chargement .automatique également disposé excentriquement sur le couvercle tournant de façon connue en soi, qui constitue aussi une partie du dispositif selon l'invention, est commandé par le même arbre de moteur que le corps de commande. La transmission de mouvement se fait par une commande, par exemple une commande à serrage, @ par laquelle le nombre de tours de l'arbre decommande est
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diminué et un réglage rapide de la quantité de charbon char- gée dans une unité de temps est rendu possible dans chaque cas suivant le niveau de la colonne de combustible.
Cette commande peut être accouplée impérativement avec la cpmmande dite planétaire de telle manière que lorsque la colonne de combustible monte ou descend, par conséquent lors de la mon- tée ou de la descente du tube de l'agitateur, la quantité de charbon chargée dans l'unité de temps est réglée après coup automatiquement par la commande planétaire, de sorte que le niveau de la colonne de charbon peut toujours être mainte- nu dans une position en hauteur prédéterminée.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme de réalisation du dispositif conforme à l'invention.
La fig. 1 est une coupe longitudinale du dispositif suivant la ligne I - I de la fig. 2, dans laquelle on a in- diqué les contours des roues de commande.
La fig.2 est un plan partiellement en coupe suivant la ligne II - II de la fig. l, la partie supérieure du dispositif de chargement étant enlevée.
,Les figs. 3 et 4 représentent, en coupe et en plan., le déversoir du distributeur.
La fig. 5 représente la commande à serrage du dis- positif de chargement.
La fig. 6 est une vue schématique illustrant le trajet de mouvement de la dent remueuse.
Le corps 1 du gazogène est muni en haut d'une cou- ronne creuse de couvercle 2 fixe refroidie à l'eau sur la- quelle le couvercle 3 également refroidi à l'eau et dont le bord 4 s'engage dans l'espace creux de l'anneau de couvercle 2 est monté à rotation au moyen d'un roulement à billes 5.
Les pieds de support 6 servant à supporter une couronne dentée
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fixe 7 (non représentée dans la fig. 2) sont encore fixés sur la couronne creuse de couvercle 2. 11 est la tubulure d'échappement des gaz.
On dispose sur le couvercle tournant 3 l'agitateur, le dispositif de chargement et la commande de ces deux éléments.
L'agitateur disposé excentriquement sur le couvercle est constitué par un tube vertical 8 traversant le couvercle 3 et pouvant tourner par rapport à celui-ci, qui porte en bas un tube transversal horizontal 9, qui comporte à une extrémité une tubulure verticale 10 pointue vers le bas. Dans la suite, le tube transversal 9 est appelé bras remueur et la tubulure 10 dent remueuse. Des tuyaux de refroidissement 12 sont prévus à l'intérieur des tubes 8, 9, 10.
Pour guider et supporter le tube 8, on utilise d'une part le fond constitué sous forme de palier 14 d'un carter cylindrique 15 fixé sur le couvercle 3 autour du tube 8, qui est ouvert en haut et qui reçoit de l'eau de refroidissement dans sa chambre inférieure annulaire, puis d'autre part un corps profilé 16, présentant une section approximativement en forme de double T, qui est fixé à l'extrémité supérieure du tube 8 et qui porte sur chacune de ses deux branches diamétralement opposées une crémaillère 17 dans laquelle engrènent les ;oignons 18 décrits plus loin.
La commande du tube 8 se fait à partir de l'arbre 20 d'un moteur électrique à réducteur 19 fixé au couvercle 3 au moyen des pignons 21, 22, de l'arbre 23 et de la vis sans fin 24, qui est en prise avec une couronne dentée 25 prévue sur le corps de commande 26. Le corps de commande 26 constitué d'une manière particulière, qui est supporté à rotation par un roulement à billes 28 fixé sur une bride
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27 du carter 15 comporte, en 'dehors de la couronne dentée 25, encore deux autres couronnes dentées, à savoir la cou- ronne à denture droite 29, qui engrène avec la couronne dentée fixe 7 et la couronne à denture conique 30, dans la- quelle engrènent deux pignons coniques diamétralement oppo- sés ( roues satellites) 31.
Les pignons coniques 31 sont montés sur les extré- mités extérieures des arbres 32,dont les extrémités inté- rieures portent les pignons 18 'engrenant dans les crémaillè- res 17. Les arbres 32 sont montés dansdes coussinets 33, qui sont supportés par un pied annulaire 34, supporté à ro- tation par rapport au corps de commande 26 et au carter 15 au moyen de roulements à billes. Le pied 34 sert aussi au guidage du corps profilé 16, comme on peut le voir par la fig. 2.
Le dispositif de chargement est disposé sur le cou- vercle également en position excentrique, avantageusement diamétralement opposé à l'agitateur. Sur la plate-forme de travail non représentée du gazogène, 1(est monté une trémie de remplissage fixe'40 qui débouche dans une tubulure verti- cale 41. Cette tubulure est supportée par rapport à la tré- mie de remplissage par un roulement à billes 42 et elle se raccorde à une enveloppe 43 fixée sur le couvercle tournant 3. Dans l'enveloppe 43, il est disposé un tambour distributeur 45, dit écluseà cellules, montéà rotation autour d'un arbre horizontal 44 et affectant en section une forme en double faucille ou en Z, puis dont les parois 45a, 45b, 45c forment deux poches 46a et 46b¯.
La tubulure inférieure inclinée 47 de l'enveloppe 43 est raccordée à une tubulure verticale 48, qui est disposée sur le côté d'un disque de fermeture supé- rieur 49 et munie d'un bourrelet central alésé 50. Au disque
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de fermeture supérieur 49 correspond un disque de fermeture inférieur 51 comportant une tubulure 52 disposée sur le côté, qui est munie d'un bourrelet 53 présentant un alésage central.
La bride inférieure de la tubulure 52 est fixée au couvercle 3, dans lequel il est prévu une ouverture 54 formant le pro- longement de la tubulure 52. Sous cette ouverture, il est disposé un déversoir distributeur 55 de forme serai-conique refroidi par eau et fixé au couvercle 3 (voir aussi figs. 3 et 4). Les deux tubulures 48, 52 sont disposées décalées l'une par rapport à l'autre, symétriquement par rapport à un plan médian du couvercle 3.
Entre le disque de fermeture supérieur 49 et le disque de fermeture 51, il y a un cylindre 56, qui est dis- posé à rotation par rapport au couvercle 3 autour d'un arbre 57 monté dans les bourrelets 50 et 53. Le cylindre 56 com- porte, en son milieu, un moyeu 58 entourant l'arbre 57 et duquel partent quatre cloisons radiales 59, qui partagent le cylindre en quatre chambres 60a, 60b, 60c, 60d présentant une section en quadrant et dont les dimensions radiales correspondent à peu près aux diamètres des tubulures 48 et 52. Parmi ces chambres,deux, à savoir les chambres 60a et 60c, sont ouvertes en haut, et deux, à savoir 60b et 60d, sont fermées en haut. Sur la partie supérieure de l'enveloppe du cylindre 56, il est prévu une couronne à denture conique 61, dans laquelle engrène un pignon conique 62.
Le pignon conique 62 est monté sur une extrémité de l'arbre 63, qui est supporté dans des paliers 64 fixés sur le couvercle 3. A l'autre extrémité de l'arbre 63, il est monté une roue de serrage 65, qui est entraînée par une commande à serrage bien connue à partir de l'arbre 20 du
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moteur à réductear 19. La"commande à serrage (voir fig. 5) est constituée par une bielle excentrique 66 montée sur l'ar- bre 20, qui est reliée de façon articulée au moyen des biel- lettes 67 et 68 à un patin de serrage 69 s'appliquant li- brement sur la roue de serrage 65. Le système articulé est supporté par une biellette 70, qui est articulée à son extré- mité inférieure à un écrou 71fixé pour l'empêcher de tour- ner et que traverse une tige filetée 72.
La tige filetée 72 est guidée dans un pied 73 fixé au couvercle 3 et on peut la tourner à l'aide du volant 74, ce qui permet de régler la hauteur de L'écrou 71. L'arbre 63 mentionné dans ce qui pré- cède porte encore, à peu près au milieu, le pignon 75, qui est en prise avec le pignon 76 fixé sur l'arbre 44 et qui sert à la commande du tambour 45.
Les dispositifs décrits ci-dessus travaillent comme suit:
Si le corps de commande 26 est mis en rotation au- tour de son propre axe par le moteur 19 et les organes de transmission 20 à 25, il roule sous l'action de la commande impérative contre la douronne dentée fixe 7, c'est-à-dire qu'il tourne également autour du prolongement de l'axe du gazogèné.
Le mouvement de rotation du corps de commande 26 est transmis par les pignons satellites 31 reposant sur la couronne den- tée 30, les arbres 32, les pignons 18, les crémaillères 17 et le corps profilé 16 au tube 8 relié fixement à ce dernier; ce tube tourne donc de même que le corps de commande autour de son axe propre et en même temps autour de l'axe du gazogè- ne, puis il force aussi le couvercle 3 à exécuter un mouve- ment de rotation autour de l'axe du gazogène.
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En. ce faisant, la dent remueuse 10 décrit dans la couche supérieure de la colonne de charbon se trouvant dans le gazogène fixe des courbes en boucles particulières, qui sont représentées en traits pleins dans la fig. 6 pour un cas particulier pour environ quatre tours du couvercle 3.
Dans ce cas particulier, le rapport entre le nombre de tours à l'heure du tube 8 ou du couvercle 5 autour de l'axe du gazogène et le nombre de tours du tube 8 autour de son axe propre était d'environ 1:3. La forme et la distribution des courbes en boucles varient dans chaque cas suivant le rapport de ces nombres de tours et suivant la distance séparant la dent remueuse de l'axe du tube.
En partant du,point a., la dent remueuse parvient, après un tour complet autour de l'axe du tube et un tiers de tour autour de l'axe du gazogène, c'est-à-dire après un tiers de tour du couvercle, à un point b, qui est décalé d'environ 1300 par rapport au point a. Ici, il change sa direction de mouvement et parvient, après le même mouvement, au point c, puis de là au point d; en ce point, un tour com- plet du couvercle est à peu près terminé. En partant de d, la dent remueuse parvient successivement aux points e à p.
Au point p, après avoir effectué environ quatre tours com- plets du couvercle, la position de départ est de nouveau approximativement atteinte, mais le point!!. est un peu dé- calé par rapport au point a. Maintenant, la dent remueuse commence,au cinquième tour du couvercle,à parcourir les trajets représentés en pointillé, qui se placent étroitement à côté des trajets représentés en traits pleins et les re- couvrent (il n'a été représenté que quelques uns des trajets @ en pointillé pour raison de', .clarté). Après quatre nouveaux tours du couvercle, la position de départ est de nouveau à peu près atteinte et la dent remueuse commence à parcourir de
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nouveaux trajets., qui sont un peu décalés par rapport aux précédents.
Comme on peut le voir par la succession et la dis- tribution des courbes en boucles, la dent remueuse 10 remue toute la couche supérieure de la colonne de charbon avec une complète uniformité. Pour représenter encore plus clai- rement le travail régulier de la dent remueuse, on a fait ressortir dans la fig. 6, par des hachures, trois traces de trajets en boucles successifs e, f, g, formant à peu prés une étoile laissée derrière elle par la dent remueuse pen- dant un tour du couvercle.
Pendant que la dent remueuse remue la couche supé- rieure de la colonne de charbon, le bras remueur 9, qui doit toujours travailler immédiatement au-dessus de la co- lonne de charbon, aplanit la surface de cette dernière. Si, par exemple maintenant, par suite d'un chargement excessif, le bras remueur est recouvert de combustible, s'il rencontre par conséquent une résistance'au cours de son mouvement, le mouvement du tube 8 est arrêté. En même temps, les pièces de commande reliées au tube restent fixes et par conséquent la couronne dentée 30 du corps de commande 26 continuant à exécuter son mouvement de rotation roule sur les pignons satellites 31, ce qui fait que ces derniers sont mis en rotation autour de leurs propres axes, ensemble avec les arbres 32 et les pignons 18 dans un sens contraire à la rotation du corps de commande.
Les pignons 18 en tournant font monter les crémaillères 17 en prise avec eux, ce qui fait qu'au moyen du corps profilé 16 le tube 8 est soulevé ensemble avec le bras remueur 9 et la dent remueuse 10.
Cette opération se poursuit jusqu'à ce que le bras remueur ne rencontre plus de résistance devant lui et puisse se dé-
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placer librement. Si, par contre, la colonne de charbon bais- se dans le gazogène, le tube 8 commence à baisser sous l'ac- tion de sa propre gravité et l'opération inverse s'effectue, le bras remueur travaillant ainsi sans cesse sur la surface de la colonne de charbon. On obtient de ce fait le résultat que l'agitateur peut suivre instantanément les variations du niveau de la colonne de combustible, de sorte que sa sur- face est toujours aplanie uniformément et que sa couche su- périeure est travaillée uniformément, un arrêt du fonctionne- ment étant exclu.
Le mode de travail du dispositif de chargement est le suivant: l'arbre 63 est mis en mouvement par inter- mittence par l'arbre de commande 20 du moteur à réducteur 19.
La transmission du mouvement se fait de telle manière qu'à chaque tour de l'arbre 20 le patin de serrage 69 est serré par l'intermédiaire de l'excentrique 66 et du système articu- lé 67, 68, 70 contre la surface périphérique de la roue 65 et est avancé un peu, ce qui fait que la roue 65 reçoit une impulsion. Ensuite, le patin de serrage 69 est soulevé de la surface périphérique de la roue 65 et tiré en arrière, puis de nouveau serré et avancé, etc. La distance dont le patin 69 avance pendant un tour de l'arbre 20 et par conséquent l'an- gle dont la roue et l'arbre 63 sont tournés peuvent être va- riés à volonté dans de larges limites par réglage de l'écrou 71 au moyen du volant à main 74.
La commande à serrage dé- crite sert à diminuer considérablement le nombre de tours de l'arbre de commande 20 et à créer une possibilité de réglage facile et efficace pour le dispositif de chargement.
Le mouvement de rotation de l'arbre 63 est transmis par des pignons 75 et 76 à l'arbre 44 du tambour distributeur ou écluse à cellules 45, puis -par le pignon conique 62 et la
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couronne dentée 61 au cylindre 56, de sorte que tant le tam- bour 45 qu'également le,/cylindre 56 sont animés d'un mouve- ment de rotation par à-coups.
Le charbon chargé dans la trémie de chargement 40 tombe tout d'abord dans l'enveloppe 43 et commence à glisser dans une des poches 46a, 46b, dès que la cloison 45c a dé- passé sa position horizonta.le au cours de la rotation du tambour. Maintenant, la poche 46a, par exemple, se remplit progressivement de charbon, jusqu'à ce que sa paroi envelop- pante 45a ait atteint au cours de la continuation de la rota- tion du tambour la paroi inclinée 43a de l'enveloppe.45 et jusqu'à ce que cette paroi 45a ait séparé le charbon se trou- vant dans la poche de celui qui se trouve dans l'enveloppe 43 (voyez la position représentée dans la fig. 1).
Dès qu'au cours de la continuation de la rotation, la cloison 45c a de nouveau atteint à peu près sa position horizontale, le char- bon se trouvant dans la poche 46a commence à glisser dans la tubulure inclinée 47 et de là par la tubulure 48 dans une des chambres 60a ou 601 ouverte en haut se trouvant sous elle du cylindre 56 également animé d'un mouvement de rota- tion intermittent. Ceci se fait jusqu'à ce que la poche 46a: soit complètement vidée et que tout le charbon qu'elle con- tenait soit passé dans la chambre ouverte en question du cylindre 56 (voir la position représentée dans la fig. 1).
Mais entretemps, la poche opposée 46b s'est remplie et, au cours de la continuation de la rotation, elle se vide à son tour dans une chambre ouverte suivante du cylindre 56, etc..
En ce qui concerne maintenant le mode de travail du cylindre 56, le remplissage d'une des chambres ouvertes 60a, 60c commence dès que la chambre en question entre en communication avec la tubulure 48 et est terminé dès que tout
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le charbon contenu dans une des poches 46a, 46b est tombé dans cette chambre. Pendant le remplissage d'une chambre, le cylindre 56 effectue à peu près un quart de tour. Après que la chambre remplie a quitté la tubulure 48, elle fait un nouveau quart de tour entre les disques de fermeture 49 et 51 jusqu'à ce qu'elle atteigne la tubulure 52.
A ce moment, le vidage de la chambre remplie s'effectue du fait que le charbon qu'elle contient tombe par la tubulure 52 et l'ou- verture 54 devenant progressivement libre sur le déversoir distributeur semi-conique 55, puis il glisse le long de ce dernier dans le gazogène. Par la constitution particulière du déversoir distributeur tournant ensemble avec le couver- cle 3, on obtient le résultat que le charbon tombe à chaque fois le long du bord inférieur semi-circulaire de ce déver- soir dans le gazogène et cela en des endroits qui sont immé- diatement aplanis par le bras remueur lors de la continuation de la rotation du couvercle 3 et où le charbon est immédiate- ment agité par la dent remueuse 10 ; lecharbon chargé par- vient par conséquent toujours devant l'agitateur rotatif.
Il y a encore lieu de remarquer que le mouvement de rotation du tambour 45 et celui du cylindre 56 sont adaptés l'un à l'au- tre de façon que le charbon contenu dans chacune des poches 46a, 46b parvienne dans chacune des chambres ouvertes 60a, 60c.
L'agitateur et le dispositif de chargement coopè- rent de telle manière que lorsque la colonne de charbon baisse et par suite l'agitateur s'abaisse également, ce qui peut être remarqué immédiatement par le personnel de service, à l'extrémité supérieure du tube 8 ou sur les crémaillères 17, la vitesse de rotation du tambour 45 et du cylindre 56 est augmentée par réglage subséquent à l'aide du volant à main 74, ce qui augmente la quantité de charbon chargée dans l'unité
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de temps. Si, par contre, la colonne de charbon s'élève, ladite vitesse de rotation est diminuée. La disposition représentée de l'agitateur et du dispositif de chargement est très rationnelle, parce que les deux mécanismes sont commandés par un seul et même arbre 20.
Avec cette disposi- tion, il est également possible de faire en sorte que le fonctionnement du gazogène soit complètement automatique, en accouplant impérativement l'agitateur et le dispositif de chargement de telle manière que lors de l'abaissement du tube 8 la vitesse de rotation du dispositif de chargement soit automatiquement accrue et que lors de la montée du tube par contre cette vitesse soit réduite, de façon que l'ali- mentation en combustible suive les charges ou nécessités de chaque cas de l'appareil.
Le couvercle et l'agitateur sont refroidis par de l'eau qui circule. La circulation de l'eau est représentée dans la fig. 1.
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