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BREVET D'INVENTION au nom de : Henry SCHACHTEL "Procédé et dispositif pour production d'un mélange gazeux à base des vapeurs des hydrocarbures''.-
La présente invention se rapporte à un procédé et un dispositif pour production d'un mélange non explosif d'air et de gaz à partir des hydrocarbures et en particulier des hydrocarbures légers, tels que, par exemple, la benzine de pétrole (essence), benzène, benzol et analogues, en vue de l'utilisation de ce mélange gazeux ou air carburé pour le 'chauffage et éclairage domestiques ou industriels ou bien pour des usages industriels, tel que production de force motrice.
Elle a pour but un procédé continu permettant de produire un mélange sous pression de l'air et des vapeurs d'hydrocarbure intimement mélangés en des proportions assurant une combustion complète, et possédant une température égale ou inférieure à celle du milieu ambiant, de sorte qu'il ne se produit aucune condensation dans la canalisation de transport de ce mélange gazeux vers l'endroit de son utilisation.
Dans ce but, selon le procédé suivant l'invention, la carburation de l'air se fait en faisant barboter, à la
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température du milieu ambiant, l'air sous pression et à l'état de fine dispersion, dans une masse d'hydrocarbure, de manière que les huiles d'air traversant cette masse, se chargent de vapeurs d'hydrocarbure.
Afin d'obvier à la possibilité des variations de la composition de l'air carburé produit suivant l'invention, on maintient constantes simultanément l'épaisseur de la couche d'hydrocarbure devant être traversée par l'air, et la pression, respectivement, la quantité d'air insufflé dans la masse d'hydrocarbure.
Le dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention comporte essentiellement un gazéificateur formé par une enceinte étanche et raccordé, d'une part, à une source d'air sous pression, d'autre part, à un réservoir d'hydrocarbure et enfin à la canalisation extérieure, et des dispositifs de réglage d'amenée d'hydrocarbure et de l'air sous pression agissant de manière à rendre constantes la composition et la pression du mélange produit, tout en faisant varier le débit du gazéificateur en fonction de la consommation de l'air carburé.
Dans ce but, la présente invention prévoir d'intercaler entre le gazéificateur et la source appropriée d'air comprimé, une cloche à air à volume constant destinée à égaliser les variations éventuelles de la pression de l'air destiné à être introduit dans le gazéificateur, et munie d'une soupape automatique qui, en cas de diminution de la quantité de mélange gazeux prélévée du gazéificateur, laisse échapper l'excédent d'air comprimé de la cloche.
Afin d'assurer le niveau constant de l'hydrocarbure contenu dqns le gazéificateur, selon l'invention, un obturateur automatique contrôlé par le niveau de l'hydrocarbure dans le gazéificateur, est intercalé entre ce dernier et un réservoir d'hydrocarbure et règle l'alimentation du gazéificateur
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en hydrocarbure,de manière à interrompre'l'écoulement de ce dernier du réservoir susdit lorsque le niveau de l'hydrocarbure dans le gazéificateur dépasse une hauteur prédéterminée.
Le dessin ci-annexé représente sohématiquement, à titre d'exemple non limitatif;une forme de réalisation du dispositif suivant l'invention:
Dans ce dessin :
Figure 1 est une vue en élévation du dispositif avec soupe verticale du gazéificateur. figure 2 est une coupe axiale du régulateur d'arrivée de l'hydrocarbure.
Figure 3 représente une vue en plan de la soupape du régulateur de la figure 2.
Figure 4 montre, en plan, le distfibuteur d'air comprimé.
Figure 5 est une coupe à une échelle agrandie, de la soupape de réglage de pression de l'air comprimé.
Figure 6 est une coupe transversale d'un détail du régulateur d'arrivée de l'hydrocarbure.
Dans ces différentes figures, les mêmes chiffres de référence désignent des organes identiques.
Ainsi qu'il est représenté à la figure 1, le dispositif selon l'invention se compose essentiellement d'un gazéificateur 1, dans lequel l'air comprimé fourni par une source appropriée telle qu'une soufflerie, une pompe ou compresseur 2, et admis près du fond du gazéificateur, traverse de bas en haut la masse d'hydrocarbure approprié tel que, par. exemple, l'essence de pétrole ou un autre combustible amené dans le gazéificateur, d'un réservoir 3, d'où ce combustible s'écoule, par gravité, à travers la tuyauterie 4. Le mélange gazeux formé dans le gazéificateur est prélevé par un tuyau 5 pour être dirigé vers l'endroit ou les endroits de son utilisation.
Afin d'éviter des pulsations ou des fluctuations de pression éventuelles de l'air comprimé destiné à être in-
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troduit dans le gazéificateur 1, l'air refoulé par le compresseur 2 est d'abord dirigé dans une cloche à air 6 d'où il arrive par la tuyauterie 7 vers le haut du gazéificateur 1, pour être ensuite dirigé par un tuyau central 8, vers la partie inférieure de la masse liquide, à proximité du fond du gazéificateur.
Pour améliorer les conditions de gazéification en ralentissant la vitesse du courant d'air traversant la masse de combustible, et en provoquant une dispersion aussi poussée que possible de l'air dans cette masse, l'extrémité inféfieure du tuyau central 8 est raccordée à un distributeur tubulaire en forme d'étoile 9 muni d'ouvertures sur son côté dirigé vers le fond du gazéificateur.
Par conséquent, les fins jets d'air comprimé projetés contre le fond du gazéificateur, se transforment en bulles qui montent, en barbottant énergiquement) à travers le combustible à gazéifier.
Afin d'éviter une surpression dans le gazéificateur en cas d'une diminution ou interruption de la consommation du mélange gazeux continuellement produit dans le gazéificageur pendant la marche du compresseur , la cloche à air 6 est équipée d'une soupape automatique agissant de manière à laisser s'échapper en amont du gazéificateur, une quantité d'air comprimé suffisante pour empêcher une augmentation de pression de mélange gazeux produit.
Suivant l'invention, cette soupape comporte un piston 11 chargé de poids amovibles 12 et 13 et susceptible de coulisser dans un cylindre 14 muni de fentes longitudinales 15.
Le cylindre 14 de la soupape est entouré d'un cylindre de protection 19 également muni d'une fente 20 (Fil.5).
La tige da piston 11 est entourée par une tubulure 16 autour de laquelle est enroulé un ressort 17 sollicitant le piston 11 à s'appliquer sur son siège, de manière que,
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sous l'action combinée des poids 12-13 et du ressort 17 et aussi longtemps que la pression du mélange gazeux dans le gazéificateur se maintient à une hauteur prédéterminée ou bien en dessous de cette dernière, ledit piston obture la tubulure 18 débouchant dans la cloche à air.
Aussitôt que par suite d'une diminution ou une interruption de la consommation dé l'air carburé la pression d'air dans la cloche à air 6 dépasse le poids du piston chargé 11, celui-ci monte et laisse s'échapper l'air par les fentes 15 dégagées plus ou moins par le piston susdit. Il va de soi, qu'en modifiant le poids chargeant le piston 11, on peut régler la pression dans la cloche à air 6 et, dès lors, la pression d'air à l'entrée du gazéificateur, pression déterminant la pression du mélange gazeux dans la tuyauterie 5.
Les poids 12 et 13 peuvent, par exemple, être formés par des disques en laiton amovibles, supportés par un champignon 21 solidaire de la tige du piston 11. Ces poids peuvent être choisis de manière que la soupape reste fermée aussi longtemps que la quantité d'air pénétrant dans le gazéificateur correspond à la quantité de mélange gazeux prélevée de ce dernier pour la consommation.
Au cas où cette dernière quantité diminue par suite de la diminution de la consommation, il se produit dans la cloche à air 6 une surpression qui fait remonter le piston 11 de manière qu'une partie de l'air comprimé peut s'échapper de la cloche à air en rétablissant l'équilibre des pressions dans la cloche à air 6 et le gazéificateur 1,
Afin de maintenir le niveau de combustible dans le gazéificateur 1 à une hauteur constante prédéterminée, l'arrivée du combustible dans le gazéificateur est contrôlée par une soupape mobile se trouvant sous la dépendance du niveau de liquide dans le gazéificateur (Fig.2).
Cette soupape est formée par un piston obturateur 22 susceptible
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de coulisser dans un canal cylindrique 23 raccordé au tuyau 4 et ménagé dans le couvercle 24 d'une boite 25 intercalée en- tre le réservoir 3 et le gazéificateur 1. Ce piston 22 com- porte des méplats 26 (figure 3) et une portée tronconique 27 susceptible de s'adapter à un siège approprié 28 ménagé à l'extrémité inférieure du canal 23. De cette manière, lorsque le piston se trouve dans sa position représentée au dessin, le combustible peut s'écouler du réservoir 3 entre les méplats 26 et la paroi du canal 23; par contre, lorsque la portée 27 est appliquée contre son siège 28, l'arrivée du combustible est coupée.
Afin de pouvoir suivre les variations du niveau de combustible dans le gazéificateur 1, le piston 22 repose sur l'extrémité @ supérieure d'une tige 29 guidée verticalement dans une tubulure 30 et portant à son extré- mité inférieure un flotteur 31, soutenu par le liquide contenu dans le gazéificateur.'La longueur de la tige 29 est réglée de manière que le combustible puisse @ s'écouler du réservoir 3 aussi longtemps que le niveau du combustible ne dépasse pas une hauteur-prédéterminée;
Si ce niveau monte, le mouvement ascendant du flotteur 31 transmis par la tige 29, soulève le piston 22 et coupe l'écoulement du combustible du réservoir'3 dans la botte 25.
Ainsi qu'il est visible au dessin (fig.2), la tige 29
32 est guidée par une ouverture prévue dans un rebord intérieur 33 du tube 30 et par un écrou hexagonal 34 vissé à l'ex- trémité supérieure de la tubulure 30 et comportant des passages de petite section 35 à travers lesquels le com- bustible peut passer de la boite 25 dans l'espace libre entre la tubulure 30 et la tige 29 et de là, par des fentes 36 de la tubulure 30, dans le gazéificateur 1.
Afin d'assurer l'étanchéité nécessaire, un bourrage
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37 est placé dans le fond de la boite 25. D'autre part, celle-ci comporte des fenêtres 38 garnies de verre et permettant de contrôler de visu le fonctionnement de la soupape de réglage automatique de l'arrivée du combustible.
Le compresseur 2 peut être commandé par tout moteur approprié tel qu'un moteur électrique, une turbine hydraulique ou analogue. Dans certains cas, il peut toutefois être avantageux, ainsi que cela est représenté à titre d'exemple à la figure 1, d'employer une partie du gaz produit par le. dispositif, pour faire marcher un moteur à air chaud 39 dont le brûleur 40 peut être alimenté par le gaz à travers l'embranchement 41 du conduit 5.
Le moteur de commande peut être accouplé au compresseur, soit directement, soit par l'intermédiaire d'une courroie de transmission 42.
Pour éviter le danger de retour de flamme par la canalisation extérieure 5, le mélange gazeux pénètre dans le tuyau 5 par une espèce de crépine 43. Une fenêtre 44 pratiquée dans la paroi du gazéificateur permet de se rendre compte de la hauteur du niveau de combustible dans ce dernier, et un indicateur de niveau 45 adapté au réservoir de combustible 3, sert à indiquer la réserve du combustible.
Un robinet 46 permet de purger le gazéificateur en cas de besoin.
Il résulte de ce qui précède que la présente invention offre de nombreux avantages. ;Ainsi, par exemple, en raison de @ l'état de l'hydrocarbure contenu dans le mélange gazeux, la combustion de ce dernier est complète et aucune trace de CO2 n'est décélée dans les gaz brûlés. D"autre part, la volatilisation du combustible s'effectuant à froid, il n'y a aucune distillation des hydrocarbures.
L'utilisation d'une cloche à air à volume constant
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équipée de soupape de retenue, permet d'obtenir une pression constante dans la canalisation extérieure, et ceci quelle que soit la quantité de gaz consommée à chaque moment considéré.
La formation du mélange gazeux s'accompagnant d'un processus d'évaporation totale du combustible pendant lequel ce dernier passe de l'état liquide à l'état de vapeur, l'air carburé obtenu ne contient pas de gouttelettes de liquide en suspension. L'évaporation du combustible, tel que par exemple, de l'essence, s'opère à la température de chambre, ou en dessous de cette dernière avec un écart de température qui est fonction de la quantité d'essence évaporée en une unité de temps et de la conductibilité calorifique des. parois du gazéificateur. Par conséquent le mélange obtenu est froid et il n'y a pas de danger de condensation dans la canalisation extérieure.
La sécurité du dispositif est très élevée, car celui-ci ne produit que la quantité de gaz égale à celle qui doit être consommée. Grâce à l'emplacement de la soupape de contrôle de la pression d'air comprimé, même si la communication entre le gazéif icateur et la canalisation extérieure est coupée, la soufflerie peut continuer à marcher, sans qu'il y ait un éohappement d'air carburé dans l'atmosphère et sans qu'on puisse craindre des surpressions dangereuses dans l'appa= reillage.
D'autre part, le régulateur d'amenée du combustible contrôlé par le niveau du liquide dans le gazéificateur, empêche la possibilité d'un écoulement accidentel du combustible du réservoir 5, ce qui augmente la sécurité du dispositif.