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PERFECTIONNEMENTS AUX INSTALLATIONS DE GAZOGENES.
L'invention est relative aux installations de gazogènes, et. concerne en particulier les installations fixes ou mobiles destinées à l'alimentation de moteurs, tels notamment que ceux à combustion interne. @
Elle a pour but surtout d'assurer une production de gaz régulière, quelle que soit la demande, en particulier quel/que soit le régime actuel du moteur associé-
Elle a pour but également d'éviter les entraînements de poussières, et d'assurer une épuration aussi parfaite que possible du gaz en poussières et autres impuretés entrainées, en réduisant au minimum les pertes de charge dues à l'épuration et les interventions nécessaires même pour des durées très étendues de fonc- tionnement.
A cet effet elle consiste, en ce qui concerne la production régulière de gaz, à contrôler l'introduction d'air dans le gazogène par le-fonctionnement du dispositif ou appareil d'utilisation, notamment de façon telle que l'air introduit conserve une vitesse
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d'écoulement sensiblement constante.
Elle consiste également, en ce qui concerne l'entrainement des poussières et autres impuretés, à prévoir pour le gaz un passage de dégagement de section très étendue, en particulier d'assurer son dégagement sur tout ou la majeure partie du pourtour de l'enceinte de génération, en sorte de réduire la vitesse d'écou- lement du dit gaz.
En outre, pour retenir les poussières et autres impuretés entrainées, on fait parcourir au gaz un trajet comprenant, en même temps que de larges détentes, le passage à travers des tamis et autres filtres, dont l'agencement est tel que pour certains l'efficacité est contrôlée par leur position dans et relativement au courant gazeux, tandis que pour d'autres toute rupture de l'élément filtrant entraine automatiquement leur mise hors service, mais sans toutefois compromettre l'épuration.
D'autres caractéristiques et particularités de l'invention ressortiront de la description qui suit de certains modes préférés de réalisation et d'exécution, donnés à titre d'exemples et illustrés schématiquement par les dessins annexés, dans lesquels: Fig.l est un schéma de l'installation d'ensemble d'un gazogène et du moteur alimenté;
Fig.2 est une vue en élévation et coupe axiale du gazogène, montrant également comment peut être réglée l'introduction d'air; Fig.3 montre en élévation latérale un détail du gazogène;
Fig.4 est une vue en coupe axiale du dépoussiereur;
Fig.5 est une vue en coupe verticale et transversale du filtre ; Fig.6 est une vue partielle, en coupe longitudinale, de ce filtre, la coupe étant pratiquée sensiblement suivant 6-6 de la fig.5.
En se référant aux figs. 1, 2 et 3, 1 désigne la cuve d'un gazogène du type à réaction unique c'est à dire à transformation dite directe de C en 00 , dans lequel de l'air est introduit en s'écoulant à grande vitesse à travers une tuyère refroidie par
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circulation, désignée par 2, qui dans l'exemple plonge axialement au centre de la cuve.
La cuve 1 est surmontée d'un réservoir 3 qui alimente la cuve 2 en combustible approprié-- charbon de bois, coke, anthracite --, et, pour que l'on puisse avoir à tout moment accès à la tuyère, le réservoir 3 est conformé de manière à chevaucher l'emplacement de cette tuyère, comme on peut le voir clairement dans la fig.3, le combustible passant dans la cuve 1 par les conduits latéraux 4 et 5.
Dans les gazogènes à tuyère d'introduction d'air actuellement en usage, la section de l'orifice de sortie d'air, déterminée une fois pour toutes, reste invariable quelle que soit la demande en gaz, c'est à dire quel que soit le régime du moteur, et il en résulte que non seulement le fonctionnement au ralenti ne peut être soutenu'longtemps, mais encore des difficultés de reprise du fonctionnement normal.
Pour assurer l'adaptation de la tuyère à tout régime actuel de fonctionnement, suivant l'invention on fait comporter à la tuyère des moyens pour modifier la section du passage d'écoulement de l'air et, dans l'exemple, on a prévu à cet effet un organe mobile propre à étrangler plus ou moins le dit passage, l'étranglement étant de préférence contrôlé d'une façon automatique en correspondance avec le régime du moteur.
Comme le montre la fig.2, la tuyère est composée d'une double enveloppe 6, à circulation, celle-ci étant assurée par une cloison 7 ménageant deux compartiments concentriques 8 et 9 en communication entre eux à l'extrémité interne de la tuyère, et respectivement reliés à des conduits d'arrivée 10 et de départ 11 pour l'eau ou autre fluide de refroidissement.
L'enveloppe 6 entoure un passage central 12 dont l'extrémité interne est conformée en cône, en 13, et dans lequel peut se déplacer axialement un organe 14 terminé par une partie conique
16, en substance complémentaire du cône 13.
L'organe 14 est de préférence guidé dans le passage 12, afin
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d'assurer son centrage convenable et ce guidage, qui peut être réalisé de toute manière appropriée, l'est avantageusement en ayant recours à des billes ou 1',équivalent, 16, retenues dans des'logements 17 et prenant appui sur la face interne 18 de la double enveloppe 6.
Pour déplacer axialement l'organe 14, on peut utiliser toute commanda convenable. Dans l'exemple on a prévu un levier coudé 19 articulé en 20 sur une console fixe 21 et s'engageant par l'ex- trémité fourchue de l'un des bras sur une broche transversale 22 traversant l'extrémité de l'organe 14.
L'autre bras du levier 19 est également terminé en fourche, et engage une broche transversale 23 d'un axe 24 solidaire d'un diaphragme 25 retenu à sa périphérie entre les brides ou rebords d'une boîte 26, fixée à des consoles 27 de la cuve du gazogène.
Le diaphragme 25 divise la boite 26 en deux compartiments 28 et 29 dont l'un 28 est constamment en communication avec l'atmosphère, tandis que l'autre est en communication, par le tuyau 30, avec la conduite 31 amenant le gaz du gazogène au moteur M à alimenter, le tuyau 30 étant branché avant le papillon d'admission 32, de manière à influencer le diaphragme par la dépression d'alimentation effective.
Si on le désire, on pourra disposer dans la conduite 31 un ajutage d'injection 33 et raccorder le tuyau 30 à la chambre de dépression 34 ainsi créée; de même la déformation du diaphragme pourra s'effectuer à l'encontre de l'action d'un ressort de rappel antagoniste, supplémentaire, non représenté, par exemple enroulé autour de l'axe 24.
On comprendra que lorsque la dépression augmente dans la conduite 31, le diaphragme 25 est déplacé vers la gauche (fig.2) en soulevant l'organe 14 et en accroissant la section de passage de l'air d'alimentation, tandis que si la dépression diminue, le diaphragme 25 tend à reprendre sa position initiale ou de repos, en permettant l'abaissement de l'organe 14, ce qui réduit la section de passage de l'air'd'alimentation.
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Cet air conserve ainsi sensiblement la même vitesse d'écoulement pour tous les régimes, en assurant la constance du processus de formation du gaz dans la cuve du gazogène.
Dans les gazogènes actuels du type considéré, le gaz formé quitte la z8ne des réactions en s'écoulant dans une seule direction pour gagner une sortie de la cuve, en général située en regard de la tuyère et, de là, les appareils d'épuration. Be ce fait cet écoulement s'effectue à une vitesse relativement très considérable, et à température élevée en entraînant avec lui une notable quantité de particules solides, des goudrons et autres impuretés.
Pour remédier à cet inconvénient, dans la cuve 1 du gazogène on a prévu une enveloppe perforée 35, contenant le combustible et laissant subsister sur tout ou la majeure partie de son pourtour un espace libre 36 qui communique avec la,sortie 37 des gaz, prévue double comme représenté pour éviter la dissymétrie dans l'écoulement. De cette façon, le gaz formé peut s'écouler à partir de la zone de formation et gagner la sortie 37 à une vitesse relativement très réduite et en même temps à température beaucoup plus basse qu'antérieurement; les entrainements d'impuretés sont ainsi réduits dans une mesure plus ou moins correspondante.
Par ailleurs, le gazggène est équipé encore d'une grille ou autre dispositif analogue, 38, permettant l'évacuation des cendres et des màchefers formés au cours des réactions, cette grille, ou l'équivalent, 38, étant disposée¯au dessus d'un cendrier 39 auquel on a accès par une porte de visite 40 à fermeture hermétique.
De la cuve 1, les gaz se rendent à un appareil dépoussiereur et refroidisseur, conçu pour les débarasser efficacement des poussières et autres impuretés dont ils peuvent être chargés.
En principe cet appareil comprend des moyens de refroidissement relativement très énergiques, des moyens pour détendre les gaz, et des moyens pour filtrer ceux-ci, ces moyens étant.dispo- sés en succession dans le trajet des gaz.
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Dans la réalisation représentée fig.4, le dépoussiereurrefroidisseur est composé d'une double enveloppe externe , 41, ménageant une chambre 42 de hauteur relativement faible, mais de grande étendue, de préférence circulaire, dans laquelle les gaz sont introduits de façon à s'écouler suivant un trajet en hélice.
Dans l'exemple, l'introduction s'obtient par un conduit 43 se raccordant tangentiellement à la double enveloppe, laquelle entoure extérieurement l'appareil de façon à procurer un refroidissement maximum pour les gaz.
A l'extrémité de la double enveloppe 41 opposée au conduit 43, l'espace 42 débouche dans une chambre de détente 44 limitée par un fond 45 de l'appareil, sur lequel les particules gazeuses viennent buter et se réfléchir pour emprunter un conduit central 46, menant à une seconde chambre de détente 47, en principe de dimensions plus importantes que la première.
A partir de la chambre 47, les gaz, en inversant leur direction d'écoulement, passent à travers un tamis 48, disposé obliquement dans l'espace annulaire 49 séparant la double enveloppe 41 du conduit central 46, et l'on remarquera qu'en raison de l'obliquité du tamis 48, on pourra obtenir, avec une grandeur de maille suffisante pour éviter les colmatages, déjà la retenue de particules de très grande finesse.
Une porte de nettoyage 50 ferme la chambre de détente 47 et donne accès à toute la surface du tamis 48, pour son nettoyage ou d'autres buts.
A l'extrémité du tamis 48 est disposée une chambre collectrice de gaz 51, d'où les gaz peuvent s'écouler par le conduit 52, vers un appareil de filtration final, prévu surtout pour parer aux à-coups d'appel de gaz susceptibles de se produire en traction.
L'appareil de filtration final comprend en principe une masse filtrante composée de petites particules d'une matière solide de faible densité, et d'un tissu filtrant de très .grande étendue, ces éléments filtrants étant disposés en succession
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dans le trajet des gaz.
Dans la réalisation d'appareil représentée dans les figures 5 et 6, on a prévu une enveloppe externe 53 qui, avec une paroi 54, perforée dans sa portion inférieure, forme un conduit descen- dant d'introduction des gaz 55, ainsi,qu'une chambre de distribu- tion inférieure 56.
La paroi 54, avec une autre paroi 57 plus intérieure, forment un espace propre à recevoir une masse d'épuration 58 et un conduit ascendant 59 pour les gaz ayant traversé la masse d'épuration.
La paroi 57 avec le reste de l'enveloppe 53 forment une cham- bre 60 dans laquelle est disposé le tissu filtrant prémentionné, 601.
Ce tissu est monté sur une série de cadres 61, disposés paral- lèlement en laissant entre eux des intervalles, et fixés sur un élément d'enveloppe 62, de préférence amovible, et avantageuse- ment organisé sous forme de couvercle détachable, en particulier basculant.
Si on le désire, des organes élastiques 602 (fig.6) peuvent être prévus entre les faces parallèles du tissu filtrant pour maintenir ces faces en position.
L'élément d'enveloppe 62 comporte encore une chambre collec- tricè 63 fermée du c8té des cadres par une toile métallique ou autre filtre, à maille extrêmement fine, 64.
Lorsque le tissu filtrant est monté sur les cadres 61, on obtient entre les cadres une série d'espaces par lesquels les gaz ont accès au tissu filtrant, et à l'intérieur des cadres on obtient une série d'alvéoles d'où les gaz dépoussiérés peuvent se rendre à la chambre collectrice 63 en traversant le filtre fin 64.
Cette disposition a l'avantage que si le tissu filtrant de l'un des cadres vient à être mis hors d'usage par déchirure ou usure, les poussières qu'il aurait retenues viennent colmater la portion correspondante du filtre fin 64 ce qui fait que ce cadre seul est mis hors service sans affecter l'action filtrante du reste de l'appareil.
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En outre, par le montage des cadres sur un élément d'envelop' pe amovible tel que le couvercle 62, on pourra très aisément extrai- re le système de cadres filtrants de l'appareil soit pour en net- toyer le tissu filtrant, soit pour rétablir en état de fonctionne- ment l'un ou l'autre cadre filtrant qui aurait été avarié en servi- ce.
On remarquera qe plus que la masse filtrante composée de petites particules légères comme susdit, offre l'avantage que ces particules peuvent facilement se déplacer les unes par rapport aux autres, notamment lors des déplacements de l'appareil dans les installations mobiles en renouvelant ainsi les passages internes et les surfaces exposées aux gaz à épurer.
La chambre collectrice 63 est finalement raccordée à la con- duite 31 d'alimentation de l'appareil, et en particulier du moteur d'utilisation, cette conduite comprenant dans ce cas un disposi- tif ou soupape automatique d'introduction d'air comburant, de tout type approprié, en principe connu, désigné dans l'ensemble par 65.
Il ressort de ce qui précède qu'en fonctionnement le gaz est engendré dans l'enceinte de réaction de la cuve 1 en correspondance avec le régime du moteur; il passe de là au refroidisseur-dépous- siéreur, d'oà il sort pour passer à l'appareil de filtration et de là dans la conduite 31 où il se mélange d'air de combustion en 65, puis au moteur M associé. Le régime du moteur venant à être modi- fié, la variation de dépression qui en résulte influence le dia- phragme 25 qui à son tour règle en concordance la section de pas- sage de l'air introduit, en assurant la constance des réactions de formation du gaz.
Si pour une raison quelconque le fonctionnement (le la tuyère venait à être dérangé, en raison de son agencement elle pourrait être aisément et rapidement examinée, voire au besoin remplacée.
Le gazogène ayant fonctionné pendant un temps plus ou moins long, l'enlèvement des cendres et des machefers peut s'effectuer aisément, suivant un processus connu, en secouant la grille ou le cas échéant en vidangeant complètement la cuve.
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Le nettoyage des tamis et filtres peut également s'effectuer aisément, en.particulier par simple enlèvement des couvercles et brossage,; des surfaces filtrantes, la masse filtrante pouvant elle même être régénérée par secouage ou facilement remplacée si c'était nécessaire.
Bien que l'invention ait été décrite en relation avec une production du gaz par aspiration, il est bien entendu qu'elle n'y est pas limitée, et que rien ne serait changé si l'air nécessaire aux réactions de formation du gaz était introduit par pression.
En outre les réalisations d'appareillage ne sont que des exemples et l'on pourrait y apporter des modifications ou y substituer des équivalents dans pour cela s'écarter des limites de l'invention.
REVENDICATIONS -------------- Résumé = revend. 1.- Perfectionnements aux installations de gazogènes du type 1+3+7+11 à réaction unique, dans lequel l'air de réaction est introduit par aspiration ou refoulement à travers une tuyère refroidie, caractérisés par des moyens pour contrôler l'introduction d'air par la tuyère, en particulier contrôler la section de passage de la tuyère en concordance avec le fonctionnement de l'appareil d'utilisation, en particulier du moteur àssocié.