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GAZOGRNE CH AUVIER La présente demande de brevet à pour objetlesystème de gazogène bas sur les lois d'équilibre entrant en relation dans la production de gaz combustibles,par distilation et combustion de différents produits suceptiblesde produire des gaz,
1 Equilibre chimique des différents gaz en présence
2 Equilibre thermique résultant de la répartition des . températures de production et d'utilisation
3 Equilibre des pressions .
Le système comporte en ordre principal: -Un gazogène .A. - Un récupérateur .B.- Un dispositif de niveau d'eau constant .C.- Un récupérateur externe . D. - Une chambre isolante . E. - dont je revendique la priorité et la propriété d'application en raison de l'ensemble du système résultant d'application de principes connus ou nouveauxentrant en ligne de compte dans le dit système.
D'autre part l'application de l'un ou plusieurs des dispositifs ci-dessus ne constituera pas dérogation à mes droits de revendication. Il va de soi que le présent brevet ne se limite pas aux formes et dimensions données aux plan ci-annexé qui constitue seulement un exposé schématique du dit système.
DESCRIPTION GAZOGENE. A.- Il se compose d'un corps de forme appropriée représentée schématiquement au plan annexe et comportant: Un magazin à combustible. I. Une porte de chargement.2.- Une trémie spéciale . 3.- avec ou sans registre en matière réfractaire ou autre ,munie ou non d'une manche s'enfonçant dans le foyer,destinée à séparer les gaz de combustion et a les diriger vers le conduit de sortie .15.- en même temps qu'elle constitue une chambre de distilation du combustible et un séparateur des poussières de combustible qui pourraient être entrainées directement dans le conduit.15. sans être brûlots ..
Un foyer de combustion.4. fortement garni de matière réfractar Une grille spéciale.5. rotative permettant le décrassage du @ foyer et l'évacuation des cendrées et machefers sans arrêt du gazogène,elle permet donc une marche continue.
Schématiquement le mouvement est représenté par la manivelle 7.
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En application industrielle la grille peut recevoir son mouvement par commande appropriée mécanique au autre automatique ou non.
Contrairement à la tendance généralisée en ce qui concerne les gazogènes pour traction automobile,de l'application de la combustion renversée,j'ai tenu à en revenir à la combustion norm. male avec dégagement des gaz de bas en haut pour des raisons physiques bien connues et autres moins bien connues,telles que celles résultant de 1'EQUILIBRE THERMIQUE.provoquant la rétro- gradation de 1'EQUILIBRE CHIMIQUE avec décomposition des gaz gaz préalablement produits.
D'ailleurs la seule question du nettoyage du cendrier ou du dé décrassage du foyer qui provoque l'arrêt du gazogène à combustion renversée suffirait à l'avantage de la combustion nor mâle. d'autre part l'entraînement des poussières est moins grand. en outre dans la combustion normale le feu ne s'éteint pas à RECUPERATEUR . B.- l'arrêt même prolongé .
Les gaz à la sortie du gazogène ont une chaleur totale composée de la chaleur latente résultant de la composition chimique de CES gaz et de la chaleur sensible qu'il ont acquis dans le foyer pour une application telle que ou analogue à la traction auto- mobile,il est nécessaire pour obtenir des cylindrées plus complet d'enlever autant que possible la chaleur sensible,d'où les conduiteslongues et encombrantes de dépoussiérage et refroi- dissement des gaz,ce qui constitue une perte notable.
La présente invention, met à profit la loi de l'EQUILIBRE THERMIQUE en récupérant la chaleur sensible qu'il est nécessaire d'éliminer,ainsi que les calories généralement perdues par convection et rayonnement des appareils,gazogène .réfrigérant dépoussiéreurs et épurateur généralement employés,pour convertir la totalité des calories récupérées en un enrichissement du gaz de combustion ainsi que la fera comprendre la notice fonction- ment, au moyen du RECUPERATEUR . B.
Par le conduit .15. les gaz sortant du foyer arrivent au récupérateur .B.- dans le compartiment .16. où ils sont dépoussié -rés. ils passent ensuite dans le ou les compartiments .20. où ils se refroidissent en transmettant leur chaleur sensible à travers les parrois aux compartiments.12 .- et 28.- les produits de condensation peuvent s'accumuler dans le compartiment . 21 les produits liquides sont évacués par le conduit avec robinet .29.- les gaz traversent ensuite le compartiment .22.
ou peuvent être absorbé les gaz non condensai -blés pour être dirigés vers l'utilisation par le conduit .23.- Pendant tout leur parcourt depuis la sortie du foyer jusqu'au conuit 23, les gaz sont intensément refroidie par le fait du @ réchauffage méthodique appliqués aux fluides qui circulent dans les conduits voisins.
Un dispositif de niveau constant . C .- tel que représenté au plan annexe,ou autre,maintient de l'eau à un niveau déterminé dais le compartiment 28 . en communication avec le compartiment 12.- le niveau peut être.modifié en faisant variérde hauteur les - récipients 26 et 27 .
Un récupérateur de chaleur externe. D.- ainsi dénommé parce la récupération de calories se fait après le point d'application ou sont développées les calories de la chaleur latente des gaz cette récupération permet donc une diminution des pertes rendement,ces calories récupérées seront utilisées à un enrichi- ssement du gaz et constituent donc une une augmentation du rende- ment du moteur dans l'application automobile.
Cette récupération est opérée par un réchauffement méthodique de l'air d'apport à la combustion du foyer qui entre par .8.- dans une gaine entourant l'échappement du moteur pour être être amené en 10. au coffre formant chambre isolante entre le système et l'air ambiant.
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Une seconde économie réalisée dans la présente invention provient de la récupération des calories contenues dans la quantité d'eau qui pourra être utilisée dans la chambre 28 ,et provenait de la circulation d'eau de refroidissement du moteur,cette adduction d'eau chaude est figurée au PLAN ANNEXE par les conduits 31.-32.
CHAMBRE ISOLANTE .E.- constitué par un coffre calorifuge compartant les portes d'accès aux différents organes du système et destiné à supprimer dans la mesure du possible les pertes de chaleur entre le système et l'air, ambiant, Equilibre Chimique on sait que des gaz composés dans ceraines conditions et notamment en présence de matières se transforment et donne parfois un renversement complet du résultat que l'on veut atteindre le C02 se transforme en CO et le CO se transforme en 002,,on a donc tout intérêt à maintenir le foyer dans les conditions propices à. la production du CO.
Equilibre thermique On sait que,s'il n'y avait pas de perte on pourrait élever indéfiniment la chaleur ou plutôt la tempéra ture de combustion,par un réchauffement préalable des matières entr entrant en combustion,on peut ainsi dépasser la température favorat -ble à la production de co. Comme il n'y a pas d'intérêt à d'épasseser cette température ,on peututiliser le supplément de chaleur pour la décomposition de l'eau H20 en H2 et en 0 qui en présence du carbone se transforme en H2 + CO transformation qui absorbe 'de la chaleur et tente donc à stabiliser la température qu'il faut maintenir suffisante à la formation du CO.
La présente invention réalise ces conditions de façon automatique en effet une surproduction de chaleur au foyer se répercute dans le récupérateur 13 .et provoque une distilation plus abondante de l'eau de la chambre 28. qui emportée par l'aspiration d'air dans tout son parcourt jusqu'au foyer en se surchauffant arrive en conta tact avec le charbon en igniqion du foyer et si décompose avec abbaissement de température, ce qui amène une diminution de la température au récupérateur B. et par conséquent diminution de la production de vapeur d'eau..
Equilibre des press ions L'air estpris à la pression athmosphé- rique et entre dans le rrécupérateur B. déjà partiellement réchauffé il se saturé donc d'un pourcentage d'eau en raison de cette température Si les calories perdues par les gaz de combustion dars le récupérateur,communique à l'eau de la chambre 28 suffisamment de chaleur pour que la tension des vapeurs d'eau dépasse la pression régnant dans le récupérateur ,le volume occupé par la vapeur d'eau s'opposera à l'entrée d'un volume d'air correspondant et comme c'est l'air seul qui entretient la combustion au foyer, il y aura de ce fait diminution de température au foyer. l'équilibre thermique et l'équilibre des pressions concourent donc au même résultat ,c'est à dire la régularité de la marche du foyer.
FONCTIONNEMENT. L'air ambiant pris à la pression athmosphérique en .8.- entre dans la gaine .9. où il se réchauffe et est amené à la.chambre isolante .10 .-dans laquelle il se répand en s'échau- ffant d'avantage s'élevant naturellemnt vers le haut où il est aspiré dans le récupérateur B. par le canal II et pénètre dans le compartiment 12 où il se sature de vapeurs d'eau produiteen 28. air et vapeur continuent leur ascension vers le haut en se surchauf -fant de plus en plus pour atteindre sela température maxima dans le conduit 13 qui enveloppe le conduit 15 dans lequel passent les gaz sortant, du @ foyer, air et vapeurs d'eau entre au foyer par le conduit .14;
- sous la grille 5. - ensuite au foyer 4.- ou l'eau est décomposée en CO + H2 tandis que l'air active la combus- tion en donnant le C02 qui se transforme dans la zone supérieure
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transforme..... en CO. et autres gaz résultantsde la combustion de la matière ainsi que ceux provenat des matières volatiles que le combustible contient,
Les gaz de combustion passent par le canal 15.- entre dans la chambre 16 du récupérateur,où ilsabandonnent les poussières pasent ensuite dans les compartiments 20.- où ils achèvent d'aband donner leurs chaleurs sensibles,déposent les produits de conden- sation dans le compartiment 21.-ensuite dans le compartiment 22. où les gaz sort épurés,sortent par le conduit 23.
vers leur - application ,représentée au plan par un moteur -24 avec son échappement 25.-.
Avant leur introduction au moteur les gaz sont mélangés à une quantité d'air appropriée pour permettre leur combustion à l'intérieur du moteur.
L'air qui entre dans la formation des gaz au gazogène comporte l'azote ,gaz neutre et sans action au point de vue rendement du moteur, l'air en contient normalement les 4/5 de son volume seul il ne produit qu'un gaz CO propre à la combustion que dans le rapport de sa teneur en oxygène soit 20% environ, chaque fois q' que nous introduisons une volume de vapeur d'eau dans le foyer elle se transforme en deux gaz CO et H2 et nous enrichissons proportionnellement le gaz totat en diminuant le rapport du volume de l'azote gaz inerte, Dans la description,nous avons démontré comment la présente invention réalise l'apport justement approprié à la bonne marche du gazogène. Il n'est toutefois pas possible d'éliminer complètement l'azote ,puisque lié intimement à lair nécessaire à l'entretien de la combustion et par conséquent de la marche du gazogène.
La CHAMBRE 6 peut recevoir un récipient 30.- dans lequel on peut introduire par le conduit robinet 19.- un carburant quelconque liquide qui se distillerait sous la température régant dant la chambre 16.- les carburants solides peuvent aussi être introduits après enlèvement du couvercle 18.par lequel on extrait d'ailleurs le récipient 17 contenant les résidus de distillation, on peut donc aussi par ce moyen faire un apport de gaz combustibles.
AVANTAGES. - production d'un gaz plus riche en pouvoir calorifique production d'un gaz convenablement refroidi,suppression de la tuyère au foyer, possibilité de décrassage et de l'enlèvement des cendrées sans arrét,diminution de la production des machefers allumage facile, facilité de remise en marche même aprèq arrêt de plusieurs heures,frais d'installation moins élevés, concentration de l'ensemble du système sous un encombrement réduit, augmentation du rendement du moteur.
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GAZOGRNE CH AUVIER The present patent application relates to the gasifier system based on the equilibrium laws relating to the production of combustible gases, by distillation and combustion of various products capable of producing gases,
1 Chemical equilibrium of the various gases present
2 Thermal equilibrium resulting from the distribution of. production and use temperatures
3 Pressure balance.
The system comprises in main order: -A gasifier .A. - A recuperator .B. - A device for constant water level. C. - An external recuperator. D. - An insulating chamber. E. - of which I claim priority and application ownership because of the entire system resulting from the application of known or new principles taking into account in said system.
On the other hand, the application of one or more of the above devices will not constitute a derogation from my rights of claim. It goes without saying that the present patent is not limited to the shapes and dimensions given in the attached plan which only constitutes a schematic description of said system.
GAS-GENERATED DESCRIPTION. A.- It is made up of a body of appropriate shape shown schematically on the annex plan and comprising: A fuel store. I. A loading door. 2..- A special hopper. 3.- with or without register in refractory or other material, fitted or not with a sleeve inserted into the hearth, intended to separate the combustion gases and to direct them towards the outlet duct. 15.- at the same time that it constitutes a fuel distillation chamber and a separator of fuel dust which could be entrained directly into the duct. 15. without being hot-tempered ..
A combustion chamber. 4. heavily lined with refractory material A special grid. 5. rotary allowing the cleaning of the @ hearth and the evacuation of ashes and slag without stopping the gasifier, it therefore allows continuous operation.
Schematically the movement is represented by the crank 7.
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In industrial application the grid can receive its movement by appropriate mechanical control to the other automatic or not.
Contrary to the general tendency with regard to gasifiers for automotive traction, of the application of reverse combustion, I have been keen to return to normal combustion. male with evolution of gases from bottom to top for well-known and other less well-known physical reasons, such as those resulting from THERMAL EQUILIBRIUM. causing downgrading of CHEMICAL BALANCE with decomposition of gases gases previously produced.
Moreover, the only question of cleaning the ashtray or cleaning the fireplace which causes the stopping of the reverse combustion gasifier would suffice for the advantage of nor male combustion. on the other hand, the dust entrainment is less. moreover in normal combustion the fire does not go out at RECOVERY. B.- even prolonged stoppage.
The gases at the outlet of the gasifier have a total heat composed of the latent heat resulting from the chemical composition of these gases and the sensible heat that they have acquired in the hearth for an application such as or similar to automotive traction. , it is necessary to obtain more complete displacements to remove as much as possible the sensible heat, from where the long and cumbersome lines of dusting and cooling of the gases, which constitutes a notable loss.
The present invention takes advantage of the law of THERMAL BALANCE by recovering the sensible heat that it is necessary to eliminate, as well as the calories generally lost by convection and radiation of the devices, gasifier. Refrigerant, dust collectors and scrubber generally employed, to convert all of the calories recovered into an enrichment of the combustion gas as will be understood in the operating instructions, using the RECOVERY. B.
Through the conduit. 15. the gases leaving the fireplace arrive at the recuperator .B.- in the compartment .16. where they are dusted off. they then pass into the compartment (s) .20. where they cool by transmitting their sensible heat through the walls to the compartments. 12 .- and 28.- condensation products can accumulate in the compartment. 21 the liquid products are evacuated through the pipe with tap .29.- the gases then pass through the compartment .22.
or the non-condensed gases can be absorbed to be directed to the use by the duct. 23.- Throughout their travel from the outlet of the fireplace to the duct 23, the gases are intensely cooled by the fact of the reheating methodical applied to fluids circulating in neighboring conduits.
A constant level device. C .- as shown in the attached plan, or other, maintains water at a determined level in compartment 28. in communication with compartment 12.- the level can be changed by varying the height of the - containers 26 and 27.
An external heat recovery unit. D.- so called because the recovery of calories takes place after the point of application where the calories of the latent heat of the gases are developed, this recovery therefore allows a reduction in yield losses, these recovered calories will be used to enrich the gas and therefore constitute an increase in engine efficiency in the automotive application.
This recovery is carried out by methodical heating of the air supplied to the combustion of the hearth which enters through .8.- into a duct surrounding the engine exhaust to be brought into 10. to the box forming an insulating chamber between the system and ambient air.
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A second saving achieved in the present invention comes from the recovery of the calories contained in the quantity of water which can be used in the chamber 28, and came from the circulation of the cooling water of the engine, this hot water supply is shown in the ANNEX PLAN by conduits 31.-32.
INSULATING CHAMBER .E.- made up of a heat-insulated box dividing the access doors to the various components of the system and intended to eliminate, as far as possible, heat losses between the system and the ambient air, Chemical Equilibrium we know that compound gases under certain conditions and especially in the presence of materials are transformed and sometimes gives a complete reversal of the result that we want to achieve the C02 is transformed into CO and the CO is transformed into 002, it is therefore in the best interest to maintain the home in the conditions conducive to. the production of CO.
Thermal equilibrium We know that, if there were no loss, the heat or rather the combustion temperature could be raised indefinitely, by preheating the materials entering combustion, we can thus exceed the favorable temperature. to the production of co. As there is no interest in exceeding this temperature, we can use the additional heat for the decomposition of the water H20 into H2 and into 0 which in the presence of carbon is transformed into H2 + CO transformation which absorbs 'heat and therefore tries to stabilize the temperature which must be maintained sufficient for the formation of CO.
The present invention achieves these conditions automatically, in fact an overproduction of heat at the hearth is reflected in the recuperator 13. And causes a more abundant distillation of the water in the chamber 28, which is carried by the suction of air throughout. its travels to the hearth by overheating arrives in contact with the charcoal igniting the hearth and if it decomposes with a lowering of the temperature, which brings about a decrease in the temperature at the recuperator B. and consequently a decrease in the production of steam d 'water..
Pressure balance The air is taken at atmospheric pressure and enters the recuperator B. already partially heated, it is therefore saturated with a percentage of water due to this temperature If the calories lost by the combustion gases dars the recuperator, communicates to the water in the chamber 28 sufficient heat so that the tension of the water vapor exceeds the pressure prevailing in the recuperator, the volume occupied by the water vapor will oppose the entry of a corresponding volume of air and as it is the air alone which maintains combustion in the hearth, there will be a decrease in temperature at the hearth. thermal equilibrium and pressure equilibrium therefore contribute to the same result, that is to say the regularity of the operation of the fireplace.
OPERATION. The ambient air taken at atmospheric pressure at .8.- enters the duct .9. where it heats up and is brought to the insulating chamber .10.-in which it spreads by heating up more naturally rising upwards where it is sucked into the recuperator B. through the channel II and enters the compartment 12 where it becomes saturated with water vapors produced in 28. air and steam continue their upward rise by overheating more and more to reach the maximum temperature in the duct 13 which surrounds the duct 15 in which pass the gases leaving, from the hearth, air and water vapor enter the hearth through the pipe .14;
- under the grid 5. - then at the fireplace 4. - where the water is decomposed into CO + H2 while the air activates combustion giving the C02 which is transformed in the upper zone
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transforms ..... into CO. and other gases resulting from the combustion of the material as well as those from the volatile materials that the fuel contains,
The combustion gases pass through channel 15.- enters chamber 16 of the recuperator, where they abandon the dust then passes into compartments 20.- where they finish giving up their sensible heat, depositing the condensation products in the compartment 21.-then in the compartment 22. where the purified gases exit, exit through the duct 23.
towards their - application, represented on the plan by a -24 engine with its 25.- exhaust.
Before their introduction into the engine, the gases are mixed with an appropriate quantity of air to allow their combustion inside the engine.
The air which enters the formation of gases with the gasifier comprises nitrogen, neutral gas and without action from the point of view of engine efficiency, the air normally contains 4/5 of its volume alone it produces only one CO gas suitable for combustion that in the ratio of its oxygen content is approximately 20%, each time that we introduce a volume of water vapor into the hearth it is transformed into two gases CO and H2 and we enrich proportionately the total gas by reducing the ratio of the volume of the inert gas nitrogen. In the description, we have demonstrated how the present invention achieves the precisely appropriate contribution to the proper functioning of the gasifier. However, it is not possible to completely eliminate the nitrogen, since it is intimately linked to the air necessary for the maintenance of combustion and consequently for the operation of the gasifier.
CHAMBER 6 can receive a container 30.- into which can be introduced through the valve pipe 19.- any liquid fuel which would distil under the temperature prevailing in chamber 16.- solid fuels can also be introduced after removal of the cover 18. By which the receptacle 17 containing the distillation residues is also extracted, it is therefore also possible by this means to make a supply of combustible gases.
BENEFITS. - production of a gas richer in calorific value production of a suitably cooled gas, elimination of the nozzle at the hearth, possibility of scouring and removal of ash without stopping, reduction in the production of clinkers easy ignition, ease of restart even after several hours shutdown, lower installation costs, concentration of the entire system in a small footprint, increased motor efficiency.