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procédé pour aotionner les moteurs à combustion interne à l'aide de gaz de gazogène.
La présente invention concerne un procédé pour actionner à l'aide de gaz de gazogène les moteurs à combustion interne, en particulier notamment les moteurs destinée aux engins de locomo- tion comme les automobiles, les tracteurs, les bateaux et semblables.
Un grave défaut antérieurement Inhérent aux gaz de gazogène de tous genres, réside dans le fait que par rapport aux gaz en- gendrés par l'essence, l'huile brute et d'autres substances ana- logues, le gaz de gazogène est pauvre. En d'autres termes, un moteur de cylindrée donnée, et actionné à l'essence par exemple, possède une puissance notablement plus grande que le même moteur actionné au gaz de gazogène.
La présente invention a pour but d'enrichir le gaz de gazogène, c'est à dire d'accroître son pouvoir calorifique, et
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consiste essentiellement en ce que de l'acide carbonique est séparé des gaz d'échappement du moteur et introduit, en vue de sa réduction en oxyde de carbone, dans la zone de réduction du gazogène destiné à actionner le moteur.
Par l'introduction précitée de l'acide carbonique, l'ensemble des gaz s'écoulant du gazogène au moteur se trouve enrichi du fait que le gaz contient moins d'azote et plus d'oxyde de carbone.
Il présente par suite un pouvoir calorifique substantiellement plus élevé et donne au moteur une puissance substantiellement plus grande.
Suivant la quantité d'acide carbonique introduit dans le gazogène, on peut modifier la teneur en acide carbonique des gaz passant du gazogène au moteur et par suite sa forée. par réglage de la quantité d'acide carbonique envoyée au gazogène, réglage qui peut être réalisé par voie mécanique à l'aide de dispo- sitifs de valves, un moteur de cylindrée donnée peut être amené à donner un plus grand ou un plus petit nombre de chevaux.
Par introduction suffisante d'acide carbonique, il est aussi possible d'atteindre une limite qui est égale ou supérieure à celle que l'on peut atteindre pour le même moteur actionné à l'essence ou à l'huile brute.
Par réduction ou par fixation de l'introduction d'acide carboni- que dans le gazogène, à une valeur inférieure donnée, il est possi- ble et en particulier pour des moteurs puissants, de fixer la puissance fournie à une valeur inférieure à la puissance maximum du moteur, en accroissant ainsi la durée de vie utile du moteur.
L'extraction de l'acide carbonique des gaz d'échappement peut être obtenue par séparation de l'acide carbonique et de l'azote par centrifugation ou par absorption de l'acide carbonique dans une substance solide, liquide, gazeuse ou capable de former des gaz.
Dans ce but, plusieurs agents d'absorption ou de dissolution peuvent être utilisés, avantageusement un agent d'absorption soluble dans l'eau comme par exemple la potasse.
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L'acide carbonique absorbé par la solution de potasse est libéré par chauffage de la solution à une température appropriée, dans une chambre de dégagement spéciale. L'acide carbonique libéré est introduit par une canalisation dans la zone de réduction du gazogène, où, par le charbon y amené, cet acide carbonique est réduit en oxyde de carbone . Em même temps, comme susdit, le réglage de la quantité introduite d'acide carbonique peut être assuré par des moyens mécaniques.
Lorsque l'acide carbonique est extrait par absorption, le réglage peut également être réalisé par détermination ou mesurage de la quantité de gaz d'échappement qui est introduite dans la chambre d'absorption et, en outre, par détermination ou mesurage du degré d'efficacité de la chambre d'absorption et, ou de la chambre de dégagement,
Bien que le procédé décrit plus haut puisse être utilisé pour tous genres de moteurs actionnés au gaz de gazogène, il présente son intérêt le plus marqué dans le cas d'engins de locomotion à moteur, comme les automobiles, les tracteurs, les bateaux et ana- logues. pour ce genre de moteurs, l'un des avantages essentiels réside dans le fait que l'objet de l'invention, avec ses dispositifs et accessoires, peuvent être facilement aménagés.
Ainsi, il est possible d'employer une dissolution de potasse comme fluide de refroidissement pour le moteur ; de laisser se produire l'absorption dans ce liquide de refroidissement et après que ce dernier a été refroidi dans un radiateur usuel d'automobile, de libérer l'acide carbonique du fluide de refroidissement de façon que le fluide de refroidissement soit tout d'abord échauffé dans l'enceinte', du moteur et amené alors, dans une chambre spéciale, à une température appropriée au dégagement du gaz, la chaleur nécessaire étant four- nie par les gaz d'échappement ou le gaz de gazogène.
Une réalisation de ce genre de l'objet de l'invention est représentée schématiquement au dessin. annexé,
Sur le dessin, 1 désigne un gazogène d'un genre quelconque possédant une zone de réduction 2 et une entrée d'air 3 . Le
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moteur est désigné par 4, et 6 désigne la conduite de gaz entre le moteur et le gazogène. Les gaz d'échappement du moteur passent par le conduit 6 à une chambre d'absorption 7, contenant de la potasse dissoute dans de l'eau ou un autre liquide.
Cette dissolution, qui sert de fluide de refroidissement, est, avec l'acide carbonique absorbe partir des gaz d'échappement, conduite, par exemple à l'aide de la pompe à eau de refroidissement usuelle, par le conduit 8, au système refroidisseur du moteur où un réchauffage de la solution peut être réalisé. La solution est alors amenée à une chambre de dégagement 9, qui est chauffée par les gaz d'échappement de la conduite 8, après quoi l'acide carbonique ainsi mis en .liberté est amené à la zone de réduction 2 du gazogène par la conduite 10.
Le liquide de refroidissement avec l'agent d'absorption sont conduits par un conduit 11 à la chambre d'absorption 7. Les gaz .d'échappement qui, dans la chambre 7, ont été plus ou moins libérés d'acide carbonique, d'échappent par un conduit 12 et peuvent, comme il sera décrit plus avant, être plus complètement utilisés pour les buts de l'invention .
Le séparateur de gaz 9 peut, comme il va de soi, être monté sur le conduit de gaz 5, entre le gazogène et le moteur, au lieu d'être agenoé sur le conduit d'échappement 5 comme susdit. Le séparateur de gaz peut simultanément servir de refroidisseur pour le gaz de gazogène et prendre la place du refroidisseur de gaz emp loy é.
Une particularité de l'invention réside dans le fait qu'une grande partie de la chaleur libérée par la combustion dans le moteur est rendue utile, alors qu'ordinairement elle est évacuée inutilement.
Pour exposer plus avant le procédé, il/est mentionné que l'acide carbonique libéré de la solution de potasse est mélangé à de la vapeur d'eau qui, tout au moins en partie, devait être éliminée par l'agencement du condensateur de mélange.
Par réglage convenable de la capacité de séparation pour 1'
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eau du condensateur on peut; en même temps que l'acide carbonique, amener à la zone de réduction du gazogène une quantité de vapeur d'eau convenable pour la conversion en oxyde de carbone et hydrogè- ne.
Il a été souligné plus haut que la combustion dans le gazogène s'effectue avec dégagement de chaleur et que pour la réduction un apport de chaleur était nécessaire. Dans les gazogènes antérieure- ment connus, le dégagement de chaleur dû à la combustion est nota- blement plus important que la quantité de chaleur¯ qui est nécessai- re dans la zone de réduction. par l'introduction d'acide carbonique et de vapeur d'eau de l'extérieur, on utilise dans la zone de réduction l'excédent de chaleur du procédé.
L'excédent de chaleur disponible dans les gazogènes de types antérieurement connus comporte un gros inconvénient, entre autres du fait que le gazogène peut provoquer la combustion de matières inflammables se trouvant aux environs. par utilisation de l'excédent de chaleur pour le procédé additionnel de la zone de réduction, visé par l'invention, l'excé- dent de chaleur du gazogène peut être réduit dans une mesure telle que, du point de vue incendie, le gazogène devient inoffensif.
Il peut même être nécessaire d'économiser l'excédent de chaleur et en particulier par isolement extérieur du gazogène, de manière que tout le gazogène présente à peu près la même température exté- rieure que l'atmosphère ambiante. Les avantages économiques et pratiques qui en résultent sont très importants, en particulier lors du montage du gazogène sur des véhicules à marchandises, à voya- geurs, et sur des bateaux.
Le procédé déorit est caractérisé par deux particularités essentielles supplémentaires, savoir: 1- par introduction de l'acide carbonique dans le gazogène, sans introduction simultanée d'azote, et par utilisation de l'excédent de chaleur du gazogène pour la réduction de l'acide carbonique, on obtient une réduction importante de consommation de charbon par
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rapport à la puissance spécifique du moteur, et de ce fait une meilleure utilisation du combustible.
2 - L 'utilisation de l'aoide carbonique extrait des gaz d'échap- pement et son introduction dans le gazogène réalisent un cycle fer- mé, sans introduction de nouvelle matière, ou xxxxxxxxx libéra- tion de produits de séparation. Un ensemble moteur actionné de cette façon'comporte donc le combustible usuel dans le gazogène et évacue par le conduit d'échappement du moteur un gaz qui contint principalement de l'azote tandis qu'il est pauvre en acide carbo- nique, ce qui en diminue la nocivité ,
Aveo le procédé d'absorption décrit plus haut, on peut com- biner un procédé d'absorption, dont le but est de libérer l'oxyde de carbone contenu dans les gaz d'échappement, en particulier, par exemple, par absorption dans une solution de chlorure de cuivre,
et la libération de l'oxyde de carbone de cette solution aveo re-introduction dans le conduit monté entre le gazogène et le moteur.
Cette disposition est illustrée dans le dessin annexé, dans lequel les gaz d'échappement s'écoulant par le conduit 12 , sont amenés à une chambre d'absorption 13 pour l'oxyde de carbone. La solution et l'oxyde de carbone absorbé sont amenés par un conduit
14 à une chambre de dégagement ou séparateur 15 chauffé par les gaz d'échappement du conduit 5, et de laquelle l'oxyde de carbone est amené au moteur par un conduit 16 débouchant dans le conduit gaz 6.
Le chauffage du séparateur 15 peut être assuré par les gaz brûlés de ce dernier conduit 5, au lieu d'être chauffé par les gaz du conduit d'échappement 6, Les gaz inoffensifs finalement éliminés, s'évacuent de la chambre d'absorption 13 par le con- duit 17. Le retour de la solution d'absorption du séparateur 15 à la chambre d'absorption 13 s'effectue par le conduit 18.
Ce dernier procédé d'absorption est d'importance particu- lière dans l'épuration des gaz qui sont engendrés pendant les périodes finales et de déchargement des gazogènes, et avant que
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les gaz ne sont admis au moteur et y sont brulés, grâce à quoi on supprime un grand nombre des inconvénients actuels de l'emploi et du garage des véhicules actionnés au gaz de gazogène .
Un autre mode pour éliminer la nocivité des gaz d'échappement consiste à transformer l'oxyde de carbone en acide carbonique, en particulier par introduction d'oxygène dans le conduit des gaz, ou bien par introduction de l'oxyde de carbone dans un fluide qui contient un excès d'oxygène, après quoi l'acide carbonique engendré peut être introduit dans la zone de réduction.
Dans ce qui précède on a décrit comment, dans les gazogènes des types usuels antérieurs, on disposait pour partie d'une .zone de combustion et pour partie d'une zone de réduction. L'introduo- tion par l'extérieur d'acide carbonique rend toutefois éoonomi- quement possible de travailler avec un récipient qui ne comprend pas de zone de combustion, mais dans lequel ne se produit qu'une réduction, en sorte que la chaleur nécessaire à la réduction doit être fournie de l'extérieur. Le gazogène se présente alors à peu près comme une cornue alimentée en charbon dans laquelle on introduit de l'acide carbonique, et qui comporte un chauffage particulier.
L'avantage essentiel de pareille réalisation de l'invention réside dans la possibilité d'utiliser dans le dispo- sitif de chauffage particulier d'autres combustibles que ceux convenant pour la génération du gaz moteur.
On peut fournir à la cornue la chaleur nécessaire, en uti- lisant dans le foyer particulier du charbon gras, du coke, de la tourbe, du bois, des déchets de bois, ou d'autres combustibles de moindre valeur, ou des combustibles liquides comme du goudron, ou bien encore des combustibles gazeux comme de l'hydrogène ou du gaz tonnant ou oxhydrique.
Lorsqu'on utilise du gaz tonnant, le chauffage du gazogène peut également être en partie assuré par introduction d'oxygène pur dans la cornue en produisant ainsi une quantité correspon- dante d'oxyde de carbone, avec dégagement de chaleur,
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process for fueling internal combustion engines using gasifier gas.
The present invention relates to a method for operating internal combustion engines, in particular engines intended for locomotive such as automobiles, tractors, boats and the like, using gasifier gas.
A serious defect previously inherent in gasifier gases of all kinds is that compared to gases produced by gasoline, crude oil and other similar substances, the gasifier gas is lean. In other words, an engine of given displacement, and powered by gasoline for example, has a significantly greater power than the same engine powered by gasifier gas.
The object of the present invention is to enrich the gasifier gas, that is to say to increase its calorific value, and
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consists essentially in that carbonic acid is separated from the exhaust gases of the engine and introduced, with a view to its reduction into carbon monoxide, in the reduction zone of the gasifier intended to operate the engine.
By the aforementioned introduction of carbonic acid, all of the gases flowing from the gasifier to the engine are enriched owing to the fact that the gas contains less nitrogen and more carbon monoxide.
It therefore has a substantially higher calorific value and gives the engine substantially more power.
Depending on the quantity of carbonic acid introduced into the gasifier, the carbonic acid content of the gases passing from the gasifier to the engine and consequently its bore can be modified. by adjusting the quantity of carbonic acid sent to the gasifier, an adjustment which can be carried out mechanically by means of valve devices, an engine of given displacement can be made to give a greater or a smaller number of horses.
By sufficient introduction of carbonic acid, it is also possible to reach a limit which is equal to or greater than that which can be reached for the same engine operated on gasoline or crude oil.
By reducing or fixing the introduction of carbonic acid into the gasifier to a given lower value, it is possible and in particular for powerful engines, to fix the power supplied to a value lower than the power. maximum motor, thus increasing the useful life of the motor.
The extraction of carbonic acid from exhaust gases can be obtained by separation of carbonic acid and nitrogen by centrifugation or by absorption of carbonic acid in a solid, liquid, gaseous substance or capable of forming gases.
For this purpose, several absorption or dissolution agents can be used, advantageously an absorption agent soluble in water such as, for example, potassium hydroxide.
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The carbonic acid absorbed by the potassium hydroxide solution is released by heating the solution to a suitable temperature in a special evacuation chamber. The released carbonic acid is introduced by a pipe into the gasifier reduction zone, where, by the coal brought there, this carbonic acid is reduced to carbon monoxide. At the same time, as aforesaid, the regulation of the introduced quantity of carbonic acid can be ensured by mechanical means.
When carbonic acid is extracted by absorption, the control can also be carried out by determining or measuring the quantity of exhaust gas which is introduced into the absorption chamber and, in addition, by determining or measuring the degree of efficiency of the absorption chamber and, or the release chamber,
Although the process described above can be used for all types of engines operated with gasifier gas, it is of greatest interest in the case of motor locomotion vehicles, such as automobiles, tractors, boats and ana - logged. for this type of engine, one of the essential advantages lies in the fact that the object of the invention, with its devices and accessories, can be easily fitted out.
Thus, it is possible to use a solution of potash as a coolant for the engine; to allow absorption to take place in this coolant and after the latter has been cooled in a conventional automobile radiator, to release the carbonic acid from the coolant so that the coolant is first of all heated in the enclosure 'of the engine and then brought, in a special chamber, to a temperature suitable for the release of gas, the necessary heat being supplied by the exhaust gases or the gasifier gas.
An embodiment of this type of the object of the invention is shown schematically in the drawing. Annex,
In the drawing, 1 denotes a gasifier of any kind having a reduction zone 2 and an air inlet 3. The
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engine is designated by 4, and 6 designates the gas line between the engine and the gasifier. The engine exhaust gases pass through line 6 to an absorption chamber 7, containing potash dissolved in water or another liquid.
This dissolution, which serves as a cooling fluid, is, together with the carbonic acid absorbed from the exhaust gases, conducted, for example using the usual cooling water pump, through line 8, to the cooling system of the engine where a heating of the solution can be carried out. The solution is then fed to a release chamber 9, which is heated by the exhaust gases from line 8, after which the carbonic acid thus released is fed to the reduction zone 2 of the gasifier via the line. 10.
The cooling liquid with the absorption agent are conducted through a pipe 11 to the absorption chamber 7. The exhaust gases which, in the chamber 7, have been more or less liberated from carbonic acid, d 'escape through a conduit 12 and can, as will be described later, be more fully used for the purposes of the invention.
The gas separator 9 can, as goes without saying, be mounted on the gas duct 5, between the gasifier and the engine, instead of being routed to the exhaust duct 5 as aforesaid. The gas separator can simultaneously serve as a cooler for the gasifier gas and take the place of the used gas cooler.
A peculiarity of the invention resides in the fact that a large part of the heat liberated by combustion in the engine is rendered useful, whereas it is ordinarily removed unnecessarily.
To further explain the process, it / is mentioned that the carbonic acid liberated from the potash solution is mixed with water vapor which, at least in part, had to be removed by the arrangement of the mixing condenser. .
By suitable adjustment of the separation capacity for 1 '
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condenser water it is possible; together with the carbonic acid, supplying the gasifier reduction zone with a quantity of water vapor suitable for conversion to carbon monoxide and hydrogen.
It was underlined above that the combustion in the gasifier takes place with the release of heat and that for the reduction a supply of heat was necessary. In previously known gasifiers, the heat release due to combustion is significantly greater than the amount of heat that is required in the reduction zone. by the introduction of carbonic acid and water vapor from the outside, the excess heat from the process is used in the reduction zone.
The excess heat available in gasifiers of previously known types has a great disadvantage, among other things because the gasifier can cause combustion of flammable materials in the surroundings. by using the excess heat for the additional reduction zone process contemplated by the invention, the excess heat from the gasifier can be reduced to such an extent that, from a fire point of view, the gasifier becomes harmless.
It may even be necessary to save excess heat and in particular by isolating the gasifier externally, so that all the gasifier has approximately the same outside temperature as the ambient atmosphere. The resulting economic and practical advantages are very important, in particular when fitting the gasifier to goods vehicles, to passenger vehicles, and to ships.
The deorit process is characterized by two additional essential features, namely: 1- by introducing carbonic acid into the gasifier, without the simultaneous introduction of nitrogen, and by using the excess heat of the gasifier for the reduction of the gasifier. carbonic acid, a significant reduction in coal consumption is obtained by
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compared to the specific power of the engine, and therefore better use of fuel.
2 - The use of carbon dioxide extracted from the exhaust gases and its introduction into the gasifier carry out a closed cycle, without the introduction of new material, or xxxxxxxxx release of separation products. An engine assembly operated in this way therefore comprises the usual fuel in the gasifier and discharges through the exhaust duct of the engine a gas which mainly contains nitrogen while it is poor in carbonic acid, thereby removing it from the engine. decreases the harmfulness,
With the absorption process described above, it is possible to combine an absorption process, the aim of which is to release the carbon monoxide contained in the exhaust gases, in particular, for example, by absorption in an exhaust gas. copper chloride solution,
and the release of carbon monoxide from this solution with re-introduction into the conduit mounted between the gasifier and the engine.
This arrangement is illustrated in the accompanying drawing, in which the exhaust gases flowing through the duct 12 are supplied to an absorption chamber 13 for carbon monoxide. The solution and the absorbed carbon monoxide are brought through a pipe
14 to a release chamber or separator 15 heated by the exhaust gases from the duct 5, and from which the carbon monoxide is brought to the engine via a duct 16 opening into the gas duct 6.
The heating of the separator 15 can be provided by the burnt gases from the latter duct 5, instead of being heated by the gases from the exhaust duct 6. The harmless gases finally eliminated, are discharged from the absorption chamber 13 through line 17. The return of the absorption solution from separator 15 to absorption chamber 13 is effected through line 18.
The latter absorption process is of particular importance in the purification of gases which are generated during the final and unloading periods of the gasifiers, and before
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the gases are not admitted to the engine and are burned there, thanks to which one eliminates a great number of the current drawbacks of the use and the garage of the vehicles powered by gasifier gas.
Another method of eliminating the harmfulness of the exhaust gases consists of converting carbon monoxide into carbonic acid, in particular by introducing oxygen into the gas duct, or else by introducing carbon monoxide into a fluid. which contains an excess of oxygen, after which the carbonic acid generated can be introduced into the reduction zone.
In the foregoing, we have described how, in the gasifiers of the previous conventional types, there was partly a combustion zone and partly a reduction zone. However, the introduction of carbonic acid from the outside makes it economically possible to work with a vessel which does not include a combustion zone, but in which only reduction takes place, so that the necessary heat. to the reduction must be provided from the outside. The gasifier then appears more or less like a retort supplied with carbon into which carbonic acid is introduced, and which comprises a particular heating.
The essential advantage of such an embodiment of the invention resides in the possibility of using in the particular heating device other fuels than those suitable for the generation of the driving gas.
The necessary heat can be supplied to the retort, using in the particular hearth greasy charcoal, coke, peat, wood, waste wood, or other less valuable fuels, or liquid fuels. like tar, or even gaseous fuels like hydrogen or thundering or oxyhydrogen gas.
When thundering gas is used, the heating of the gasifier can also be partly ensured by introducing pure oxygen into the retort, thus producing a corresponding quantity of carbon monoxide, with the release of heat.