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" Gazogène fonctionnant avec combustion, desoen- dante et procédé pour sa marohe ".
On connaît déjà les gazogènes fonctionnant avec combus- tion descendante, employés de préférence pour la gazéification des combustibles qui forment du goudron, pourvus d'un prolonge- ment qui s'attache au rétrécissement de la cuve et qui porte à faux dans le.creux de la cuve. Ces gazogènes employés princi- palement pour la génération de la force motrice des véhicules automobiles possèdent, de par cette conception, la propriété de s'adapter automatiquement aux variations du régime des mo- teurs employés pour actionner ces véhicules.
C'est particuliè- rement lors de la marche à vide du moteur à combustion que l'on maintient dans le prolongement du rétrécissement de la cuve
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ces hautes températures qui sont nécessaires pour décomposer les vapeurs de goudron contenues dans le gaz produit, de maniè- re que celles-ci no so séparont pas après avoir quitté le gazo- gène et ne puissent pas provoquer des troublcs dans la marohe du moteur à combustion.
On a tout d'abord donnéà ce prolongement une tordue par.. faitement cylindrique parce que l'on considérait que cette forme était une condition préliminaire idéale pour pouvoir régler les zones de réaction du prolongement en fonction du régime du gazo- gène à différentes hauteurs du prolongement, mais toutes autres oonditions étant égales, ::
En outre, on croyait favoriser par la forme cylindrique du prolongement Inadaptation,de la zone de réaction extérieure qui se forme entre le prolongement et les parois du gazogène qui délimitent le creux de la cuve et qui, en plus de la réalisation d'une série d'avantages capitaux sert à diminuer la hauteur totale du gazogène parce que les processus de la gazéification qui ne sont pas terminés aans le prolonge- ment lui même s'y achèvent, aux variations do régime du gazogène étant donné qu'à toutes les hauteurs de cette zone de réaction existent les mêmes oonditions de sections. liais la marche pratique des gazogènes à prolongements de ce genre a montre, que la forme cylindrique du prolongement ne permet pas d'obtonir des conditions optima.
De nombreux autres faoteurs de marche, tels que par exemple les trépidations plus ou moins fortes lors de la circulation, la suspension bonne ou mauvaise du châssis du véhicule et partant du gazogène lui même, l'utilisation du véhicule sur de mauvaises routes qui donnent des cahots, d'uno part, et la circulation sur les routes asphal- tées des Grades villes, d'autre part, les arrêts de marche as- sez fréquents et assez longs ( omnibus, véhicules de transporta qui ohangent de direction et analogues ), en opposition avec les véhicules qui doivent parcourir de'longs trajets sans devoir
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effectuer des arrêts de l'espèce ( circulation à grande distan- ce ),
se sont révélés d'une telle influence sur la marche du gazogène que l'on a dû renoncer également à la forme cylindrique du prolongement qui, théoriquement, s'offrait comme la forme optimum. Bien que la disposition d'un prolongement conduise, à l'opposé des formes de gazogènes antérieures, à une large des- truction du goudron, il s'est manifesté de nouveaux problèmes à résoudre au cours de la tentative faite pour supprimer com- plètement la formation du goudron, A la suite d'essais qui ont duré de longues années, on a ainsi mis sur pied une forme du prolongement qui se raccordant à une transition cylindrique qui doit encore être expliquée, présente à peu près la forme d'un diabolo ;
en d'autres termes, cette partie du prolongement se ré- trécit tout d'abord à partir de sa face limite supérieure pour arriver à une section minimum et ensuite s'évaser à partir de cet étranglement jusqu'à une face limite inférieure. En combi- naison avec cette disposition on prévoyait déjà aussi une ali- mentation d'air relativement basse;
à cette fin, on disposait entre le rétrécissement de la cuve et la partie du prolongement en forme de diabolo, un compartiment cylindrique dans lequel étaient montées les tuyères d'alimentation d'air. Au lieu d'ef- fectuer l'arrivée de 1?*air par des tuyères montées à la périphé- rie de ce compartiment cylindrique, l'arrivée de l'air se fai- sait aussi par une tuyère centrale ou par des organes de même ordre
Les gazogènes de ce genre répondent déjà dans une très haute mesure aux exigences qui leur sont posées.
Ils fournissent notamment, même en présence des régimes les plus faibles, un gaz exempt de goudron et ils manifestent une grande élasticité en présence des régimes -lui augmentent par saccades, de sorte qui l'on peut réaliser avec ces gazogènes une marche irrépro- chable même quand ils actionnent des véhicules fortement mis à
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contribution particulièrement les ocrions automobiles qui cir- oulent dans les régions montagneuses. Un seul élément s'est mon- tré désavantageux, notamment la sensibilitérelativement grande des gazogènes à un changement de combustible.
Si 10 gazogène possède l'adaptation évidente au véhicule et au mateur et aux oonditions de marche, il fonctionne, en cas d'emploi du oombus- tible pour lequel il a été conçu, de façon tout à fait satisfai- sante et il manifeste les bonnes qualités indiquées. Par contre il ntest pas possible do faire marcher un gazogène conçu, par exemple, pour la gazéification du bois, aveo les mêmes bons ré- sultats, avec la tourbe, le lignite ou des combustibles analo- gues. Dans les cas de l'espèce, il est nécessaire, au contraire, " de se servir de gazogènes conçus spécialement pour' la gazéifica- tion de ces combustibles, afin que les propriétés désirables soient de nouveau assurées.
L'invention a pour mission, tout en conservant les avan- tagos indiqués des générateurs à prolongements raccordés à un rétrécissement de la cuve, de concevoir ceux-ci de manière que le nême gazogène puisse être employé pour des combustibles dit- férents.
La solution, conforme à l'invention, de ce oroblème, re- pose à nouveau sur des essais nombreux et qui se sont poursuivis pendant des années.
Ces essais ont tout d'abord démontré qutil est nécessaire d'intensifier les processus qui se déroulent dans la chambre de réaction pour se rapprocher de la solution à apporter au problè- me posé. On réalise cette intensification en diminuant les di- mensions de la chambre de réaction. Dans ce cas, en effet, on obtient des températures plus élevées, une gazéification plus j intense, les pertes de chaleur sont plus faibles et la teneur des gaz en calories est plus élevée.
Les effets de l'intensifi- cation des processus qui se droulont dans la chambre de réaction
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sur la gazéification des combustibles les plus divers s'expli- quent d'eux mêmes, Car, grâce à l'intensification, le fait n'im- porte plus de savoir si un combustible donné est soumis aux ré- actions dans une mesure plus parfaite et si une autre oombus- tible l'est moins, quand on réussit à assurer pour chaque oom- bustible une gazéification qui est au moins égale à la gazéifi- oation que l'on peut obtenir sans difficulté dans un prolonge- ment à partie en forme de diabolo, adapté à un combustible dé- terminé.
Mais la diminution des dimensions de la chambre de réac- tion donne lieu tout de suite à un inconvénient quand cette di- minution a lieu aux dépens de la section. Car les petites sec- tions donnent naissance, par suite de la charge plus forte des matières participant à la réaction, à des dépressions plus éle- vées du gaz. On diminue ainsi le volume spécifique du gaz de sorte que la charge du cylindre diminue. Ceci est inadmissible pour les gaz pauvres tels que les gaz de gazogène de sorte que l'on ne doit pas diminuer la chambre de réaction en réduisant les sections,
Suivant une autre découverte qui est à la base de ltinven- tion, la solution doit être cherchée dans la voie de la conden- sation de la zone de réaction dans la direction de l'axe du ga- zogène.
D'autres considérations ont conduit à cette constatation que cette condensation ne peut réussir pour les formes de gazo- gènes habituelles jusqu'à présent quten renonçant à la chambre cylindrique que l'on disposait jusqutà présent pour l'arrivée de l'air directement au-dessus de la partie du prolongement en forme de diabolo.
Jusqu'à présent on ne croyait pas pouvoir re- nonoer à cette chambre paroe qu'elle fournissait, d'une part, la possibilité d'amener l'air relativement bas et que d'autre part elle le conduisait à si grande proximité de la cuve et par- tioulièrement du rétrécissement de la cuve que les températures
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élevées et les températures très élevées qui se -manifestent dans la chambre de réaction à l'intérieur du prolongement de- vaient avoir un effet favorable sur la gazéification.
En outre- on disposait, en donnant une grandeur convenable au diamètre de la partie cylindrique du prolongement qui porto les têtes des tuyères, de la possibilité de soustraire ces parois à Inaction
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direote des t8p6ratures de combustion très élevées, de manière que dans la pratique il ne stest pas présenté de difficultés.
Mais il devait 6tre r6v516 que J.influenae de la condensation de la zone de réaction qui est pcmiso par la suppression du compartiment cylindrique d'arrivée de l'air est tellement paré- pond6rante que l'on produit, avant O#TQ1IG après, le. gazéiiiaa- tion qui est nécessaire pour assurer uns marche irréprochable du Gazogène;
de plus on peut augmenter les offcts de l'intensi- fication de la réaction en fonction de la section de la chambre
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de réaction par rapport aux sections usuelles -nt ricurement, te l'endroit du plus fort r05tr,3cisscnent du prolongement. on n'augmente ainsi que dans des proportions insignifiantes les effets de la tempera bure des parties avoisinant la chambre de réaction condensée de sorte que les effets de ces températures n'occasionnent pas de difficultés dans la pratiqua.
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Toutefois si l'arriVe de l'air par le compartiment aylin- drique du prolongeront n'existe pas e si d'aubrc part les pro- cessus Ó-oi vent tre plus intenses CI.8.'1.S la chambre de réaction, on en arrive au prao Je[ due 1 f [Ùincnt,)tion de l'air, auquel on nta pas uu recours jusqu'à pr.':sent, el.clusivT,nt entre l'ex- trait* 3up'*rie'ure et ItextrJ1it: inférieure du prolongement de manière que le proo:Së:.6 pour la morohc. des gazogènes à oom- bustion descendante c' pro7.on,:n;aTit se rattachant aux rétrécis- ' serments de la ouve ct portant à faux dans le creux do la ouve se caractérise, conformément à l'invention, par le fait. que
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l'air est introduit entre ltextr6rúté supérieure et l'extrémité ;
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inférieure du prolongement.
Dans un prolongement qui présente, entre .extrémité supérieure et l'extrémité inférieure, des va- riations en ce qui concerne l'augmentation ou la diminution de la section, l'air est introduit au niveau de ces modifications de section. si l'on maintient le rétrécissement progressif du prolongement à partir de l'extrémité supérieure jusqu'à, son étranglement maximum, à partir duquel le prolongement va en s'évasant jusqu'à l'extrémité inférieure, l'air est donc intro- duit de préférence au niveau de l'étranglement le plus fort.
Les gazogènes à prolongement en forme de diabolo destinés à réaliser ces procédés se caractérisent suivant une autre réa- lisation de l'invention par le fait que la partie du prolonge- ment qui va en s'effilant à partir de l'extrémité supérieure' présente une inclinaison de parois qui concorde ou concorde à peu près, avec le rétrécissement de la cuve et qui se raccorde de préférence de niveau avec le rétrécissement de cette dernière.
Il est préférable pour cela que la section du plus fort rétré- oissement du prolongement soit égale à ou seulement un peu plus petite que la section de la chambre cylindrique dont on s'est servi jusqu'à présent pour l'admission de l'air. Opportunément, le prolongement s'évase à partir de la section qui a le plus fort rétrécissement jusqu'à l'extrémité inférieure sous le même angle, ou à peu près, que celui sous lequel le prolongement -Se rétré- cit de l'extrémité supérieure à la section qui a le rétrécisse- ment le plus fort.
Les transitions entre le rétrécissement du prolongement et son évasement peuvent toutefois être arrondies suffisamment de manière à former un compartiment à section in- variable ou à peu près à la hauteur de l'arrivée de l'air; de même, on peut donner au prolongement, au même endroit, une forme direotement cylindrique sur une courte partie de son trajet ax- ial.
Le dessin illustre schématiquement une réalisation donnée
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à titre d'exemple, de l'idée de l'invention, on coupe longitu- dinale dans un gazogène à chemise double dont l'espace intermé- diaire est utilisé pour le soutirage du gaz.
Les lignes mixtes montrent tout d'abord la conception usuelle jusqu'à présent du gazogène. On reconnaît; la partie cy- lindrique 1, l' de la cuve qui présente en 2' un rétrécissement.
A ce rétrécissement se raccorde le prolongement, en prédominance en forme de diabolo par une partie supérieure, dont les parois 3' sont cylindriques; en!: sont ménagées les arrivées d'air.
Avec la surface inférieure de l'embouchure du compartiment oy- lindrique ainsi formé 5' concorde la surface de délimitation supérieure 6' d'une partie de prolongement en forme de diabolo.
Cette partie du prolongement est tout d'abord formée par un ré- trêaissement de forme oonique 7' dont la plus petite seotion est désignée par la référence 8'. A cette partie rétracte 8' se rat- tache une partie évasée 9' dont la surface de délinitation infé- rieure est désignée par la référence 10'.
Le gazogène conforme à l'invention se différencie de cet- te forme de construction de gazogène avantageuse, nais qui ne donne de bons résultats qu'avec une qualité de combustible dé- terminée, par les points suivants.
Le rétrécissement ¯2 qui se raccorde à la partie de la ouve 1, est plus raide que précédemment; son inclinaison est à peu près égale à l'inclinaison du rétrécissement 7' que l'on a donooo née jusqu'à présent au tronc de cône supérieur du diabolo dans les prolongements usuels jusqutà présent en forme de diabolo.
On réalise ainsi la possibilité de donner à la partie '7 du pro- longement qui va en se rétrécissant à partir de la surface de délimitation supérieure 6, une inclinaison de paroi qui concorde ! avec le rétrécissement 2 de la cuve l, au à peu près, et de rac- corder de niveau la partie 1 du prolongement au rétrécissement 2 de la cuve 1. Le tronc de cône supérieur 1. du prolongement
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se rétrécit jusque la surface 8 de l'embouchure dont la section n'est plus petite que dans une mesure insignifiante, que la sec- tion du compartiment cylindrique 5', par l'intermédiaire duquel on assurait antérieurement l'arrivée de l'air.
A partir de l'en- droit du plus fort rétrécissement 8, le prolongement va en s'é- vasant pour former la partie 8 qui prend fin en 10.
Comme les parties 7, 8, 9 constituent le foyer proprement dit du gazogène, elles sont, contrairement aux autres parties du gazogène, qui sont en tôle de fer, éventuellement garnies de revêtements protecteurs en tôle de laiton ou en tôles d'alliages d'aluminium ou d'autres matières premières appropriées, en un alliage résistant à l'action de la température, notamment en un alliage de fer renfermant du chrome.
En 11, le foyer est fortement arrondi, de sorte qu'il est possible de faire la section du rétrécissement 8 à niveau cor- respondant au montage des têtes de tuyères, à peu près sans mo- difioation, de manière à former un compartiment à peu près cy- lindrique. La référence 12 désigne des trous ou éooutilles de chargement et la référence 13 des trous permettant l'évacuation des cendres et des scories.
Dans la direction du bas, le gazo- gène est fermé de façon quelconque, par exemple par un tamis 14,
Le gaz produit monte dans le compartiment 15 entre la partie intérieure de la cuve 1, l'et le manteau extérieur de la cuve 16 et on l'évacué en 17, On met ainsi, de façon connue, la par- tie intérieure de la ouve, en dépit des températures élevées qui règnent dans la partie voisine du foyer, à l'abri des oxy- dations et des incrustations.
En ce qui concerne les effets de la forme de gazogène con- forme à l'invention qui constituent un progrès fondamental, le nécessaire a déjà été exposé plus haut.
A la lumière du dessin, il apparaît clairement surtout le fait que le volume de la chambre de réaction est plus petit.
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Il est indiqué à peu près par la mesure 18, tandis que dans les formes de construction habituelles jusqu'à présent il est, en conformité avec la disposition du compartiment 5' suivant la mesure 18', beaucoup plus grand et, en outre, il convient en- cors de tenir compte du fait quc la section 8 est plus grande que la section 8'. On obtient donc, d'une part, en condensant les réactions sur un plus petit espace, des températures plus élevées, partant une gazéification plus forte avec des pertes de calories moindres, de sorte que finalement, on dispose d'un gaz à pouvoir calorifique plus élevé. D'autre part, on réalise, . grâce au fait que les sections de rétrécissement 8 sont plus grandes, des dépressions plus faibles du gaz avec des oharges plus grandes du cylindre.
La condensation de la chambre de réac- tion dans la direction do l'axe avec un évasement simultané sur la seation 8 pr6sente cet autre avantage que l'on peut monter des dispositifs agitateurs, ce qui n'était pas possible jusqu'à présent parce que ceux-ci devaient passer, sur une longueur re- lativement grande, dans des zones qui, par suite do leurs tempe- ratures élevées et de l'excès d'oxygène apporté, conduisaient rapidement à une formation d'incrustations sur ces agitateurs, sans tenir compte du fait de la trop grande résistance qui de- vait être vaincue en l'occurrence.
Cette qualité du nouveau ga- zogène présente une importance spéciale pour les combustibles qui forment de la scorie, car il n'est pas bien possible de se passer d'organesà action préférablement mécanique pour briser la scorie et pour éliminer les particules de scorie formées, quand on veut faire fonctionner un gazogène de façon irréprocha- ble. A l'unisson avec cette propriété avantageuse s'ajoute 1'é- vasenent de la section 8 par rapport à la section 8', de sorte que cette section ne peut plus s'obstruer par les scories formées dans la mesure où ceci se produisait dans la forme de gazogène antérieure.
La formation de scorie, surtout, se produit en des-
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sous du plus fort rétrécissement du prolongement, et non plus, comme antérieurement, au-dessus de celui-ci, de manière que l'on réalise de ce fait les avantages les plus considérables au point de vue de l'élimination rapide et sans encombre de la scorie, Enfin, le renforcement des réactions à l'intérieur du prolonge- ment a une influence prépondérante sur les autres réactions qui sa produisent à l'extérieur du prolongement, entre ce dernier et la paroi extérieure 17 du gazogène.
Tandis que cette répartition se caractérisait jusqu'à présent, en ordre de grandeur, par le fait qu'environ les deux tiers de la réaction se passaient à l'intérieur du prolongement et un tiers à l'extérieur de celui- oi, la totalité de la raotion ou presque peut s'accomplir à présent à l'intérieur du prolongement.
De ce fait, on est indé- pendant, dans une mesure beaucoup plus élevée qu'avec la forme de gazogène actuelle, de l'accumulation du combustible à l'ex- térieur du prolongement, Donc, alors que jusqu'à présent il é- tait nécessaire, par exemple, de s'assurer, avant la mise en marche d'un gazogène au bois, qu'une couche de bois était ras- semblée à l'extérieur du prolongement, couche de bois qui per- mettait aux réactions nécessaires de s'accomplir à raison d'en- viron un tiers à l'extérieur du prolongement et des deux tiers à l'intérieur de celui-ci, il suffit de disposer, avec les gazo- gènes conformes à l'invention, d'une façon générale, des restants de bois qui s'accumulent, lors du réglage de la marche du gazo- gène,
entre le prolongement et le manteau extérieur du gazogène.
D'autres avantages résultent du fait que le compartiment de rem- plissage de la partie intérieure 1, 1' de la cuve du gazogène est plus rapproché de la zone de réaction, On réalise ainsi une gazéification suffisante du combustible, Par suite de la réduc- tion des dimensions du compartiment du foyer, le foyer s'enflam- me plus rapidement, ce qui fait que la mise en ordre de marche du gazogène est meilleure que précédemment. Les températures qui
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règnent dans le foyer suffisent d'elles mêmes pour tous les ré- gimes du gazogène, pour détruire complètement les vapeurs de goudron formées. i
Dans ltesprit de l'invention, celle-ci n'est; ,pas limitée à la réalisation représentée par l'exemple de réalisation donné.
On a constat*'5, par exemple, que l'on ntest pas lié è la forme en double tronc de o8no du prolongement, en d'autres termes à sa forme de diabolo. On peut, par exemple, donner à l'ensemble du prolongement, la forme dtun trono de cône dont la plus petite surfaoe constituerait la surfaoe de l'embouohure, Des essais à cette fin qui ont été faits par des tiers ont montré, il est vrai, que les avantages de principe du prolongement déjà employé pour les formes antérieures de gazogènes se manifestent mais que la sensibilité du gazogène augmente, même en cas d'utilisation du même combustible, dans une si forte mesure, que les conditions optima ne peuvent être maintenues que pour des conditions de marche déterminées du véhicule.
Si l'on est disposé à prendre cet inconvénient à son compte, on peut évidemment appliquer les mesures proposées conformément à l'invention de la mêmo manière que dans les prolonger.-lents en forme de diabolos, également à ces prolongements ooniques. L'invention n'est pas limitée non plus à l'alimentation de l'air par des tuyères. L'arrivée de l'air dans les rétrécissements des sections peut se faire de toute autre manière, par des tuyères centrales, par dos tuyères à fentes disposées à la périphérie, par des tuyaux d'arrivée d'air introduits par en haut, ou de toute autre manière.
La ré- alisation de l'idée de l'invention n'est pas non plus liée au j fait que le gazogène, par suite du feit qutil est à manteau double, doit se composer d'une partie intérieure formant ouve et d'un manteau extérieur. Quand il n'y a qutun seul manteau à la partie supérieure, la partie inférieure du gazogène peut être directement conçue suivant les propositions de l'invention.
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, Si le prolongement du gazogène ne présente pas de varia- tions en ce qui concerne son augmentation et sa diminution, mais si la section varie simplement comme telle, il faut dispo- ser l'arrivée de l'air au niveau de la modification de section de l'espèce.
REVENDICATIONS.
1.) Procédé pour la marche des gazogènes qui fonctionnent avec combustion descendante, de préférence pour la gazéification de matières formant du goudron, à prolongement se rattachant au rétrécissement de la cuve et en porte à faux dans le creux de la ouve, caractérisé par le fait que l'air est introduit dans le gazogène entre l'extrémité supérieure du prolongement et son extrémité inférieure.
2.) Procédé pour la marche des gazogènes suivant la reven- dioation 1, pourvus d'un prolongement qui présente, entre son extrémité supérieure et son extrémité inférieure, des variations de son augmentation ou diminution de section, caractérisé par le fait que l'air est introduit au niveau de ces variations de seotions.
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