<Desc/Clms Page number 1>
PERFECTIONNEMENTS AUX TUYERES A REFROIDISSEMENT, EN PARTICULIER
POUR GAZOGENES.
EMI1.1
----------------------------------------------------------
L'invention est relative aux tuyères à refroidissement, et concerne plus spécialement les tuyères de ce genre utilisées pour l'introduction, notamment de l'air de combustion, dans les gazogènes, en particulier du type transportable.
Un sait que dans les gazogènes de ce type, lorsqu'ils sont par exemple montés sur des véhicules, le refroidissement de la ou des tuyères par le passage, à travers elles, de l'air de combustion, est en substance suffisant lorsque le gazogène est an marche normale, maie davient notablement insuffisant pendant les périodes de marche au ra- lenti et d'arrêt, pendant lesquelles la température de la tuyère monte et peut devenir dangereuse pour sa tenue; en tous cas, sa durée de vie utile est de ce fait largement réduite.
Pour remédier à cet inconvénient, on a déjà proposé, notamment, de refroidir ces tuyères par une circulation d'eau ou d'un liquide sensiblement analogue, qui, après s'être échauffé au contact de la tuyère, va se refroidir à l'extérieur du gazogène, en particulier par passage à travers un dispositif réfrigérant approprié.
Cette disposi -
<Desc/Clms Page number 2>
Lion n'est pas sans comporter certains défauts, en particulier lors- que la masse du liquide en circulation est réduite, du fait de la grande différence entre le point d'ébullition du liquide et la tempé- rature à laquelle certaines parties de la tuyère peuvent être portées le résultat étant une vaporisation considérable, voire totale, du liquide, une réduction de son action réfrigérante, et un accroisse- ment, qui peut être dangereux, de la pression dans le dispositif de refroidissement.
On a proposé également d'assurer le refroidissement des dites tuyères à l'aide de substances, et en particulier d'un métal, qui sont normalement solides et entrent en fusion à la température de fonctionnement. Ces substances occupent, en principe complètement, une double enveloppe de la tuyère, le refroidissement s'obtenant par cheminement de la substance entre les parties les plus chaudes et les parties les plus froides, généralement extérieures au gazogène, de la tuyère, et donc par convection.
Sans compter que dans ce mode de refroidissement on n'a aucune certitude quant à la température de régime que prendra la tuyère, des phénomènes de caléfaction ne sont pas exclus, entrainant des surchauf fes locales et la détérioration de la tuyère.
L'invention a pour but surtout d'éviter les inconvénients des systèmes de refroidissement précédents, et elle a pour objet un mode de refroidissement des tuyères, en particulier des tuyères pour gazo- gènes, spécialement pour gazogènes transportables, suivant lequel on utilise comme agent de refroidissement un corps ou substance qui, en raison de ses caractéristiques propres, ou de celles-ci et des condi- tions de pression dans lesquelles il se trouve placé, entre en ébulli- tion à la température, ou à peu près à la température admissible pour le régime de la tuyère. Les vapeurs du dit corps ou substance vont sa condenser sur les parties plus froides, généralement extérieures au gazogène, de la tuyère, et font alors retour, sous forme liquide, à la masse baignant les parties plus chaudes de la dite tuyère.
Selon l'invention également, les conditions de pression préféréee dans lesquelles est placé le corps ou substance de refroidissement, sont un vide partiel approprié , plus ou moins poussé, le choix du
<Desc/Clms Page number 3>
corps ou substance réfrigérant étant par ailleurs illimité, quant sa nature et sa composition, bien que l'on préfère employer des corps ou substances qui se recommandent par des caractéristiques -- chaleur de vaporisation, tension de vapeur, etc -- bien appropri ées.
Un autre objet de l'invention est un agencement de tuyère, adapté au mode de refroidissement défini, comprenant des moyens pour mettre les vapeurs du réfrigérant en contact avec toutes ou au moins une partie des portions les mieux refroidies de la tuyère, notamment les parois du passage pour le comburant, tel l'air de combustion, ce qui a encore pour résultat de réchauffer ce combu- rant, en améliorant ainsi le rendement du gazogène.
Et afin que de toute manière l'invention puisse être bien compri se, elle sera ci-après décrite avec plus de détails en référence à certains modes de réalisation exemplatifs et non limitatifs, illus- trés dans le dessin annexé, sur lequel: Fig.l est une vue en élévation, partie en coupe, d'une tuyère inclinée,selon l'invention;
Fig.2 est une vue en coupe transversale, à échelle plus réduite, pratiquée sensiblement selon 2-2 de la fig.l; Fig.3 est une vue analogue à la figure 1, d'une tuyère dont le conduit de débit du comburant est sensiblement horizontal.
En se référant d'abord aux figures 1 et 2, la tuyère se compose de deux éléments cylindriques 1 et 2, concentriques l'un à l'autre, ménageant entre eux un espace intermédiaire 3. Les deux éléments 1 et 2 sont réunis ensemble à une extrémité par une pièce 4, de pré- férence massive, à laquelle on donne avantageusement une conforma - tion conique, ainsi que représenté.
A l'autre extrémité, l'espace intermédiaire 3 est fermé par une paroi ou couvercle 5, auquel est fixé un ajutage susceptible d' être hermétiquement obturé ou scellé, dans le but indiqué par après
Intérieurement à l'espace 3, et parallèlement aux éléments 1 et 2, on prévoit une cloison concentrique 7, cette cloison se terminan' d'une part à quelque distance de la pièce 4 et d'autre part au couvercle 5 et étant pourvue, sur une certaine longueur à partir
<Desc/Clms Page number 4>
de ce couvercle, d'ouvertures ou perforations telles que 8 dont le rôle apparaitra plus loin. extérieurement, l'élément 1 porte une bride ou collerette 9, permettant de fixer la tuyère sur une portée lui destinée, 10, d'un gazogène par exemple, et avantageusement d'ailettes de refroidissemen:
11, s'étendant depuis la bride ou collerette 9 jusqu'à l'extrémité externe de la tuyère. L'espace interne à l'élément 2 sert de passage pour le comburant, tel l'air de combustion introduit dans un gazogène
Pour, selon l'invention, utiliser pareille tuyère, par exemple su, un gazogène fonctionnant avec des vitesses élevées de passage de l' air de combustion, on introduit, par l'ajutage 6, dans l'espace inter médiaire 3, une substance ou corps capable, en raison de ses caracté- ristiques propres, ou des conditions de pression dans lesquelles il est placé, d'entrer en ébullition à la, ou au voisinage de la tempéra ture estimée convenable pour le régime de la tuyère, c'est à dire pour laquelle la tuyère peut fonctionner avec une durée de vie utile convenable.
Comme déjà dit, les pressions employées sont da préféren- ce inférieures à la pression atmosphérique.
Le corps ou substance ne remplit que partiellement l'espace inter médiaire 3, par exemple jusqu'à un niveau XX un peu supérieur à celui de la bride ou collerette 9, de manière à ménager au dessus de lui, dans l'espace 3, une chambre de vaporisation et, ou de condensation.
D'autre part, le choix du corps ou substance est fait de maniè. telle que, tout en maintenant pour la tuyère un régime de température aussi élevé que compatible avec sa conservation, il réponde dans la plus large mesure possible, dans ses conditions d'emploi, au but d'enlever à la tuyère le plus grand nombre de calories on sorte de permettre une construction aussi simple et aussi condensée que possi- ble ; ce corps ou substance -- simple ou composé -- possédera donc de préférence, en même temps qu'une chaleur de vaporisation élevée, une tension de vapeur également élevée.
On pourra par exemple -- sans que cette énonciation soit limita- tive -- employer du mercure, ou du potassium, ou certains de leurs sels, mais on utilisera avantageusement du sodium, dont la chaleur de vaporisation est de l'ordre de 700 calories par gramme de métal vapo-
<Desc/Clms Page number 5>
risé, et dont l'ébullition se produit déjà à une température de l'or dre de 600 C -- qui convient comme température de régime d'une tuyè- re de gazogène transportable -- sous une pression de l'ordre de 25 m/m de Hg.
Le corps ou substance étant introduit en quantité voulue dans l'espace 3, on y établit la pression désirée et on obture hermétiquc ment, par exemple par scellement, l'ajutage 6.
En fonctionnement, les portions du corps ou substance qui se vaporisent dans la portion inférieure de l'espace 3, au contact des parties chaudes de la tuyère, gagnent la portion supérieure de cet espace, où au contact des parties plus froides de cette tuyère, notamment la paroi de l'élément 1, ainsi que la paroi de l'élément 2 parcouru intérieurement par l'agent comburant, ces vapeurs repas- sent à l'état liquide et, dans cet état , regagnent les portions inférieures de l'espace 3.
C'est pour faciliter aux vapeurs l'accès de la paroi de l'élément 2 que la cloison 7 a été pourvue des ouvertures ou perforations 8, la dite cloison servant d'autre part à ramener vers les portions les plus chaudes de la tuyère, avoisinant la pièce 4, et en maintenant leur température aussi basse que possible -- par maintien du contact avec l'élément 2-- une large portion des produits de condensation.
On conçoit qu'il suffira de proportionner convenablement les diverses parties refroidissantes de la tuyère pour que, dans les conditions les plus défavorables, la condensation des vapeurs du réfrigérant reste suffisante, et que le cycle décrit se poursuive indéfiniment.
Du fait des conditions indiquées, la température de la tuyère ne peut donc guère s'élever au dessus de celle d'ébullition du corps ou substance occupant l'espace 3 et, dans l'exemple, au delà de 600 , a la tuyère environ, ce qui xxx conserve/une durée de vie utile étendue.
On peut du reste modifier très aisément cette température de régime, simplement en modifiant les conditions de pression sous lesquelles s'effectue la vaporisation, un vide plus poussé correspon dant à un abaissement de la température d'ébullition.
En référence à la fig., l'agencement et le fonctionnement sont
<Desc/Clms Page number 6>
en principe les mêmes sauf' que, pour tenir compte de la position beaucoup plus horizontale de la tuyère, et y ménager une chambre de vaporisation rationnelle, les éléments 1,2 et 7 sont pourvus d'apen dices verticaux la, 2a et 7a, xxxxx les ouvertures ou perforations 8 étant formées dans la portion de l'appendice 7a située au-dessus du niveau de repos XX du corps réfrigérant. Dans cette disposition, la comburant peut être introduit par l'élément 2, avec appel d'air par l'élément 2a, ou bien il peut être introduit par l'élément 2a, l'ex- trémité externe de l'élément 2 étant en ce cas obturée, ou bien enco- re il peut être introduit par 2 et 2a conjointement.
Comma il va de soi et comme on l'a déjà laissé entendre, l'inven tion n'est pas limitée aux corps ou substances exemplativement cités, ni aux réalisations de tuyères plus spécialement décrites, mais elle englobe au contraire les équivalents, les modifications et les variantes.
REVENDICATIONS
1.- Perfectionnements aux tuyères à refroidissement, en particu- lier pour gazogènes, spécialement pour gazogènes transportables, qui consistent à utiliser comme agent de refroidissement un corps ou substance qui, en raison de ses caractéristiques propres, ou de cell ci et des conditions de pression dans lesquelles il se trouve placé, entre en ébullition à la température ou à peu près à la température admissible pour le régime de la tuyère.