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GENERATEUR DE GAZ A HAUTE PRESSION.
La présente invention est relative à un générateur de gaz ou ga- zogène dont la cuve de gazéification se compose de tubes verticaux traversés par un agent de réfrigération et qui reçoit l'agent de gazéification à haute pression.
Actuellement, on construit toujours en métal la cuve de gazéifi- cation des générateurs de gaz pour éviter un collage du combustible sur la maçonnerie. L'enveloppe de la cuve dans les générateurs de gaz connus est formée soit par une double enveloppe refroidie par de 1-'eau, soit aussi par des tubes verticaux juxtaposés, parcourus par un agent réfrigéranto
Dans les générateurs de gaz fonctionnant avec des agents de ga- zéification introduits à haute'pression, on doit, pour que l'espace de réac- tion puisse admettre cette haute pression;, donner à la cuve de gazéification une épaisseur de paroi appropriée. Toutefois, cette épaisseur est limitée si l'on emploie des enveloppes en tôle rivées.
D'ature part, la construction d' enveloppes forgées n'est pas seulement très coûteuse,, mais elle est aussi au- jourdhui très difficile à exécuter.
Si la cuve de gazéification est formée par des tubes de refroi- dissement disposés verticalement les uns à côté des autres, ceux-ci sont en fait, en raison du moment résistant assez grand, en état de supporter une haute pressiono Mais il existe, dans ce cas, le danger que les joints des tubes de refroidissement sont difficiles à maintenir étanches.
Dans le cas ou les tubes sont soudés aux joints ceux-ci peuvent facilement se rompre sous l'action de la dilatation;,
On a alors cherché à écarter ces difficultés en établissant les cuves de gazéification des gazogènes, qui reçoivent l'agent de gazéifica- tion sous haute pression, par une enveloppe à double paroi, la paroi inté-
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rieure consistant en une matière résistant aux très hautes températures, tout en n'ayant pas besoin de pouvoir supporter des efforts mécaniques, tandis que la paroi extérieure consiste en une boite résistant à la pression. Le but de cette disposition est de chauffer l'agent de gazéification devant être in- troduit dans la cuve à l'aide d'un système de tubes montés dans l'espace li- bre entre les deux parois.
Cela permet de maintenir la pression de l'agent servant au chauffage de celui employé à la gazéification assez élevée pour qu'elle corresponde à la pression régnant dans la cuve. Ainsi, il est possi- ble de soustraire pratiquement la paroi intérieure aux efforts mécaniques et de ne lui donner qu'une faible épaisseur.
Dans les gazogènes de ce genre connus, on doit cependant prévoir des moyens de réglage, qui maintiennent toujours la pression, entre les deux enveloppes de la cuve de gazéification, à la même valeur que celle de la cham- bre de réaction. Si ces moyens de réglage n'existent pas, la pression dans la chambre de réaction peut, lors de fortes oscillations de pression, deve- nir assez grande pour que la paroi intérieure de la cuve se brise, dans cer- taines circonstances. De telles conditions peuvent, si l'espace annulaire formé par les deux enveloppes se trouve rempli d'un liquide réfrigérant, con- duire à des explosions.
L'invention est basée sur le principe consistant à conserver la cuve de gazéification formée, comme dans les générateurs usuels, de tubes verticaux parcourus par un agent réfrigérant et à utiliser complètement le moment résistant relativement grand dû aux tubes verticaux, dans les généra- teurs comportant une forte pression dans la chambre de réaction.
L'invention consiste à calculer et à disposer les tubes verticaux de telle manière qu'ils soient susceptibles de supporter la pression régnant dans la chambre de réaction, et à assurer l'étanchéité de cette chambre de réaction en la constituant par une enveloppe intérieure de cuve, cette enve- loppe s'appuyant sur les tubes et ayant une faible épaisseur de paroi qui doit être seulement capable de résister aux efforts dûs à la chaleur.
Les tubes de refroidissement verticaux sont alors assemblés, se- lon l'invention, par des bandages. Si les tubes de refroidissement présentent un moment résistant de grandeur appropriée, il suffit de disposer des banda- ges aux extrémités de ces tubes. Si l'on dispose plusieurs bandages de ce genre en hauteur le long des tubes, le moment résistant de ceux-ci peut, en correspondance, avoir une plus faible valeur.
Selon l'invention les bandages consistent en des bagues de sec- tion en forme de coin engagées avec des contre-bagues ou des segments annu- laires de forme correspondante. On obtient ainsi un bâti de cuve rigide contre lequel s'appuie avec pression l'enveloppe intérieure de petite épaisseur de paroi en transmettant bien la chaleur.
Une telle construction des générateurs de gaz a l'avantage de per- mettre, par des moyens simples et bon marché, de supporter les plus hautes pressions intérieures régnant dans la chambre de réaction sans qu'il soit né- cessaire d'employer pour établir cette chambre des chaudières forgées de prix élevé. On peut, en outre, se servir des mêmes tubes pour des chambres de réac- tion de sections de grandeur quelconque.
L'invention consiste aussi à établir les tubes réfrigérants verti- caux avec, à leurs extrémités, des surfaces latérales contigües et dirigées obliquement. Les tubes sont ainsi assurés dans leur position concentrique formant la cuve cylindrique.
Une autre caractéristique de l'invention consiste à former les extrémités des tubes réfrigérants placées tout près les unes des autres par des pièces rapportées, auxquelles sont reliées les tuyauteries d'amenée et de sortie du liquide de refroidissement. Ces pièces rapportées sont, en outre, pourvues de boulons pour la jonction du couvercle et du fond de la chambre de réaction.
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Le fond et le couvercle de la chambre de .réaction ont une forme bombée et comportent une maçonnerie réfractaireo Ces couverclés et fonds bom- bés peuvent être facilement forgés, à l'exemple des enveloppes de cuve fa- briquées par forgeageo
La mince paroi de l'enveloppe intérieure de la cuve permet de rabattre cette enveloppe à ses extrémités sur les tubes verticaux, le bord rabattu en forme de bride pouvant servir comme élément d'étanchéité.entre la cuve et le fond, ainsi qu'entre la cuve et le couvercle.
L'invention prévoit aussi, pour obtenir de manière certaine une jonction étanche entre la cuve et le fond et le couvercle, dans le cas éven- tuel où les tubes verticaux n'auraient pas tous la même hauteur, la disposi- tion d'une bague d'étanchéité métallique entre la cuve et le fond, ainsi qu' entre la cuve et le couvercle.
Au lieu de cette bague d'étanchéité on peut, en outre, monter aux extrémités des tubes verticaux une bague de soutien contre laquelle la bride de fond et de couvercle de la chambre de réaction se trouve appliquée de ma- nière étanche, par des armatures de traction serrant les deux brides.
Dans le but d'obtenir une application étanche de tous les côtés de l'enveloppe intérieure contre les tubes verticaux, l'invention prévoit en- fin de compenser, par des barrettes formant fourrures, les intervalles li- bres pouvant exister entre l'enveloppe intérieure et les tubes réfrigérants verticaux, particulièrement aux endroits des joints des tubes.
L'invention est aussi applicable à d'autres dispositifs possédant une chambre de réaction sous forte pression.
Les dessins annexés, donnés à titre d'exemple, montrent plusieurs formes d'exécution préférées de 1-'invention.
Sur ces dessins :
La fig. 1 est une vue en coupe verticale d'un générateur de gaz établi selon l'invention.
La fig. 2 est une vue, à plus grande échelle, en coupe verticale partielle des parties supérieures de ce générateur de gaz. "
La fig. 3 est une vue en coupe horizontale .partielle suivant III- III de la figo 2.
La fig. 4 est une vue en coupe suivant IV-IV de la figo 2, cette vue, comme celle de la fig. 3, étant à plus grande échelle.
La figo 5. est une vue en coupe verticale d'une portion de la par- tie supérieure d'un générateur établi selon une autre forme d'exécution.
Comme on le voit sur la fig. 1, le générateur.de gaz comprend une cuve de gazéification verticale 1:, un fond 2 formant la fermeture inférieure et un couvercle 3. formant la fermeture supérieure.
Le fond 2 est traversé par un arbre creux 4, qui, à la partie su- périeure, est relié à un bras agitateur ± refroidi par de l'eau. Ce bras effleure une grille 6 placée à la base de la chambre de réaction 1.
Le couvercle 3. de la chambre de réaction 1 comporte une ouverture qui peut être 'obturée''par un cône de fermeture 8. En outre, dans le couver- cle 3 est montée une tubulure de sortie du gaz 34.
Les agents de.'gazéification'sont introduits dans la chambre de réaction 1 sous haute pression par les intervalles de la grille 6 à un endroit non représenté du fond 2. Par l'ouverture 9 du fond, ;la cendre refoulée à tra- vers les intervalles de, la grille est aspirée à l'aide de dispositifs d'ex- traction assurés contre''la'pression, non représentés sur le dessin.
La cuve de-gazéification (figs. 1 et 4) comprend une paroi inté-
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rieure 10,autour de laquelle sont disposés contigus les t-bes verticaux 11 qui forment le bâti rigide de la cuve. A la fig. 4 les tubes de refroidisse- ment 11 ont une section rectangulaire. On peut aussi employer des tubes ay- ant une autre section appropriée, ronde par exemple.. -
Les tubes 11 sont assemblés par des anneaux de serrage 12 qui, à leur surface intérieure, présentent une obliquité et ont un diamètre assez grand pour que, entre eux et les tubes verticaux 11, puissent être enfoncées des bagues 13 de section en coin. Ces bagues mettent en contact serré les,tu- bes avec l'enveloppe intérieure 10.
Il faut au moins une bague de serrage 12 avec une bague en coin 13 à l'extrémité supérieure, et un jeu semblable à l'extrémité inférieure, pour obtenir le contact serré entre l'enveloppe in- térieure et les tubes. Grâce à l'emploi d'autres jeux de bagues de serrage 12 et de bagues en coin 13 il est possible d'employer des tubes réfrigérants 11 ayant un moment résistant plus petit, donc d'employer une épaisseur de pa- roi plus petite. Les tubes verticaux 11 et le système de serrage 12, 13 ab- sorbent donc la forte pression qui règne dans la chambre de réaction, de tel- le sorte que la paroi d'enveloppe intérieure 10 n'a besoin d'avoir qu'une fai- ble épaisseur correspondant à celle nécessaire pour absorber les efforts dûs à la chaleur.
Les bagues de serrage 12 peuvent être reliées par des tubes d'é- cartement 35, ou des éléments analogues.
Dans le but d'obtenir une bonne transmission de la chaleur de la paroi d'enveloppe intérieure 10 aux tubes 11 parcourus par un liquide réfrigé- rant, les intervalles formés par l'emploi de tubes, dont le c8té tourné vers l'intérieur de la cuve n'est pas en arc de cercle, sont en principe rendus étanches aux joints par des barrettes formant fourrures 15 qui peuvent être soudées aux tubes 11. Ceci a particulièrement de l'importance daps le cas de tubes de section circulaire.
Dans les tubes réfrigérants 11 sont introduites, aux extrémités, des pièces rapportées 16, 17 qui sont de préférence soudées audit tube. Ces pièces 16, 17 sont pourvues de passages 18, 19 pour l'entrée et la sortie du liquide de refroidissement. En outre, avec les pièces rapportées 16,17 sont reliées, de manière fixe, des boulons 20, 21 qui traversent les brides 22, 23 du fond 2 et du couvercle 1 de la chambre de réaction 1. Des écrous cor- respondants pressent le fond et le couvercle contre les pièces rapportées par l'intermédiaire d'éléments d'étanchéité qui empêchent le passage du gaz.
Comme on le voit à la fig. 2, les pièces rapportées 16, 17 dis- posées aux extrémités des tubes sont entaillées aux extrémités intérieure et supérieure et pourvues à cet endroit d'une bague d'étanchéité 24. Ces bagues d'étanchéité métalliques compensent les différences de longueur éventuelles entre les tubes et leurs pièces rapportées. Les barrettes d'étanchéité sont pourvues d'évidements, de préférence en forme de rainures 25. Dans la ré- gion des bagues d'étanchéité 24, la paroi intérieure de la cuve est rabattue de telle manière que le bord en forme de bride ainsi créé 26 vienne se pla- cer contre les barrettes d'étanchéité 24 et soit pressé par les brides du fond 2 et du couvercle 3 par l'intermédiaire des boulons 20.
Comme il ressort de la fig. 5, la liaison entre la cuve 1 et le fond 2, ainsi qu'entre la cuve et le couvercle 3, peut être obtenue aussi d' une autre manière. Dans ce cas, les pièces rapportées 16,17 sont pourvues de tourillons 27 qui s'engagent dans des bagues de support 28. Autour de ces bagues de support 28 l'enveloppe intérieure 10 est rabattue. Contre le rabat- tement qui forme élément d'étanchéité les brides 22, 23 placées en avant du couvercle et du fond sont serrées par des armatures travaillant à la traction 29. Ces armatures travaillant à la traction 29 traversent les brides 22, 23 du fond et du couvercle.
Autour des brides 22, 23 est disposée une enveloppe 30 en tôle mince qui est garnie d'une couche 31-isolante de la chaleur, pour maintenir uniformément chaudes les armatures travaillant à la traction et les protéger contre les modifications de longueur résultant des oscillations de la température.
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Les pièces rapportées 16,17 ont une forme telle que leurs sur- faces latérales se touchent comme montré fig. 3. De préférence, leurs sur- faces placées du côté de la chambre de réaction ont une forme en arc de cer- cle de telle sorte que l'enveloppe intérieure de la cuve s'appuie, en s'y adaptant, sur ces surfaces. Le fond et le couvercle sont revêtus d'une ma- çonnerie réfractaire 33.
Le montage de la cuve de réaction s'exécute de la manière sui= vante : Ce n'est qu'après l'établissement du bâti de la cuve formé par les tu- bes verticaux 11 et les organes de serrage 12, 13, que l'on met en place la paroi d'enveloppe intérieure 10 avec ses joints verticaux non jointés et qu' ensuite, après l'avoir pressée contre les tubes 11 et avoir soudé les joints verticaux,.on rabat les bords à la partie supérieure et à la partie inférieu- re.
REVENDICATIONS.
1 - Générateur de gaz à haute pression, dont la cuve de gazéi- fication est formée de tubes verticaux parcourus par un agent réfrigérant, caractérisé en ce que les tubes verticaux sont calculés et disposés de maniè- re à supporter la pression régnant dans la chambre de réaction, l'étanchéité de celle-ci étant assurée par une enveloppe intérieure de cuve, qui a une fai- ble épaisseur de paroi correspondant seulement aux efforts dûs à la chaleur.