CH117518A - Appareil pour la gazéification des hydrocarbures lourds. - Google Patents

Description

  Appareil pour la gazéification des     hydrocarbures    lourds.    La. présente invention concerne un appa  reil pour la gazéification des hydrocarbures  lourds, en vue de leur combustion dans les       tncteurs    à explosion, dans les foyers des chau  dières et des fours métallurgiques.  



  L'appareil suivant l'invention comporte  une enveloppe cylindrique pour le passage  d'un mélange d'air avec l'hydrocarbure lourd,  ainsi que des moyens pour le chauffage de  cette enveloppe, et une pièce tubulaire cen  trale logée à l'intérieur de l'enveloppe et  également chauffée, un espace annulaire  étant ménagé entre cette pièce tubulaire et  l'enveloppe, espace qui est parcouru par le  dit mélange et dans lequel sont disposés des  éléments superposées entourant la pièce tu  bulaire centrale de façon que le mélange est  contraint de passer entre ces éléments, afin  d'obtenir une gazéification progressive des  gouttelettes d'hydrocarbure du mélange pas  sant entre les surfaces chauffées.  



  Les éléments superposés entourant la  pièce tubulaire centrale sont constitués par  exemple par des bagues dentées à dentures  identiques, les creux et les dents des     bagues     voisines étant décalés les uns par rapport    aux autres de telle manière que le mélange       combustible    évoluant entre les     dents    des  bagues successives décrive un chemin sinueux  en passant alternativement par des parties  étranglées et évasées.  



  Plusieurs formes d'exécution de l'appa  reil suivant l'invention sont représentées,      <  <      titre     d'exemp'e,    au dessin annexé, clans le  quel:  La     fig.    1 montre une première forme  d'exécution en coupe verticale;  La     fig.    2 montre une coupe horizontale  d'une variante d'un détail;  La     fig.    3 montre une seconde forme  d'exécution en coupe verticale;  Les     fig.    4 et 5 montrent une troisième  forme d'exécution en coupe verticale et hori  zontale respectivement;  La     fig.    6 montre     une    quatrième forme  d'exécution en coupe verticale;

    La     fig.    7 montre une cinquième forme  d'exécution en coupe verticale, et  La.     fig.    8 montre une sixième forme d'exé  cution en coupe verticale.  



  Dans la forme d'exécution représentée  aux     fig.    1 et 2, l'appareil comporte une en-           veloppe    cylindrique 1 formée de deux parois  concentriques laissant entre elles un passage  annulaire 7 pour les gaz de chauffage et  dont une des     parois    est en partie constituée  par une     matière    calorifuge non représentée  sur le dessin.  



  A l'intérieur de cette enveloppe cylindri  que est logée une     piècC    centrale tubulaire     \?     qui est parcourue par les gaz d'échappement  provenant d'un moteur à combustion interne,  l'admission de ces gaz d'échappement pou  vant être réglée par le papillon 3.  



  Les gaz d'échappement pénètrent dans la  pièce tubulaire par la tubulure 4 et sortent  par la tubulure à disposée à gauche de la       fig.    1, qui peut être rapprochée plus ou     moins     de la pièce centrale tubulaire 2 de manière  à régler la. distribution de la. chaleur dans  l'espace annulaire 7 et dans la pièce tubu  laire 2.  



  Le mélange     air-combustible    produit au  préalable est introduit par     l'ajutage    tron  conique 6 qui est pourvu de nervures circu  laires 8 contre lesquelles vient se heurter le  courant de mélange combustible, dès son ad  mission dans l'appareil de manière à produire  une première séparation entre la. partie ga  zeuse de ce mélange et les gouttelettes non  vaporisées qui s'y trouvent en suspension.  



  Ce mélange évolue à travers les creux  ménagés entre les dents 9 des bagues succes  sives 10 montées sur la partie verticale de  la pièce tubulaire 2.  



  Les     bagues    10 sont superposées l'une à  l'autre de manière à laisser du jeu 11 entre  les diverses bagues de la colonne ainsi for  mée. De plus, les bagues successives sont dé  calées d'un certain angle les unes     par    rap  port aux autres, de telle manière que les     en-          tredents    d'une bague soient disposés au-des  sus des dents de la. bague voisine inférieure.  Dans ces conditions le mélange combustible  évoluant entre les dents des bagues succes  sives passe alternativement par des     parties     étranglées et évasées.  



  Grâce à cette disposition des bagues suc  cessives autour de la. pièce centrale tubulaire,  les     gouttelettes    se trouvant en suspension    dans le mélange combustible viennent frap  per les dents des bagues précitées. Elle; s'y  heurtent et se vaporisent au contact de ces  dents qui sont portées à une température  élevée (en raison du chauffage, par les gaz  d'échappement de la pièce tubulaire centrale  et de l'enveloppe cylindrique extérieure) et  les vapeurs     ainsi    formées sont entraînées par  les gaz ou les vapeurs contenus dans le mé  lange combustible. Vu que ce mélange com  bustible passe sous forme de filets minces à.

    travers les éléments superposés susmention  nés, tous     ces    filets se mélangent entre eux à  la sortie de ces éléments; il se produit     ainsi     un brossage intime jusqu'à la sortie de l'ap  pareil de manière à former un mélange car  buré parfait dans lequel chaque molécule de  l'hydrocarbure     est    entourée par une quantité  convenable     d'air    ou     d'oxygène    nécessaire à. sa  combustion complète.  



  L'appareil qui vient d'être décrit     petit     être combiné avec un réservoir de     combus-          tible    faisant     corps    avec son enveloppe exté  rieure.     Dan:

      ces conditions le gaz     d'écha.p-          pement    traversant     ].'appareil        récba-uffe    préa  lablement     L'hydrocarbure    qu'il     s'agit    de     gp-          zéifier    pour lui communiquer la fluidité et  la,     densité    voulues, avant qu'il soit introduit  dans l'appareil en     vue    de sa. gazéification.  



  Le réservoir de     combustible    dont il vient:  d'être parlé     petit    être indépendant de l'appa  reil et en recevoir la chaleur     ra:vonnante    la  quelle peut être     au-meiit.ée    ou diminuée en  donnant au     calorifuge    une épaisseur appro  priée ou en     variant.    par un     dispositif    con  venable, la.     dista.nee    entre le réservoir et l'en  veloppe extérieure 1 de l'appareil.  



  Dans l'exemple décrit, on a supposé que  la, pièce tubulaire centrale de l'appareil et  son enveloppe     cylindrique    extérieure sont  chauffées par des gaz d'échappement pro  venant     cl'uii    moteur à explosion; mais le  chauffage des divers organes de l'appareil  .peut être effectué par des sources de chaleur  quelconques telles     que    l'air surchauffé, L'élec  tricité et des gaz     F1    vapeurs quelconques  La. forme     d'exécution    représentée à la       fig.    3 se     distingue    de celle suivant la.     fig.    1      en ce que le tube d'admission 3 du fluide de  chauffage est placé en un.

   point diamétrale  ment opposé au tube de sortie 5 à l'extrémité  inférieure de l'appareil et donne directement  dans la partie     tubulaire    centrale 2 d'où le  fluide de chauffage passe en haut dans l'es  pace annulaire 7 et s'échappe ensuite par le  tube 5; de cette sorte la partie centrale est  donc d'abord chauffée et ensuite l'espace an  nulaire.  



  Dans la forme d'exécution montrée sur  les     fig.    4 et 5, les bagues dentées 10 sont  remplacées par des éléments 13 ne compor  tant pas de denture sur leur périphérie, mais  qui sont percés dans leur masse d'un certain  nombre d'orifices 14 de petites dimensions,  orifices à travers lesquels circulent les     filets     du mélange combustible en vue de la gazéifi  cation et du brassage parfaits de ce mélange.  



  Les éléments 13 et leurs orifices 14 peu  vent être asymétriques et leurs dimensions  peuvent différer d'un élément à l'autre sui  vant les conditions données.  



  Dans cette forme d'exécution le mélange  combustible est divisé en un certain nom  bre de filets traversant les orifices 14 des  éléments 13 superposés les uns aux autres.  En passant clos orifices 14 d'un élément 13  aux orifices 14 de l'élément voisin, le mé  lange subit un brassage dans les     espaces    13'  ménagés entre les divers éléments 13 de la  colonne et on obtient ainsi, par suite du vo  lume différent des orifices 14 et espaces 13'  un certain nombre de détentes successives du  mélange combustible;

   ces détentes successives  ont pour effet de séparer de la masse ga  zeuse ou     semi-gazeuse    les particules liquides  qui y sont en suspension, de les mettre en       contact    avec les surfaces métalliques con  venablement chauffées, de les     fractionner    en  particules de dimensions moindres sous l'ef  fet du choc dû à. leur force     d'inertie    ou au  gaz sous pression introduit dans, l'appareil  avec le combustible.  



  A la sortie des orifices du dernier élé  ment 13, le mélange explosif vient se mé  langer à une nouvelle quantité de gaz ou  d'air additionnel (qui est amenée par la, tu-         bulure    15 et qui passe à travers les orifices  16 ménagés dans les parois de la partie su  périeure 12 de l'appareil) en subissant ainsi  un nouveau brassage et la préparation com  plète du mélange carburé avant son introduc  tion dans le moteur à explosion ou dans le  .foyer du four.  



  Les variantes montrées sur les     fig.    6, 7  et 8 diffèrent des formes d'exécution décrites  précédemment par la. conformation des élé  ments successifs qui viennent se monter sur  la, pièce centrale tubulaire; elles diffèrent  également par la     disposition    des tubulures  d'amenée des gaz ou de l'air additionnel, tu  bulures -qui peuvent d'ailleurs trouver leur  application dans les variantes décrites précé  demment.  



  Dans l'exemple de la     fig.    6, les éléments  à travers lesquels on fait circuler le mélange  combustible introduit clans l'appareil sont       constitués    par des pièces tronconiques super  posées les unes aux autres.  



  Dans les formes     d'exécution    suivant les       fig.    7 et 8, il y a toujours des éléments tron  coniques posés avec leur pointe sur la, pointe  des éléments inférieurs, les éléments suivants  étant avec leur base sur la base desdits élé  ments.  



  Cependant les éléments tronconiques in  férieurs sont disposés de façon que chaque  élément repose avec sa base sur la. pointe de  l'élément précédent.  



  Dans la forme d'exécution suivant la       fig.    8, l'amenée du     gaz;    ou de l'air addition  nel a lieu par la tubulure 1.8 à deux branches  ou par la tubulure 19, le gaz ou l'air intro  duit par cette dernière tubulure pénétrant  dans la partie centrale de l'appareil à. travers  les orifices 20 ménagés dans les parois ex  ternes de l'espace annulaire dans lequel sont  logés les divers éléments tronconiques 17.  



  Dans la forme d'exécution de la     fig.    7  l'ajutage     tronconique    12 destiné à l'injection  des hydrocarbures à. l'état gazeux dans le  moteur à     explosion,    ou dans le foyer du  four, est pourvu de nervures hélicoïdales 21  qui ont pour objet de communiquer un mou-           veinent        tourbillonnant    intense au mélange       combustible.     



  Les éléments servant de passage aux  filets du mélange combustible peuvent affec  ter toute forme voulue et ils     peuvent    avoir  des sections variant d'un élément à l'autre en  vue d'activer le brassage.  



  On peut également munir l'appareil d'un  certain nombre de tubulures 18 et 19 de ma  nière à. réaliser l'admission dans un seul et  même     gazéificateur    de divers hydrocarbures  dont le mélange peut être effectué soit à  ].'entrée dans l'appareil, soit à la. sortie des  éléments montés sur la pièce tubulaire, soit  au cours de la circulation des hydrocarbures  à travers l'appareil. Dans certains cas, il  peut être utile d'alimenter l'appareil, tantôt  avec un, tantôt avec un autre hydrocarbure  en utilisant pour ces divers hydrocarbures       des        passages        distincts.     



  L'appareil décrit peut trouver son     appli-          cation    non seulement. dans l'alimentation des       foyers    de fours ou     des    moteurs à explosion,  mai; aussi dans tous les domaines de     l'indus-          tiîç@    où il s'agit d'obtenir la combustion ou  le mélange     complet    d'hydrocarbures lourds  liquides avec. de l'air.

   Dans certaines appli  cations il peut être avantageux de     donner    à       ]'ajutage        tronconique    destiné à l'introduction  des hydrocarbures à l'état gazeux, dans le  foyer du four ou de la, chaudière, une dis  position telle que le tronc du cône soit tourné  par     sa    grande base vers la. sortie, comme re  présenté dans les exemples de la     fig.    4 et  u     ivantes.  

Claims (1)

1. REVENDICATION Appareil pour la. gazéification des hydro carbures lourds, caractérisé en ce qu'il com porte une enveloppe cylindrique pour le pas sage d'un mélange d'air avec l'hydrocarbure lourd., des moyens pour le chauffage de cette enveloppe, et une pièce tubulaire centrale logée à l'intérieur de l'enveloppe et égale ment chauffée, un espace annulaire étant mé nagé entre cette pièce tubulaire et l'enve loppe, espace qui est parcouru par ledit mé lange et dans lequel sont disposés des élé- inents superposées entourant la pièce tubu laire centrale de façon que le mélange est contraint de passer entre ces éléments, afin d'obtenir une gazéification progressive des gouttelettes d'hydrocarbure du mélange pas sant entre les surfaces chauffées.

   SOUS-REVENDICATIONS 1 Appareil suivant la. revendication, carac térisé en ce que les éléments dans l'espace annulaire forment une série de passages étranglés alternant avec des passages évasés, en vue d'obtenir un certain nom bre de détentes successives.

   \? Appareil suivant la revendication et la sous-revendication 1, caractérisé en ce que des bagues dentées à, dentures identiques sont disposées autour de la pièce tubu laire centrale, les creux et les dents des bagues voisines étant: décalés les uns par rapport aux autres de telle manière que le mélange combustible évoluant entre les dents des bague., successives décrive un chemin sinueux en passant. alterna tivement par des parties étranglées et: évasées.

   3 Appareil suivant la, revendication et la sous-revendication 1, caractérisé en ce que les ajutages tronconiques sont disposés symétriquement par rapport à un plan transversal de l'appareil, dans le pro longement de l'espace annulaire, et sont. pourvus de nervures circulaires, ces aju- tages servant respectivement à l'admis sion du mélange dans l'appareil et à l'in- ,ject:ion des hydrocarbures dans un mo teur à combustion interne.

   .1 Appareil suivant la revendication, carac térisé en ce que les éléments superposés sont des éléments annulaires percés d'une série d'orifices, ces éléments laissant en tre eux des espaces libres. 5 Appareil suivant la revendication, carac térisé en ce que les éléments superposés sont des éléments tronconiques. 6 Appareil suivant la, revendication et la sous-revendication 5, caractérisé en ce que les éléments tronconiques sont accolés les uns aux autres alternativement par leur petite et par leur grande base.

   7 Appareil suivant la revendication et la sous-revendication 5, caractérisé en ce que les éléments sont disposés de ma nière que la petite base d'un élément tronconique vienne en contact avec la grande base - de l'élément tronconique voisin. 8 Appareil suivant la revendication et la sous-revendication 5, caractérisé en ce que la. petite base d'un élément tronconi que est tournée vers la grande base de l'élément tronconique voisin.

   9 Appareil suivant la revendication, carac térisé en ce que l'enveloppe extérieure comporte un réservoir destiné à réchauf fer l'hydrocarbure qu'il s'agit de ga zéifier pour lui communiquer la, fluidité et la, densité voulues avant qu'il soit in troduit dans l'appareil en vue de sa ga zéification. 10 Appareil suivant la revendication, carac térisé par un dispositif pour régler le chauffage de l'appareil par les gaz d'é chappement, ce dispositif étant constitué par une tubulure pouvant être rapprochée de la pièce centrale tubulaire de manière à régler la distribution de la chaleur entre un passage dans l'enveloppe extérieure et la pièce tubulaire précitée.

   11 Appareil suivant la revendication, carac térisé en ce qu'il est muni sur le par cours du mélange carburé de tubulures pour l'admission d'air additionnel. 12 Appareil suivant la revendication et la sous-revendication 11, caractérisé en ce qu'il comporte des tubulures pour l'ad mission de gaz additionnel. 13 Appareil suivant la. revendication, carac térisé en ce que l'enveloppe extérieure comporte un revêtement calorifuge.