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, GAZOGENE AU BOIS A DOUBLE FOYER :ET A REDUCTION SPECIALE
DES GOUDRONS ".
La présente invention a pour objet un gazogène au bois à double foyer et à réduction spéciale des goudrons, caractérisé principalement en ce qu'il comporte deux foyers superposée et distincte, séparée par une grille ne laissant passer que du charbon, le gazogène inférieur fonctionnant comme gazogène au charbon, réduisant les goudrons et trans formant 1'acids carbonique de la combustion partielle du premier foyer en oxyde de carbone; les réactions s'effedtuant sur une pile de boulets réfractaires placée sur la grille du foyer inférieur à haute température.
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Le dessin schématique annexa représente, à titre d'exemple seulement, deux formes de réalisation des perfec- tionnements ci-dessus.
La figure 1 montre, en section verticale axiale, une première forme de construction du gazogène.
La figure 2 est une section verticale axiale d'ensemble du gazogène pour une deuxième forme de réalisa- tion.
La figure 3 est un schéma montrant en plan le dispositif dépoussiéreur de gaz.
La figure 4 est une section verticale d'un col- lecteur pour l'évacuation de l'eau de condensation.
La figure 5 est une section axiale du mélangeur d'air et de gaz avant l'admission au moteur.
Le gazogène représenté est essentiellement cons- titué par un premier foyer à combustion renversée f dans lequel s'effectue une combustion partielle du bois qui l'alimente, par l'intermédiaire d'une trémie de chargement t.
L'air réchauffé dans une cloche c pénètre dans le gazogène à la partie supérieure, et à la partie médiane par l'inter- médiaire d'une eu deux couronnes a percées d'orifices dont l'ouverture est réglable à l'aide d'un registre circulaire ad hoc.
A la base, se trouve une grille g à trous de section telle que le bois étant d'une dimension à peu près constante, la dimension des trous de la grille corresponde- aux dimensions du charbon obtenu après combustion partiel le et distillation du bois sur la dite grille.
Immédiatement en dessous de ce premier foyer gazogène, s'en trouve un autre, à peu près semblable f' avec une grille à la base; mais, sur la grille, est empilée une certaine quantité de boulets r de terre réfractaire, porcelaine ou autres corps, mauvais conducteurs de la cha- leur, de façon à réduire le volume du foyer, dans une propor- tion convenable.
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A la pa-rtie supérieure, sous la première grille, peuvent être réparties une certaine quantité de prises d'air réglables ou automatiques d Les buses automatiques sont constituées par un tube portant une bille qui s'ouvre par dépression dans le gazogène. Une butée règle la hauteur de levée de la bille,
A la base, un cône e, dans lequel passent les gaz, déverse les cendres dans un cendrier spécial 1 avec raclettes, et permettant, si utile, la vidange en marche, Les gaz/sortent de l'appareil par une buse b et se rendent dans un dépoussiéreur n garni de paille de fer ou autres.
A la suite, pour effectuer la dernière épuration, se trou- vent une série de boîtes à choc et détente m et tuyaux condensateurs, dams lesquels l'eau peut se condenser et s'é acue au fur et à mesure de sa production.
Une grande chambre de déteste peut faire suite à ces appareils, et, dans certains oas spéciaux, une* anti- pulsateur.
FONCTIONNEMENT : Le bois est introduit dans la tré- mie t de laquelle il passe dans le foyer f. La mise de feu se fait à la partie supérieure du foyer f par les orifices de la couronne a en allumant des brindilles par exemple, et en actionnant le ventilateur, l'air passe par les orifices de la couronne en quantité convenable pour ef- fectuer une combustion partielle avec production diacide carbonique; en même temps, le bois distille et se carbonise.
Les trous de la grille g du foyer f sont tels, que lorsque la carbonisation des morceaux de bois est complè te, ils passent au travers et le charbon vient tomber sur le lit de boulets ou autres débris réfraotaires placés sur la grille du foyer f '. Ces boulets s'échauffent et prennent la température du rouge au rouge blanc, très favorable à la réduction des goudrons et autres réactions. La masse gazeuse qui descend du premier foyer se trouve extrêmement divisée par les boulets.
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Comme gaz principaux provenant du foyer f, on trouve C 0 , H 20 sous forme de vapeur, et de l'air. Ces gaz arrivent dans un milieu convenable, charbons ardents et boulets empilés, à haute température, donnent les réactions suivantes :
EMI4.1
- avec 0 - a 02 1- 0 = 20 0 - aveo 0 MOI- 0 = 0 0 - avec H $ - H f? r 0 H¯
Ces réactions seproduisent dans un volume très petit, car elles sont favorisées par la haute température, l'extrême division et la grande surface de contact des gaz.
La Cendre s'écoule, entraînée par le gaz aspiré et glisse sur les boulets sans jamais pouvoir obstruer cet appareil, car le charbon est entièrement consumé et la cen dre résiduelle est en très petite quantité. Cette cendre arrive par un cône dans un cendrier eu elle se dépose, le gaz continue son chemin et, sortant par la buse b, va se dépoussiérer dans une chambre à la partie supérieure de la- quelle en a mis de la paille de fer.
Ce gaz va ensuite, soit au ventilateur, soit au moteur, lorsqu'il est jugé suffisamment riche. Des bottes spéciales m, dams lesquelles les gaz arrivent à grande vi- tesse et viennent par choc se débarrasser de la vapeur d'eau, font suite au dépoussiéreur. L'eau est évacuée au fur et à mesure de sa condensation. Avant l'arrivée au moteur, les gaz sont mélangés à la quantité d'air utile, pour les ren- dre explosifs. les appareils sont de volume et poids réduits.
Dans le cas d'une brusque aspiration supplémentai- re des gaz par le moteur (coup d'accélérateur), les buses d à prise d'air automatique fonctionnent, et le foyer f travail-' le comme un gazogène à charbon, et fournit le supplément de gaz requis.
Ces dispositifs permettent une mise en route très ra- pide, une à deux minutes.
Dans la forme d'exécution du gazogène montrée par
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la figure 2, les deux foyers f et f, du gazogène sont constitués par des enceintes réfractaires disposées à l'intérieur d'une marne enveloppe de tôle f2 Cette unvelop pe comporteras buses d'entrée d'air dans les foyers,
La disposition des buses peut être celle décrite pour la figure 1 et le réchauffage de l'air. avant son entrée dans les foyers,
a lieu dans une ou plusieurs che mises concentriques f3 à 1'enveloppe f2 . 1* entrée d'air dans les chemises f s* effectue à travers un'ou plusieurs orifces f4 pourvus de registres de réglage ou de soupapes automatiques s'ouvrant en oas de dépression dans l'enceinte oiroonsorite par les chemises.
Les chemises peuvent être dé- montées rapidement grâce à toute disposition convenable d'accocage sur des cercles f5 fixés à l'enveloppe f. et de verrous manoeuvrés au moyen d'un seul levier de manoeuvre f6 La répartition des buses d'entrée d'air et leur rôle sont en principe les marnes que ceux expliqués pour la fi- gure 1 Au-dessus de la grille g, qui sépare les deux foyers, peuvent être disposées plusieurs grilles ou des chicanes destinées à retenir les bois menus ou déchets divers pour en permettre la carbonisation.
On voit que cette disposition des foyers dans une enveloppe de tôle d'une seule pièce, avec une ou plusieurs chemises de réchauffage d'air. permet de supprimer les rao- oords en fonte lourds et sujets à provoquer des rentrées d'air intempestives. Le gazogène est, de ce fait, allégé et simplifié. La conduite en est aussi plus facile,
La grille gl du foyer inférieur, sur laquelle repose la colonne de boulets réfractaires 2, portés à température élevée, peut être secouée et, en particulier, animée de déplacements angulaires autour de son centre par liaison cinématique avec la base tournante d'un cendrier.
Dans l'exemple représenté (figure 2), le cendrier est cons- titué par une cuvette 1 fixée de façon étanche sur le fond
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de la chambre de départ e1 de gaz et pourvu d'un fond per- fore 11 sous lequel s'applique le fond supérieur d'un deuxième cendrier 1 à fermeture bermétique 13 Le deu- xième cendrier 12 est monté sur le premier de façon à pouveir pivoter auteur de son oestre,lorsqu'on agit sur une poignée de manoeuvre 14 Des tiges 15 relient amgu lairement le cendrier 12 et la grille g1 et des palettes eu râcleirs 16 sont fixés à la base des tiges 1 , de tel- le façon que, agissant sur la pdignée 14 on réalise simul- tanément le décrassage de la pile de boulets r,
et le trans- vasement des cendres du cendrier 1 dans le cendrier in- férieur 1 . Pour une position angulaire déterminée, le fond du cendrier 1 forme registre et coupe toute communi- cation entre la chambre 11 et l'atmosphère, de sorte qu'on peut, pendant la marche, ouvrir la.porte 13 pour extraire les cendres contenues dans le cendrier inférieur 1 .
Peur utiliser le gazogène de façon continue (sur les bateaux par exemple), on réalise le dépoussiérage des gaz au moyen d'un dépoussiéreur double (figure 3). Un by- pass ou des vannes b3 placées sur chacune des conduites b2 eu dérivation d'amenée du gaz à l'un des éléments b ou b1 du dépoussiéreur, permettent de mettre en service suc cessivement ces deux éléments de façon qu'il soit possible de procéder au nettoyage de l'un pendant que l'autre tra- vaille. On peut évidemment disposer une batterie de plus de deux dépoussiéreurs dont l'entre et la sortie de chacun sent contrôlées par valves ou robinets à voies multiples.
Pour évacuer l'eau de condensation produite dans les divers appareils et, en particulier, à la partie infé- rieure des boîtes de choc 'm indiquées sur la figure 1, om fait partie, du point le plus bas de ces bottes, un tube plongeant à sa partie inférieure dans une garde hydraulique, de la différence de hauteur entre le niveau d'eau la garde et la botte étant choisie, par rapport à la dépression maxi- mum dans l'appareil, telle qu'il ne se produise pas d'aspi-
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ration d'eau dans l'appareillage d'épuration.
Mais, pour réduire l'encombrement, et lorsque le gazogène est appliqué à des véhicules, il est préférable de faire déboucher le tube ci-dessus,dont la longue= est consi- dérablement réduite, dans un collecteur n (figure 4) plein d'une matière spongieuse n2 telle que la bourre de coton placée sur un fond perforé n3 à travers lequel l'eau qui traverse la matière spongieuse par oapillarité, peut s'é couler librement par gravité. Avec cette disposition, on réalise l'évacuation e ontinue des eaux de condensation sans risques de rentrées intempestives d'air dans l'appareil.
Pour parfaire l'épuration des gaz, on peut, bien entendu, interposer sur leur trajet, des filtres garnis de matière spongieuse, ou des mèches de coton, ou des boites pourvues de chicanes convenablement disposées.
La figure 5 montre un mélangeur pour le dosage de l'air avant l'admission du gaz an moteur, Le gaz est as- piré au moteur à travers une colonne m1 disposée dans l'axe d'une enceinte m2 à la partie supérieure de laquel- le l'air peut être admis par des orifices m3 pourvus de tous moyens de réglage appropriés m4 les gaz mélangés à l'air se rend au moteur par la conduite m5 qui pénètre à la partie inférieure de la colonne ml par une extrémité taillée en sifflet de façon à permettre aux dernières impu- retés entraînées de tomber au fond de la colonne ml d'où on peut périodiquement les extraire par tous moyens de vi- dange appropriés.
L'air pénètre dans l'enceinte m2 et fran- dhit une ou plusieurs chicanes m6 concentriques à la co lonne ml, avant de pénétrer dans oelle-oi à travers des orifices m7 Le réglage des orifices permet de régler la carburation du moteur, et les chicanes m6 s'opposent à tout refoulement accidentel du gaz dans l'atmosphère,
Il convient de remarquer que le gazogène, bien que plus spécialement destiné à fonctionner au bois ou déchets de bois, peut éventuellement fonctionner au charbon sans modi- essehel fioation/de ses éléments....
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, DOUBLE FIREPLACE WOOD GAS GENERATOR: AND SPECIAL REDUCTION
TAR ".
The present invention relates to a wood gasifier with double focus and special reduction of tar, characterized mainly in that it comprises two superimposed and distinct hearths, separated by a grid allowing only coal to pass, the lower gasifier functioning as coal gasifier, reducing tars and transforming carbonic acid from the partial combustion of the first hearth into carbon monoxide; the reactions taking place on a stack of refractory balls placed on the grate of the lower hearth at high temperature.
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The accompanying schematic drawing shows, by way of example only, two embodiments of the above improvements.
Figure 1 shows, in axial vertical section, a first form of construction of the gasifier.
Figure 2 is an overall axial vertical section of the gasifier for a second embodiment.
FIG. 3 is a diagram showing in plan the gas dust collector device.
Figure 4 is a vertical section of a collector for the discharge of condensation water.
Figure 5 is an axial section of the air and gas mixer before admission to the engine.
The gasifier shown is essentially constituted by a first reverse combustion furnace f in which partial combustion of the wood which feeds it takes place, via a loading hopper t.
The air heated in a bell c enters the gasifier at the upper part, and at the middle part by means of a two crowns a pierced with orifices whose opening is adjustable using d 'an ad hoc circular register.
At the base, there is a grid g with holes of section such that the wood being of an approximately constant dimension, the dimension of the holes of the grid corresponds to the dimensions of the charcoal obtained after partial combustion and distillation of the wood on the said grid.
Immediately below this first gas-generating hearth, there is another, more or less similar f 'with a grid at the base; but, on the grid, is piled a certain quantity of balls r of refractory earth, porcelain or other bodies, poor conductors of heat, so as to reduce the volume of the hearth, in a suitable proportion.
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On the upper part, under the first grille, a certain quantity of adjustable or automatic air intakes can be distributed. The automatic nozzles consist of a tube carrying a ball which opens by depression in the gasifier. A stop adjusts the lifting height of the log,
At the base, a cone e, in which the gases pass, pours the ashes into a special ashtray 1 with scrapers, and allowing, if necessary, the emptying in operation, The gases / exit the appliance through a nozzle b and return in a dust collector n lined with steel wool or other.
Next, to carry out the final purification, are a series of shock and expansion boxes and condenser pipes, in which water can condense and drain away as it is produced.
A large hate chamber may follow these devices, and, in some special cases, an * anti-pulsator.
OPERATION: The wood is introduced into the hopper t from which it passes into the hearth f. The firing is done at the upper part of the firebox f through the orifices in the crown a by lighting twigs for example, and by activating the fan, the air passes through the orifices of the crown in a quantity suitable for carrying out partial combustion with production of carbon dioxide; at the same time, the wood distils and chars.
The holes in the grate g of the hearth f are such that when the charring of the pieces of wood is complete, they pass through and the charcoal falls on the bed of balls or other refraotary debris placed on the grate of the hearth f ' . These balls heat up and take the temperature from red to red to white, very favorable to the reduction of tars and other reactions. The gaseous mass which descends from the first hearth is extremely divided by the balls.
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As the main gases coming from the hearth f, we find C 0, H 20 in the form of vapor, and air. These gases arrive in a suitable medium, hot coals and stacked balls, at high temperature, give the following reactions:
EMI4.1
- with 0 - a 02 1- 0 = 20 0 - aveo 0 MOI- 0 = 0 0 - with H $ - H f? r 0 H¯
These reactions occur in a very small volume, as they are favored by the high temperature, the extreme division and the large contact surface of the gases.
The ash flows, entrained by the sucked gas and slides on the balls without ever being able to obstruct this apparatus, because the coal is entirely consumed and the residual ash is in very small quantity. This ash arrives by a cone in an ashtray where it settles, the gas continues on its way and, exiting by the nozzle b, will be dusted in a chamber at the top of which has put iron straw.
This gas then goes either to the fan or to the engine, when it is considered sufficiently rich. Special boots, in which the gases arrive at great speed and come by shock to get rid of the water vapor, follow the dust collector. The water is evacuated as it condenses. Before reaching the engine, the gases are mixed with the quantity of useful air, to make them explosive. the devices are of reduced volume and weight.
In the event of a sudden additional intake of gases by the engine (throttle), the nozzles d with automatic air intake operate, and the combustion chamber f works like a carbon gasifier, and supplies the additional gas required.
These devices allow a very quick start-up, one to two minutes.
In the embodiment of the gasifier shown by
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FIG. 2, the two hearths f and f, of the gasifier are constituted by refractory enclosures arranged inside a marl sheet metal envelope f2 This unvelop pe include air inlet nozzles in the hearths,
The arrangement of the nozzles may be that described for FIG. 1 and the heating of the air. before entering the homes,
takes place in one or more sleeves f3 concentric with the envelope f2. 1 * entry of air into the liners f * is effected through one or more orifces f4 provided with adjustment registers or automatic valves opening in a vacuum oas in the enclosure oiroonsorite by the liners.
The shirts can be taken down quickly by any suitable arrangement of bracing on circles f5 fixed to the casing f. and locks operated by means of a single operating lever f6 The distribution of the air inlet nozzles and their role are in principle the marls as those explained in figure 1 Above the grille g, which separates the two hearths, can be arranged several grids or baffles intended to retain small wood or various waste to allow carbonization.
We see that this arrangement of the fireplaces in a sheet metal envelope in one piece, with one or more air heating jackets. allows the elimination of heavy cast iron gaskets liable to cause unwanted inflows of air. The gasifier is, therefore, lightened and simplified. Driving is also easier,
The grid gl of the lower hearth, on which rests the column of refractory balls 2, brought to high temperature, can be shaken and, in particular, animated with angular movements around its center by kinematic connection with the rotating base of an ashtray.
In the example shown (Figure 2), the ashtray is made up of a bowl 1 tightly fixed to the bottom
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of the gas outlet e1 and provided with a perforated bottom 11 under which the upper bottom of a second ashtray 1 with hermetic closure is applied 13 The second ashtray 12 is mounted on the first so as to can swivel author of its beast, when acting on an operating handle 14 Rods 15 slightly connect the ashtray 12 and the grid g1 and pallets with scrapers 16 are fixed to the base of the rods 1, in such a way that, acting on the pdignée 14, the stack of balls r is simultaneously cleaned,
and transferring the ashes from ashtray 1 to the lower ashtray 1. For a determined angular position, the bottom of the ashtray 1 forms a register and cuts off all communication between the chamber 11 and the atmosphere, so that, during operation, the door 13 can be opened to extract the ashes contained in it. the lower ashtray 1.
Fearing to use the gasifier continuously (on boats for example), the gas dust is removed by means of a double dust collector (figure 3). A bypass or valves b3 placed on each of the pipes b2 with a bypass for supplying the gas to one of the elements b or b1 of the dust collector, allow these two elements to be put into service successively so that it is possible to clean one while the other is working. It is obviously possible to have a battery of more than two dust collectors, the entry and exit of each of which feels controlled by valves or multi-way taps.
To evacuate the condensed water produced in the various devices and, in particular, at the lower part of the shock boxes' m shown in figure 1, om is part of the lowest point of these boots a tube plunging at its lower part into a hydraulic guard, the difference in height between the water level, the guard and the boot being chosen, with respect to the maximum depression in the apparatus, such that it does not occur aspi-
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water ration in the purification equipment.
But, to reduce the bulk, and when the gasifier is applied to vehicles, it is preferable to lead the above tube, the length of which = is considerably reduced, into a manifold n (figure 4) full of a spongy material n2 such as cotton wool placed on a perforated bottom n3 through which water which passes through the spongy material by apillarity can flow freely by gravity. With this arrangement, e ontinue evacuation of condensation water is carried out without the risk of inadvertent air entering the device.
To complete the purification of the gases, one can, of course, interpose in their path, filters lined with spongy material, or cotton wicks, or boxes provided with suitably arranged baffles.
Figure 5 shows a mixer for metering the air before the gas is admitted to the engine. The gas is sucked into the engine through a column m1 arranged in the axis of an enclosure m2 at the upper part of the engine. which the air can be admitted through m3 orifices provided with all appropriate adjustment means m4 the gases mixed with air go to the engine through the pipe m5 which enters the lower part of the column ml through a cut end in a whistle so as to allow the last impurities entrained to fall to the bottom of the column ml from which they can be periodically extracted by any suitable draining means.
The air enters the enclosure m2 and passes through one or more baffles m6 concentric with the column ml, before entering the oelle-oi through orifices m7 The adjustment of the orifices makes it possible to adjust the carburetion of the engine, and the m6 baffles prevent any accidental backflow of gas into the atmosphere,
It should be noted that the gasifier, although more especially intended to run on wood or wood waste, can possibly run on coal without modi essehel fioation / of its elements ....