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MEMOIRE DESCRIPTIF déposé à l'appui d'une demande de
B R E V E T D' I N V E N T I O N formée par ; Adolphe Henri René Joseph B O I S S I E R E,demeurant à Bru- xelles, 22 rue Alphonse Bottât* pour t " Gazogène à double effet et à nettoyage instantané ."
La présente invention a pour objet un gazogène industriel comportant une organisation spéciale pour en améliorer le fonc- tionnement et le rendement, ainsi que pour lui assurer une grande souplesse de marche et une grande commodité de manoeuvre.
Le gazogène suivant l'invention comporte un foyer dans lequel la masse combustible est divisée en deux parties par un cloison- nement réfractaire. Les deux masses de combustible ainsi déter- minées étant traversées successivement par les courants gazeux.
Les gaz chauds produits circulent dans des chicanes qui leur font effectuer le ré'chauffage de Pair dtalimentation et qui en réali- sent simultanément le refroidissement et le dépoussiérage. Ces gaz sont ensuite recueillis froids et épurés à la partie infé- rieure du gazogène. Simultanément le cendrier est équipé de dispo- sitifs qui en permettent le nettoyage et le contrôle instantanés,
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et certains dispositifs accessoires du gazogène en facilitant la mise en route, le contrôle de l'allure ainsi que le réglage de l' air dtalimentation et des introductions d'eau ou de vapeur ou de carburants supplémentaires.
La réservoir de combustible dispose à la partie supérieure du gazogène est arganisé de manière à pou- voir régler à volonté les quantités de combustible introduites dans le foyer et à effectuer ces introductions sans possibilité d'accès de l'air extérieur, donc sans mélange du gaz produit ni possibilité de formation de mélanges tournants.
Les objectifs ci-dessus de l'invention sont atteints grâce à une organisation convenable des éléments qui constituent la par -tie inférieure du gazogène, le cendrier, le foyer divisé et le réservoir à combustible. Suivant l'invention le foyer proprement dit est divisé, par des cloisons en matériaux réfractaires, en deux capacités, dont la capacité centrale est pourvue d'une sole tournante.
L'air d'alimentation est admis dans un des foyers après avoir circulé dans des chicanes troneoniques. par contre, le gaz formé est ramené dans le cendrier du deuxième foyer où il commen- ce son dépoussiérage* circule de là dans des chicanes entourant les chicanes de passage de l'air d'alimentation où il se refroi- dit et est finalement ramené vers le bas et le centre da généra- teur où il est finalement recueilli et amené aux conduites d'as- piration ou de consommation.
Le réservoir de combustible disposé au-dessus du foyer en est séparé par un fond ajouré devant lequel se déplace un obturateur également ajouré et il est fermé à sa partie supérieure par des dispositifs étanches. bailleurs, ltinvention sera décrite en détail ci- dessous
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avec référence aux figures du dessin annexé, lesquelles représen-, de l'invention tent, à titre dlexemple non limitatif, une forme de réalisation/.
La figure 1 en est une coupe verticale; la figure 2 est un plan de la séparation entre le réservoir à combustible et le foyer;
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la figure 3 montre en détail le dispositif de commande de la valve de nettoyage du cendrier et de la sole mobile.
Référant à ces figures, le gazogène est monté sur un socle 1 dans lequel est aménagé un canal 2 de prélèvement des gaz. Ce canal se raccorde aux canalisations 3 d'évacuation des gaz par un joint facilement amovible, La socle 1 porte les différents élé- ments de la superstructure du gazogène et présente le palier ver- tical dans lequel peut se soulever et tourner l'axe tubulaire 5 de la sole conique 6.- En outre, il présente un double siège 7 pour une valve double 8' et des canaux 9 pour le passage des gaz refroidis et épurés.
Au-dessus du socle 1 se présente le cendrier proprement dit 10 et le réchauffeur d'air dalimentation ou échangeur de colories Celcui-ci qui peut être formé de un ou plusieurs éléments est con- stitué par une enveloppe tronconique entourant le cendrier et dans laquelle sont montées les enveloppes délimitant les chicanes de passage de cet air, Ces différents éléments se répartissent comme suit :
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extérieure Lenvolopperonoonique 11 du gazogène prend appui sur le socle 1 et supporte la couronne 18 de base du foyer, par l2iner mêdiaire d'une série d'épaisseurs 13 qui réservent entre la bride 14 de l'enveloppe 11 et la couronne 12 une série de passages d' admission d'air 15.L'air introduit par ces passages est guidé entre deux parois 16 et 17 et est amené entre deux enveloppes tronconiques coaxiales 18 et 19.
L'enveloppe 19 est attachée à la paroi 17 et son bord inférieur est libre. Bar contre, l'enveloppe 18 prend inférieurement appui sur la socle 1 et se raccorde à une nouvelle enveloppe tronconique intérieure 20 qui détermine, avec lenveloppe 19, un deuxième espace aplati dans lequel l'air d'a- limentation ayant circulé entre les enveloppes 18 et 19, remonte pour aboutir à une série de tubulures 21 aménagées dans la paroi 17. Les tubulures 21 débouchent dans un espace annulaire 22 déli-
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mité par la paroi 17 et la couronne 12 de base du foyer, ainsi qu' une cloison annulaire 23 solidaire de celles-ci.
Cette cloison 23 supporte la paroi cylindrique extérieure 24 du foyer dont le dia- mètre est légèrement inférieur à celui de la paroi extérieure de la couronne 12, de manière que le prolongement 12' de cette paroi et la nervure 23' à laquelle se rattache la paroi 24, déterminent une gouttière annulaire 25. Une enveloppe extérieure tronconique
26 est montée de manière étanche sur le bord de la paroi 12' et se rattache de même à un cerclage 27 autour de l'enveloppe 24.Des canaux 28 que lion peut obturer à volonté font communiquer l'es- pace surmontant la gouttière 25 avec la partie supérieure 29 du foyer. Intérieurement l'enveloppe 24 est revêtue d'une couche de matériaux réfractaires 30.
Le foyer est en outre divisé en deux espaces concentriques par une cloison annulaire 3l reposant dans une gouttière 32 aménagée dans le diaphragme 17. Ce diaphragme se prolonge en 17' vers le centre en-dessous de la sole conique 6.Il est par conséquent percé d'un trou central de diamètre plus faible que cette sole et il supporte des pièces de forme spéciale 33 et 34 percées des orifices 35 nécessaires pour le passage des gaz, Ces pièces se présentent sous la forme de troncs de cône munis, à leur grande base, de brides pour leur fixation au bord du diaphrag- me 17' et, à leur petite base, d'un prolongement tubulaire 36 dans lequel est guidé liage creux 5 portant la sole 6.
Aux orifices 35 de la pièce inférieure 34 se rattache une série de tubes courts à grand diamètre 38 dont l'autre extrémité est sertie dans l'enve- loppe intérieure tronconique 37 du cendrier. Cette enveloppe est attachée par sa partie extérieure au diaphragme 17 et son bord inférieur pend librement à l'aplomb de la partie inférieure de l' enveloppe 20. Le fond du cendrier 10 est constitué par le voile supérieur 39 de la soupape à double siège 8 qui délimite entre ses voiles 39 et 40 un passage entre les canaux 9 et l'axe tubulaire 5 lequel est percé de lumières 41 au niveau de la soupape 8.
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partie supérieure 1 * enveloppe '84 porte une couronne 42 sur laquel- le est posé l'obturateur 43 du réservoir à combustible 44 ainsi que l'enveloppe extérieure 45 de ce dernier. Le fond 43 est, com- me le représente la figure 2, .percé d*orifiees 46 en forme de secteurs. Immédiatement au-dessus est disposé le fond fixe 47 percé d'orifices semblables 48 et empêche de tourner par des can- nelures périphériques. Un axe 48 prend palier dans une douille 49 disposée au centre du couvercle 50 du rés-ervoir et il peut être mis en rotation par tous moyens appropriés, notamment par des le- viers 51. Un obturateur amovible 52 est disposé à l'extrémité su- périeure de l'axe 48.
Enfin des autoclaves 53 permettent d'ef- fectuer le remplissage du réservoir 44 et de refermer ensuite celui-ci hermétiquement.
Enfin un levier 54 est engagé dans le socle 1 et est articulé autour d'un axe 55 fixé à une expansion 56 dtune bague 57. Cette dernière est calée sur l'arbre 5 immédiatement au-dessus d'un en- tablement 58 du socle 1 et immédiatement en-dessous de la soupape à double siège 8. Les contrebras 59 du levier 54 forment four- ches de part et d'autre de la bague 54, l'anneau réfractaire Si que la sole conique 6 peut soulever par un épaulement approprié est aussi susceptible de recevoir au moyen du levier 55 un mouve- ment alternatif pour le décrossage.
Le fonctionnement du gazogène ainsi-constitué apparaît immé- diatement à l'examen de la figure, Le réservoir 44 ayant été char -gé de combustible au moment o les parties pleines de ltobtura- teur rotatif 47 recouvrent les orifices 46 du fond de ce réser- voir, on ferme les autoclaves 53* Par une action sur les disposi- tifs 51 on fait tourner l'axe 48 et avec lui l'obturateur 47, ce qui permet à une certaine quantité de combustible de tomber dans le foyer 29, où il se répartit entre les deux cavités délimitées par la cloison 31.' On introduit ensuite dans l'espace .22, par des portes 60 donnant accès à cet espace, une certaine quantité de
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copeaux de bois, etc.,
auxquels on peut mettre le feu. Le tirage étant assuré par exemple par l'aspirateur de gaz intercalé dans la-canalisation d'abduction 3 ou par l'axe preux 48. De l'air pé- nètre par les passages 15, les chicanes 18, 19, 20 et les tubulu:- res 21 et assure la combustion des matières d'allumage considéra réas. Le feu se communique au combustible chargé dans le foyer qui entre progressivement en combustion. En marche normale la combustion est la plus active dans la partie extérieure du foyer, à laquelle arrive de lrair pur et chaud et qui produit particu- lièrement de l'anhydride carbonique.
Les flammes ainsi que les gaz de la combustion franchissent la cloison 31 et échauffent la masse combustible de la partie centrale qui est d'ailleurs échauf- tée d'autre part par l'action directe de la masse extérieure en combustion. La masse centrale par conséquent se cokéfie et produit des gaz de distillation en même temps qu'elle transforme lanhy- dride carbonique déjà formé en oxyde de carbone. Le gaz combusti- ble ainsi formé s'échappe à la partie inférieure de la partie cen- trale du foyer en-dessous du bord de la sole conique 6 et passe chaud et chargé de poussière par las orifices 35 et les tubes 38.
Les cendres du foyer tombent directement par des orifices 61 à travers les diaphragmes 17' dans le cendrier 10.
Les gaz chauds ayant passé par les tuyaux 38, ainsi que ceux ayant traversé le cendrier 10 et passant en-dessous du bord de 1' enveloppe 37, aboutissent dans l'espace délimité par les envelop- pes 37 et 20, aù ils continuent à se dépoussiérer et où ils échauf- fent la paroi 20, le long de l'autre face de laquelle circule 1' air d'alimentation du gazogène. Les gaz passent ensuite par des tubulures 62 dans l'espace délimité par les enveloppes 18 et 11 où ils achèvent de se refroidir et de se dépoussiérer, en même temps qu'ils échauffent la paroi 18 le long de l'autre face de laquelle circule l'air frais d'olimentation.
De là, par les ca- naux 9 dans le socle, les gaz combustibles passent entre les deux
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voiles 39 et 40 de la soupapé à double siège, traversent les ori- fices 41 et sont amenés par laxe creux 5 au canal d'abduction 2 et aux canalisations 3. En même temps lair dalimentation s'é- chauffe par son passage le long des parois 18 et 20 et arrive chaud à l'espace annulaire 22 duquel il gagne la partie extérieu- re du foyer dans lequel il entretient la combustion. pendant ces passages, l'air chaud peut amener à lébullition de l'eau intro- duite dans la gouttière 25 par une canalisation avec robinet 64.
La vapeur d'eau formée est introduite dans le foyer par les ca- naux 28. Le dépoussiérage des gaz résulte des nombreux changements de direction et de vitesse qu'ils effectuent pendant leur trajet, ainsi que de la faible vitesse qu'ils ont pendant leur passage dans le gazogène. Les poussières qui se déposent sur la paroi 20 tombent au fond du cendrier 10, de même que celles qui se sépa- rent directement dans ce cendrier. 33*autre part les poussières ,qui se séparent des gaz dans ltespace 11-18, viennent staccumuler au bas des canaux 9. Il suffit donc de soulever la soupape à dou- ble siège 18 pour obtenir la chute immédiate des cendres.
Or comme le socle 1 est composé d'un cercle en fonte muni de bras dans l'un desquels est aménagé la sortie des gaz et il ne sert que de support au gazogène quand on pose celui-ci sur le sol, on peut les évacuer de suite, La sole 6 peut être animée dtun mouvement de rotation alternatif par une action latérale sur le levier 54. Elle peut également être soulevée par une action de bas en haut sur ce levier dont les branches 59 prennent alors appui sur l'entablement 58 et exercent une poussée sur la bague 57 solidaire de l'arbre 5.
Inversement, une action de haut en bas sur le levier 54 fait osciller celui-ci autour de l'axe 55 et provoque le soulèvement de la soupape 8 par les branches 59.ces
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se mouvements peuvent aire simultanément ou non, L'obturateur/amovible 52 permet de réintroduire une quanti- té d'air supplémentaire ou des carburants appropriés dans le
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foyer à travers le tube 48./Il en résulte que l'on peut donner aux gaz fournis par le générateur, la composition que lion veut.
En effet,une augmentation de ltaspiration activant la combustion dans le foyer, élève la température de celui-ci et augmente la teneur en anhydride carboniques* en même temps qu'elle augmente la décomposition des gaz de distillation. Elle provoque simultané- ment la combustion ou le cracking des,produits hydrocarbonés lourds. L'introduction deau en quantités réglables, dans la gout- tière 25 chauffée par l'air chaud dans l'espace 22 et par le rayon- nement de la masse combustible extérieure dans le foyer, permet dtadméttre une quantité de vapeur voulue dans le foyer et par conséquent de faire varier les teneurs en anhydride carbonique et en hydrogène.
En outre, la possibilité d'admettre de l'air ou des carburants décomposables par leur passage dans une colonne coke air rouge dircectement par le tube 48, permet également de modi- fier le régime de la combustion ainsi que la composition des gaz produits. Ce tube 48 peut enfin, quand on met le gazogène en veileuse,provoquer un petit dosage pour entretenir le feu.
Le gazogène suivant l'invention est donc de constitution ro- buste et simple et présente une souplesse de fonctionnement con- sidérable. Il permet en effet de produire des gaz dont les compo- sitions varient dans de très larges limites. En même temps son rendement est augmenté par la récupération de la chaleur sensible des gaz et leur dépoussiérage est pratiquement aussi complet que par un épurateur séparé. Il est d'ailleurs bien entendu que l'in- vention n'est nullement limitée à la forme de construction répré- sentée ci-contre et destinée uniquement à fixer les idées, mais qu'elle est susceptible de toutes les modifications construction- nelles nécessitées par les applications particulières ainsi que la commodité de la fabrication.
On peut d'ailleurs augmenter la teneur en gaz hydrocarboné du gaz fourni par la générateur en le faisant circuler dans la zone de la première distillation du charbon ou il se charge des
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produits de distillation. Une disposition appropriée à remplir ce but consiste par exemple à raccorder le tuyau d'abduction 3 avec la chambre 29 surmontant le combustible incandescent, et à faire partir, de l'autre extrémité de cette chambre, le tuyau d'alimen- tation des appareils d'utilisation.
Un by-pass est d'autre part prévu, permettant déviter de faire traverser au gaz combustible, la chambre 29, cet ensemble étant commandé' par des robinets à trois voies ou des jeux de registres ou tout autre dispositif équivalent de manière à pouvoir à volonté utiliser les gaz tels qu'ils sont recueillis en 3 à la partie inférieure du gazogène ou à utiliser ces mêmes gaz après leur avoir préalablement fait parcourir le volume 29. Comme le volume 29 contient une forte quantité des produits de distillation occupant la couronne exté- rieure, les gaz s'enrichissent ainsi en hydrocarbure relatif.
REVENDICATIONS.. -
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1.- Un gazogène à double effet, caractérisé par le fait que le foyer en est divisé en deux parties, dans lesquelles la com- bustion et la production de gaz ont lieu successivement, ainsi que l'épuration par voie ignée des produits goudronneux lourds, ce foyer étant entouré d'une enveloppe pouvant servir à la pro- duction de vapeur deau, étant surmonté d'un réservoir à combus- tible à fermeture étanehe dont il peut être isolé,et étant dispo- sé au-dessus d'un cendrier dont les enveloppes sont constituées en chicanes de manière à pouvoir effectuer le dépoussiérage et le refroidissement des gaz produits et le réchauffage de l'air d'a- limentation,
les cendres pouvant être évacuées à travers une sou- pape à double siège,le gazogène étant déduire part pourvu de dis- positifs permettant simultanément ou non de faire osciller cir- culairement et de soulever la sole centrale du foyer et dtagir @ sur la soupape à double siège obturant le fond du cendrier.
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