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La société dite : FORSOHUNGSANSTALT PROFESSOR JUNKERS
G. m.b.H. à Münich-Allach (Bavière)
Allemagne. Gazogène pour combustibles solides , à gazéification descendante. Convention Internationale : Demande de brevet allemand F. 94.209 V/24 e déposée le 31 Juillet 1943.
La présente invention concerne un gazogène pour combustibles solides, à gazéification descendante. Il est connu dans les gazogènes de ce genre, de faire passer l'air à introduire dans la ehambre de gazéification, avant son introduction, sur la face extérieure de la paroi de la chambre de gazéification et de le réchauffer ainsi. On a en outre con- 'duit l'air en contre-courant par rapport au contenu de la chambre de gazéification qui se meut de haut en bas.
Il ne vient alors en o.ontact avec l'endroit le plus chaud de la paroi de la cuve qui est placé, en cas d gazéification descendante, un peu en-dessous de la région dans laquelle sont disposées les ouvertures d'entrée d'air, que de l'air qui a été chauffé à la température la plus élevée de chauffage préalabl e. Ceci a pour conséquence que l'action de refroidissement qu'exerce l'air à amener sur la paroi de la cuve est précisément la plus petite aux endroits de la paroi de la cuve soumis à l'action la plus forte de la chaleur.
Par . ce mode de réchauffage, on obtient donc imparfaitement seulement un des buts essentiels de celui-ci,.consistait à ahaisser la température de la paroi de la cuve par refroidissement et à augmenter ainsi la durée dtexistence de celle-ci.
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Le but de la présente invention est d'établir de telle manière le chauffage préalable de l'air à amener au gazogène que l'effet de refroidissement produit par le réchauffage est particulièrement intense aux endroits de la paroi de la cuve exposés aux actions les plus fortes de la chaleur.
Suivant la présente invention, ce résultat est obtenu par la disposition suivante :
Du côté extérieur de la cuve du gazogène, on a prévu une enveloppe double s'étendant sur la zône de gazéification, l'enveloppe intérieure est.,ouverte du haut et du bas et présente immédiatement en-dessous de l'ouverture d'amenée d'air disposée dans la paroi de la cuve une cloison transversale annulaire s'étendant jusqu'à la paroi de la cuve ; l'enveloppe extérieure est conformée de telle manière qu'elle dépasse l'enveloppe intérieure du haut et du bas et est raccordée par ses extrémités sur tout le pourtour, à la paroi de la cuve ; une conduite d'amenée d'air traversant l'enveloppe extérieure débouche dans l'espace intérieur de l'enveloppe immédiatement en-dessous de la paroi transversale de celle-ci.
Une semblable disposition a pour effet que l'air venant de l'extérieur est amenés d'abord dans la chambre intérieure de l'enveloppe et cela un peu-en-dessous des ouvertures d'amenée d'air prévues dans la paroi de la cuve. L'air frais rencontre donc le côté extérieur de la paroi de la cuve précisément dans la zone dans laquelle,en cas de gazéification descendante, il se produit,à l'intérieur de la cuve,la plus forte transformation du combustible et oú par conséquent les effets de chaleur sur les parois de la cuve sont les plus grands.
L'air introduit circule alors vers le bas dans la chambre intérieure de l'enveloppe, c'est à dire qu'il se meut dans le même sens que lecontenu de la cuve, passe alors dans la chambre extérieure de l'enveloppe, s'écoule dans celle-ci vers le haut, passe à l'extrémité supérieure de celle-ci dans la partie supérieure, séparée par la chison transversale, de la chambre intérieure de l'enveloppe et parvient de celle-ci dans les ouvertures d'entrée d'air disposées dans
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la paroide la cuve.
Comme ainsi l'endroit soumis aux plus fortes actions de chaleur de la paroi de la cuve est baigné par l'air amené frais, l'effet de refroidissement de cet air estparticulièrement élevé, ce qui a une influence particulièrement favorable pour la durée d'existence de la paroi de la.cuve, Le balayage du côté extérieur de la paroi de la cuve par l'air amené au gazogène peut être influencé par la disposition de parois de guidage de telle manière que la cuve est baignée uniformément sur toute la périphérie.
Le dessin montre à la fig. 1 un exemple de réalisation de l'invention en coupe longitudinale.
La fig. 2 montre un développement de la paroi extérieure de délimitation de la chambre intérieure de l'enveloppe parcourue par l'air, la vue étant prise de l'intérieur. La fig. 3 montre également en développement, une autre possibilité de conformation de cette paroi.
Le gazogène représenté à la fig. 1 comporte une cuve 1 dont le côté intérieur a une forme cylindrique sur toute la longueur et est donc exempt de tout rétrécissement.
L'ouverture disposée à l'extrémité supérieure de la cuve: pour le chargement du combustible', par exemple du bois, peut être fermée de façon étanche par un couvercle 2. Dans la partie inférieure de la cuve, on a disposé dans la paroi de la cuve formée par une simple tôle un certain nombre de tuyères à air 3 en forme de simples trous forés dans la paroi de tôle, par lesquelles de l'air peut pénétrer à l'intérieur de la cuve. A partir d'un endroit situé un peu audessus de ces ouvertures d'entrée d'air jusqu'à un endroit situé un peu au-dessus de l'extrémité inférieure de la cuve s'étend,à une minime distance du côté extérieur de la paroi de la cuve, une enveloppe 4 de telle manière qu'entre cette enveloppe et la paroi 1 de la cuve, il reste un étroit espace annulaire (la chambre intérieure de l'enveloppe).
Immédiatement en-dessous des ouvertures d'amenée d'air 3, cette enveloppe 4 présente un bourrelet annulaire 14 formant paroi transversale qui s'étend jusqu'au côté extérieur de la paroi
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de la cuve et sépare par conséquent la chambre intérieure de l'enveloppe en une courte partie supérieure 6 et en une partie inférieure 7 plus longue. De nouveau à une minime distance de l'enveloppe 4 se trouve disposée une autre enveloppe 5 qui dépasse l'enveloppe 4 intérieure du haut et du bas et délimite avec l'enveloppe 4 une étroite chambre annulaire 8 (la chambre extérieure de l'enveloppe).
Entre les extrémités de cette enveloppe 5 et la paroi de la cuve 1, on a disposé des parois transversales 9 et 10 qui ferment du haut et du bas par rapport à l'extérieur la chambre extérieure 8 de l'enveloppe. Sur l'enveloppe intérieure 4, on a raccordé une conduite d'amenée d'air 11 traversant l'enveloppe extérieure 5, contenant un clapet de retenue 12, de telle manière que cette conduite débouche un peu en-dessous de la paroi transversale 14 dans la partie inférieure 7 de la chambre intérieure de l'enveloppe.
Dans sa partie située en-dessous de l'embouchure de la conduite d'amenée d'air 11, l'enveloppe 4 porte des parois transversales tonnées par des bourrelets 15,16 disposés à distance ltun de l'autre, qui ne s'étendent pas sur toute la périphérie mais présentent chacune une interruption 17, 18. L'interruption 17 de la paroi transversale 15 est décalée par rapport à l'endroit d'entrée d'air 11 et l'interruption 18 de la paroi transversale 16 est décalée par rapport à l'endroit d'interruption 17.
Le dispositif fonctionne comme suit :
Par letuyau 11,l'air à amener de l'entourage du gazogène est conduit d'abord dans la partie inférieure 7 de la chambre intérieure de l'enveloppe, est obligé par les parois transversales 15,16 de baigner aussi uniformément que possible la périphérie 1 de la cuve dans son trajet vers l'extrémité inférieure de l'enveloppe 4. A l'extrémité inférieure de l'enveloppe 4, l'air passe.dans la chambre extérieure annulaire 8, s'écoule dans celle-ci vers le haut pour parvenir ensuite dans la partie supérieure 6 de la chambre intérieure de l'enveloppe et entrer de là par les tuyères 3 dans l'espace intérieur-de la cuve.
La partie
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de la paroi de la cuve.délimitant la couche incandescente et soumise par conséquent aux actions thermiques les plus fortes est baignée extérieurement par l'air emprunté directement par l'espace ambiant, c'est à dire présentant encore une basse température, de sorte qu'on obtient un bon effet de refroidissement. Ceci donne la possibilité de fabriquer la paroi de la cuve en taie métallique sans aucun revêtement, ce qui re-présente pour la fabrication une simplification importante.
Pour l'évacuation. du gaz produit dans le gazogène et sortant par l'extrémité inférieure de la cuve, il est fait usage d'une enveloppe 19 s'étendant jusqu'à l'extrémité supérieure de la cuve, entourant avec un, espacement l'enveloppe extérieure 5 dé l'amenée d'air et' la partie . supérieure de la cuve 1, la conduite de départ de gaz 20 se raccordant à son extrémité supérieure. On obtient: ainsi qu'une partie de la chaleur contenue dans le gaz sortant est transmise par l'enveloppe 5 à l'air arrivant au gazogène et est ainsi rendue utilisable pour l'opération de gazéification.
En outre, la partie supérieure de la paroi 1 de la cuve est chauffée par le gaz chaud et on évite ainsi que l'humidité contenue dans le combustible se précipite sur cette paroi et constitue aihsi un danger de corrosion.
Pour répartir l'air nécessaire à gazéification uniformément sur toute la couche incandescente, malgré la section transversale importante de cette couche résultant de la cuvé lisse d'un bout à l'autre, on a prévu dans l'exemplet représenté, outre l'amenée dair extérieur par les tuyè.;res 3 encore une amenée d'air centrale: Dans ce but, un tuyau d'amenée d'air 21 est engagé à travers le fond 22 du cendrier 23 et ce tuyau présente vers le haut, à hauteur'des tuyères 3, des ouvertures latérales de sortie d'air 13:
Au tuyau 21, on a relié une enveloppe 25 s'élargissant vers le bas en forme de cône ou de poire et'en outre, à. une petite distance de l'arête inférieure de cette enveloppe, une plaque 26 s'étendant transversalement à l'axe, de la cuve et fermant la cuve
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du bas. Cette plaque s'étend plus loin vers l'intérieur que l'arête inférieure de l'enveloppe 25. Entre l'extré- mité inférieure de l' enveloppe 25 et la plaque, on peut en outre disposer en anneau des barres 27 en forme de grille. Cette disposition a pour effet que le contenu de la cuve s'appuyant sur la plaque 26 forme,entre l'arête inférieure de l'enveloppe 25+ et la plaque, un talus naturel et que par conséquent son écoulement hors de la cuve est empêché.
Le tuyau 21 peut tourner en va-et-vient dans un guidage 28 fixé au fond 22 du cendrier 23 et peut également être déplacé par coulissement vers le haut et vers le bas. Pour la rotation en va-et-vient, il est fait usage dtun bras de levier 29 fixé à la partie inférieure du tube 21, pour la montée et la descente, il est fait usage d'une tige filetée 32 montée de façon à pouvoir tourner, mais sans pouvoir coulisser,dans un palier 30, relié à un volant à main 31 et stengageant dans un filetage d'écrou du tuyau 21. Pour l'amenée d'air au tuyau 21, on emploie un évidement 33 relié à l'air extérieur, contenant un clapet de retenue 12, dans le guidage 28, et des ouvertures 35 dans la paroi du tube.
Par rotation en va-et-vient du tuyau 21, le contenu de la cuve situé dans la partie inférieure de la cuve est ameubli et les cendres qui y sont contenues sont expulsées.
Par l'abaissement du tuyau 21, la garniture 25,26 de la cuve est déplacée vers le bas dans le cendrier 23 et après l'enlèvement du couvercle 36 de l'ouverture 37 aboutissant au cendrier, cette garniture est commodément accessible pour l'enlèvement de scories et dtautres matières y adhérant.
La fig. 3 montre une autre possibilité de réalisation de l'amenée dans la partie inférieure 7 de la chambre intérieure de l'enveloppe. On a prévu ici deux tuyaux d'amenée d'air lla et llb décalés de 1800 l'un par rapport
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en-dessoSC,gbEul,a afolmtïâïsverlsa 10 annulaire à l'autre, qui débouchent immédiatement/dans la chambre intérieure de l'enveloppe. On a prévu en outre,entre l'enveloppe 4 et la paroi extérieure de la cuve, deux parois transversales 40a et 40d qui se raocordent à la paroi transversale 10 par une extrémité chacune, situées près des endroits d'amenée 11a, llb et qui s'étandent à partir de là quelque peu
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en hélice vers le bas.
De cette manière également, l'air arrivant est obligé de baigner aussi uniformément que possible de tous les endroits de la paroi extérieure de la cuve dans la région de la chambre 7 de l'enveloppe.
R e v e n d i c a t 1 o n s.
1.- Gazogène pour combustibles solides, à gazéification descendante, dans la chambre de gazéification duquel de l'air frais réchauffé contre la paroi de la cuve est introduit par des,ouvertures disposées dans cette paroi, caractérisé en ce que, du côté extérieur de la cuve, on a prévu une enveloppe double (4,5) s'étendant au-dessus de la zône de gazéification, en ce que l'enveloppe intérieure (4'), ouverte du haut et du bas, présente immédiatement endessous des ouvertures d'amenée d'air (3) disposées dans la paroi de la cuve (1), une paroi transversale annulaire (14) s'étendant jusqu'à la paroi (1) de la cuve, en ce.
que l'enveloppe extérieure (5) dépasse ltenveloppe intérieure (4) du haut et du bas et est raccordée par ses extrémités sur tout le pourtour à la paroi (1) de la cuve, et en ce qu'une conduite d'amenée d'air (il) traversant l'enveloppe extérieure (5) débouche dans la chambre intérieure'de l'enveloppe (4) immédiatement en-dessous de, la paroi transversale (14) de celle-ci.
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The company known as: FORSOHUNGSANSTALT PROFESSOR JUNKERS
G. m.b.H. in Münich-Allach (Bavaria)
Germany. Gasifier for solid fuels, with downward gasification. International Convention: German patent application F. 94.209 V / 24 e filed on July 31, 1943.
The present invention relates to a gasifier for solid fuels, with downward gasification. It is known in gasifiers of this type to pass the air to be introduced into the gasification chamber, before its introduction, over the outer face of the wall of the gasification chamber and thus heat it. In addition, the air has been made countercurrent to the contents of the gasification chamber which moves up and down.
It does not then come into contact with the hottest part of the wall of the tank which is placed, in the event of descending gasification, a little below the region in which the inlet openings are arranged. air, only air that has been heated to the highest preheating temperature previously. This has the consequence that the cooling action exerted by the air to be brought to the wall of the tank is precisely the smallest at the places on the wall of the tank subjected to the strongest action of heat.
Through . This heating mode, therefore only imperfectly obtains one of the essential purposes thereof, .consist to ahaisser the temperature of the wall of the tank by cooling and thus increase the duration of existence of the latter.
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The object of the present invention is to establish in such a way the preliminary heating of the air to be brought to the gasifier that the cooling effect produced by the heating is particularly intense at the places of the wall of the tank exposed to the most actions. strong heat.
According to the present invention, this result is obtained by the following arrangement:
On the outer side of the gasifier tank, there is provided a double casing extending over the gasification zone, the inner casing is., Open from the top and from the bottom and present immediately below the supply opening. of air disposed in the wall of the vessel an annular transverse partition extending to the wall of the vessel; the outer casing is shaped in such a way that it protrudes from the inner casing from the top and from the bottom and is connected by its ends around the entire periphery to the wall of the tank; an air supply duct passing through the outer casing opens into the interior space of the casing immediately below the transverse wall thereof.
A similar arrangement has the effect that the air coming from the outside is brought first into the inner chamber of the casing and this a little below the air supply openings provided in the wall of the casing. tank. The fresh air therefore meets the outer side of the wall of the vessel precisely in the zone in which, in the event of downward gasification, the greatest fuel conversion occurs inside the vessel and where consequently the effects of heat on the walls of the tank are the greatest.
The introduced air then circulates downwards in the inner chamber of the casing, i.e. it moves in the same direction as the contents of the vessel, then passes into the outer chamber of the casing, s 'flows through it upwards, passes at the upper end of it into the upper part, separated by the transverse chison, of the inner chamber of the casing and arrives from it in the openings of air inlet arranged in
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the paroid the tank.
As thus the place subjected to the strongest actions of heat of the wall of the tank is bathed by the fresh supply air, the cooling effect of this air is particularly high, which has a particularly favorable influence for the duration of existence of the wall of the tank, The sweeping of the outer side of the wall of the tank by the air supplied to the gasifier can be influenced by the arrangement of guide walls such that the tank is bathed uniformly over the entire periphery .
The drawing shows in fig. 1 an exemplary embodiment of the invention in longitudinal section.
Fig. 2 shows a development of the outer wall delimiting the inner chamber of the envelope traversed by the air, the view being taken from the inside. Fig. 3 also shows in development, another possibility of shaping this wall.
The gasifier shown in fig. 1 comprises a tank 1, the interior side of which has a cylindrical shape over the entire length and is therefore free from any constriction.
The opening arranged at the upper end of the tank: for loading fuel, for example wood, can be closed tightly by a cover 2. In the lower part of the tank, there is placed in the wall of the tank formed by a simple sheet a number of air nozzles 3 in the form of simple holes drilled in the sheet wall, through which air can penetrate inside the tank. From a place a little above these air inlet openings to a place a little above the lower end of the tank extends, at a minimal distance from the outer side of the tank. the wall of the vessel, an envelope 4 such that between this envelope and the wall 1 of the vessel, there remains a narrow annular space (the inner chamber of the envelope).
Immediately below the air supply openings 3, this casing 4 has an annular bead 14 forming a transverse wall which extends to the outer side of the wall.
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of the tank and therefore separates the inner chamber of the casing into a short upper part 6 and into a longer lower part 7. Again at a minimal distance from the casing 4 is placed another casing 5 which exceeds the inner casing 4 from the top and from the bottom and delimits with the casing 4 a narrow annular chamber 8 (the outer chamber of the casing ).
Between the ends of this envelope 5 and the wall of the tank 1, there are arranged transverse walls 9 and 10 which close from the top and from the bottom with respect to the outside the outer chamber 8 of the envelope. On the inner casing 4, an air supply pipe 11 has been connected passing through the outer casing 5, containing a check valve 12, in such a way that this pipe opens out a little below the transverse wall 14 in the lower part 7 of the inner chamber of the envelope.
In its part located below the mouth of the air supply duct 11, the casing 4 carries transverse walls thorned by beads 15,16 arranged at a distance from each other, which do not s' do not extend over the entire periphery but each have an interruption 17, 18. The interruption 17 of the transverse wall 15 is offset from the place of air inlet 11 and the interruption 18 of the transverse wall 16 is offset from the point of interruption 17.
The device works as follows:
Through the pipe 11, the air to be brought from the surroundings of the gasifier is first led into the lower part 7 of the inner chamber of the casing, is forced by the transverse walls 15,16 to bathe as uniformly as possible the periphery 1 of the tank in its path towards the lower end of the casing 4. At the lower end of the casing 4, the air passes into the annular outer chamber 8, flows therein to the top to then reach the upper part 6 of the inner chamber of the casing and from there enter through the nozzles 3 into the interior space of the tank.
The part
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of the wall of the tank. delimiting the incandescent layer and consequently subjected to the strongest thermal actions is bathed externally by the air taken directly by the ambient space, that is to say still having a low temperature, so that a good cooling effect is obtained. This makes it possible to manufacture the wall of the tank in a metal case without any coating, which represents a significant simplification for the manufacture.
For evacuation. of the gas produced in the gasifier and leaving through the lower end of the vessel, use is made of a casing 19 extending to the upper end of the vessel, surrounding with a spacing the outer casing 5 from the air supply and 'the game. upper tank 1, the gas outlet pipe 20 connecting to its upper end. This results in: thus a portion of the heat contained in the outgoing gas is transmitted through the casing 5 to the air arriving at the gasifier and is thus made usable for the gasification operation.
In addition, the upper part of the wall 1 of the vessel is heated by the hot gas and the moisture contained in the fuel is thus prevented from precipitating on this wall and thus constituting a danger of corrosion.
In order to distribute the air necessary for gasification uniformly over the entire incandescent layer, despite the large cross section of this layer resulting from the smooth cuvé from one end to the other, in the example shown, in addition to the feed outside air through the nozzles.; res 3 still a central air supply: For this purpose, an air supply pipe 21 is engaged through the bottom 22 of the ashtray 23 and this pipe has upwards, at height '' nozzles 3, side air outlet openings 13:
To pipe 21 was connected a downwardly widening casing 25 in the shape of a cone or pear and furthermore to. a small distance from the lower edge of this envelope, a plate 26 extending transversely to the axis of the tank and closing the tank
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bottom. This plate extends farther inward than the lower edge of the casing 25. Between the lower end of the casing 25 and the plate, it is furthermore possible to arrange shaped bars 27 in a ring. grid. This arrangement has the effect that the contents of the tank resting on the plate 26 form, between the lower edge of the casing 25+ and the plate, a natural slope and that consequently its flow out of the tank is prevented. .
The pipe 21 can rotate back and forth in a guide 28 fixed to the bottom 22 of the ashtray 23 and can also be moved by sliding up and down. For the reciprocating rotation, use is made of a lever arm 29 fixed to the lower part of the tube 21, for the ascent and descent, use is made of a threaded rod 32 mounted so as to be able to turn, but without being able to slide, in a bearing 30, connected to a handwheel 31 and stengaging in a nut thread of the pipe 21. For the supply of air to the pipe 21, a recess 33 connected to the pipe 21 is used. outside air, containing a check valve 12, in guide 28, and openings 35 in the tube wall.
By rotating the pipe 21 back and forth, the contents of the tank located in the lower part of the tank are loosened and the ash contained therein is expelled.
By lowering the pipe 21, the tub liner 25,26 is moved down into the ashtray 23 and after removing the cover 36 from the opening 37 leading to the ashtray this liner is conveniently accessible for the user. removal of slag and other adhering matter.
Fig. 3 shows another possible embodiment of the feed in the lower part 7 of the inner chamber of the envelope. Two air supply pipes lla and llb are provided here, staggered by 1800 one with respect to
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en-dessoSC, gbEul, a afolmtïâïsverlsa 10 annular to each other, which immediately open / into the inner chamber of the envelope. There are also provided, between the casing 4 and the outer wall of the tank, two transverse walls 40a and 40d which are connected to the transverse wall 10 by one end each, located near the feed points 11a, 11b and which spread from there somewhat
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helix down.
In this way also, the incoming air is forced to bathe as uniformly as possible from all places of the outer wall of the vessel in the region of the chamber 7 of the casing.
R e v e n d i c a t 1 o n s.
1.- Gasifier for solid fuels, with downward gasification, in the gasification chamber of which fresh air heated against the wall of the vessel is introduced through openings arranged in this wall, characterized in that, on the outer side of the tank, there is provided a double envelope (4,5) extending above the gasification zone, in that the inner envelope (4 '), open from the top and from the bottom, has openings immediately below air supply (3) arranged in the wall of the tank (1), an annular transverse wall (14) extending to the wall (1) of the tank, in this.
that the outer casing (5) protrudes from the inner casing (4) from the top and from the bottom and is connected by its ends around the entire perimeter to the wall (1) of the tank, and in that a supply pipe d 'air (il) passing through the outer casing (5) opens into the inner chamber of the casing (4) immediately below the transverse wall (14) thereof.