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La présente invention est relative à un appareil pour la production d'un gaz combustible par vaporisation des huiles combustibles telles que les fuels domestiques et les fuels légers en utilisant la. chaleur des gaz brûlés provenant de la. combustion d'une fraction du combustible.
On connaît déjà des appareils de ce genre qui produisent un mélange carburant complet d'air et de vapeurs d'huile, l'air servant de véhicule aux susdites vapeurs ainsi que pour leur combustion dans des appareils d'utilisation. Ces appareils présentent des inconvénients résidant, d'une part, dans le danger d'explosion, susceptible d'être provoquée par un retour de flamme vers les conduites et vers l'appareil générateur, et, d'autre part, dans le fait que la température d'un tel mélange ne pouvant pas dépasser 120 C, la vapeur d'huile se trouve condensée dans le mélange en forme de gouttelettes ou de brouillard, de sorte que la vitesse de combustion en est très réduite.
On connaît d'autre part des appareils produisant un gaz pur, non mélangé avec de l'air, sortant du générateur à une température de 1200 C environ, mais dans ces appareils une partie des vapeurs d'huile subit un cracking en donnant lieu à de l'hydrogène et à des vapeurs de goudron susceptibles d'encrasser les conduites de faible section alimentant les brûleurs des appareils d'utilisation.
L'appareil faisant l'objet de l'invention permet d'obtenir un gaz pur, non mélangé d'air et qui n'a subi au- cun changement d'état chimique provenant d'un cracking, et cela sans présenter aucun desinconvénients des appareils connus, il est caractérisé par le fait que le combustible liquide . vaporiser est contenu dans une cuve dans laquelle sont refoulés, en traversant le combustible liquide, les gaz brûlés provenant d'un brûleur alimenté en combustible liquide contenu dans ladite cuve, de préférence par une prise disposée au voisinage du'fond de celle-ci.
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On sait en effet que les fuels domestiques et les fuels légers de qualité courante sont constitués par un mélange de fractions Ictères et de fractions plus lourdes dont les points d'ébullition s'échelonnent entre 170 0' et 370 C. Dans l'appareil suivant l'invention, les gaz brûlés chauds en traversant le combustible liquide contenu dans la cuve du générateur, le portent à une température de l'ordre de 210 C à 220 C à laquelle les fractions légères se vapori- sent complètement,tandis que les fractions lourdes sont en partie vaporisées et en partie entraînées sous, forme de gout- telettes très fines.
Au contact des parois du générateur, ce mélange, dont les gaz brûlés constituent environ 50 %, est porté à environ 300 C,température à laquelle le mélange de gaz brulés et de vapeur des fractions légères forme le gaz véhicule capable de dissoudre et de transporter les vapeurs' des fractions plus lourdes. On obtient ainsi un gaz sans gouttelettes liquides et ne présentant aucune condensation-' tant que sa température ne s'abaisse pas en dessous de 200 C, ce qui s'obtient aisément en calorifugeant le générateur et la canalisation de départ. Ce gaz a un pouvoir calorifique de 6. 000 grandes calories par m3, ramené à la température de 15 C.
D'autre part, du fait de l'utilisation du fuel liquide pris dans le fond de la cuve du générateur pour ali- menter le bruleur produisant les gaz brules de chauffage, il ne se forme dans le fond de la cuve aucun rsidu, ce qui permet un fonctionnement continu sans interruptions néces- sitées pa.r les vidanges périodiques comme dans les appareils connus où les gaz brûlés de chauffage sont généralement obtenus par combustion d'une partie des gaz produits par le générateur et qui sont aspiras, mélangés avec l'air, dans la cuve dont le couvercle contient un trou à cet effet.
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De plus, contrairement aux appareils connus, dans lesquels la production de gaz se règle automatiquement, d'a.- près la consommation, au moyen d'appareils délicats et d'un fonctionnement peu sur, la production du gaz est constante, la pression étant déterminée par celle produite dans le dispositif de chauffage alimenté en air de combustion par un ventilateur. Dans le cas d'une production de gaz excédentaire par rapport à la consommation des appareils d'utilisation, (ce qui est toujours le cas, même en cas de charge maxima, pour pouvoir maintenir la pression constante du gaz), l'excé- dent de gaz est envoyé dans un condensateur comportant un dispositif pour le réglage de la pression, d'où le combusti; ble condensé retourne à la cuve du générateur, tandis que les gaz brûlés s'échappent à l'extérieur.
L'énergie utilisée pour la vaporisation du fuel ne représentant que 5 % de l'é.. nergie totale contenue dans le fuel, la perte d'énergie due à la condensation de la partie non utilisée du gaz n'abaisse pas le rendement dans une proportion sensible, tout en per- mettant au générateur de rester en service même lorsqu'aucun appareil d'utilisation n'est alimenté.
A titre d'exemple, on a décrit ci-dessous et repré- :;enté en coupe élévation au dessin annexé une forme de réa- iisation de l'ensemble d'une installation suivant l'invention.
L'installation représentée au dessin comporte un générateur constitué par- une cuve calorifugée 1 alimentée en fuel frais par la canalisation 2 et dans laquelle le ni- veau du liquide est maintenu constant par un régulateur à flotteur 3 contrôlant l'alimentation. Une canalisation 4 raccordée au fond de la cuve 1 conduit à travers un filtre 5 une pompe 6 qui alimente le dispositif de chauffage 7 alimenté d'autre part en air de combustion par un ventila- teur 8.
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Le dispositif de réchauffage comporte une chambre d'allumage 9 dans laquelle est disposée une résistance élec- trique 10 sur laquelle tombe-pendant la période de démarra- g3, le fuel refoulé par la pompe 6 dans la conduite 11 à laquelle se raccorde la conduite d'air '12 venant du ventila- teur 8.
Des que l'allumage est effectué au contact de la ré- sistance incandescente 10, celie-ci étant séparée du restant du brûleur 7 par un écran percé 13, l'arrivée du fuel au compartiment d'allumage est coupée par le robinet 14 et la résistance 10 continue à être refroidie par l'air de la conduite 12, ce qui l'empêche d'être détériorée par la cha- leur dégagée dans la chambre de combustion voisine 15 du brû- leur ? où se poursuit la combustion du fuel amené de la pompe 6 par la conduite 16 débouchant tangentiellement dans la chambre 15 et à laquelle est raccordée la conduite d'air 17, l'entrée tangentielle de l'air plaquant le liquide contre la peroi de la chambre de combustion et créant une turbulen- ce favorable de la combustion.
La chambre de combustion 15 se termine par un compartiment à double paroi formé par un tube intérieur 18 ménageant une chambre annulaire s'ouvrant à l'arrière et dans laquelle débouche une arrivée d'air tan- gentielle 19, l'air secondaire arrivant dans la chambre '15 en sens inverse à celui de la propagation des flammes qu'il empêche ainsi de quitter la chambre de combustion '15, et favorisant le refroidissement de la paroi externe de celte chambre. Par le tube 19, les flammes pénètrent dans une deuxième chambre de combustion 20 aménagée comme la pre- mière en compartiment à double paroi grâce au tube intérieur 21, une entrée d'air secondaire 22 débouchant tangentielle- ment dans l'intervalle annulaire ainsi formé.
Grace à la turbulece ainsi produite ù l'intérieur du bruleur par les entrées d'air tangentielles se propageant en sens inverse de la flammo, les gaz quittant la chambre 20 sont complète- ment; dépourvus d'oxyde de carbone du fait de la combustion complete du fuel. Lien enendum l'invention peut également
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etre Dise en oeuvre en utilisant un brûleur d'un autre type convenable.
Les gaz brûles sortant du brûleur 7 traversent un coude 23 muni d'une soupape de surets 24 et d'une vanne de controle 25 et pénètrent dans un tube à double paroi 26 plongeant dans le fuel liquide contenu dans la cuve 1. Les gaz bruits traversent le liquide 'en le réchauffant et s'é- chappent avec le fuel, vaporisés par la canalisation calori- fugée 27 desservant les appareils d'utilisation.
Puisque la production de gaz est en excèdent par rapport à la consommation, la pression tend à augmenter dans la canalisation 27 et provoque l'évacuation du gaz en-excès' dans le condenseur 29 où ce gaz pénètre par en dessous dans un élément réfrigérant 30 alimenté en eau par le tube 3fl, puis dans une cloche mobile 32 équilibrée par des contre- poias 33. La cloche 32 est constituée au sommet par un dôme 34 en tôle et par un corps cylindrique 35 comprenant plusieurs tôles perforées concentriques : le gaz, en tra- versant avec une vitesse accrue les perforations disposées en chicane des tôles successives se débarrasse des goutte- lettes projettes sur les parois, puis s'échappe par le tuyau d'echappement 36.
Le fuel recondensé remplit normalement le condenseur¯29 jusqu'à un niveau indiqué en trait interrompu et reglé par le trop-plein 37. Si le debit de Gaz ù condenser et donc la pression dans le condenseur augmentent, la pres- sion provoque un soulèvement de la cloche 32 hors du liquide, de sorte, que la. surface des tôles perforées 35 offerte au passade du gaz se trouve augmentée, ce qui détermine la pression du gaz dans les canalisations/ Le fuel recondensé s'écoule par le trop plein 37 et la canalisation 38 vers la cuve 1 du Générateur.
Ainsi qu'on le comprend, l'appareil suivant l'in- vontion est capable de fonctionner d'une façon continue et avec une sécurité totale.
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The present invention relates to an apparatus for the production of a combustible gas by vaporization of combustible oils such as domestic fuels and light fuels using the. heat of the burnt gases from the. combustion of a fraction of the fuel.
Devices of this type are already known which produce a complete fuel mixture of air and oil vapors, the air serving as a vehicle for the aforesaid vapors as well as for their combustion in devices for use. These devices have drawbacks residing, on the one hand, in the danger of explosion, liable to be caused by a flashback towards the pipes and towards the generating device, and, on the other hand, in the fact that the temperature of such a mixture not being able to exceed 120 ° C., the oil vapor is condensed in the mixture in the form of droplets or mist, so that the combustion speed is very low.
On the other hand, devices are known which produce a pure gas, not mixed with air, leaving the generator at a temperature of approximately 1200 ° C., but in these devices some of the oil vapors are cracked, giving rise to hydrogen and tar vapors liable to clog the small section pipes supplying the burners of user devices.
The apparatus forming the subject of the invention makes it possible to obtain a pure gas, unmixed with air and which has not undergone any change in chemical state resulting from cracking, and this without exhibiting any drawbacks. of known devices, it is characterized by the fact that the liquid fuel. vaporize is contained in a tank into which are discharged, passing through the liquid fuel, the burnt gases from a burner supplied with liquid fuel contained in said tank, preferably by an outlet arranged in the vicinity of the bottom thereof.
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We know that domestic fuels and light fuels of current quality are constituted by a mixture of Icteric fractions and heavier fractions whose boiling points range between 170 ° C. and 370 C. In the following apparatus invention, the hot burnt gases passing through the liquid fuel contained in the generator tank, bring it to a temperature of the order of 210 C to 220 C at which the light fractions vaporize completely, while the fractions heavy are partly vaporized and partly entrained in the form of very fine droplets.
In contact with the walls of the generator, this mixture, of which the burnt gases constitute approximately 50%, is brought to approximately 300 C, temperature at which the mixture of burnt gases and vapor of the light fractions forms the vehicle gas capable of dissolving and transporting the vapors of the heavier fractions. A gas is thus obtained without liquid droplets and exhibiting no condensation - as long as its temperature does not drop below 200 ° C., which is easily obtained by insulating the generator and the starting pipe. This gas has a calorific value of 6,000 large calories per m3, brought to the temperature of 15 C.
On the other hand, due to the use of liquid fuel oil taken from the bottom of the generator tank to supply the burner producing the burnt heating gases, no residue is formed in the bottom of the tank. which allows continuous operation without the interruptions required by periodic emptying as in known devices where the burnt heating gases are generally obtained by combustion of part of the gases produced by the generator and which are sucked in, mixed with the air, in the tank, the cover of which contains a hole for this purpose.
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In addition, unlike the known devices, in which the gas production is regulated automatically, according to the consumption, by means of delicate devices and a little safe operation, the gas production is constant, the pressure being determined by that produced in the heater supplied with combustion air by a fan. In the case of excess gas production in relation to the consumption of the operating devices, (which is always the case, even in the event of maximum load, in order to be able to maintain the constant pressure of the gas), the excess gas tooth is sent to a condenser having a device for adjusting the pressure, hence the combusti; condensed ble returns to the generator tank, while the burnt gases escape to the outside.
The energy used for the vaporization of the fuel oil represents only 5% of the total energy contained in the fuel oil, the loss of energy due to the condensation of the unused part of the gas does not lower the efficiency in the fuel. a significant proportion, while allowing the generator to remain in service even when no user device is powered.
By way of example, there has been described below and shown:; Entered in sectional elevation in the appended drawing, one embodiment of the assembly of an installation according to the invention.
The installation shown in the drawing comprises a generator consisting of a heat-insulated tank 1 supplied with fresh fuel oil by line 2 and in which the level of the liquid is kept constant by a float regulator 3 controlling the supply. A pipe 4 connected to the bottom of the tank 1 leads through a filter 5 a pump 6 which supplies the heating device 7 supplied on the other hand with combustion air by a fan 8.
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The heating device comprises an ignition chamber 9 in which is arranged an electric resistance 10 on which falls - during the starting period - g3, the fuel delivered by the pump 6 in the pipe 11 to which the pipe is connected. air '12 coming from the fan 8.
As soon as the ignition is carried out in contact with the incandescent resistor 10, the latter being separated from the rest of the burner 7 by a pierced screen 13, the arrival of fuel oil to the ignition compartment is cut off by the valve 14 and the resistor 10 continues to be cooled by the air from the line 12, which prevents it from being damaged by the heat given off in the combustion chamber 15 adjacent to the burner? where the combustion of the fuel oil supplied from the pump 6 by the pipe 16 opens tangentially into the chamber 15 and to which the air pipe 17 is connected, the tangential inlet of the air pressing the liquid against the peroi of the combustion chamber and creating favorable combustion turbulence.
The combustion chamber 15 ends in a double-walled compartment formed by an internal tube 18 forming an annular chamber opening at the rear and into which a tangential air inlet 19 emerges, the secondary air arriving in. the chamber '15 in the opposite direction to that of the propagation of the flames which it thus prevents from leaving the combustion chamber '15, and favoring the cooling of the outer wall of this chamber. Through tube 19, the flames enter a second combustion chamber 20, like the first, arranged as a double-walled compartment by virtue of the inner tube 21, a secondary air inlet 22 opening tangentially into the annular gap thus formed. .
Thanks to the turbulence thus produced inside the burner by the tangential air inlets propagating in the opposite direction to the flame, the gases leaving the chamber 20 are completely; carbon monoxide free due to the complete combustion of fuel. Link enendum the invention may also
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Be carried out using a burner of another suitable type.
The burnt gases leaving the burner 7 pass through an elbow 23 fitted with a safety valve 24 and a control valve 25 and enter a double-walled tube 26 immersed in the liquid fuel contained in the tank 1. The noisy gases pass through the liquid while reheating it and escape with the fuel oil, vaporized by the insulated pipe 27 serving the apparatuses of use.
Since the production of gas is in excess of the consumption, the pressure tends to increase in the line 27 and causes the discharge of the excess gas' in the condenser 29 where this gas enters from below into a cooling element 30. supplied with water by the tube 3fl, then in a movable bell 32 balanced by counterpies 33. The bell 32 is formed at the top by a dome 34 made of sheet metal and by a cylindrical body 35 comprising several concentric perforated sheets: the gas, by traversing at increased speed the perforations arranged in a chicane in the successive sheets, the droplets projected on the walls get rid of them, then escape through the exhaust pipe 36.
The recondensed fuel oil normally fills the condenser ¯29 up to a level shown in broken lines and regulated by the overflow 37. If the gas flow to condense and therefore the pressure in the condenser increases, the pressure causes a rise. of the bell 32 out of the liquid, so that the. surface of the perforated sheets 35 offered to the passage of gas is increased, which determines the gas pressure in the pipes / the recondensed fuel flows through the overflow 37 and the pipe 38 towards the tank 1 of the generator.
As will be understood, the apparatus according to the invention is capable of operating continuously and with total safety.