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Description

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#er.88otionDSmets aux procédés et dispositifs pour la production de gaz, à partir d'huiles lourdes.

'Le'Demandeur a décrit dans des Brevets anté- rieurs, des procédés et dispositifs permettant de réali- ser la production de gaz à partir d'huiles lourdes, Ce procédé consiste à produire une pyrogénation poussée des huiles lourdes soit par la chaleur de gaz chauds con-
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tenus dans la buée 'soit par aato-combustion partielle d'u# buée d'huile lourd.èIJj't*Jlc.J4un <..<, 3+ - f grand excès d'huile lourde 'dans la buée} les proportions d' huile et d'air étant définies,
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f. Cettq autqµcoibuotion a lieu dans une enceinte incandescente contenant un catalyseur, et se produit,, soit
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sur le catalyseur lui-même soit avant le catalyseur#ooit encore en partie avant, et en partie sur le catalyseur.
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D'une façon jg6néràle.,la buée d'huile lourde avant d'arriver sur le catalyseur" travèrse une chambre de gazéi- fication dans laquelle elle se gazéifie, soit Sous l'ac-

tion des gaz chauds dcontenus dans la buée, soit sous l'ac- tion dtune auto-combustion ou oxydation plus ou moins poussée.

'Les proportions d'air et d'huile sont environ de 2. litres à a litres 25 d'air par gramme d'huile,Mais la quantité d'air peut être diminuée par un réchauffage intense de cet air. D'autre part, pour les huiles très lourdes, comme le mazout, la proportion d'air doit aug- menter. 'En principe la proportion doit être telle, que la température de combustion partielle ne descende pas au-dessous de 600 ,et soit généralement maintenus entre
700 et 1000 , en pouvant s'élever jusqu'à 1100 .

La présente invention comprend tout d'abord des perfectionnements apportés à ce procédé.

Il a été notamment reconnu que les cataly- seurs métalliques ne supportent pas suffisamment bien la combustion partielle de la buée avec l'oxygène de l'air, et en conséquence, cette combustion est effectuée au- tant que possible dans le gazéificateur dont la section de passage offerte au gaz est convenablement choisie, et s'achève entièrement sur les parties réfradtaires du catalyseur qui sont atteintes en premier lieu, par la buée les parties éventuellement métalliques du catalyseur, se trouvant plus loin sur le parcours de la buée, là où.la combustion partielle est déjà achevée.

Le Demandeur a en outre trouvé que, lorsque la buée traverse un catalyseur réfractaire ou métallique, constitué irrégulièrement par un amas de grains, à travers lesquels les gaz suivent des trajets compliqués, ce cata- lyseur forme une sorte de filtre qui retient les parti- cules de coke ou de charbon résultant de la pyrogénation, ce qui provoque l'encrassement du catalyseur. Pour remé- dier à cet inconvénient, on donne, conformément à l'in- vention. au catalyseur, une forme telle, que la buée Duisse le.. parcourir librement à.. travers des canaux rectilignes,

en sorte que la surface du catalyseur est régulièrement baignée par les gaz, et que les dépôts éventuels sont, soit brûlés, soit entraînes hors du oatalyseur.

Par exemple, le catalyseur est constitué par des baguettes ou tubes juxtaposés, et placés dans le sens de l'écoule- ment de la buée. Ou encore, on constitue le catalyseur à l'aide de rondelles perforées régulièrement et super- posées de façon que les trous constituent des canaux rectilignes.

Pour faciliter la combustion de la buée, on une partie de cette combustion, dans le gazéificateur, on fait agir les produits de la combustion après leur passage sur le catalyseur, sur les parois extérieures du gazéificateur.A cet effet, après leur passage sur le catalyseur, on fait revenir les gaz en sens inverse sur les parois du gazeificateur autour desquelles, est de préférence disposée, la partie métallique du catalyseur, par exemple de la tôle de nickel présentant de longues cannelures.

Pour éviter les pertes de chaleur on réchauffe l'air destiné à la pulvérisation et à la combustion partielle, en le faisant passer dans une double enveloppe entourant extérieurement l'appareil, c'est-à-dire le gazéi- ficateur, et le récipient contenant le catalyseur, Le récipient gazéificateur et contenant le catalyseur est alors séparé du réchauffeur d'air par un corps réfrac- taire et isolant , ayant de préférence une forme de cy- lindre, et dont le fond est étudié pour assurer le par- cours correct des gaz.

L'utilisation d'un catalyseur qui n'est que réfractaire, en alumine silicatée, assure déjà le fonc- tionnement du procédé.

Dans le cas des huiles très lourdes: résidus de distillation ou mazout, il est nécessaire de prévoir des moyens pour désencrasser le catalyseur. Un de ces

moyens réside dans l'intgerruption périodique de l'ali- mentation en huile du pulvérisateur,, par exemple pendant un quart ou un cinquième de seconde du temps total, et, pour fixer les idées, pendant un quart de seconde, cha- que seconde, ou pendant une demi-seconde, toutes les deux secondes,etc...L'huile déjà chauffée est amenée an dispositif d'interruption et, pendant cette inter- ruption, l'air de pulvérisation contenant de l'oxygène, non consomme désencrasse le gazéificateur et le cataly- seur par combustion des dépôts charbonneux.

Une variante du procédé de désencrassage, qui agit non seulement sur le catalyseur mais sir toute la buée, consiste, dans l'addition de vapeur dteau fortement surchauffée à la buée soit avant ou après la pulvérisation. Les mail-Leurs résultats ent été obtenus quand la vapeur d'eau était ajoutée à l'état surchauf- fée, de façon à ne pas gêner la combustion de la buée dans le gazéificateur, Dans les cas de mazout plus ou moins lourd, la quantité de vapeur dteau fortement ré- chauffée, par exemple au-dessus de 300 ou 400 , peut varier entre 1/5 et 2/3 de gramme par gramme de mazout et dans le cas de résidus très louràs, tel que le brai de pétrole, etc...Peut même atteindre 1 gramme par gramme de mazout.

Les deux procédés de désencrassage qui viennent d'être décrits, peuvent être combinés.

Un autre perfectionnement important du procédé consiste dans la pulvérisation des huiles lourdes, non pas par l'air réchauffé fourni par un com- presseur, mais uniquement par de la vapeur d'eau sous pression fortement réchauffée se détendant à travers l'orifice de pulvérisation. Quand la vapeur d'eau à ajouter atteint 1/3 à 2/3 de gramme par gramme d'huile cette vapeur surchauffée et se détendant à plusieurs atmosphères suffit pour assurer une pulvérisation sa-

tisfaisante.

Dans le cas où 1 ' on alimente un mo- teur avec le gaz ainsi fabriquée une grande partie de ta vapeur d'eau ainsi introduite dans la buée, peut être éliminée par refroidissement et condensation, avant que le gaz soit mélangé à l'air d'aspiration du moteur.

Le compresseur de l'air nécessaire à la combustion partielle peut être supprimé si l'on utilise la vapeur d'eau sortant du pulvérisateur à grande vitesse pour entraîner à l'aide de dispositifs connus ,tuyères, injeeteur etc..une quantité dtair réchauffé suffisante pour assurer la combustion partielle de la buée dans le gazéificatour.

Dans le cas de l'application du procédé à un moteur, l'aspiration d'air peut être aidée par l'as- piration du moteur. 'Mais cette aspiration peut être aidée par un ventilateur placé à la sortie de générateur de gaz dans la partie refroidie de la conduite reliant le générateur au mélangeur de la buée avec l'air d'aspira- tion du moteur. 'De ventilateur peut aussi assurer une ali- mentation ou une surpression du moteur.

En génétal., le réchauffage de l'air néces- saire à la combustion partielle, le chauffage d.e l'eau et le réchauffage de la vapeur, peuvent avoir lieu par des gaz chauds sortant de l'appareil Mais on peut aussi uti- liser pour ce réchauffage les gaz chauds sortant des fours de chaudière ou les gaz d'échappement du Buteur.

Des réchauffeurs appropriée sont disposés à cet effet dans ces gaz de chauffage et par exemple des tuyauteries appropriées sont placées dans la canalisation d'échappe- ment du moteur.

Les deux modes. précédents de réchauf-

fage peuvent également. '.être combinés.

Un autre perfectionnement essentiel consiste à placer la chambre tubulaire du gazéificateur, ainsi que la chambre tubulaire du catalyseuréventuelle- ment réunies en une seule pièce, dans les produits de combustion complète de la buée,et en particulier dans la flamme même de cette combustion, c'est-à-dire dans les foyers du four ou de la chaudière eux-mêmes, ce qui as- sur.e le maintien des parois du tube gazéificateur et du catalyseur à des températures élevées, et évite la néces- sité d'une protection calorifuge spéciale .

En outre, on réalise ainsi ainsi un apport direct de chaleur, de l'exté- rieur vers le gazéificateur et le catalyseur,, ce qui permet de diminuer notablement la quantité d'air ajoutée à la buée pour obtenir une combustion partielle de cette buée dans la gazéficatour et d'autre part., permet de pousser la pyrogénation à des températures supérieures à 1.100 .

Si le tube, ou récipient, gazéif icateur et catalyseur est placé dans les parties très chaudes, des flammes des fpyers de four ou de chaudière, on pout même supprimer complètement l'introduction d'air destiné à la combustion partielle. Dans ce cas la buée d'huile lourde,, pulvérisée uniquement par la vapeur d'eau sur- chauffée.. traverse les tubulures du gazéificateur et du catalyseur placées dans les parties chaudes de la flam- me et du foyer de four ou chaudière. Ces tubes gazéifica- teur et catalyseur peuvent être alors en silice fondue et encastrés dans les parties particulièrement chaudes du four ou du foyer.-
La description qui va suivre en regard du dessin annexé donné à. titre d'exemple,fera bien com- prendre de quelle manière l'invention peut être réalisée.

La fig. 1 montre un premier mode de réali- sation de 1'appareil, objet de l'invention.

Les fig. 1a à 1d sont des vues de détail se rapportant à la fig.1.

La fig. a montre l'application du disposi- tif à l'alimentation dun moteur à explosion.

La fig. est une vue de détail du dispo- sitif de mise en meilleuse de l'appareil de la fig. 2.

La fig.3 représente l'application du dispo- sitif objet de l'invention à l'alimentation d'un four.

La fig. 4 représente le dispositif d'allu- mage à essence ou à pétrole pour l'appareil de la fig. 3.

La fig.4a est une variante de la fig. 4.

Les fig. 5 et 6 représentent schématique- ment les modes de réchauffage de l'air ou de l'eau utilisée dans la réalisation du procédé.

La fig. '7 représente une variante de réali- sation dans laquelle l'appareil de production du gaz est placé à l'intérieur du foyer.

La fig. 8 représente une variante dans la- quelle l'huile est pulvérisée par de la vapeur d'eau sur- chauffe.

La fig. 9 représente l'application du sys- tème de pulvérisation précédent au cas où l'appareil est placé'dans un fcyer.

La fig. 10 done le schéma, d'un appareil alternatif pour la production du gaz.

La fig, 10a est une variante de la fig.10. la fig. 11 est relative à une variante d'application
La fig. 12 concanne une autre variante.

!Sur la fig.1,1 désigne l'orifice de pulvé- risation d'huile par de l'air réchauffé, et 2 représente le pulvérisateur. 3 désigne une aiguille de'débouchage de l'orifice 1.

-Le gazéificateur d'huile pulvérisée est re- présenté en 4.L'amorçage de la combustion partielle,avec

l'air de pulvérisation se produit dans cette chambre et peut même éventuellement s'y achever. Les huiles très légères pulvérisées par de l'air fortement réchauffé peuvent y être gazéifiées sans combustion . Les parois réfractaires de la chambre représentées en 5, revêtent un tube-enveloppe 6 en métal ou en silice fondue (dans ce dernier cas il n'est pas nécessaire de prévoir de parties réfractaires 5).A la suite du gazéificateur se trouve le catalyseur 7 ayant la forme de disques per- forés, dont les trous sont en regard pour former des ca- naux dans le sens du courant gazeux.

La combustion partielle s'effectue en s'achève dans ce catalyseur qui est en matière réfrac- taire ,par exemple en alumine légèrement silicatée.Après sa combustion partielle dans le catalyseur, la buée re- monte dans l'espace 8 entre le tube 6 et un corps cy- lindrique 'en matière réfractaire 9, La buée maintient ainsi le tube 6 à une température élevée, et le corps isolant réfractaire 9 empêche les gaz de se refroidir.

De làles gaz passent pans le canal cylindrique 10 compris entre le corps cylindrique 9 et l'enveloppe extérieure 11, le long de laquelle est disposé le réchauf- feur d'air 12, lui-même entouré d'un calorifuge 14.

Après avoir parcouru l'espace 10, la buée qui réchauffe l'air passant en 12 à travers la pa- roi 11, s'échappe en 15 en réchauffant encore le ser- pentin 16 parcouru par l'huile lourde à transformer en gaz et qui est fournie au serpentin par une pompe 17 à débit réglable .L'huile quittant le serpentin 16 par le canal 18, vient alimenter le pulvérisateur 2.

'Sur leur parcours, les gaz sortant en 15 réchauffent encore le serpentin 19 parcouru par l'eau

fournie soit par un -récipient sous pression 20,soit par la pompe.117 qui est à double débit. Cette eau chauffée et vaporisée,dont la vapeur est de préférence surchauffée, rejoint par la conduite 21 la conduite d'air réchauffée 22.L'air nécessaire à la combustion partielle pro- venant du compresseur 23 gagne l'espace 12 du réchauf- feur et la tuyauterie 22 où. il se mélange avec la va- peur d'eau amenée par la conduite 21 pour se détendre ensuite à travers l'orifice 1 du pulvérisateur en pulvé- risant l'huile.

L'huile pourrait être pulvérisée uni- quement par de la vapeur d'eau arrivant par 21, et le compresseur d'air 23 serait supprimé, l'air nécessaire à l'auto-combustion étant aspiré par les ouvertures de l'avant-four 2 qui est décrit ci-dessous., au moyen d'un ventilateur 108 disposé sur la conduite 15 en un endroit où les gaz sont déjà refroidis.

Un dispositif d'interruption d'huile est représenté en 24 par un robinet à trois voies qui coupe périodiquement le débit. Ce robinet est ramené dans la position normale par un ressort de rappel 25 et l'in- terruption est produite par une/came 25' montée sur une disque tournant 26, Pendant l'interruption, l'huile est dirigée à la troisième voie du robinet dans le récipient 27 d'où elle rejoint le récipient d'alimentation de la pompe 17.

Cette interruption périodique d'huile qui a pour but de permettre de désencrasser le gazéifica- teur et le catalyseur, n'est pas indispensable dans le cas dhuile légère ou gazoil de densité 0.86,mais dans le cas d'huiles lourdes telles que le mazout de densité
0,94, il est indiqué d'interrompre l'huile .Par exemple, pour un débit d'huile de 10 kg, par heure, on interrompt toutes les deux secondes l'huile pendant un quart ou un

cinquième de temps.

Des cales pnt été représentées en 28 pour maintenir en position des différentes enveloppes.

Un avant-four ou allumeur 29 à charbon ou à char- bon de bois, sert à la mise en marche de l'appareil.

Cet allumeur est représenté en détail sur la fig. 1a, Sur cette figure, ue dérivation 30 provenant de la conduite
22 d'air comprimé' , conduit cet air à un robinet à trois voies 31. D'autre part, deux robinets 32, 33 sont prévus à l'entrée et à la sortie de l'allumeur 29.

Au. moment de la mise en' marche, les robinets
32 et 33 étant ouverts,l'air est envoyé par le robinet 31 dans l'mrifice de sortie 34.Cet air , en passant par l'ori- fice provoque à travers l'appareil une aspiration d'air entrant par le robinet 32. On approche alors un tampon brûlant du robinet 32 et la flamme aspirée allume le charbon contenu dans le corps 29 de l'allumeur.

Les ro- binets 32 et 33 étaht alors fermés, on envoie à l'aide du robinet 31 l'air par le conduit 36 et cet air brûle le charbon, Les produits de combustion s'échappent en 37 dans le gazéificateur 4,
Quand les parois du gazéificateur 4 sont suffisamment chauffées, ,on ferme progressivement la déri- vation d'air 30, et en réglant le débit d'huile de la pom- pe 17, on commence à pulvériser l'huile lourde en 2.,en s'arrangeant pour que la proportion d'air et d'huile ar- rivant en 2 corresponde à une combustion complète. La buée d'huile brûle alors en 4 et provoque la mise à l'in- candescence du catalyseur 7.

Lorsqu'après plusieurs mi- nutes de réchauffage les parois 5 du catalyseur 7 ont at- teint une température élevée,on augmente le débit de la pompe huile 17 pour obtenir en 4 une buée comportant un excès d'huile.

'Le. fig, 1b ressente une variante de réa-

lisation du réchauffeur,, dans laquelle l'air aspira à travers le robinet 32 est insufflé directement en 37 dans l'espace 4 par l'aotion du jet d'air sortant en 38.

On a représenté en 40 une grille maintenant le charbon.

Les avant-fours peuvent être actionnés par une ventilation produite par un Ventilateur 108 au lieu d'ê- tre actionnés par des dérivations d'air provenant du com- presseur.

La fig.16 représente en perspective, le ea- talyssun 7 formé dermatières réfractaires sous forme de rondelles 7' perforées dont les trous sont juxtaposés pour former des canaux 41.

La fig. 1d représente une variante du dis- positif d'interruption d'huile par un robinet à trois voies 24, commandé par un disque 42 d'une certaine épaisseur por- tant deux cames 43,44, et qui., lors de leurs passages successifs agissent sur les bras 45 et 46 portés par l'axe 47 du robinet 24.

On a représenté sur la fig. 2, le schéma d'adaptation du dispositif à l'alimentation d'un moteur à explosion . Le dispositif de formation de gaz ne comporte ni le corps réfractaire 9, indiqué sur la fig.l, ni le réchauf- feur d'air 11,12,13, mais il est enveloppé dans une épais- se couche valorifuge 48. L'air alimentant le pulvérisateur 1 n'est réchauffé que par des tuyauteries appropriées, de préférence putes, 49 disposées à l'intérieur de la clarinette d'échappement du moteur.

La buée après com- bustion partielle en 4 et 7 sort par la tuyauterie 15 en réchauffant au passage le serpentin 16 parcouru par l'huile fournie par la pompe 17. La buée traverse en- suite les appareils de refroidissement appropriés 15' qui ramènent sa température au-dessous de 100 et de préférence environ 50 de façon à condenser une grande

partie de la vapeur d'eau, qu'elle contient, puis elle passe dans le mélangeur 50 où elle se mélange avec l'air daspiration du moteur. Le dispositif de refroidissement de la buée n'a pas été représenté sur le dessin, il peut être un refroidisseur à eau ou à air.

Le refroidissement de la buée avant son en- trée dans la clarinette d(aspiration est effectué de pré- férence avant son mélange avec l'air d'aspiration du mo- teur, et dans des tubulures plates qui peuvent être ajus- tées autour du véhicule ou exposées à un endroit traver- sé par un courant d'air.

Dans le cas où le désencrassage a lieu par interruption périodique d'huile, il est nécessaire de pré- voir un amortisseur dans la tuyauterie 15 pour éviter les discontinuités.

Le mélangeur comporte un ou plusieurs aju- tages tubulaires 51 par lesquels sort la buée et aboutisè- sant dans des Venturi ou des orifices 52,traversés par l'air d'aspiration du moteur. Cet air est aspiré en 53, traverse un robinet trois voies 54, se mélange à la buée sortant des orifices 52,et rejoint par le tuyau 55 la conduite d'aspiration da moteur.

Au-dessous du robinet 54 est placé un car- burateur 56' ordinaire à essence avec son orifice d'as- piration 56 et son réservoir d'alimentation en essence 57.

Le démarrage du moteur a lieu à 1+essence, suntout dans le cas où l'appareil producteur de buée n'est pas réchauffé. A cet effet le robinet 54 ferme l'orifice 53 et ouvre l'orifice 56, le moteur fonctionne à l'essence. En même temps le compresseur 23 et la pompe 17 qui lui est accouplée alimentent le pulvérisateur 1, et la buée d'huile alumnée 1 chauffe le catalyseur 7.

Les produits de la combustion se mélangeant en 50 à la buée d'essente ou pouvent être évancués par le robinet 58,

en fermant le papillon 159.Cette période de réchauffage étant finie,on augmente le débit d'huile de la pompe 17 en agissant sur le levier 160.En même temps on agit sur le robinet,54 pour ouvrir l'orifice 53 et un coupe la communication avec le carburateur d'essence 56t.

Le moteur est alors alimenté en buée d'huile lourde et le papillon 161 qui règle l'aspira- tion du moteur éventuellement pendant la marche à l'es- cence, permet de la régler en même temps pendant la marche à l'huile lourde, et ce papillon est réglé et connecté au levier 160 pour qu'en réglant le débit de la pompe à huile, on règle en même temps l'puverture du papillon.

La pompeà huile peut fournir en même temps que l'huile, un débit dteau qui, par la conduite 21, rejoint le serpentin 19 chauffé par les gaz d'échap- pement et la vapeur d'eau produite se mélange à l'air fourni par le compresseur 23.

L'appareil producteur de gaz est muni éventuellement d'un dispositif59 pour la mise en veil- leuse de l'appareil, pendant l'arrêt du moteur. Ce dispo- sitif est représenté en détail sur la fig.2 et consis- te en un récipiant 60 à essence ou à pétrole sous pres- sion (fig.22) et arrivant par une conduite 61 dans un serpentin 62 entourant une partie chaude de l'appareil par exemple le gazéificateur (fig.2) puis les vapeurs de ce combustible sous pression gagnent le tube 63 (fig.2a) duquel la vapeur sort par une fine ouverture 64 en entraînant avec elle de l'air de combustion dans l'espace 4, où la combustion se produit ainsi, même à l'arrêt du compresseur et de la pompe.

Les gaz brûlés sortent éventuellement par le robinet 58. L'air né- cessaire à la combustion est aspiré comme dans une lampe à souder par les volets 65 qui peuvent être ob- turés par l'anneau 66, Le corps 59 se termine par un

godet circulaire 67 qu'on peut remplir de combustible ! et allumer .Dans ces conditions, le dispositif sert en même temps pour allumer la buée d'guile lourde en 4 au moment du démarrage.Le robinet d'essence étant fermé, la flamme est aspirée à travers le volet 165 dans la chambre '4 sous lfeffet de l'aspiration du moteur.

La fig. 3 représente l'application du procédé à l'alimentation d'un four analogue à celui d'une chaudière, la buée-chaude sortant de l'appareil générateur par la tuyauterie 15 après avoir éventuel- lement réchauffé le serpentin d'huile 16, se mélange dans le mélangeur 68 à l'air de combustion venant du compresseur 69 qui fournit- une partie ou la totalité de l'air de combustion de la buée dans le four.70. La buée mélangée à l'air sert par une série de trous 71 et brâle dans le four en chauffant le moufle 'la main- tenu en position par dea cales 73. L'air alimentant le pulrérissteur 1 de l'appareil producteur de gaz est fourni par le peit compresseur 23 ou par une dériva- tion du grand compresseur 69.

Cet air est réchauffé du- rant son tfajet vers le pulvérisateur 1 dans une tuyauterie appropriée représentée en 74 et placée dans les gaz chauds sortant du four.

Les deux compresseurs 69 et 23 et la pompe à double débit 17 peuvent être accouplés. La pompe 17 fournit un débit d'huile par la tuyauterie 16 et un débit d'eau par la tuyauterie 19 qui atroutit à la tuyauterie 74.

La fig. 4 représente le dispositif d'al- Image à essence ou au pétrole* Le carburant arrive par la conduite 61.11 est pulvérisé en 75 par une dériva- tion d'air comprimé réglée par le robinet à trois voies 31, une partie de l'air portant en jet par 34 pouvant produire une aspiration supplémentaire de l'intérieur vers l'extérieur par 35,L'orifice 35 peut être,après

usage, refermé par un couvercle 76,
La fig,4 représente une variante du dispositif d'allumage dans laquelle la pulvérisation et l'allumage de l'essence est produit par la flamme aspirée en 65. 'Le tobinet à trois voies 77 ferme pro- gressivement l'essence et ouvre l'huiler les volets 65 et couvercle 76 sont ensuite refermes.

La fig. 5 est destinée à montrer schématique- ment la possibilité de combiner le réchauffage de l'air et de la vapeur d'eau dans le tube d'échappement en'49 avec le système de réchauffage dans la double pa- roi 12 de l'appareil gazéificateur'4 en utilisant la chaleur de la buée. On peut éventuellement réchauffer la vapeur d'eau par un de ces moyens, et l'air par l'autre moyen.

Ba fig. 6 montre schématiquement le réchauf- fage de l'air d'une part, par la buée sortant de l'appareil producteur de gaz et dtautre part, par les gaz d'un four ou d'une chaudière, une partie de la tuyau- terie 74 étant supposée placée dans le four ou les flammes d'une chaudière.

La fig. 7 représente une variante suivant laquelle l'appareil gazéficateur 8, ainsi que la par- tie contenant le catalyseur sous forme de tubes réfrac- taires 78, sont placés à l'intérieur du four et dans le foyer même de la chaudière et exposés totalement ou partiellement aux flammes eu aux gaz chauds et éventuel- lement encastrés dans les parois du four.

On peut ainsi maintenir l'appareil à des températures très élevées, et lui fournir des apports de chaleur extérieure, par la flamme même de la combus- tion définitive ou d'utilisation de la buée. Ceci per- met d'autre part de diminuer la quantité d'air utilisée pour la combustion partielle en4 et 7 et d'augmenter la température de pyrogénation au--delà des limites in-

diquées.

Dans la fig. 7,une dérivation d'air du grand compresseur 69 est réchauffée dans une conduite 74 en silice de préférence,et chauffée par les gaz ou les flaémes du four. L'huile fournie par la pompe 17 réchauf- fée dans le serpentin 16 est pulvérisée en 1 par l'air provenant de la tubulure 74. L'eau fournie également par la pompe 17 transformée en vapeur surchauffée dans le serpentin 19 est introduite dans la conduite d'air 74 par la tubulure 21. Le moufle du four est représenté en
72. La buée d'huile après avoir subi la pyrogénation par auto-combustion est mélangée à l'air du compresseur 68, et pénètre dans le four par les ajutages brûleurs 71 pour y subir la combustion définitive.

On pourrait alimenter plusieurs fours ou foyers de chaudière par un même appareil de pyrogénation distribuant convenablement la buée entre-les brûleurs.

La fig. 8 représente une modification dans laquelle l'huile est pulvérisée par la vapeur d'eau sur- chauffée sortant sous pression du pulvérisateur . La buée ainsi obtenue entraînant à travers des dispositifs appro- priés (,Venturi, injecteur, etc..)Tair nécessaire à la combustion partielle de la buée.

Au lieu de porter la température'de la buée à la valeur voulue par auto-combustion partielle, on peut mélanger la buée d'huile pulvérisée par exemple par de la vapeur d'eau, avec les flammes ou les produits de combus- tion gazeux, de foyers de combustion': appropriés,ces flam- mes pouvant être aspirées et mélangées à. la buée d'huile par la force vive de ladite buée.

Sur la fige 8 les vapeurs d'eau produites dans le serpentin 19 gagnent par la conduite21 l'on- Teloppe 79 du pulvérisateur,!'huile réchauffée étant amenée à l'orifice de pulvérisation 80 comme précédemment.

L'air de combustion partielle réchauffa dans ladite

enveloppe 13, 13 en traversant l'espace 12 est en- traint aspire en 4 par le jet de buée sortant avec force de 80 et traversant l'étranglement 81.

Le débit d'air peut être réglé par un col- lier 82 déterminant l'importance des fentes ou ouver- tures d'aspiration 83.

L'allumage et le démarrage se produisent, ainsi qu'il a été décrit,par l'aspiration de la flamme du godet 67 à travers les orifices 65 du corps 59.

Ce mode de pulvérisation de l'huile par de la vapeur surchauffée et d'entraînement d'air de com- bustion partielle, par la force de la buée, peut être appliqué à l'alimentation des fours et en particulier des moteurs où l'air est réchauffé dans le tube d'é- chappement. L'aspiration même du moteur peut d'ailleurs contribuer à assurer l'entraînement de l'air. Enfin, la pulvérisation par de la vapeur d'eau permet de sup- primer entièrement le compresseur d'air ou de lui sub- stituer des ventilateurs, etc....

Enfin, dans le cas où les tubulures du gazéi- ficateur et du catalyseur sont placées dans les flam- mes très chaudes d'un foyer (fig. 7), la pulvérisation par de la vapeur permet de se dispenser de l'air de pul- vérisation par suite de l'apport de chaleur des flam-- mes extérieures, dans ce cas la buée est simplement pul- vérisée par de la vapeur d'eau surchauffée, et traverse avec elle les tubes gazéificateur et catalyseur. Ce cas est schématiquement représenté sur la fig. 9, les or- ganes 4, 7 et 78 étant supposés placés dans les flammes du foyer, par exemple comme cela asété représenté par la fig. 7. La pression de la vapeur d'eau peut atteindre, dans le pulvérisateur , plusieurs atmosphères.

Dans ce cas l'utilisation de catalyseur métallique est particulièrement indiquée puisqu'il n'y a pas d'oxygène libre,

On pourrait encore ajouter à l'eau ou aux vapeurs d'eau qui pulvérisent l'huile, ou à l'huile elle- même une certaine quantité dtoxydants chimiques énergi- ques qui remplacent l'air et fournissent de l'oxygène donnant une combustion ou oxydation partielle de l'huile.

Cet oxydant peut être de l'acide azotique, les nitrates, tels que le nitrate d'ammonium ou de plomb, les perchlo- rates,les oxydes métalliques, tels que le bi-oxyde de plomb et tout porteur chimique d'oxygène, faiblement lié. Dansées cas diacide azotique ou de nitrate d'ammonium etc...ces corps sont eontièrement détruits par la cha- leur , en traversant le catalyseur. Dans d'autres cas les restes solides ou liquides des oxydants décomposes, peu- vent être élimines par centrifugation de la buée ou par condensation de la vapeur d'eau, la buée gazeuse ainsi obtenue est très riche en calories.

Sur la fig, 10 est représente un appareil alt ernatif de formation de gaz. L'air est fourni par un compresseur 23. Il entre dans.le distributeur 81, passe par la tubulure 82 fortement réchauffée, traverse dans le-gens des flèches l'espace 83, la catalyseur 7 sup- posé préalablement réchauffée s'échauffe à son contact en brûlant les résidus charbonneux qui restent du cycle précédent, traverse la gazéificateur 4. et pulvérise à travers les orifices 84 de la bride 85, l'huile laté- ralement par la conduite 18 vers le pulvérisateur 2.

La buée formée traverse le second, gazéificateur 4', le catalyseur 7', l'espace 83' et sort par la tubulure 86' qui est convenablement refroidie, de là, elle entre dans le distributeur 81 et sort par les conduites 87 et 88.A- près un certain temps de fonctionnement, les deux pistons 89 et 89'montés sur la. même tige 90 sont déplacés vers la gauche pa-r des dispositifs appropriés. Les conduites 86 -et 82' viennent en communication avec le distributeur ,

les conduites 82 et 86' sont coupées et les mêmes phé- nomènes se produisent dans le sens inverse.

-L'avantage du dispositif alternatif est que le désencrassage du catalyseur gaéificateur est très efficace du fait du courant d'air réchauffé, et que la production de gaz est ininterrompue. Une simplification dea conduites peut être réalisée, ainsi qu'on le voit fig.10a.Les conduites 86 et 92 étant fusionnées en une seule conduite 100.

Sur la fig. 10,les robinets 91 et 91 qui peuvent être remplaces: par des orifices, désignent les endroits par lesquels peut se faire le réchauffage préala- ble de l'appareil par des flammes ou des gaz chauds.

La fig. 11 représente le. cas où. la vapo- risation de l'eaû, et le réchauffage de ses vapeurs a lieu par les gaz chauds de l'appareil générateur, le réchauf- fage d'air par les gaz traversant la clarinette d'échap- pement 104.

La vapeur d'eau traverse dans ce cas un serpentin 101 en acier inoxydable opiacé à l'intérieur de l'envloppe extérieur du générateur. L'eau fournie par.la pompe 17 s'écoule sous forme d'un filet le long de ce serpentin 101 dont la section intérieure est con- sidérable par rapport au filet d'eau;. Au bas du serpentin la vapeur d'eau surchauffée rejoint par 102 la tubulure 103 d'air-réchauffée qui amène l'air fourni par le com- presseur 23 (air qui est réchauffé dans une tubulure non représentée, placée à l'intérieur de la clarinette d'é- chappement 104 ou entourant cette clarinette) vers le pulvérisateur 2.

L'air et l'eau pourraient être simultanément réchauffés dans le serpentin 101.

Le dispositif de veilleuse est représenté par le récipient sous pression 60,le serpentin 62, la con-

duite 63,par laquelle la vapeur d'essence ou de pétrole arrive,en traversant le robinet à trois voies 105, vers la conduite d'huile- 2 du pulvérisateur, où elle se mélan- ge à de l'air, pour brûler dans le gazéificateur 4.

Les gaz s'échappent de l'appareil en 110 traver- sent un épurateur III puis un radiateur 112 dans lequel se condense la vapeur d'eau entraînée.

La fig. 12 représente le cas où l'huile est pul- vérisée par de la vapeur d'eau surchauffée dans le ser- pentin 101 et l'air (réchauffé dans la tubulure 49, dis- posée dans la clarinette d'échappement) au lieu d'être fourni par un compresseur, est aspiré en 106 par la dé- pression créée en,4 par l'entrainement de la buée pulvé- risée. Oet air réchauffé sort par l'orifice circulaire 107 est mélangé avec de la buée sortant du pulvérisateur ,et subit(la combustion ou un début de combustion en-4.

La dépression à l'intérieur du générateur peut être créée en particulier par un simple ventilateur 108, placé par exemple dans les parties refroidias de la con- duite 15 de la buée (fig, Il).

Elle peut être obtenue aussi par l'entraînement d'air,par les gaz d'échappement sortant en 10, à tra- vers un Venturi 210 (Variante représentée on traits ponctués sur la fig. 11).Dans ce cas, on peut, au moment du démarrage, réchauffer'le générateur en aspirant à tra- vers ce dernier une grande quantité d'air, suffisante pour brûler un grand débit d'huile pulvérisée. Le col- lier 66 règle le débit d'air aspiré par les ouvertures 65.

**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.

Claims

REVENDICATIONS 10,-Perfectionnements au procède de production de gaz à partir d'halle lourde, qui consiste à produite la pyrogénation poussée des huiles lourdes par chauf- fage convenable ou encore auto-combustion partielle d'une buée d'huile lourde avec de l'air dans une ancainte in- <Desc/Clms Page number 21> EMI21.1 candeseenter contenant un catalyseur, ces perfection- nements portant plus particulièrement sur le fait que mm l'autoéco±bustion est amorcée ou effectuée autant que possible dans une chambre appelée .3éificateurn située en avant du catalyseur et dans laquelle débouche directement le pulvérisateur et la combustion s'achève sur les parties du catalyseur en matière ré- fractaire, les parties métalliques du catalyseur, s'il y en a,

se trouvent sur le parcours de la buée à l'endroit où. la combustion est déjà achevée. EMI21.2

2S,-'Procédé comme spécifié sous 12 caractérisé en ce que le catalyseur tout en conservant sa grande sur- face reçoit une forma telle, quenla buée puisse le par- courir librement à travers des canaux rectilignes, de manière à éviter les dépôts charbonneux sur le . cataly- seur, par exemple le catalyseur est réalisé par des ron- delles perforées et superposée singulièrement . EMI21.3 3S,*"'Procédé comma spécifié sous 18 caractérisé en ce que les gaz, après leur passage sur le catalyseur , EMI21.4 avant d'être refroidis, sont m#ene sur les parois extê ideures. <u gazdificateur pour réchauffer ce dernier.

'4.- Procédé eomne sp6cifié sous Ii, caractérisé en ce que l'air destiné à la pulvérisation de la buée d'huile lourde et à la combustion partielle, est réchauf- fé en passant dans une double enveloppe entourant le EMI21.5 gaê'ifi et le cata.lyseur,et formant les parois extérieures du générateur. EMI21.6 Si.-'Procédé comme spécifié sous ±8,aaraatérîxé ' ''.. ., en ce que la double enveloppe peut être remplacée par une simple enveloppe, à l'intérieur de laquelle est placé EMI21.7 un serpentin de réchauffa8e, 6, Proaédé comme spécifié souet 112 caractérisé , en ce que en vue de désencrasser le catalyseur , on EMI21.8 interrompt périodiquement pendant uno fraction de temps EMI21.9 l'alimentation en huile du pIgér3.atenr la.

disODJ1ti- <Desc/Clms Page number 22> suite provoquée par cette interruption,pouvant être amortie par une capacité amortisseur placée sur le tra- jet de la buée. EMI22.1

7µ,#'Procédé comme spécifié sous la caractérisé ce en/que en vue de désencrasser le catalyseur et la EMI22.2 surchauffe, soit à l'airde gtlvérisationgsoit à la buée après pulvérisation.

'8i.- Procédé conme spécifié en 6µ et 78, earae- térisé en ce que les moyens spécifiés sous 60 et 70, EMI22.3 sont cccibines, 98.- -Procédé comme spécifié sous 12, caraetéri- EMI22.4 se en ce qge le récipient gazéificateur et catalyseur est encastré,ou placé1dans un four, ou dans le foyer d'une chaudière pour être exposé aux flammes de celle-ci.

108.- .Procédé comme spécifié sous 148 et 70, ca- * il. ractérisé en ce que les circuits destinés à réchauffer l'air et l'eau, sont placés dans les gaz chauds quittant le four ou la chaudière.

110.- Procédé comme spécifié sous 100, caracté- risé en ce que ces circuits peuvent être réchauffés par les gaz d'échappement dans le cas où le procédé est uti- lisé pour l'alimentation des moteurs, et sont placés à EMI22.5 l'intérieur ou>extérieurement à la clarinette d'échappe- ment du. moteur.

12 .- Procédé comme spécifié sous 10 et 11 caractérisé en ce que les modes de réchauffage d'eau et de EMI22.6 vapeur d'eau spécifiés sous 10 et 11 , peuvent être com- , EMI22.7 binés avec le Déchauffagerypar les gaz chauds sortant du moteur. EMI22.8 132.- Procédé comme spécifié sous 7g oùractéri- sé en ce que le réchauffage de l'eau et sa vaporisation sont effectués dans un serpentin exposé aux gaz chauds du générateur, l'eau s'écoulant sur un filet mince de <Desc/Clms Page number 23> haut en bas dudit serpentin dont la section est grande par rapport à la section du filet d'eau.

140.-Procédé comme spécifié sous 130, caractéri- sé en ce que le réchauffage de l'air et de l'eau et de la vapeur sont effectues simultanément dans ce serpentin.

150,-Procéd0 comme spécifié sous 70, caractérisé en ce que dans le cas d'huile très lourde, la pulvérisa- tion est effectuée par de l'air et de la. vapeur d'eau, fortement réchauffés à une température d'environ 300 et au-dessus.

16 .- Procédé comme spécifié sous 1 ----- carac- térisé en ce que pendant la période de démarrage, dans le cas ou.le dispositif est appliqué à l'alimentation d'un moteur,une grande quantité d'air suffisante pour la com- bustion esthète: de la. totalité, d'huile pulvérisée,est aspirée à travers le générateur et brûlée dans la gazéifi oateur et le catalyseur pour les réchauffer, cet air étant aspiré sous l'effet d'unventlateur, ou sous l'action aspirante des gaz d'échappement, traversant des étrangle- ments appropriés et entraînant cet air.

1700 Procédé connue spécifié sous 10, caractéri- sé en ce que l'huile lourde peut être pulvérisée par de la vapeur d'eau sous pression au lieu d'air comprimé, l'air pour la combustion partielle étant ensuite mélangé à la buée après pulvérisation, et étant éventuellement fourni par un ventilateur.

180.-Procéd comme spécifié sous 90, caractéri- . , sé en ce que dans le cas où l'appareil est plongé en entier dans un four ou le foyer d'une chaudière,l'huils peut être pulvérisée simplement avec de la.vapeur d'eau sous pression, convenablement surchauffée, et {'sabir une pyrogénation par apport extérieur de chaleur, sans combustion partielle.

190.- Procédé comme spécifié sous 10 caractérisé en ce que les gaz chauds quittant le générateur traversent <Desc/Clms Page number 24> un épurateur approprié.

200.-Un appareil pour la réalisation du pro- cédé spécifia sous 10, lequel appareil comprend une cham- . bre de gazéification d'un volume appréciable dans laquelle la buée a le temps de se gazéifier,un pulvérisateur d'huile débouchant dans ladite chambre, unechambre contenant le catalyseur., lequel est situé à une distance suffisante du pulvérisateur peur ne pas subir la projection directe de particules liquides, une enveloppe réfractaire consti- tuée de préférence par un cylindre avec fond entourant extérieurement les deux chambres précédentes et obli- geant les gaz, après leur sort-ie du catalyseur, à longer en sens inverse les parois extérieures des récipients catalyseur et gazéificateur.

210.-Appareil comme spécifié sous 200 caractéri- sé en ce que les catalyseurs métalliques peuvent être logés sous: forme de tôle, baguette, ou tube en nickel,fer ou acier inoxydable,dans le sens du courant, entre le cy- lindre réfractaire et les parois extérieures. de la chambre contenant le catalyseur et le gazéificateur; 22-) Appareil comme spécifié sous 200 caractérisé . en ce que les serpentins de réchauffage d'air et de va- peur ,exposés aux gaz sortant du catalyseur, sont prévus dans le cylindre réfractaire.

230.- Appareil comme spécifié sous 200, caracté risé en ce que l'avant-four d'allumage est encommunication directe avec la chambre de gazéification et de combus- tion, ou avec la chambre contenant le gazéificateur, cette chambre d'allumage pouvant contenir du charbon de bois ou autre combustible et des dispositifs sont pré- vus pour l'injection eu l'aspiration d'air, assurant directement la combustion de ce charbon de bois ou pour provoquer par un effet d'injection le passage d'une courant d'air venant de l'extérieur, sur le charbon de <Desc/Clms Page number 25> bois, les gaz résultant de la combustion de ce charbon de bois, portant l'appareil à al température voulue, ou éventuellement allumant la buée d'huile lourde.

PAR.. Appareil comme spécifié sous 23, caractéri- sé en ce que un ventilateur supplém,entaire à grand débit aspire l'air à travers le four à charbon pour le réchauffa- ge rapide.

250,- Appareil comme Spécifié sous 200, caracté- .., . , risé en ce qu'un dispositif d'interruption d'huile monté sur la canalisation d'huile lourde est constitué par un robinet commandé par un dispositif, tel qu'une came tournante par exemple qui, périodiquement, ferme et ouvre le robinet.

260,- L'application de l'appareil spécifié sous 202, à l'alimentation d'un moteur à explosion, caractérisée ., en ee que le gaz formé dans l'appareil est fortement refroi- di, avant son utilisation dans le moteur dans une sorte de radiateur ou tubulure appropriée de préférence au-dessous de 100-,defaçon à condenser les vapeurs d'eau.

279,- Dans le cas de l'application de l'appareil spécifié sous '2011, à. un moteur à explosion un dispositif est prévu pourle fonctionnement du moteur, avec un carbu- rateur à essence, et passage graduel du fonctionnement à essence au fonctionnement à gaz, 288.- Dans le cas de 1' application de l'appareil spécifié sous 200, à un moteur à explosion, des moyens sont prévus pour conserver la chaleur dans la chambre de gazéi- fication, lorsque le moteur est à l'arrêt, ces moyens con- sistant en une sorte de lampe à souder, alimentée par des vapeurs d'essence ou de pétrole, produites Dans une tubulu- re convenablement réchauffée, par exemple par le gazéifi- oateur lui'-même autour duquel la tubulure est enroulée.

299.- Dans le cas de l'application de l'appareil spécifié sous 202 à un moteur à explosion les tubes amenant l'air pour l'auto-combustion d'huile, et éventuellement <Desc/Clms Page number 26> les tubes amenant la vapeur d'eau sont réchauffés par les gaz dtéchappement du moteur à explosion.

300,- Dans le cas ce l'application spécifiée sous 280 le dispositif pour conserver la chaleur de la chambre de gazéification pendant l'arrêta peut également servir à l'allumage et ce dispositif est cons- titué par une sorte de boîte montée sur la chambre de gazéification et présentant des lumières à travers lesquelles est aspiré l'air extérieur sous l'effet de l'aspiration du moteur, ou à travers lesquelles est amené de l'air sous pression, des volets permettent de fermer graduellement les lumières lors de la mise en marche.

310,- Dans l'application spécifiée sous 300, au-dessousdes lumières du dispositif spécifié sous 300. se trouve un godet, dans lequel on verse de 1! essence qu'on enflamme et qui se trouve aspirée par les lumières comme une lampe à souder, pour provoquer la miss en fonc- tionnement de l'appareil gazéificateur.

329,Bans l'application de l'appareil spécifiée sous 200, à un moteur, le levier réglant le débit de la pompe à huile de l'appareil gazéificateur est de préférence connecté au papillon réglant l'entrée d'air dans le moteur.

330.- Dans l'appareil spécifié sous 200, un ventilateur aspirant ou refoulant l'air à travers le générateur, assure dans la période de démarrage le réchauffage de l'appareil, par combustion de la totalité d'huile lourde pulvérisée.

340.- L'application de l'appareil spécifiée sous 200, à l'alimentation d'un four ou d'une chaudière,le gaz obtenu à l'aide de l'appareil étant mélangé de l'air fourni par un compresseur qui peut être accouplé avec le compresseur fournissant l'air nécessaire à 1'auto-combus- tion dans l'appareil gazéificateur d'air et les réchauf- <Desc/Clms Page number 27> faurs d'air et d'eau peuvent ])être disposés dans les gaz chauds quittant le fotir ou la chaudière.

350,- L'appareil spécifié sous 200 peut être placé entièrement à l'intérieur du four ou foyer de chaudière qu'il est destiné à alimenter, et est exposé totalement. ou partiellement aux flemmes ou aux gaz du foyer et dans ce cas, il peut en outre être possible de pulvériser l'huile lourde uniquement avec de la vapeur d'eau sur- chauffée.

360,- Un appareil alternatif pour réaliser le procédé de 10, d'une façon symétrique., de manière à permettre le désencrassage d'une moitié de l'appareil,pendant que l'au- tre moitié' contribue à former du gaz à partir d'huile lourde et à cet effet sont disposées, dé part et d'autre d'un pulvérisateur médian d'huile, deux chambres de gazéifi- cation suivies de chambres contenant le catalyseur, et des canalisations sont disposées pour faire arriver l'air nécessaire à l'auto-combustion aux .deux extrémités de l'appareil,, tantôt à droite,tantôtà gauche du pulvé- risateur, cet air désencrassant la partie de l'appareil qui se trouve avant le pulvérisateur ,

puis pulvérisant l'huile et agissant ensuite comme dans l'appareil unique de l'autre coté du pulvérisateur, des organes de distri- bution convenables, assurant automatiquement le passage de l'air tantôt d'un. côtà tantôt de l'autre et en même temps l'évacuation du gaz formé, 370.-Pour la réalisation du procédé spécifiée sous 10 la combinaison d'un générateur de gaz comportant un ..

pulvérisateur d'huile, une chambre de gazéification dans laquelle débouche le pulvérisateur , une chambre catalyseur faisant suite à la chambre de gazéification, un cylindre réfractaire avec fond entourant cea chambres et renvoyant les gaz chauds autour des dites chambres et des moyens d'al- lumage de la buée pulvérisée d'huile avec un compresseur d'air une pompe à huile., alimentant le pulvérisateur du généra% <Desc/Clms Page number 28> EMI28.1 ùmnmn *>eOa à* Itdomastffl #Oor l fair 48 pul.'f'êr1S8.1iJ.Q. et éTelLiM1t""JR ¯ la ....... "....... Je dit ,en,nun ,6tuat ,1&04 <M- SMs t&teries de Xd*twt* et fteat8e11ement te RWlr."""""'" 288 on * et '$*OUI to 1 0 aa*>é * .U8t ù%n ***a ***##ù' **xr ce* o**- tmvm &à*0e se In < - h8' .. flW8" ftIIIUJla +nasaoewr aas <H ;'Sl0 +ob oe*o do 1tau- p*r OoP Ù>+ - 4o W&, ùUaoee ... 4- ---- . ".i8I.