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EMI1.1
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GAZOGENE
La présente invention se rapporte aux gazogènes et concerne un appareil pour l'alimentation de combustible à la chambre de combustion et pour enlever les cendres de celle-ci, tout en permettant l'introduction de gaz à cette chambre. Cet appareil est automatique à un degré tel qu'un peu d'attention et presqu'aucun travail sont nécessaires pour le maintenir en marche de façon continue. Le combustible est distribué à inter- valles à partir d'une trémie d'emmagasinage, située au-dessus du gazogène, à une trémie d'alimentation, qui est disposée juste en dessous de la trémie d'emmagasinage et qui est en temps nor- mal isolée de celle-ci. Il est toutefois prévu un dispositifpour la mettre en communication avec la trémie d'emmagasinage par l'ouverture dtun registre.
De la trémie d'alimentation, un ou plusieurs conduits tubulaires ou couloirs conduisent à la chambre de combustion du gazogène lui-même et lui distribuent du combus- tible de façon continue, de sorte que la provision de combustibla dans la ohambre de combustion est automatiquement renouvelée et maintenue à un niveau constant et uniforme au fur et à mesure que la partie inférieure du lit de combustible est brûlée et que
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les cendres sont évacuées.
L'évacuation dos cendres à partir de la chambre de combustion est effectuée par une grille rotative, ' qui présente une surface de support pleine pour le combustible, mais produit une évacuation permanente des cendres en un certain nombre de points répartis sur l'étendue du lit de combustible; cette grille se compose de plaques annulaires planes superposées, de dimensions allant graduellement en diminuant du bas vers le haut, cas plaques étant réunies suivant un# disposition excentri- que et étant situées à une certaine distance l'une de l'autre dans le sens vertical.
Le mode dévacuation des cendres se caractérise en ce qu'elle se fait vers l'intérieur et vers le bas dans une fosse sèoe, contrairement au mode de déchargement habi- tuel qui se fait par les côtés dans une fosse remplie d'eau, - en ce qu'elle se produit en un certain nombre de points répartis sur l'étendue du lit de combustible, et en ce qu'elle est auto- matique et continue.
Une forme de réalisation préférée d'un gazogène, cons- truit conformément à l'invention, est décrite de façon détaillée ci-après et est représentée sur les dessins ci-joints, mais il est bien entendu qu'on peut, sans s'écarter du principe de l'in- vention, apporter un grand nombre de modifications à la oonstruc- tion particulière de ce gazogène.
La fig.l est une vue en élévation d'un gazogène cons- truit conformément à l'invention.
La fig.2 est une vue en coupe verticale de la partie supérieure de ce morne gazogène, cette vue montrant l'extrémité supérieure de la chambre de combustion, les couloirs d'alimen- tation de combustible, la trémie d'alimentation, la trémie d'emmagasinage, et le dispositif servant à contrôler l'écoule- ment de combustible.
La fig.3 est une vue en coupe horizontale suivant la ligne 3-3 de la fig.2
La fig.4 est une vue semblable, en coupe horizontale suivant la ligne 4-4 de la fig.2, mais avec la cloison, entre la trémie d'alimentation de combustible et la trémie d'emmagasinage,
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en arrachement pour montrer les registres situés par-dessous sur les extrémités supérieures des couloirs d'alimentation da combus- tible.
Les figs.S, 6 et 7 sont des vues en coupe horizontale suivant la ligne 5-5 de la fig.l, montrant trois positions dif- férentes des registres servant à contr8ler l'écoulement de com- bustible .
La fig.8 est une vue en coupe verticale à échelle agrandie de l'extrémité de distribution d'un des couloirs d'ali- mentation de combustible représentés sur la fig.2.
La fig.9 est une vue en plan, à échelleagrandie. de cette extrémité d'un couloir d'alimentation de combustible.
La fig.10 est une vue en coupe verticale à travers la partie inférieure du gazogène, montrant la grille.
La fig.ll est une vue en plan de la grille et de son mécanisme de commande.
La fig.12 est une vue, à échelle agrandie , du cliquet monté excentriquement, qui agit sur une roue dentée sur la face inférieure de la grille, pour la faire tourner.
La fig.13 est une vue, à échelle agrandie, du mécanisme de commande à roue à roohet et cliquet, disposé à l'extérieur du gazogène, pour transformer le mouvement de rotation du moteur de commande en un mouvement intermittent de rotation, à vitesse réduite, de l'arbre qui actionne le cliquet représenté sur la figure 12.
Dans l'exemple de réalisation représenté, le gazogène proprement dit comprend une enveloppe en acier, 15, à chemise de circulation d'eau, à la partie inférieure de laquelle est dispo- sée une grille 16, servant à supporter un lit de combustible 17, de hauteur relativement grande. Une chambre collectrice de gaz 18 est ménagée entre la paroi supérieure 19 du gazogène et la par- tie supérieure du lit de combustible, grâce à la disposition des couloirs d'alimentation de combustible, décrits ci-après; dans cette ohambre 18 débouche l'orifice de sortie des gaz 20, ménagé dans la paroi supérieure 19 du gazogène (fig.3). Un raooord en T,
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21, relie cet orifice (fig.1) à la conduite de prise de gaz 22, commandée par la vanne 23, ainsi qu'à la cheminée 24; commandée par la vanne 25.
On comprendra que, dans les conditions normales de marche, la cheminée 24 est fermée et la conduite de prise de gaz 22 est ouverte.
Bien qu'un ventilateur aspirant puisse être monté sur la conduite de prise de gaz 22 pour la distribution du gaz du gazogène son endroit d'utilisation sous la pression dési- rée, la construction telle que décrite ci-après rend pratique l'utilisation d'un tirage par refoulement à travers le lit de combustible dans le gazogène, en produisant ainsi l'accumulation 'de gaz sous pression dans la chambre 18 et son passage automati- que à travers la conduite de prise de gaz 22 jusqu'à son endroit d'utilisation. Un dispositif de contrôle automatique (non repré- senté) du tirage par refoulement peut être utilisé pour maintenir constante la pression du gaz dans la conduite de prise de gaz 22.
La provision de combustible, dans des gazogènes de ce type général, est ordinairement renouvelée par de petites char- ges introduites de façon intermittente, plusieurs fois par heure, au moyen de dispositifs de chargement actionnés à la main, ou par des dispositifs d'alimentation ou distributeurs actionnés mécaniquement. Ces doux modes de chargement du combustible ne sont pas satisfaisants en raison des dépenser qu'ils occasion- nent. Tous deux n'assurent pas l'horizontalité de la partie su- périeure, ni une hauteur constante du lit de combustible. Tous deux produisent une grande quantité de poussières, dans la chambre collectrice de gaz 18, 'avec le résultat Une les poussières sont entrainées dans la conduite de prise de gaz par le gaz du gazogène.
Ni l'un ni. l'autre ne permet de faire varier facilement et auto- matiquement la hauteur du lit de combustible. Des distributeurs ou dispositifs d'alimentation actionnés mécaniquement sont sujets à une usure rapide, avec les fuites qui en résultent, et exigent des réparations fréquentes.
La présente invention assure une alimentation de combus- tible pour le'gazogène, qui est non'seulement continue, màis
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aussi silencieuse et exempte de poussières, qui maintient le lit de combustible bien horizontal à sa partie supérieure et de hauteur uniforme même si le combustible brûle plus rapidement dans une partie que dans une autre, et qu'on peut faire varier facilement pour modifier la hauteur du lit de combustible sur la grille.
L'appareil représenté comprend une trémie d'alimenta- tion 26 (fig.2), qui est séparée, par une cloison 27 et un re- gistre 28, de la trémie d'emmagasinage ouverte, 29, disposée par dessus et à laquelle du charbon est amené par le transporteur A. La trémie d'alimentation et la trémie d'emmagasinage sont sup- portées toutes deux sur le gazogène par plusieurs colonnes tubu- laires 30, dont quatre sont représentées; on peut toutefois faire varier leur nombre, comme on le désire; on peut n'utiliser qu'une seule colonne, mais il est, de préférence, prévu plusieurs de celles-ci. Ces colonnes tubulaires 30 constituent des couloirs d'alimentation qui, à leur extrémité inférieure, sont constamment ouverts vers la chambre de combustion du gazogène, 15.
Aux extré- mités supérieures des couloirs d'alimentation 30 sont disposés des registres 31, 32,33, 34, par lesquels ils peuvent être isolés de la trémie 26. Dans les conditions de marche du gazogène', les registres 31,32, 33, 34 sont ouverts et permettent au com- bustible de s'écouler vers le bas par gravité à travers les cou- loirs d'alimentation dans le gazogène au fur et à mesure que le combustible est brûlé dans celui-ci, tandis que le registre 28 de la trémie d'emmagasinage 29 est fermé, pour obturer la trémie d'alimentation 26 et empêcher ainsi l'échappement de gaz dans l'atmosphère.
Lorsque la provision de combustible dans la trémie d'alimentation 26 a diminué à un point tel qu'elle exige son remplissage à partir de la trémie d'ammagasinage 29, on ferme les registres 31, 32, 33,34 des couloirs d'alimentation 30, pour isoler le gazogène de la trémie d'alimentation 26, tandis qu'on ouvre le registre 28 pour admettre dans cette trémie d'a- limentation une nouvelle provision de combustible à partir de
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la trémie d'emmagasinage 29.
Les dimensions de la trémie d'alimentation 26 varie- ront de façon à stadapter aux besoins du gazogène. Il est tou- tefois bon, en pratique, de lui donner des dimensions telles qu'elle contienne une provision de combustible suffisante pour alimenter le gazogène pendant une période de temps prolongée, par exemple pour un jour complet de travail, ou pour plusieurs jours, de sorte que l'alimentation de combustible au gazogène n'exige- ra l'attention qu'à des intervalles peu fréquents.
Il est évi- dent que lorsque la trémie d'alimentation est isolée des couloirs 30 par la fermeture des registres 31, 32, 33, 34, une provision suffisante ,de combustible reste dans les couloirs pour continuer l'alimentation du gazogène pendant la période de 1 remplissage de la trémie d'alimentation à partir de la trémie d'emmagasinage 29, sans interrompre en aucune manière la marche du gazogène. Une alimentation continue du gazogène est ainsi assurée.
Il est en outre évident que l'alimentation du combustible au gazogèneest non seulement continue, mais silencieuse, c'est à dire que l'alimentation se fait suivant un courant inin- terrompu et lent, par opposition à l'alimentation habituelle in- termittente, effectuée par charges séparées. Les fines et la poussière contenues dans le combustible sont ainsi en grande par- tie emprisonnées dans le courant ininterrompu de combustible et ne sont pas mises en liberté ni éparpillées dans le courant de gaz chaud et ne sont pas entraînées par ce dernier dans la con- duite de prise de gaz 22.
En outre, l'alimentation par chacun des couloirs 30 est indépendante et s'effectue automatiquement conformément aux be- soins du lit de combustible en dessous de chaque couloir. par conséquent, si le lit de combustible est brûlé plus rapidement dans une zone que dans une autre, l'alimentation, par le couloir qui dessert cette zone du lit de combustible, est plus rapide que l'alimentation se faisant par les autres couloirs, et le lit de combustible est ainsi maintenu horizontal à sa partie supérieure
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et d'une hauteur sensiblement uniforme malgré une combustion non uniforme.
Pour obtenir automatiquement un lit de combustible ho- rizontal à sa partie supérieure, l'extrémité inférieure ou extré- mité de distribution de chaque couloir d'alimentation présente une forme propre à répartir convenablement le combustible.Bien que l'emploi de plusieurs couloirs d'alimentation répartis à une certaine distance l'un de l'autre à la partie supérieure du gazogène améliore notablement les conditions par rapport à l'ali- mentation centrale unique habituelle, il a été constaté par l'inventeur que dans un gazogène présentant un diamètre intérieur de 2 à 3 mètres, muni de quatre couloirs d'alimentation, le niveau du.
combustible dans le gazogène, à la partie supérieure de celui- ci, - même avec une alimentation en un courant ininterrompu, - va- rie de 30 à 40 centimètres, c'est à dire que la hauteur des cnes, qui se forment en dessous des orifices de distribution des différents couloirs d'alimentation, est de 30 à 40 centimètres.
Cette condition est notablement améliorée si les extrémités de distribution de ces couloirs sont munies dtajutages distributeurs, comme indiqué sur la fig.3, en 35. Ces distributeurs comportent des branchements latéraux a b c, qui sont dirigés vers des par- ties du lit de combustible éloignées de l'axe des couloirs d'a- limentation. Ces branchements débouchent latéralement par rapport au couloir d'alimentation au-dessus de la partie inférieure de ce dernier, de sorte que le combustible passant à travers celui- ci atteint son talus d'éboulement naturel en un point situé plus loin de l'axe vertical du couloir d'alimentation que le combusti- ble s'échappant du bord inférieur de l'ajutage.
On obtient ainsi un état se rapprochant beaucoup plus approximativement d'un niveau uniforme sur toute l'étendue du lit de combustible sur la grille que ce n'est autrement le cas, et un tirage plus uniforme à travers le lit de combustible est ainsi assuré.
Les ajutages distributeurs 35, bien que formant des pro- longements des couloirs d'alimentation 30, sont de préférence in-
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dépendants de ceux-ci, comme indiqué sur la fig.8, et peuvent être soulevés on abaissés pour amener le niveau supérieur, du lit de combustible à une distance plus ou moins grande en-des- sous de la paroi supérieure 19 de la chambre du gazogène, et assurer ainsi un lit de combustible d'une hauteur plus ou moins grande et une chambre collectrice 18 plus petite ou plus grande, de façon correspondante, pour le gaz du gazogène.
En raison de la hauteur du lit de combustible, il a été constate'par l'inventeur que la température'dans la chambre collectrice de gaz 18 n'est pas suffisamment élevée, dans les conditions ordinaires, pour détériorer les ajutages métalliques non protégés, en particulier en raison du fait que ces derniers sont constamment refroidis, non seulement par l'écoulement de combustihle frais à travers ceux-ci, mais aussi par la chambre à circulation d'eau de la paroi supérieure du gazogène, à travers laquelle passent les parties supérieures des ajutages distribu- teurs. Toutefois, si on le désire, ces ajutages peuvent être re- froidis par une circulation d'eau, ou peuvent être faits en ma- tière réfraotaire.
On peut employer un dispositif approprié quelconque pour pouvoir régler la position de ces ajutages dans le sens vertical par rapport aux couloirs d'alimentation 30, par exemple une tige de levée 35a et des vis de blocage 35b.
Il est essentiel, pour obtenir une marche sûre du dis- positif d'alimentation, de prévoir un dispositif pour empêcher une ouverture simultanée du registre 28, d'une part, et des re- gistres 31, 32, 33, 34, d'autre part, ce qui permettrait au gaz de gazogène de s'échapper à travers la trémie d'emmagasinage 29.
A cet effet, il est prévu une série de secteurs 36, 37, 38, 39, fixés aur arbres 40,41, 42, 43, par lesquels les différents re- gistres 31, 32, 33, 34 sont actionnés, ces secteurs coopérant avec des secteurs 44, 45, 46, 47, montés sur l'arbre 48 par lequel le registre 28 est actionné.
Sur.'la fig.4, tous ces registres sont représentés dans
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la position de fermeture, et sur la fig.5 les secteurs, s'enclen- ohant ltun l'autre, sont représentés dans la position qu'ils oc- oupent lorsque les registres se trouvent dans cette position.
On verra clairement, par l'examen de cette figure , que, lorsque les parties se trouvent dans cette position, le registre 28 peut être amené dans la position d'ouverture (fig. 6) pour permettre le rechargement de la trémie d'alimentation 26 à partir de la trémie d'emmagasinage 29, mais que, lorsque le registre 28 a ainsi été ouvert, il est impossible dtouvrir les registre's 31,32,33,34 des couloirs d'alimentation 30, car les secteurs correspondants 36,37, 38,39 sont alors arrêtés par les secteurs 44,45,46,47 sur l'arbre 48 du registre 28 (fig.6).
On verra également clairement que lorsque le registre 28 a été fermé à nouveau, il est possible d'ouvrir l'un ou la totalité des registres 31,32,33,34 des cou- loirs 30 (fig.7), mais que lorsque la totalité ou ltun quelconque de ces derniers ont été ouverts, il est alors impossible d'ou- vrir le registre 28, car l'un ou la totalité de ses secteurs 44,45, 46, 47 est ou sont arrêtés par un ou la totalité des sec- teurs 36, 37, 38,39 fixés sur les arbres 40,41, 42,43 des re- gistres des couloirs d'alimentation (voir fig.7).
En employant des secteurs de ce type s'enclenchant l'un l'autre, il est nécessaire, pour maintenir ces secteurs dans la position relative de coopération, de prévoir un dispositif approprié quelconque pour limiter le déplacement angulaire des parties. A cet effet, il est préva. des goujons de butée 49,50, 51, 52 (fig. 4), qui coopèrent avec les registres des couloirs d'a- limentation 30 pour limiter leur course, ainsi qu'un goujon de butée 53 coopérant avec le registre 28 de la trémie d'emmagasi- nage 29 pour limiter sa course dans un sens.
Une limite oonve- nable de la course des différents registres dans le sens opposé est assurée par les poignées de manoeuvre 54,55,56,57 des diffé- rente arbres 40,41, 42, 43 des registres des couloirs d'alimen- tation, ces poignées étant placées sur les différents arbres de telle manière que, dans la position de fermeture des registres,
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ces poignées sont arrêtées par les différents couloirs 30. Un goujon de butée 58 arrête le registre 28 de la trémie d'emmaga- sinage dans la position d'ouverture.
Un dispositif d'enclenchement réciproque de ce genre pour les registres rend impossible l'ouverture du registre 28 de fermeture de la trémie d'emmagasinage lorsque l'un quelconque des registres des'couloirs d'alimentation 30 est ouvert,, tandis qu'il est possible, lorsque le registre 28 de la trémie d'emma- gasinage est 'fermé, d*ouvrir l'un quelconque ou la totalité des registres des couloirs d'alimentation 30, soit complètement, soit partiellement, comme on peut le désirer.
L'invention n'est évi- demment pas limitée à ce dispositif particulier d'enclenchement réciproque des registres, mais il a été constaté par l'inventeur qu'il est efficace et simple et n'est pas susceptible de se dé- ranger.' Il est à remarquer que les secteurs d'enclenchement sur les différents arbres sont tous' placés tout près et en-dessous de la trémie d'alimentation 26, tandis que les poignées de ma- noeuvre sont placées près des ,extrémités inférieures des diffé- rents arbres, dans une position où elles sont facilement acces- sibles pour un surveillant placé debout sur la plateforme 59 sur la paroi supérieure 19 du gazogène.
En outre des poignées de manoeuvre, il est préférable de prolonger les extrémités infé- rieures des différents arbres de manoeuvre en-dessous de la con- sole 60, formant des paliers dans lesquels les différents arbres sont tourillonnés, et de donner à ces extrémités inférieures des arbres une forme permettant de les actionner par une manivelle ou une barre de manoeuvre 65 (fig.l), qu'on peut enfiler sur les extrémités inférieures en saillie 61 des différents arbres.
On peut employer un dispositif approprié quelconque pour le remplissage de la trémie d'emmagasinage 29, par exemple un transporteur à godets A, représenté schématiquement sur la fig.l, et supporté à son extrémité supérieure par une console fixée à la trémie d'emmagasinage. Un toit ou abri analogue 64 peut être fixé à la trémie d'alimentation pour protéger l'opérateur situé
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sur la plate forme 59.
Au point de vue de la construction, on remarquera qu' une seule fondation est nécessaire pour supporter le gazogène, la trémie d'alimentation, la trémie d'emmagasinage et le toit, d'autant plus que les trémies dalimentation et d'emmagasinage sont supportées par l'intermédiaire des couloirs d'alimentation 30 par le gazogène lui-même, et que le toit 64 est à son tour porté par la trémie d'alimentation. Il y a également lieu de remarquer que toute fuite de gaz qui peut se produire a lieu bien au-dessus de la plateforme de travail pour l'opérateur, c'est à dire que les joints entre la paroi supérieure du gazo- gène et les couloirs d'alimentation 30 peuvent être facilement fermés de matière étanohe et, comme il n'y a pas de parties mo- biles en cet endroit, aucune fuite de gaz ne peut se produire dans cette région.
Des fuites, qui pourraient résulter d'un manque d'étanchéité du registre 28, se produisent même bien au- dessus du toit 64, et une fuite de gaz qui en résulte à travers la trémie d'emmagasinage 29 ne produira aucun inconvénient pour l'opérateur. Il y a également lieu de remarquer que le registre 28, placé comme il l'est au-dessus de la cloison 27 qui ferme la partie supérieure de la trémie d'alimentation 26, est faci- lement accessible pour des réparations lorsque la trémie d'em- magasinage 29 est vide. Il y a en outre lieu d'observer que ce registre 28 est maintenu sur son siège par le poids du combusti ble emmagasiné dans la trémie 29, ce qui aide à maintenir le registre 28 fermé de manière étanche.
On remarquera également que l'emplacement de tous les registres, soit dans, la trémie d'alimentation 26, soit dans la trémie d'emmagasinage 29, en un endroit bien éloigné au-dessus du gazogène proprement dit, assure le maintien de. ces parties à l'état froid, et supprime le danger de fuites dues à des dilatations.
La grille (voir fig.10) est montée en-dessous de la chambre de combustion du gazogène sur un montant vertical creux 70, qui est supporté sur des poutrelles transversales en acier
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71, constituant le chassis inférieur de support du gazogène. Le montant 70 comporte des douilles supérieure 72 et inférieure 73, qui constituent des paliers pour un manchon ou moyeu cylindrique 74, auquel la grille est fixée. Un palier de butée 75 à l'extré- mité inférieure du montant 70 supporte le moyeu 74 et est protégé par l'extrémité 76, comportant une bride, du moyeu; un certain jeu est ménagé entre cette bride et l'embase 77 du montant 70.
Cette embase,77 est percée d'un canal 78 pour permettre l'intro- duction de lubrifiant ou d'eau de refroidissement. A sa partie supérieure, le moyeu 74 est protégé par un chapeau, pour empêcher l'entrée de cendres à l'intérieur du montant 70 et dans les paliers.
La grille elle-même est constituée par des consoles radiales 79, fixées au moyeu rotatif 74, et par des éléments de grille, fixés sur ces consoles/ Le moyeu présente de préférence une forme extérieure hexagonale, de sorte qu'on peut prévoir six consoles. Ces consoles 79 supportent une série de, plaques annu- laires, disposées à une certaine distance ltune de l'autre dans le sens vertical, ainsi qu'un chapeau,ces plaques et ce chapeau constituant une surface de support pour le lit de combustible en ignition. Chaque console est taillée en gradins, de façon à présenter à sa périphérie un rebord horizontal 80, à un niveau légèrement plus bas que celui de l'anneau ou couronne 81, qui constitue le bord inférieur de la paroi de la chambre de com- bustion.
La première plaque de la grille repose sur les rebords horizontaux 80 des consoles 79, qui constituent un premier étage, Cette plaque 82 est circulaire et possède un diamètre extérieur légèrement supérieur a celui de la chambre de combustion, de sor- te que son bord extérieur est situé en-dessous et près de la couronne 81. Cette plaque 82 est plane et comporte une ouverture centrale circulaire 83, excentrée par rapport à son bord exté- rieur.
La partie montante 84 du gradin sur chaque console
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passe à travers cette ouverture 83 et, un peu au-dessus du niveau de la plaque 82, comporte un rebord horizontal 85, qui s'étend radialement au delà de la partie montante 84 vers l'extérieur.
La deuxième plaque 86 de la grille repose sur les différents rebords 85, qui constituent un second étage,situé à une certaine distance, dans le sens radial et dans le sens axial, de l'étage formé par les rebords horizontaux 80. Cette plaque 86 est cir- culaire et son diamètre extérieur est tel que son bord extérieur recouvre le bord de l'ouverture centrale ou bord intérieur de la première plaque 82. Son centre est situé directement au-dessus du centre de l'ouverture circulaire excentrée 83 de la première plaque 82, de sorte que le recouvrement est le même en tous les points.
Cette plaque 86, de même que la plaque 82, comporte une ouverture centrale 87, excentrée par rapport à son bord extérieur Sur chaque console 79, radialement et a l'intérieur par rapport au rebord 85, est disposée une pièce verticale d'écartement 88, com- portant une surface supérieure plane. Les différentes surfaces, ainsi ménagées sur les consoles, constituent un troisième étage et supportent une troisième plaque circulaire 89, dont le bord extérieur est situé concentriquement à, mais s'étend radialement au-delà de l'ouverture 87 de la plaque 86 située par dessous elle ; en d'autres mots, cette plaque 89 présente un diamètre tel que son bord extérieur recouvre le bord intérieur de la plaque 86 située immédiatement par dessous.
Cette plaque 89 comporte une ouverture centrale 90, disposée concentriquement à son bord extérieur; cette ouverture est recouverte par un ohapeau conique
91, présentant un diamètre extérieur supérieur à celui de l'ou- verture 90, de soute que son bord extérieur recouvre le bord intérieur de la plaque 89. Ce chapeau conique 91 est supporté par la plaque 89 par l'intermédiaire d'oreilles verticales. Le sommet du cône est situé directement au-dessus du centre de la plaque 89 et de son ouverture,90.
Il est évident que l'ouverture centrale 90 de la troi- sième plaque 89 pourrait être disposée excentriquement par rap-
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port au bord extérieur de cette plaque. Dans ce casle chapeau oonique 91 serait disposé excentriquement par rapport à la pla- que 89, étant donné qu'il doit être concentrique à couverture 90 pour assurer un recouvrement uniforme de celle-ci. Le sommet du cône 91 pourrait être disposé excentriquement par rapport à son tord extérieur, ou bien, si on le désire, on pourrait utiliser un chapeau présentant une forme autre qu'une forme conique. Il y a toutefois lieu d'employer de préférence un chapeau de forme con- vexe, car la convexité empêche l'accumulation de cendres sur sa surface supérieure.
Il n'est toutefois pas nécessaire de prévoir en outre l'excentricité qui serait produite par le changement proposé dans la construction de la plaque 90, et la construction telle que représentée est employée de préférence pour des gazo- gèhes de dimensions habituelles, par exemple pour des gazogènes d'un diamètre de 2 à 3 mètres environ.
Il est également clair que la plaque 89 pourrait être concentrique à la plaque 86, l'ouverture 90 étant dans ce cas concentrique au bord extérieur de la plaque 89. Ceci est possi- ble, étant donné que la plaque 89, même si elle est concentrique a la plaque 86, serait excentrée par rapport à la paroi du gazo- gène. Il est possible rapporter de nombreuses autres modifica- tions dans les relations des plaques ou éléments de la grille, sans s'écarter du principe de l'invention. Les exemples de réa- lisation mentionnés sont donnés uniquement à titre indicatif.
Un facteur important,' assurant une évacuation uniforme des cendres et empêchant la perte de combustible non brûlé, rési- de dans le recouvrement uniforme d'une plaque quelconque par rapport au bord intérieur ou bord de l'ouverture centrale de la plaque située directement au-dessous de celle considérée; cette disposition est obtenus par la concentricité du bord extérieur de chaque plaque (à l'exception de la plaque inférieure) par rapport à l'ouverture de la plaque située immédiatement par des- sous.
L'excentricité de toutes les ouvertures centrales des pla- ques par rapport à la paroi du gazogène produit un mouvement la-
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téral des orifices d'évacuation des cendres relativement à la couche de cendres, en produisant ainsi l'effet d'un mouvement ho- rizontal d'oscillation d'un élément de grille. L'excentricité du bord extérieur de certaines des plaques par rapport à la paroi du gazogène produit l'effet d'un mouvement latéral des plaques elles-mêmes, en outre de leur mouvement de rotation.
Cette excen- trioité du bord extérieur des plaques produit une action de découpage en tranches par les plaques sur les maohefers, qui tom- bent entre les bords extérieurs des plaques et la paroi du ga- zogène, Pour aider à cette action de découpage ou de broyage des machefers, l'anneau ou couronne 81 présente une construction solide.
Il est à remarquer que chaque plaque présente une forme annulaire et que certaines des plaques.,telles que 82 et 86, sont des anneaux d'une largeur variable, qui va en augmentant sur 180 et en diminuant de la même manière sur les 1800 restants de leur circonférence. L'excentricité de toutes les plaques est dirigée dans le même sens radial.
Le degré de recouvrement d'une plaque, par rapport à l'ouverture centrale de la plaque située immédiatement par des- sous, est déterminé d'après le meilleur angle d'écoulement des cendres dans chaque cas. Il a été constaté que pour un gazogène brûlant du combustible de petites dimensions, un recouvrement égal à une fois et demie l'écartement vertical entre les plaques, donnant un angle d'écoulement inférieur à 45 , produit des résul- tats satisfaisants.
Les éléments de la grille, autres que le chapeau 91, ont été décrits comme étant des plaques, qui sont représentées comme ayant une forme plane. Les pièces planes sont d'une construction moins couteuse qu'une plaque légèrement éouantée, par exemple, et donnent des résultats satisfaisants en serviee. Le terme "plaque" est employé pour désigner tout élément de grille sensi- blement plan, remplissant le rôle de supporter le lit de oombus- tible et de permettre aux cendres de se déplacer vers l'ouvertu-
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re centrale d'évacuation.
On comprendra que, bien que la grille représentée soit animée d'un mouvement de rotation, le lit de combustible, présen- tant une certaine hauteur, ne se déplace pas avec cette grille. Il en résulte qu'il arrive parfois que la combustion progresse à une , vitesse plus grande que la vitesse normale dans certaines parties du lit de combustible, par exemple dans la partie située directe- ment en-dessous de l'orifice de,sortie des gaz.
Une telle combus- tion non uniforme tend à créer une masse plus grande de censés dans ces parties et à détruire l'uniformité du lit de combusti- ble, bien que cette action soit combattue à un certain degré par la variation automatique de la quantité de combustible distribuée par les différents couloirs d'alimentation 30. Tour éviter des inconvénients quelconques de ce genre résultant d'un lit de com- bustible immobile, et aussi pour maintenir les cendres libres de se 'déplacer, il est prévu des bras'agitateurs 92.
Chaque bras est fixé à l'une des plaques de la grille, comme représenté sur les figs.10 et 11 ; legrand axe des parties verticales et de l'em- base 93 de ces bras est disposé suivant un cercle concentrique à la paroi du gazogène, ou situé sensiblement suivant la ligne de déplacement de- ces bras. Ces bras agitateurs ont par conséquent pour résultat de se frayer un chemin à travers la couche de cen- dres, en déplaçant en avant d'eux un peu de cendres; l'effort principal s'exerce dans un plan passant par les boulons d'assem- blage sur la ligne de déplaoement des bras. Les bras par consé- quent ne prennent pas de jeu et ne se plient pas eri un temps si court que cela rendrait leur usage impossible en pratique.
Si ces bras se plient à la longue, il n'est pas nécessaire de les rem- placer, mais simplement de renverser leur position, et leur utili- sation ultérieure les ramène dans une position verticale.
Si le mouvement de rotation de la grille tend à faire tourner le lit de combustible et de cendres, comme cela peut arri- ver dans des gazogènes de grandes dimensions, il peut être prévu des,bras radiaux, s'étendant dans le lit de combustible ou de cen-
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dres à partir de la paroi de la cambre de combustion. Ces bras peuvent être montés suivant le même principe que les bras agi- tateurs s'étendant dans le lit de combustible et de cendres à partir de la grille, c'est à dire que ces bras sont reliés par une embase au moyen de boulons d'assemblage situés de part et dtautre du bras suivant la ligne de l'effort principal de fle- xion. Lorsque le bras est plié, on peut renverser sa position pour permettre de prolonger sa durée.
La caractéristique commune à ces bras et aux bras agitateurs réside en ce que les organes de fixation de ces bras se trouvent de part et dtautre de cha- que bras suivant la ligne du déplacement relatif entre le bras et le lit de combustible dans lequel s'étend celui-ci.
Il a été question plus haut du conduit 78, débouchant à l'intérieur du montait creux 70. Ce conduit sert à introduire le lubrifiant dans les paliers, l'eau de refroidissement dans le montant 70, ainsi que l'eau pour arroser les cendres',, De l'eau peut être distribuée de façon continue à travers le conduit 78 pour remplir le montant 70 et déborder à la partie supérieure du montant, s'écouler vers le bas le long des paliers 72 et 73, et sortir par le jeu ménagé entre l'extrémité inférieure de la bride 76 et l'embase 77 du montant. L'eau ainsi amenée tombe sur les cendres dans le réservoir collecteur situé par dessous, où elle sert à refroidir les cendres et à faire déposer les pous- sières y contenues.
Il a été constaté qu'une faible quantité d' huile, introduite dans le conduit à des intervalles de plusieurs heures ou même une fois par jour, est entrainée par l'eau vers les paliers et lubrifie ceux-ci de façon satisfaisante.
Le mécanisme de commande du mouvement de la grille va maintenant être décrit, Sur la face inférieure de la plaque 82 et près de son bord extérieur est taillée une crémaillère ciron- laire 95. Un cliquet 96 est monté librement et excentriquement sur un arbre 97, s'étendant radialement à travers la paroi 98 de la chambre renfermant la grille. Un contrepoids 99, monté sur le prolongement du cliquet, du coté opposé à l'arbre 97, repousse le
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cliquet 96 contre la crémaillère. Lorsque l'arbre 97 est animé d'un mouvement de rotation, il produit un mouvement d'oscilla- tion du cliquet 96 tangentiellement à la crémaillère. Chaque course avant dans ce mouvement d'oscillation fait avancer la ' crémaillère d'une ou plusieurs dents, suivant le cas.
Marbre 97, supportant le cliquet (fig.ll), est animé d'un mouvement intermittent de rotation par une commande à roue à roohet et cliquet à partir d'un moteur électrique 100, par l'intermédiaire d'un réducteur de vitesse 101. Sur l'extrémité extérieure de l'arbre 97 et extérieurement à la paroi 98 de la 'boîte de la grille est disposée une roue à rochet 102 (figs.ll et 13). 'Une console 103, en forme d'étrier, fixée au gazogène, sert de palier pour l'arbre 97 et supporte également un bras oscillant 104, sur lequel est articulé un cliquet 105. Le bras 104 reçoit un mouvement oscillant par une bielle 106, animée d'un mouvement de va-et-vient par le moteur 100, auquel elle est reliée.
La bielle 106 peut être reliée au bras oscillant 104 en différents points de celui-ci, pour communiquer une oourse de longueur différente au cliquet 105. On obtient ainsi un mécanis- me de commande à vitesse variable.
On peut faire varier la longueur effective de la cour- se du cliquet 105 au moyen du mécanisme représenté sur la fig.13.
Une plaque 107 est montée sur la console 103, de façon à être tangente à une extrémité à la roue à rochet 102. Cette plaque est de position réglable sur la console 103, et on peut par suite faire varier son degré de recouvrement sur la roue 102. Si l'on suppose que, pour la liaison entre la bielle 106 et le bras 104 telle que représentée sur la fil.13,, l'angle d'oscillation du bras 104 est celui indiqué par les lignes en traits interrompus sur la fig.13, il est évident que la plaque 107 se trouve dans les limites de déplacement du cliquet 105.
Lorsque le cliquet se déplace vers la droite (fig.13) dans sa course de commande, il glisse sur la plaque 107 sur une certaine distance et ensuite seulement, arrivé à l'extrémité de cette plaque, il vient en
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prise avec une dent de la roue 102 et fait tourner la roue pen- dant le reste de sa course. On peut, de cette manière, faire varier la longueur effective de la course du cliquet 105, dont la longueur de course totale est déterminée par la position de l'extrémité de la bielle 106 sur le bras 104. Le cliquet 105 ' est maintenu élastiquement contre la roue 102 par un ressort 108, attaché à la queue du cliquet et au bras 104, à ses deux extrémités.
Sur le coté opposé de la console 103 sont disposées des butées 109, empêchant un renversement du sens de rotation de la roue 102. Les extrémités de ces butées glissent sur la roue à roohet et sont écartées d'une distance inférieure au pas des dents de la roue à rochet. Il est par conséquent impos- sibl de faire tourner la roue 102 en arrière d'une distance égale à une dent, comme cela serait possible s'il n'était prévu qu'une seule butée.
Le fonctionnement est en résuma le suivant. Lorsqu'on fait tourner ensemble les plaques 82, 86 , 89 de la grille, leurs bords découpent en tranches la couche de cendres, en coupant ou broyant les mâchefers et en amenant de façon générale les cen- dres dans une condition propre à permettre leur écoulement. Les ouvertures ménagées dans les plaques, étant excentrées par rap- port à la paroi de la chambre de la grille, se présentent succes- sivement en différents endroits dans le lit de combustible dans leurs trajets respectifs. On peut se rendre compte de cette ac- tion en examinant en particulier, sur la fig.10, une plaque telle que 86. Le côté droit de cette plaque supporte une certaine quantité de cendres.
Lorsque la grille a tourné de 180 , le côté étroit de la plaque 86 est amené à droite , et son bord intérieur est situé plus loin à droite que ne l'était le bord intérieur de la partie plus large, à cause de l'excentricité. Comme le mon- trent les lignes en traits interrompus représentant les diffé- rentes positions d'un point sur le bord intérieur de la plaque, cette partie étroite de la plaque ne supporte pas la même quan-
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tité de cendres que le faisait la partie large de la plaque.
Les cendres tombent par conséquent dans le collecteur conique 110, d'où elles peuvent être évacuées'par la porte 111. Lorsque les cendres tombent au-delà du bord intérieur de la plaque, une plus grande quantité de cendres se déplace horizontalement sur la plaque vers ce 'bord intérieur. Il se produit par suite une évacuation de cendres en tous les points autour du cercle par- couru par le bord intérieur de chaque plaque et à partir de la zone située extérieurement à ce cercle. Chaque plaque effectue par conséquent l'évacuation des cendres à partir d'une certaine région du lit de combustible.
Par la construction de grille décrite ci-dessus, les cendres sont évacuées sans qu'il soit récessaire d'ouvrir des portes pour les extraire. Aucun joint hydraulique n'est néces- saire. Il est possible, avec cette grille, d'utiliser un vent soufflé à une! pression plus élevée qu'avec les constructions connues, qui exigent un joint hydraulique ou rendent nécessaire l'ouverture fréquente de portes dans la fosse à cendres pour évacuer le s,cendres de la grille. Il est à remarquer que la grille supporte la totalité du lit de combustible et qu'il n'y a pas de joint hydraulique. Les cendres se déplacent vers le bas et vers l'intérieur entre les plaques pour être déchargées dans la partie centrale au lieu de l'entra sur le côté' du gazo- gène .
Ceci distinguo la construction suivant l'invention des constructions comportant un joint hydraulique et un dispositif central, parfois rotatif, à travers lequel de l'air ou du gaz est introduit, mais à travers lequel on ne dédire pas évacuer les cendres.
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EMI1.1
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GAZOGEN
The present invention relates to gasifiers and relates to an apparatus for supplying fuel to the combustion chamber and for removing ash therefrom, while allowing the introduction of gas to this chamber. This device is automatic to such a degree that a little attention and almost no work is required to keep it running continuously. The fuel is distributed at intervals from a storage hopper, located above the gasifier, to a supply hopper, which is disposed just below the storage hopper and which is in normal time. - poorly isolated from it. However, a device is provided to put it in communication with the storage hopper by opening a register.
From the feed hopper, one or more tubular conduits or passageways lead to the combustion chamber of the gasifier itself and distribute fuel to it continuously, so that the fuel supply in the combustion chamber is automatically renewed and maintained at a constant and uniform level as the lower part of the fuel bed is burned and as
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the ashes are evacuated.
The discharge of ash from the combustion chamber is effected by a rotating grate, which has a solid support surface for the fuel, but produces a permanent discharge of the ash at a number of points distributed over the extent of the combustion chamber. fuel bed; this grid is composed of superimposed flat annular plates, of dimensions gradually decreasing from the bottom to the top, in the case of the plates being joined together in an eccentric arrangement and being located at a certain distance from each other in the direction vertical.
The ash discharge mode is characterized in that it is done inwards and downwards in a dry pit, unlike the usual mode of unloading which is done by the sides in a pit filled with water, - in that it occurs at a number of points distributed over the extent of the fuel bed, and in that it is automatic and continuous.
A preferred embodiment of a gasifier, constructed in accordance with the invention, is described in detail hereinafter and is shown in the accompanying drawings, but it will of course be understood that one can without depart from the principle of the invention, make a large number of modifications to the particular construction of this gasifier.
Fig. 1 is an elevational view of a gasifier constructed in accordance with the invention.
Fig. 2 is a vertical sectional view of the upper part of this bleak gasifier, this view showing the upper end of the combustion chamber, the fuel feed passages, the feed hopper, the hopper storage, and the device for controlling the flow of fuel.
Fig. 3 is a horizontal sectional view taken along line 3-3 of Fig. 2
Fig. 4 is a similar view, in horizontal section along line 4-4 of Fig. 2, but with the partition, between the fuel feed hopper and the storage hopper,
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cut out to show the registers located below on the upper ends of the fuel supply corridors.
Figures S, 6 and 7 are horizontal sectional views taken along line 5-5 of Figure 1, showing three different positions of the registers for controlling the flow of fuel.
Fig. 8 is a vertical sectional view on an enlarged scale of the distribution end of one of the fuel supply lanes shown in Fig. 2.
Fig. 9 is a plan view, on an enlarged scale. from this end of a fuel supply corridor.
Fig. 10 is a vertical sectional view through the lower part of the gasifier, showing the grille.
Fig.ll is a plan view of the grille and its operating mechanism.
Fig.12 is a view, on an enlarged scale, of the eccentrically mounted pawl, which acts on a toothed wheel on the underside of the grid, to make it turn.
Fig. 13 is a view, on an enlarged scale, of the roohet and pawl wheel control mechanism, arranged outside the gasifier, to transform the rotational movement of the control motor into an intermittent rotational movement, at speed reduced, of the shaft which actuates the pawl shown in figure 12.
In the embodiment shown, the gasifier proper comprises a steel casing, 15, with a water circulation jacket, at the lower part of which is arranged a grid 16, serving to support a fuel bed 17. , relatively tall. A gas collecting chamber 18 is formed between the upper wall 19 of the gasifier and the upper part of the fuel bed, by virtue of the arrangement of the fuel supply corridors, described below; in this ohambre 18 opens the gas outlet 20, formed in the upper wall 19 of the gasifier (fig.3). A raooord in T,
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21, connects this orifice (fig.1) to the gas intake pipe 22, controlled by the valve 23, as well as to the chimney 24; controlled by valve 25.
It will be understood that, under normal operating conditions, the chimney 24 is closed and the gas intake pipe 22 is open.
Although an exhaust fan can be fitted to the gas intake line 22 for supplying gas from the gasifier to its place of use under the desired pressure, the construction as described hereinafter makes the use of the gasifier practical. back drafting through the bed of fuel in the gasifier, thereby producing the accumulation of pressurized gas in chamber 18 and its automatic passage through the gas intake line 22 to its location of use. An automatic draft-by-discharge control device (not shown) can be used to keep the gas pressure constant in the gas intake line 22.
The fuel supply, in gasifiers of this general type, is usually replenished by small loads introduced intermittently, several times per hour, by means of hand-operated loading devices, or by feeding devices. or mechanically operated distributors. These gentle modes of fuel loading are unsatisfactory because of the expense they entail. Both do not ensure the horizontality of the upper part, nor a constant height of the fuel bed. Both produce a large amount of dust in the gas collecting chamber 18, with the result that the dust is carried into the gas intake line by the gas from the gasifier.
Neither one nor. the other does not allow the height of the fuel bed to be varied easily and automatically. Mechanically operated distributors or feeders are subject to rapid wear, with the resulting leaks, and require frequent repair.
The present invention provides a fuel supply for the gasifier which is not only continuous, but not only continuous.
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also quiet and dust-free, which keeps the fuel bed level at its top and of uniform height even if the fuel burns faster in one part than in another, and can be easily varied to change the height fuel bed on the grate.
The apparatus shown comprises a feed hopper 26 (fig. 2), which is separated, by a partition 27 and a register 28, from the open storage hopper, 29, disposed above and to which coal is supplied by conveyor A. The feed hopper and the storage hopper are both supported on the gasifier by several tubular columns 30, four of which are shown; we can however vary their number, as desired; only a single column can be used, but preferably more than one is provided. These tubular columns 30 constitute feed passages which, at their lower end, are constantly open towards the combustion chamber of the gasifier, 15.
At the upper ends of the feed passages 30 are arranged registers 31, 32, 33, 34, by which they can be isolated from the hopper 26. Under the operating conditions of the gasifier, the registers 31, 32, 33 , 34 are open and allow fuel to flow downward by gravity through the feed passages into the gasifier as fuel is burned therein, while the damper 28 of the storage hopper 29 is closed, to close the supply hopper 26 and thus prevent the escape of gases into the atmosphere.
When the supply of fuel in the feed hopper 26 has diminished to such an extent that it requires its filling from the storage hopper 29, the registers 31, 32, 33, 34 of the feed passages are closed. 30, to isolate the gasifier from the feed hopper 26, while the register 28 is opened to admit into this feed hopper a new supply of fuel from
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the storage hopper 29.
The dimensions of the feed hopper 26 will vary to suit the needs of the gasifier. It is, however, good in practice to give it such dimensions that it contains a sufficient supply of fuel to feed the gasifier for an extended period of time, for example for a full day of work, or for several days, so that the fuel supply to the gasifier will require attention only at infrequent intervals.
It is evident that when the feed hopper is isolated from the lanes 30 by closing the registers 31, 32, 33, 34, a sufficient supply of fuel remains in the lanes to continue feeding the gasifier during the period. 1 filling the feed hopper from the storage hopper 29, without in any way interrupting the operation of the gasifier. A continuous supply of the gasifier is thus ensured.
It is further evident that the supply of fuel to the gasifier is not only continuous, but silent, that is to say that the supply takes place in an uninterrupted and slow current, as opposed to the usual intermittent supply. , carried out by separate charges. The fines and dust contained in the fuel are thus largely trapped in the uninterrupted flow of fuel and are not released or scattered in the hot gas stream and are not carried by the latter into the con- gas pickup 22.
Furthermore, the feed through each of the lanes 30 is independent and takes place automatically in accordance with the needs of the fuel bed below each lane. therefore, if the fuel bed is burned more quickly in one zone than in another, the feed, through the corridor which serves this zone of the fuel bed, is faster than the feed from the other corridors, and the fuel bed is thus kept horizontal at its upper part
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and of a substantially uniform height despite non-uniform combustion.
To automatically obtain a horizontal fuel bed at its upper part, the lower end or the distribution end of each feed passage has a shape suitable for distributing the fuel properly. The feed distributed at a certain distance from each other at the upper part of the gasifier significantly improves the conditions compared to the usual single central feed, it was found by the inventor that in a gasifier having a inner diameter of 2 to 3 meters, provided with four feed lanes, the level of.
fuel in the gasifier, at the top of it, - even with an uninterrupted current supply, - varies from 30 to 40 centimeters, that is to say that the height of the cones, which form below of the distribution orifices of the various supply corridors, is 30 to 40 centimeters.
This condition is notably improved if the distribution ends of these corridors are fitted with distributor nozzles, as shown in fig. 3, at 35. These distributors have lateral connections abc, which are directed towards remote parts of the fuel bed. the axis of the feeder corridors. These connections open laterally with respect to the supply corridor above the lower part of the latter, so that the fuel passing through it reaches its natural landslide slope at a point located further from the axis. vertical of the feed passage as the fuel escapes from the lower edge of the nozzle.
This results in a state much closer to a uniform level over the entire extent of the fuel bed on the grate than is otherwise the case, and a more uniform draft through the fuel bed is thus ensured. .
The dispensing nozzles 35, although forming extensions of the supply passages 30, are preferably included.
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dependent on these, as shown in fig. 8, and can be raised or lowered to bring the upper level of the fuel bed to a greater or lesser distance below the upper wall 19 of the chamber gasifier, and thus provide a fuel bed of a greater or lesser height and a correspondingly smaller or larger collecting chamber 18 for the gas from the gasifier.
Due to the height of the fuel bed, it has been found by the inventor that the temperature in the gas collecting chamber 18 is not high enough, under ordinary conditions, to deteriorate the unprotected metal nozzles, in particular due to the fact that the latter are constantly cooled, not only by the flow of fresh fuel through them, but also by the water circulation chamber of the upper wall of the gasifier, through which the gases pass. upper parts of the dispensing nozzles. However, if desired, these nozzles can be cooled by circulating water, or can be made cool.
Any suitable device may be employed in order to be able to adjust the position of these nozzles in the vertical direction with respect to the feed passages 30, for example a lifting rod 35a and locking screws 35b.
It is essential, in order to obtain safe operation of the power supply device, to provide a device to prevent simultaneous opening of register 28, on the one hand, and registers 31, 32, 33, 34, on the one hand. on the other hand, which would allow the gasifier gas to escape through the storage hopper 29.
For this purpose, a series of sectors 36, 37, 38, 39 is provided, fixed to shafts 40, 41, 42, 43, by which the various registers 31, 32, 33, 34 are actuated, these sectors cooperating. with sectors 44, 45, 46, 47, mounted on the shaft 48 by which the register 28 is actuated.
In fig. 4, all these registers are represented in
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the closed position, and in fig.5 the sectors, interlocking with each other, are shown in the position which they occupy when the registers are in this position.
It will be clearly seen, by examining this figure, that, when the parts are in this position, the register 28 can be brought into the open position (fig. 6) to allow reloading of the feed hopper. 26 from the storage hopper 29, but that, when the register 28 has thus been opened, it is impossible to open the registers 31,32,33,34 of the supply lanes 30, because the corresponding sectors 36,37 , 38,39 are then stopped by the sectors 44,45,46,47 on the shaft 48 of the register 28 (fig.6).
It will also be clearly seen that when the register 28 has been closed again, it is possible to open one or all of the registers 31,32,33,34 of the corridors 30 (fig. 7), but that when all or any of these have been opened, then it is impossible to open register 28, because one or all of its sectors 44,45, 46, 47 is or are stopped by one or the all of the sectors 36, 37, 38,39 fixed on the shafts 40,41, 42,43 of the registers of the supply lanes (see fig. 7).
By employing sectors of this type interlocking with each other, it is necessary, in order to maintain these sectors in the relative cooperative position, to provide some suitable device for limiting the angular displacement of the parts. To this end, it is preva. stop studs 49, 50, 51, 52 (fig. 4), which cooperate with the registers of the feed passages 30 to limit their travel, as well as a stop stud 53 cooperating with the register 28 of the storage hopper 29 to limit its travel in one direction.
A suitable limit of the stroke of the various registers in the opposite direction is ensured by the operating handles 54,55,56,57 of the various shafts 40,41, 42, 43 of the registers of the feed lanes , these handles being placed on the various shafts in such a way that, in the closed position of the registers,
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these handles are stopped by the different corridors 30. A stop pin 58 stops the register 28 of the storage hopper in the open position.
Such a reciprocal interlocking device for the registers makes it impossible to open the storage hopper closing register 28 when any one of the supply aisle registers 30 is open, while it is in operation. It is possible, when the register 28 of the storage hopper is closed, to open any or all of the registers of the feed lanes 30, either completely or partially, as may be desired.
The invention is obviously not limited to this particular device for reciprocating the registers, but it has been observed by the inventor that it is efficient and simple and is not liable to be disturbed. ' Note that the engagement sectors on the different shafts are all placed near and below the feed hopper 26, while the operating handles are placed near the lower ends of the different shafts. rents trees, in a position where they are easily accessible for a supervisor standing on the platform 59 on the upper wall 19 of the gasifier.
In addition to the operating handles, it is preferable to extend the lower ends of the various operating shafts below the console 60, forming bearings in which the various shafts are journaled, and to give these lower ends shafts a shape allowing them to be actuated by a crank or a maneuvering bar 65 (fig.l), which can be threaded onto the projecting lower ends 61 of the various shafts.
Any suitable device may be employed for filling the storage hopper 29, for example a bucket conveyor A, shown schematically in Fig. 1, and supported at its upper end by a bracket fixed to the storage hopper. . A roof or similar shelter 64 may be attached to the feed hopper to protect the operator located
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on platform 59.
From a construction point of view, it will be noted that only one foundation is needed to support the gasifier, the feed hopper, the storage hopper and the roof, especially since the feed and storage hoppers are supported through the feed passages 30 by the gasifier itself, and that the roof 64 is in turn carried by the feed hopper. It should also be noted that any gas leak that may occur takes place well above the work platform for the operator, i.e. the joints between the top wall of the gas generator and the The feed passages 30 can be easily closed from ethylene material and, since there are no moving parts in this location, no gas leakage can occur in this region.
Leaks, which could result from a lack of tightness of the register 28, occur even well above the roof 64, and a resulting gas leak through the storage hopper 29 will not cause any inconvenience to the liner. 'operator. It should also be noted that the register 28, placed as it is above the partition 27 which closes the upper part of the feed hopper 26, is easily accessible for repairs when the hopper drains. Storage 29 is empty. It should also be observed that this register 28 is held on its seat by the weight of the fuel stored in the hopper 29, which helps to keep the register 28 closed in a sealed manner.
It will also be noted that the location of all the registers, either in the feed hopper 26, or in the storage hopper 29, in a place well away above the gasifier itself, ensures the maintenance of. these parts in a cold state, and eliminates the danger of leaks due to expansions.
The grate (see fig. 10) is mounted below the gasifier combustion chamber on a hollow vertical upright 70, which is supported on steel cross beams
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71, constituting the lower support frame of the gasifier. The upright 70 comprises upper 72 and lower 73 bushings, which constitute bearings for a cylindrical sleeve or hub 74, to which the grid is fixed. A thrust bearing 75 at the lower end of the post 70 supports the hub 74 and is protected by the flanged end 76 of the hub; a certain clearance is provided between this flange and the base 77 of the upright 70.
This base 77 is pierced with a channel 78 to allow the introduction of lubricant or cooling water. At its upper part, the hub 74 is protected by a cap, to prevent the entry of ashes inside the upright 70 and into the bearings.
The grid itself is formed by radial consoles 79, fixed to the rotary hub 74, and by grid elements, fixed to these consoles / The hub preferably has a hexagonal outer shape, so that six consoles can be provided. . These consoles 79 support a series of annular plates, arranged at a certain distance from each other in the vertical direction, as well as a cap, these plates and this cap constituting a support surface for the fuel bed in ignition. Each console is cut in steps, so as to present at its periphery a horizontal rim 80, at a level slightly lower than that of the ring or crown 81, which constitutes the lower edge of the wall of the combustion chamber. .
The first plate of the grate rests on the horizontal edges 80 of the consoles 79, which constitute a first stage. This plate 82 is circular and has an outer diameter slightly greater than that of the combustion chamber, so that its outer edge is located below and near the crown 81. This plate 82 is flat and has a circular central opening 83, eccentric with respect to its outer edge.
The rising part 84 of the step on each console
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passes through this opening 83 and, a little above the level of the plate 82, has a horizontal rim 85, which extends radially beyond the rising part 84 outwards.
The second plate 86 of the grid rests on the different edges 85, which constitute a second stage, located at a certain distance, in the radial direction and in the axial direction, from the stage formed by the horizontal edges 80. This plate 86 is circular and its outer diameter is such that its outer edge overlaps the edge of the central opening or inner edge of the first plate 82. Its center is located directly above the center of the eccentric circular opening 83 of the first plate 82, so that the overlap is the same at all points.
This plate 86, like the plate 82, has a central opening 87, eccentric with respect to its outer edge On each console 79, radially and on the inside with respect to the rim 85, is disposed a vertical spacer 88 , having a flat top surface. The various surfaces, thus formed on the consoles, constitute a third stage and support a third circular plate 89, the outer edge of which is located concentrically to, but extends radially beyond the opening 87 of the plate 86 located by below her; in other words, this plate 89 has a diameter such that its outer edge covers the inner edge of the plate 86 located immediately below.
This plate 89 has a central opening 90, arranged concentrically at its outer edge; this opening is covered by a conical hat
91, having an outer diameter greater than that of the opening 90, so that its outer edge covers the inner edge of the plate 89. This conical cap 91 is supported by the plate 89 by means of vertical ears . The top of the cone is located directly above the center of plate 89 and its opening, 90.
It is obvious that the central opening 90 of the third plate 89 could be disposed eccentrically with respect to
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port at the outer edge of this plate. In this case, the oonic cap 91 would be disposed eccentrically with respect to the plate 89, given that it must be concentric with the cover 90 in order to ensure a uniform covering thereof. The top of the cone 91 could be disposed eccentrically with respect to its outer twist, or else, if desired, a cap could be used having a shape other than a conical shape. Preferably, however, a convex shaped bonnet should be employed, since the convexity prevents the accumulation of ash on its upper surface.
It is, however, not necessary to further provide for the eccentricity which would be produced by the proposed change in the construction of the plate 90, and the construction as shown is preferably employed for gazogres of usual dimensions, for example. for gasifiers with a diameter of approximately 2 to 3 meters.
It is also clear that the plate 89 could be concentric with the plate 86, the opening 90 in this case being concentric with the outer edge of the plate 89. This is possible, since the plate 89, even if it is. concentric with the plate 86, would be eccentric with respect to the wall of the gasoline. It is possible to report numerous other modifications in the relations of the plates or elements of the grid, without departing from the principle of the invention. The embodiments mentioned are given for information only.
An important factor in ensuring uniform ash removal and preventing loss of unburned fuel is the uniform coverage of any plate with respect to the inner edge or edge of the central opening of the plate located directly at the bottom. - below that considered; this arrangement is obtained by the concentricity of the outer edge of each plate (with the exception of the lower plate) with respect to the opening of the plate located immediately below.
The eccentricity of all the central plate openings with respect to the wall of the gasifier produces a la-
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side of the ash discharge ports relative to the ash layer, thereby producing the effect of a horizontal oscillating movement of a grate element. The eccentricity of the outer edge of some of the plates relative to the wall of the gasifier produces the effect of a lateral movement of the plates themselves, in addition to their rotational movement.
This eccentricity of the outer edge of the plates produces a slicing action by the plates on the maohefers, which fall between the outer edges of the plates and the wall of the gasifier, To aid in this slicing or cutting action. grinding slag, the ring or crown 81 has a solid construction.
It should be noted that each plate has an annular shape and that some of the plates, such as 82 and 86, are rings of varying width, which increases over 180 and decreases in the same way over the remaining 1800. of their circumference. The eccentricity of all the plates is directed in the same radial direction.
The degree of coverage of a slab, relative to the central opening of the slab immediately below, is determined from the best ash flow angle in each case. It has been found that for a gasifier burning fuel of small dimensions, an overlap equal to one and a half times the vertical spacing between the plates, giving a flow angle of less than 45, produces satisfactory results.
The elements of the grid, other than the cap 91, have been described as being plates, which are shown as having a planar shape. The flat pieces are of less expensive construction than a slightly crushed plate, for example, and give satisfactory results in service. The term "plate" is used to denote any substantially planar grate element, fulfilling the role of supporting the fuel bed and allowing the ash to move towards the opening.
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re central evacuation.
It will be understood that, although the grid shown is driven by a rotational movement, the fuel bed, having a certain height, does not move with this grid. As a result, it sometimes happens that the combustion proceeds at a speed greater than the normal speed in certain parts of the fuel bed, for example in the part situated directly below the outlet of the fuel. gas.
Such non-uniform combustion tends to create a greater mass of strands in these parts and to destroy the uniformity of the fuel bed, although this action is counteracted to some degree by the automatic variation of the amount of fuel. fuel distributed by the various feed passages 30. In order to avoid any such inconveniences resulting from a stationary fuel bed, and also to keep the ash free to move, agitator arms 92 are provided. .
Each arm is fixed to one of the plates of the grid, as shown in figs.10 and 11; the major axis of the vertical parts and of the base 93 of these arms is arranged in a circle concentric with the wall of the gasifier, or located substantially along the line of displacement of these arms. These agitator arms therefore have the result of making their way through the ash bed, moving some ash in front of them; the main force is exerted in a plane passing through the assembly bolts on the line of displacement of the arms. The arms therefore do not take play and do not bend in such a short time as to make their use impossible in practice.
If these arms bend over time, it is not necessary to replace them, but simply to reverse their position, and their subsequent use brings them back to an upright position.
If the rotational movement of the grate tends to rotate the bed of fuel and ash, as can happen in large gas generators, radial arms extending into the bed of fuel may be provided. or cent
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dres from the wall of the combustion camber. These arms can be mounted according to the same principle as the agitator arms extending into the bed of fuel and ash from the grate, ie these arms are connected by a base by means of bolts d. assembly located on either side of the arm along the line of the main bending force. When the arm is bent, you can reverse its position to extend its duration.
The characteristic common to these arms and to the agitator arms resides in that the fasteners of these arms are located on either side of each arm along the line of relative displacement between the arm and the fuel bed in which it s'. extends this one.
Conduit 78 was discussed above, opening inside the hollow mount 70. This conduit is used to introduce the lubricant into the bearings, the cooling water into the post 70, as well as the water for spraying the ashes. ',, Water may be continuously distributed through conduit 78 to fill post 70 and overflow at the top of the post, flow downward along landings 72 and 73, and exit through the post. clearance between the lower end of the flange 76 and the base 77 of the upright. The water thus supplied falls on the ashes in the collecting tank located below, where it is used to cool the ashes and to deposit the dust contained therein.
It has been found that a small amount of oil, introduced into the conduit at intervals of several hours or even once a day, is carried by the water towards the bearings and lubricates them satisfactorily.
The mechanism for controlling the movement of the gate will now be described. On the underside of the plate 82 and near its outer edge is cut a circular rack 95. A pawl 96 is mounted freely and eccentrically on a shaft 97, extending radially through the wall 98 of the chamber enclosing the grid. A counterweight 99, mounted on the extension of the pawl, on the side opposite to the shaft 97, pushes the
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pawl 96 against the rack. When the shaft 97 is rotated, it produces an oscillating movement of the pawl 96 tangentially to the rack. Each forward stroke in this oscillating motion advances the rack by one or more teeth, as the case may be.
Marble 97, supporting the pawl (fig.ll), is driven by an intermittent rotational movement by a roohet and pawl wheel control from an electric motor 100, via a speed reducer 101 On the outer end of the shaft 97 and externally to the wall 98 of the grid box is a ratchet wheel 102 (Figs. 11 and 13). A bracket 103, in the form of a stirrup, fixed to the gasifier, serves as a bearing for the shaft 97 and also supports an oscillating arm 104, on which is articulated a pawl 105. The arm 104 receives an oscillating movement by a connecting rod 106 , driven in a back and forth movement by the motor 100, to which it is connected.
The connecting rod 106 can be connected to the oscillating arm 104 at different points thereof, to impart an oourse of different length to the pawl 105. A variable speed control mechanism is thus obtained.
The effective length of the stroke of the pawl 105 can be varied by means of the mechanism shown in Fig. 13.
A plate 107 is mounted on the console 103, so as to be tangent at one end to the ratchet wheel 102. This plate is of adjustable position on the console 103, and its degree of overlap on the wheel can therefore be varied. 102. Assuming that, for the connection between the connecting rod 106 and the arm 104 as shown on the wire. 13 ,, the angle of oscillation of the arm 104 is that indicated by the dotted lines on the fig.13, it is obvious that the plate 107 is within the limits of movement of the pawl 105.
When the pawl moves to the right (fig. 13) in its control stroke, it slides on the plate 107 for a certain distance and only then, arrived at the end of this plate, it comes in
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gripped with a tooth of wheel 102 and spins the wheel the remainder of its travel. One can, in this way, vary the effective length of the stroke of the pawl 105, the total stroke length of which is determined by the position of the end of the connecting rod 106 on the arm 104. The pawl 105 'is resiliently held. against the wheel 102 by a spring 108, attached to the tail of the pawl and to the arm 104, at both ends.
On the opposite side of the console 103 are arranged stops 109, preventing a reversal of the direction of rotation of the wheel 102. The ends of these stops slide on the roohet wheel and are spaced a distance less than the pitch of the teeth of the ratchet wheel. It is therefore impossible to rotate wheel 102 back a distance equal to one tooth, as would be possible if only one stop was provided.
The operation is summarized as follows. When the plates 82, 86, 89 of the grate are rotated together, their edges slice the layer of ash, cutting or crushing the bottom ash and generally bringing the ashes in a condition suitable for allowing their flow. The openings formed in the plates, being eccentric with respect to the wall of the chamber of the grate, occur successively at different places in the fuel bed in their respective paths. This action can be seen by examining in particular, in fig. 10, a plate such as 86. The right side of this plate supports a certain quantity of ash.
When the grid has rotated 180, the narrow side of plate 86 is brought to the right, and its inside edge is located further to the right than the inside edge of the wider portion was, because of the eccentricity. . As shown by the dashed lines representing the different positions of a point on the inner edge of the plate, this narrow part of the plate does not support the same amount.
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the large part of the plate was ashes.
The ash therefore falls into the conical collector 110, where it can be discharged through door 111. As the ash falls beyond the inner edge of the plate, more of the ash moves horizontally on the plate. towards this' inner edge. As a result, ash is evacuated at all points around the circle running through the inner edge of each plate and from the area outside this circle. Each plate therefore performs the discharge of ash from a certain region of the fuel bed.
By the grate construction described above, the ashes are removed without having to open doors to extract them. No hydraulic seal is required. It is possible, with this grid, to use a wind blown to one! higher pressure than with known constructions, which require a hydraulic seal or make it necessary to open doors frequently in the ash pit to remove the ash from the grate. It should be noted that the grid supports the entire fuel bed and that there is no hydraulic seal. The ash moves downward and inward between the plates to be discharged into the central part instead of entering on the side of the gasoline.
This distinguishes the construction according to the invention from constructions comprising a hydraulic seal and a central device, sometimes rotating, through which air or gas is introduced, but through which it is not necessary to evacuate the ashes.
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