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Perfectionnements aux procédés (le production de gaz d'huile lourde,,
La présente demande de brevet a pour objet des per- fectionnements au prooéd de production de gaz d'huile lourde qui consiste essentiellement à effectuer la combustion par- tielle de l'huile avec un mélange surchauffe d'air et de va-
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@ peur d'eau.
Le procédé, tel qu'il a été antérieurement dé- crit par le Demandeur, consiste à pulvériser l'huile, au moyen de l'air surchauffe mélangé de vapeur d'eau, dans une chambre isolée thermiquement et dans laquelle a lieu la combustion partielle , les produits de cette combustion pouvant ensuite circuler sur un catalyseur qui rend plus complète la gazéification de l'huile.
Selon la présente demande,. on/amélicrs no- tablement le fonctionnement du. procédé en plaçant un creuset à l'intérieur de la chambre de combustion, en face du pul- vérisateur d'huile à une distance appropriée de celui-roi.
Le jet d'huile pulvérisée, d'air surchauffe et de vapeur d'eau, est alors projeté à l'intérieur du creuset maintenu incandescent par la combustion. La combustion partielle de l'huile a lieu plus ou moins complètement à l'intérieur du creuset et les produits remontent en tourbillonnant le long des parois intérieures de celui-ci,puis lâchent ensuite les parois extérieures le long desquelles ils sont ramenés par les parois de la chambre de combustion.
D'une manière plus générale. ,la présente demande a pour objet '.un perfectionnement qui consiste à projeter un mélange intime d'huile généralement pulvérisée, d'air sur- chauffé et de vapeur d'eau à l'intérieur d'un corps creux muni d'un orifice de sortie , les flambes tourbillonnantes @ de la combustion partielle qui sortent du corps creux léchant ensuite les parois extérieure)) de celui-ci le long desquelles elles sont ramenées par les parois d'un four qui entoure com- plètement ledit corps creux.
Il est souhaitable que la combustion partielle soit complètement terminée avant que lesproduits ne sortent du
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four, ou même,, avant qu'ils ne circulent sur le catalyseur lorsque l'on en utilise un. A cet effet, on ménagera une chambre où. les gaz se répandent en tourbillonnant et où leur combustion s'achève avant qu'ils n'aient atteint le catalyseur ou la sortie de l'appareil.
De préférence cette chambre sera située immé- diatement à la sortie du creuset, de manière que les gaz soient ramenés le long des parois extérieures du creuset lorsque la combustion partielle vient de s'achever c'est à dire lorsque leur température est la plus élevée.
Lorsque le gaz d'huile produit alimente un mo- teur à explosion, ce qui est son application principale,le procédé,objet de l'invention, augmente très notablement la souplesse du moteur, c'est à dire permet de marcher à des régimes moteurs plus bas.En outre, le générateur de gaz fontionne sans s'encrasser et la combustion partielle est stable lorsque l'on réchauffe l'air et la vapeur d'eau né- cessaire au procédé, aux environs de 400 à 500 , en utili- sant uniquement à cet effet les gaz d'échappement du moteur, sans faire subir à cet air une surchauffe supplémentaire par les gaz combustibles chauds sortant du générateur, comme ce- la était généralement nécessaire dans le procédé ordinaire.
Mais il est entendu que tous les avantages qui résultent d'une surchauffe de l'air au-dessus de 500 et notamment entre 700 et 900 subsistent, lorsque l'on applique cette surchauffe au procédé, objet de l'invention.
Le procédé, objet de l'invention,permet de béné- ficier des avantages procurés par une pulvérisation très fine de l'huile-On a constaté que dans les mêmes conditons ,
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une plus fine pulvérisation de l'huile diminuait les en- crassements dans le générateur. Mais les jets plus finement, pulvériséssont toujours plus raides,et la flamme de com- bustion partielle est alors plus longue; elle s'éloigne du pulvérisateur, et il est difficile de la maintenir dans la chambre de combustion dans les procédés ordinaires. En outre, la température de combustion est plus basse et la combustion moins stable.
Le creuset placé dans la chambre de combustion brise le jet, et le freine grâce aux tourbil- lons et contribue par sa surface incandescente à concentrer la flamme près du pulvérisateur.
La présente demande comprend un procédé de pul- vérisation fine de l'huile que l'on combinera avec la pré- sence d'un creuset dans la chambre de combustion. Ce procé- dé consiste à diviser en deux parties la totalité de l'air et de la vapeur nécessaires au procédé} la première partie, formée par une faible quantité de l'un ou de l'autre de ces fluides ou de leur mélange, est fortement comprimée et ef- fectue la pulvérisation de l'huile;
la deuxième partie qui constitue la quantité la plus importante est surchauffée, sous pression plus basse, puis incorporée intimement au jet d'huile pulvérisé,par l'action mécanique de sa détente.Le jet de fluide sous basse pression est organisé de telle sor- te qu'il vienne frapper le jet d'huile pulvérisée et se mê- ler à l'origine du jet ou suffisamment près de son origine, la double détente du fluide sous haute pression d'une part, du fluide sous pression plus basse,d'autre part, créant fi- nalement un jet turbulent formé de fines gouttelettes d'hui- le, de vapeur d'eau surchauffée, et d'air surchauffé:,.
A titre d'exemple, la faible quantité de fluide qui effectue la pulvérisation de l'huile, subira une détente de l'ordre de 1 à 2 kilos par om et la quantité la plus im-
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portante du mélange d'air et de vapeur, une détente de l'or- dre de quelques oentaines de grammes
Mais le procédé de pulvérisation ci-dessus dé- crit ne peut donner de résultats favorables que s'il est com- biné à une forte surchauffe de l'air, et de la vapeur d'eau.
Le fluide sous basse pression qui constitue la majeure partie du mélange d'air et de vapeur d'eau sera toujours surchauffé au-dessus de 300 Le fluide sous haute pression sera, lui aussi. en général surchauffé, bien qu'il puisse, dans cer- tains cas, être constitué par une faible quantité d'air froid.
Pratiquement, on comprimera de préférence la totalité de l'air sans vapeur d'eau à la pression la plus basse, une faible partie de cet air comprimé alimentant le compresseur qui fournira, le fluide pulvérisateur sous haute pression,la vapeur d'eau fournie directement sous pression par une chau- dière étant ajoutée indifféremment en totalité ou en partie à l'un ou l'autre des circuits d'air après le passage de l'air à travers les compresseurs.
Cependant, on prévoit également de constituer le fluide sous pression élevée par la vapeur d'eau seule fournie par une chaudière appropriée sous une pression suffisamment élevée, par exemple de quelques kilos par m2.Ce procédé ne nécessite qu'un, compresseur au lieu de deuxo
De plus, au cours de ses travaux, le Demandeur trouvé que, grâce à la présence de ce creuset, l'utilisation de vapeur d'eau n'était pas absolument nécessaire à la bonne marche des appareils, et, qu'on particulier, on pouvait,sans obtenir aucun dépôt de carbone dans le générateur de gaz,uti-
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liser l'eau sous quelque état que ce soit, en quantité même très faible par rapport à la quantité généralement admise ,
ou même encore s'en dispenser entièrement .Il y a là un fait inattendu qui semble infirmer, au moins en partie, l'in- prétation courante de l'action uniquement chimique de la vapeur d'eau dans l'élimination des encrassements, à savoir: sa combinaison au carbone libéré par le oracking de l'huile.
La présente invention comprend donc également un mode d'exécution du procédé exposé ci-dessus, et dont la particularité consiste en ce que l'eau est introduite dans le générateur de gaz à l'état liquide en quantité déterminée, pouvant être très faible, et projetée avec le mélange d'huile et d'air dans le creuset ou même qu'on se dispense entière-, ment de cette addition d'eau. Dans ce dernier cas, le Deman- deur a trouvé qu'il convenait de n'opérer qu'à des tempéra- tures pas trop élevées.
La description qui va suivre en regard, du des- sin annexé, donné à titre d'exemple fera bien comprendre de quelle manière l'invention peut être réalisée.
La figure 1 représente en coupe longitudinale un générateur réalisant l'invention.
La figure la est une variante de la figure 1 dans laquelle le creuset et les parois de la chambre de com- bustion sont métalliques.
Les figures lb et 1c représentent des variantes de la figure 1 dans lesquelles on a ménagé une chambre pour l'achèvement de la combustion partielle.
La figure 2 représente une variante de la fi- gure 1 dans laquelle le pulvérisateur est excentré par rap- port au creuset.
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La figure 3 représente en coupe longitudinale une autre variante dans laquelle le creuset de la figure 1 est remplacé par un four à flamme tournante.
La figure 4 représente une coupe suivant 4-4 de l'appareil de la figure 3.
La figure 5 représente en coupe longitudinale un pulvérisateur d'huile.
La figure 6 représente une variante de la fi- gure 5.
La figure 7 représente une variante du pulvé- risateur représenté aux figures précédentes et oui montre de quelle manière l'invention peut être réalisée dans le cas où l'on utilise de l'eau à l'état liquide.
Dans l'appareil de la figure 1, le jet pulvé- risé d'huile , d'air surchauffé et de vapeur d'eau sortant du pulvérisateur 10 rencontre le creuset incandescent 19 .
La combustion s'amorce et les flammes remontent le long des parois du creuset. On projettera de préférence, la buée d'huile pulvérisée avec force contre les parois du creuset et on placera celui-ci à une distance appropriée du pulvé- risateur pour produire des tourbillons et des remous qui brassent les flammes,remontent le long des parois et les mélangent partiellement avec le jet qui sort du pulvérisa- teur,provoquant ainsi l'allumage du jet très près de la sortie du pulvérisateur. Ces dispositions sont très favo- rables à un allumage rapide, lors de la mise en marche de l'appareil.
Les flammes circulent ensuite le long des pa- rois extérieures du creuset et les produits de la combustion partielle peuvent ensuite circuler sur un catalyseur in- candescent 12 avant d'être évacuée par la conduite 16 quoi- que dans certains cas, la surface incandescente du creuset lui-même puisse jouer le rôle de catalyseur.
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Le creuset est généralement en une matière con- ductrice graphite, carborundum ou de préférence métal inoxy- dable, il est supporté par des cales 11.
Suivant la figure,la, on prévoit pour abréger le temps de chauffage du four, d'utiliser un creuset métal- lique en acier inoxydable de faible épaisseur, et remplacer la totalité ou une partie de revêtement intérieur réfrac- taire du four par une enveloppe creuse 25 en tôle d'acier inoxydable remplie à l'aide d'un isolant très léger (par exemple, des fragments de briques poreuses ou une poudre telle que du Kieselguhr) qui n'a à subir aucun effort méca- ni que.
Le creuset 19 permet de réaliser très commodé- ment l'allumage et le réchauffage initial du générateur re- présenté figure 1. Un orifice 13 pratiqué dans la paroi su- périeure du générateur et normalement fermé par un bouchon 14 permet d'introduire dans le creuset 19, au moment de l'al- lumage , un combustible solide, par exemple des boulets ou du charbon de bois. On allume ce combustible en projetant dans le creuset, par l'orifice 13, un corps enflammé appro- prié. On ferme alors le couvercle 14 et on insuffle de'l'air par le pulvérisateur 10.
Les flammes produites par le com- bustible contenu dans le creuset portent rapidement le creu- set lui-même et l'ensemble du générateur à la température appropriée, à laquelle on peut envoyer l'huile dans le pul- vérisateur 10 pour la mise en oeuvre du procédé. très
On améliore très notablement les avantages de l'in- vention et particulièrement l'allumage, en plaçant dans le creuset et notamment au fond de celui-ci une brique poreuse légère 22 qui facilite, et stabilise la combustion.La brique
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pourra également constituer le fond lui-même du creuset. On augmentera généralement la surface de cette brique par des stries à sa partie supérieure.
La figure lb représente une variante de la fi- gure 1 dans laquelle on a ménagé une chambre 23 où la com- bustion partielle s'achève avant que les produits aient at- teint le catalyseur.
Sur la figure 1c cette chambre est reportée à la partie supérieure, de manière que la combustion s'achève avant que les produits aient circulé le long des parois ex- térieures du creuset. Les flammes sortent du creuset par la fente étroite 24 qui crée des tourbillons très favorables à l'achèvement de cette combustion. Le pulvérisateur est con- venablement isolé. L'allumage se fait par un tube 25 qui ré- unit le creuset à l'extérieure
La figure 2 représente une variante de l'appa- reil de la figure 1 dans laquelle le pulvérisateur 10 est excentré par rapport au creuset 19 .L'expérience a montré que cette disposition augmentait notablement les avantages que l'on retire du procédé objet de l'invention, peut être parce qu'elle favorise la iormation de tourbillons à l'inté- rieur du creuset 19.
En outre, comme le montrent les flèches de la figure 2, le jet d'huile pulvérisée attaque oblique- ment la paroi du creuset et la suit en la léchant sur une grande partie de son étendue.Ce parcours du jet d'huile pul- vérisée au contact de la paroi favorise l'échange thermique entre le creuset et les produits intérieurs relativement froids qui n'ont pas encore participé à la combustion.
On améliore encore les résultats obtenus en uti- lisant l'appareil des figures 3 et 4. Dans cet appareil, le
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creuset 19 est remplacé par une chambre circulaire 15 dont le couvercle est muni d'un orifice central de sortie 17.Le pulvérisateur 10 envoie le jet d'huile pulvérisée tangentiel- lement à la paroi latérale de la chambre circulaire par l'orifice 20 pratiqué dans cette paroi. On provoque ainsi dans la chambre 15 une flamme tournante très favorable à l'allumage du jet et aux échanges thermiques du creuset avec les produits intérieurs.
La figure 5 constitue un exemple de réalisation de la pulvérisation d'huile par double détente d'un fluide basse pression et d'un fluide haute pression.L'huile est amené! par un ajutage axial 1 alimenté par la conduite 2. Une par- tie de l'air éventuellement surchauffé et additionné de va- peur d'eau sous une pression de 1 à 2 kilos par cm2 arrive par la conduite 3 dans la chambre annulaire 4 et se détend à travers l'orifice annulaire 5, en donnant naissance à un jet conique 6 formé d'un mélange intime d'air et d'huile pul- vérisé et éventuellement de vapeur.
Le reste du mélange d'air et de vapeur d'eau, qui constitue la majeure partie de ce mé- lange, est surchauffé sous une pression de quelques centaines de grammes par cm2,puis introduit par la conduite 7 dans la chambre 8 et il se détend à travers l'ajutage annulaire con- vergent 18 concentrique aux ajutages 1 et 5. L'air s'échappe ainsi suivant une nappe conique 9, et la force vive, due à la détente, le fait pénétrer dans le cône de pulvérisation 6 en le mêlant intimement au jet d'huile pulvérisé, et en créant un brassage extrêmement intime qui produit des tourbillons très favorables à la réaction du mélange.
Les fluides qui sortent des orifices 5 et 18 se détendent à partir de pressions très inégales et prennent des
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vitesses initiales assez différentes, il peut en résulter un défaut d'homogénéité dans le mélange pulvérisé. On évite cet inconvénient, comme le montre la figure 6, en ne pla- çant pas l'orifice 18 dans le même plan que l'orifice 5.
Le pulvérisateur haute pression est placé à une hauteur appro- priée et réglable au-dessus de l'orifice 18.Celui-ci a un diamètre notable et attaque le cône de fluide pulvérisé 6 dans une région voisine de son origine où il a déjà un dia- mètre appréciable; le grand diamètre de la fente 18, a pour effet de diminuer la vitesse axiale du jet pulvérisée
On a pratiqué dans la paroi 26 des petits ori- fices 27 par lesquels s'échappe une faible quantité de flui- de pulvérisateur, ce qui a pour effet d'éviter la formation d'encrassements dans la cavité 28.
Lorsqu'on utilise un four à creuset du type re- présenté figure 1, il est bon, en effet, que l'huile soit projetée avec une certaine force à l'intérieur du creuset 19, mais il faut cependant éviter une projection trop violente de l'huile qui séparerait trop cette huile de l'air, lors- qu'elle frappe le creuset et détruirait ainsi l'homogénéité du mélange qui subit la combustion partielle.
L'agencement de la fente 18 permet d'obtenir une bonne pulvérisation de l'huile , même si cette huile n'a pas été préalablement pulvérisée par un fluide sous pression élevée sortant de la fente 5. On pourra alimenter les fen- tes 5 et 18 par des fluides sous la même pression ou même supprimer complètement l'envoi du fluide par la fente 5.Cette fente peut alors être supprimée, et l'huile sortant du con- duit central 1 est simplement pulvérisée par la détente de la totalité du mélange d'air et de vapeur à travers la fente 18.
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On supposera, dans l'exposé qui va suivre, en re- gard de la figure 7 , que l'huile est amenée au pulvérisa- , teur,mélangée à de l'air par passage dans un appareil spécial tel que celui qui a été décrit.dans la demande de brevet français du 31 Juillet 1929,pour: "Procédé d'alimentation des générateurs de gas d'huile lourde Ilau nom du Demandeur
A l'intérieur du tube 31 par lequel a lieu l'ar- rivée du mélange d'air et d'huile sortant du carburateur est disposé un tube 30 par lequel est introduite de l'eau à l'état liquide et éventuellement une faible quantité 4!.air; le tube 31 est placé à l'intérieur d'un manchon fileté 32 vissé dans un raccord 33 qui est lui-même fixé à la paroi 34 du générateur de gaz.
Entre le raccord 33, le manchon 32 et la tête 35 qu'il comporte, est ménagé un espace 36, dans lequel l'air de pulvérisation est introduit par la tubulure 37, comme in- diqué en regard des figures précédentes, cet air sous pres- sion se détendant par l'orifice annulaire 38,en donnant lieu une nappe conique qui réalise la pulvérisation du mélange sortant de l'ensemble des tubes 30-31 . En 39 comme indiqué déjà pour la figure 6, sont prévus des orifices de balayage.
Il va sans dire que l'on pourrait, sans sortir du cadre de la présente invention,faire usage de tout autre appareil de pulvérisation,
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Process improvements (production of heavy oil gas,
The present patent application relates to improvements in the pro- duction of heavy oil gas which essentially consists in carrying out the partial combustion of the oil with a superheated mixture of air and vapor.
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@ fear of water.
The process, as previously described by the Applicant, consists in spraying the oil, by means of superheated air mixed with water vapor, into a thermally insulated chamber in which combustion takes place. partial, the products of this combustion then being able to circulate over a catalyst which makes the gasification of the oil more complete.
According to the present application ,. it noticeably improves the functioning of the. process by placing a crucible inside the combustion chamber, in front of the oil sprayer at an appropriate distance from it.
The jet of atomized oil, overheated air and water vapor is then projected inside the crucible, which is kept incandescent by combustion. The partial combustion of the oil takes place more or less completely inside the crucible and the products go up by swirling along the interior walls of this one, then release the exterior walls along which they are brought back by the walls. of the combustion chamber.
More generally. , the present application relates to '. an improvement which consists in projecting an intimate mixture of generally sprayed oil, overheated air and water vapor inside a hollow body provided with an orifice output, the swirling flames @ of the partial combustion which exit from the hollow body then licking the outer walls)) thereof along which they are brought back by the walls of an oven which completely surrounds said hollow body.
It is desirable that the partial combustion be completely completed before the products leave the
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oven, or even ,, before they circulate over the catalyst when one is used. For this purpose, a room will be provided where. the gases spread by swirling and where their combustion is completed before they reach the catalyst or the outlet of the apparatus.
Preferably this chamber will be located immediately at the outlet of the crucible, so that the gases are returned along the outer walls of the crucible when the partial combustion has just ended, ie when their temperature is highest. .
When the oil gas produced feeds an internal combustion engine, which is its main application, the process, which is the subject of the invention, very notably increases the flexibility of the engine, that is to say makes it possible to operate at engine speeds. lower engines. In addition, the gas generator operates without clogging and partial combustion is stable when the air and water vapor required for the process are warmed to around 400 to 500, in using only the engine exhaust gases for this purpose, without subjecting this air to additional superheating by the hot fuel gases exiting the generator, as was generally required in the ordinary process.
However, it is understood that all the advantages which result from an overheating of the air above 500 and in particular between 700 and 900 remain, when this overheating is applied to the process, object of the invention.
The process, which is the subject of the invention, makes it possible to benefit from the advantages provided by a very fine spraying of the oil. It has been observed that under the same conditions,
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finer spraying of the oil reduced fouling in the generator. But the finer, pulverized jets are always stiffer, and the partial combustion flame is then longer; it moves away from the sprayer, and is difficult to keep in the combustion chamber in ordinary processes. In addition, the combustion temperature is lower and the combustion less stable.
The crucible placed in the combustion chamber breaks the jet, and slows it down thanks to the vortices and contributes by its incandescent surface to concentrate the flame near the atomizer.
The present application comprises a process for fine spraying the oil which will be combined with the presence of a crucible in the combustion chamber. This process consists in dividing into two parts all of the air and the steam necessary for the process} the first part, formed by a small quantity of one or the other of these fluids or of their mixture, is strongly compressed and spraying the oil;
the second part, which constitutes the largest quantity, is superheated, under lower pressure, then intimately incorporated into the sprayed oil jet, by the mechanical action of its expansion. The low pressure fluid jet is organized in such a way. such that it comes to strike the jet of atomized oil and mix with the origin of the jet or sufficiently close to its origin, the double expansion of the fluid under high pressure on the one hand, of the fluid under lower pressure, on the other hand, finally creating a turbulent jet formed of fine droplets of oil, superheated water vapor, and superheated air:,.
For example, the small quantity of fluid which carries out the spraying of the oil, will undergo an expansion of the order of 1 to 2 kilos per om and the smallest quantity.
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bearing the mixture of air and steam, an expansion of the order of a few hundred grams
But the spraying process described above can give favorable results only if it is combined with a strong superheating of the air, and of the water vapor.
The low pressure fluid that makes up most of the air and water vapor mixture will always be superheated above 300. The high pressure fluid will, too. usually overheated, although in some cases it may consist of a small amount of cold air.
In practice, preferably all of the air without water vapor will be compressed at the lowest pressure, a small part of this compressed air supplying the compressor which will supply, the spraying fluid under high pressure, the water vapor supplied. directly under pressure by a boiler being added indifferently in whole or in part to one or the other of the air circuits after the air has passed through the compressors.
However, provision is also made to constitute the fluid under high pressure by the water vapor alone supplied by a suitable boiler at a sufficiently high pressure, for example a few kilograms per m2. This process only requires a compressor instead of two
In addition, during his work, the Applicant found that, thanks to the presence of this crucible, the use of water vapor was not absolutely necessary for the proper functioning of the devices, and, in particular, it was possible, without obtaining any carbon deposit in the gas generator,
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read water in any state whatsoever, even in a very small quantity compared to the generally accepted quantity,
or even to dispense with it entirely. There is an unexpected fact which seems to invalidate, at least in part, the current interpretation of the purely chemical action of water vapor in the elimination of fouling, namely: its combination with the carbon released by the oracking of the oil.
The present invention therefore also comprises an embodiment of the method described above, and the particularity of which consists in that the water is introduced into the gas generator in the liquid state in a determined quantity, which may be very low, and projected with the mixture of oil and air into the crucible or even that this addition of water is entirely dispensed with. In the latter case, the Applicant has found that it is appropriate to operate only at temperatures not too high.
The description which follows with reference to the appended drawing, given by way of example, will make it clear how the invention can be implemented.
FIG. 1 represents in longitudinal section a generator embodying the invention.
FIG. 1a is a variant of FIG. 1 in which the crucible and the walls of the combustion chamber are metallic.
Figures lb and 1c show variants of Figure 1 in which a chamber has been provided for the completion of the partial combustion.
FIG. 2 represents a variant of FIG. 1 in which the sprayer is eccentric with respect to the crucible.
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FIG. 3 shows in longitudinal section another variant in which the crucible of FIG. 1 is replaced by a rotary flame furnace.
Figure 4 shows a section on 4-4 of the apparatus of Figure 3.
FIG. 5 shows a longitudinal section of an oil sprayer.
Figure 6 shows a variant of Figure 5.
FIG. 7 represents a variant of the sprayer represented in the preceding figures and shows how the invention can be carried out in the case where water in the liquid state is used.
In the apparatus of FIG. 1, the sprayed jet of oil, superheated air and water vapor exiting from the sprayer 10 meets the glowing crucible 19.
Combustion begins and the flames rise up the walls of the crucible. Preferably, the mist of oil sprayed with force is projected against the walls of the crucible and the latter is placed at an appropriate distance from the sprayer to produce vortices and eddies which stir the flames, rise up along the walls and partially mix them with the jet coming out of the sprayer, causing the jet to ignite very close to the sprayer outlet. These arrangements are very favorable to rapid ignition when the appliance is switched on.
The flames then circulate along the outer walls of the crucible and the products of partial combustion can then circulate over an incandescent catalyst 12 before being discharged through line 16, although in some cases the incandescent surface of the crucible. crucible itself can act as a catalyst.
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The crucible is generally made of a conductive material graphite, carborundum or preferably stainless metal, it is supported by wedges 11.
According to the figure, 1a, provision is made, in order to shorten the heating time of the furnace, to use a metal crucible of thin stainless steel, and to replace all or part of the refractory interior lining of the furnace with a casing Hollow 25 of stainless steel sheet filled with a very light insulation (for example, fragments of porous bricks or a powder such as Kieselguhr) which does not have to undergo any mechanical stress.
The crucible 19 makes it possible to very conveniently carry out the ignition and the initial heating of the generator shown in FIG. 1. An orifice 13 made in the upper wall of the generator and normally closed by a plug 14 makes it possible to introduce into the generator. crucible 19, at the time of ignition, a solid fuel, for example balls or charcoal. This fuel is ignited by projecting into the crucible, through orifice 13, a suitable ignited body. The cover 14 is then closed and air is blown through the sprayer 10.
The flames produced by the fuel contained in the crucible quickly bring the crucible itself and the entire generator to the appropriate temperature, at which the oil can be sent into the sprayer 10 for heating. implementation of the process. very
The advantages of the invention and particularly the ignition are very notably improved by placing in the crucible and in particular at the bottom thereof a light porous brick 22 which facilitates and stabilizes combustion.
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could also constitute the bottom itself of the crucible. The surface of this brick will generally be increased by streaks on its upper part.
Figure 1b shows a variant of Figure 1 in which a chamber 23 has been provided where partial combustion is completed before the products have reached the catalyst.
In FIG. 1c, this chamber is transferred to the upper part, so that the combustion is completed before the products have circulated along the outer walls of the crucible. The flames come out of the crucible through the narrow slit 24 which creates vortices very favorable to the completion of this combustion. The sprayer is suitably insulated. The ignition is done by a tube 25 which joins the crucible to the outside.
FIG. 2 represents a variant of the apparatus of FIG. 1 in which the sprayer 10 is eccentric with respect to the crucible 19. Experience has shown that this arrangement significantly increases the advantages which are derived from the process object of the invention may be because it promotes the formation of vortices inside the crucible 19.
In addition, as shown by the arrows in Figure 2, the spray of oil spray obliquely attacks the wall of the crucible and follows it, licking it over a large part of its extent. sealed in contact with the wall promotes heat exchange between the crucible and the relatively cold internal products which have not yet participated in combustion.
The results obtained are further improved by using the apparatus of FIGS. 3 and 4. In this apparatus, the
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crucible 19 is replaced by a circular chamber 15, the cover of which is provided with a central outlet orifice 17. The sprayer 10 sends the jet of oil sprayed tangentially to the side wall of the circular chamber through the orifice 20 formed in this wall. A rotating flame is thus produced in the chamber 15 which is very favorable to the ignition of the jet and to the heat exchanges of the crucible with the internal products.
FIG. 5 is an exemplary embodiment of the oil spraying by double expansion of a low pressure fluid and a high pressure fluid. The oil is supplied! by an axial nozzle 1 supplied by line 2. Part of the air possibly overheated and added with water vapor under a pressure of 1 to 2 kilos per cm2 arrives via line 3 in the annular chamber 4 and expands through the annular orifice 5, giving rise to a conical jet 6 formed of an intimate mixture of air and sprayed oil and optionally of steam.
The remainder of the mixture of air and water vapor, which constitutes the major part of this mixture, is superheated under a pressure of a few hundred grams per cm2, then introduced through line 7 into chamber 8 and it expands through the convergent annular nozzle 18 concentric with nozzles 1 and 5. The air thus escapes along a conical sheet 9, and the living force, due to the expansion, causes it to enter the spray cone 6 by mixing it intimately with the sprayed oil jet, and by creating an extremely intimate stirring which produces vortices which are very favorable to the reaction of the mixture.
The fluids exiting from ports 5 and 18 expand from very unequal pressures and take
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quite different initial speeds, this may result in a lack of homogeneity in the spray mixture. This drawback is avoided, as shown in FIG. 6, by not placing the orifice 18 in the same plane as the orifice 5.
The high-pressure sprayer is placed at a suitable and adjustable height above the orifice 18. This has a notable diameter and attacks the cone of sprayed fluid 6 in a region close to its origin where it already has a appreciable diameter; the large diameter of the slot 18 has the effect of reducing the axial speed of the atomized jet
Small orifices 27 have been formed in the wall 26 through which a small quantity of spraying fluid escapes, which has the effect of preventing the formation of fouling in the cavity 28.
When using a crucible furnace of the type shown in figure 1, it is in fact good for the oil to be projected with a certain force inside the crucible 19, but it is however necessary to avoid too violent a projection. oil which would separate this oil too much from the air when it strikes the crucible and thus destroy the homogeneity of the mixture which undergoes partial combustion.
The arrangement of the slot 18 makes it possible to obtain a good spraying of the oil, even if this oil has not been sprayed beforehand by a fluid under high pressure exiting the slot 5. The slots 5 can be fed. and 18 by fluids under the same pressure or even completely suppressing the sending of the fluid through the slit 5. This slit can then be suppressed, and the oil leaving the central duct 1 is simply sprayed by the expansion of the whole. of the mixture of air and steam through slit 18.
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It will be assumed, in the discussion which follows, with reference to FIG. 7, that the oil is supplied to the pulverizer, mixed with air by passing through a special apparatus such as that which has been described in the French patent application of July 31, 1929, for: "Process for supplying heavy oil gas generators in the name of the Applicant
Inside the tube 31 through which the arrival of the air and oil mixture exiting the carburetor is arranged a tube 30 through which is introduced water in the liquid state and possibly a small amount. quantity 4! .air; the tube 31 is placed inside a threaded sleeve 32 screwed into a connector 33 which is itself fixed to the wall 34 of the gas generator.
Between the connector 33, the sleeve 32 and the head 35 which it comprises, there is provided a space 36, into which the atomizing air is introduced through the pipe 37, as indicated with regard to the preceding figures, this air under pressure is released through the annular orifice 38, giving rise to a conical sheet which pulverizes the mixture exiting the assembly of tubes 30-31. At 39, as already indicated for FIG. 6, there are provided sweep orifices.
It goes without saying that one could, without departing from the scope of the present invention, use any other spraying device,