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PERFECTIONNEMENTS AUX GAZOGENES ET ANALOGUES.-
La présente invention concerne les gazogènes et appareils analogues dans lesquelles on brûle une substance combustible pour la génération de gaz et (ou) la production de chaleur.
Dans les procédés et appareils actuels' les pertes en rendement sont principalement dues à l'absence de réglage approprié de l'arrivée de l'air et aux conditions dans les- quelles l'air est mis en présence du combustible. Le rôle de la grille est de supporter la couche de combustible de @
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façon que l'air puisse arriver en-dessous de cette couche.
Par suite, les orifices à air ménagés dans la grille sont plus ou moins susceptibles d'être bouchés ou recouverts par le combustible lui-même, de sorte que leur ensemble cons- titue une surface suffisante pour laisser librement passer par les parties non couvertes, une quantité d'air égale au maximum nécessaire à la grille. Dans son ensemble, le Volume dair traversant la grille est, en conséquence, déterminé par la résistance totale de/couche de combustible au tirage provenant soit de l'appel sur le gazogène, soit du tirage de la cheminée, comme dans le cas d'un four, que ce tirage soit aidé ou non par tirage forcé ou induit appliqué à la grille.
Le volume dtair traversant une par- tie quelconque de la couche de combustible dépend en con- séquence de la résistance locale de cette partie et la couche, la résistance locale de la grille, comme expliqué plus haut, étant pratiquement négligeable et étant donné qu'en service courant il existe nécessairement une varia- tion considérable dans la résistance locale, il se produit dès le début une distribution inégale de l'air ayant pour résultat une combustion inégale. Cette combustion inégale existante tend à accentuer les différences primitives de résistance dans la couche de combustible, de sorte que l'ef- fet est cumulatif.
Actuellement, on ne règle cette combus- tion inégale qu'en utilisant une couche relativement épaisse ou lourde de combustible diminuant l'effet proportionnel provenant de la hauteur inégale de la combustion dans la couche de combustible et permettant au temps de combus- tion de stétendre des points les plus hauts de la combustion, ce à quoi aide l'effet de nivellement et de descente de la couche de combustible causé par le poids de cette couche.
Une combustion inégale entraîne des inégalités de tempéra-*
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ture et, dans le temps où on a besoin d'un certain minimum de température, la difficulté que l'on éprouve actuellement oonsiste à maintenir cette température et, en même temps, à éviter la formation de mâchefer loin de la grille par suite de la combustion inégale qui se produit.
Toute tentative de réglage de la combustion en réduisant la surface d'arrivée d'air à la surface de la grille a pour résultat un effet de soufflage de lsair sur le combus- tible et la formation de mâchefer loin de la grille.
La formation spontanée de mâchefer dans la masse du combustible oblige à avoir dans le gazogène une bien plus grande épaisseur de combustible que celle qui serait nécessaire si la combustion pouvait se faire à la grille et également sur toute la surface car, dans un gazogène il est essentiel que le CO2 qui se produit dans le temps et aux points où se forme le mâchefer, traverse une masse de charbon incandescent afin de se convertir en CO. L'air traversant le mâchefer dans le corps du gazogène, c'est-à- dire loin de la grille a, en pratique, pour résultat une augmentation de la teneur du gaz en CO2.
Le but de l'invention est de faire disparaître ou de diminuer les inconvénients décrits plus haut inhérents aux procédés et appareils actuels.
Le procédé perfectionné suivant l'invention de réglage de la combustion du combustible sur une grille pour la production de gaz, consiste à réaliser un réglage par réduction, par sections de l'arrivée d'air loin de la sur- face de la grille et en avant d'elle, ce réglage présentant une résistance déterminée au passage de l'air, de façon que chaque section n'admette que le volume d'air nécessaire pour produire sa proportion d'oxyde de carbone à retenir de la teneur en carbone du combustible.
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Suivant d'autres particularités de l'inventipn,les orifices à air de la grille sont établis de façon à réaliser une surface aussi grande que possible dans les limites per- mises par la nécessité de supporter le charbon.
D'autres avantages et particularités de l'inven- tion ressortiront de la description qui va en être faite avec référence au dessin annexé représentant schématiquement et à titre d'exemple des formes de réalisation de l'invention*
Sur ce dessins
La fig.l est une vue en plan représentant lea bar- res de grille centrales et latérales entrant dans la construc- tion dtune grille suivant une des formes de réalisation de l'invention.
La fig.2 est une vue en élévation de l'extrémité avant de certaines des barres de la grille.
La fig. 3 est une vue en élévation de l'extrémité arrière des barres représentées sur la fig.2o
La fig.4 est une vue en élévation latérale de l'extrémité avant de l'une des barres montrant le volet de réglage.
La fig. 5 est une vue en élévation de 1 extrémité arrière de l'une des barres extérieures, montrant le volet d'extrémité.
La fig.6 représente en coupe transversale, les barres représentées sur la fig.l.
La fig.7 est une coupe transversale en élévation de la moitié de la partie inférieure d'un gazogène,montrant une variante de la grille suivant l'invention.
La fig. 8 est une vue en élévation à plus grande échelle montrant les détails d'assemblage de la barre utilisée sur la fig.7 .
La fig.9 est une vue en plan de la fig.8.
La fig.10 est une coupe en bout de la fil.80
La fig.ll est une vue en coupe d'une variante des barres latérales et intermédiaires représentées séparées.
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Ainsi qu'on le voit, la grille est constituée par des barres de grille longitudinales de section poutrelle; a est la barre extérieure de gauche , b ltune des barres centrales et µ la barre extérieure de droite. Les ailes inférieures d ont les dimensions voulues pour se rejoindre de façon à former des chambres à air longitudinales rela- tivement larges et à extrémités ouvertes. Les ailes supé- rieures e des barres sont plus épaisses et légèrement plus étroites, sauf à leurs extrémités, et sont pourvues, à intervalles relativement rapprochés, d'encoches f prati- quées dans l'épaisseur de l'aile.
Il existe en conséquence des fentes à air longitudinales entre chaque barre en même temps que des fentes partant des premières et constituées par les encoches, la largeur des fentes étant proportionnée aux besoins de la grille, particulièrement en ce qui concerne le combustible utilisé. Les barres sont pourvues de chaque côté entre les entailles d'une partie intermédiaire plus large il , de façon à constituer des éléments d'écartement des barres au milieu de leur longueur.
La grille peut être à plat ou inclinée et, afin de compléter et de régler ltarrivée de l'air dans les chambres longitudinales, ainsi que pour permettre le nettoyage de ces chambres, des volets de fermeture sont articulés entre les barres, tant à l'avant qu'à l'arrière, tous deux se déplaçant dans le même sens de façon que l'on puisse se servir d'un fourgon pour repousser au dehors lorsque c'est nécessaire tout ce qui a pu s'accu- muler. Les volets avant sont disposés entre les barres et sont raccourcis de façon à laisser une ouverture en dessous d'eux, tandis que les volets arrière sont disposés sur les extrémités des barres de façon à fermer complètement l'extré- mité des chambres à air ménagées entre les barres.
Les volets avant sont articulés sur des oreilles 1 venues de fonderie
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à l'intérieur des barres tandis que les volets arrière h sont articulés sur une tige portée par des supports h1 fixés aux barres d'extrémité.
Ainsi quton le voit sur les fig.7, 8, 9 et 10, on établit un,subdivision des chambres longitudinales ména- gées entre les barres ainsi qu'un réglage séparé de chaque compartiment de ces chambres. On obtient ce résultat en installant dans la chambre longitudinale une barre centrale k sur laquelle sont montées des pièces angulaires m dispo- sées par paires à des intervalles uniformes sur la longueur de la barre et formant ensemble un élément de division trans- versal de la chambre longitudinale. Les barres de grille peuvent être pourvues, sur leurs cotés, de nervures verti- cales b1 disposées à intervalles réguliers et se trouvant normalement vis-à-vis des éléments de division.
La barre centrale est montée de façon à pouvoir coulisser longitudi- nalement à l'intérieur de, la chambre de façon que ces élé- ments de division puissent servir au nettoyage afin d'extraire les cendres qui auraient pu tomber dans les chambres. La partie inférieure ou fond des chambres est constitué par des plaques longitudinales n fixées aux barres de grille par des vis n1,et pourvues de rainures ou entailles longi- tudinales o disposées au milieu de ces chambres et ayant le même écartement que les nervures et divisions verticales de façon à se trouver entre elles, et chacune amène l'air à la sous-division de la chambre longitudinale dans laquelle elle se trouve.
Ces rainures ou entailles o, bien que plus larges que les ouvertures de la grille, sont courtes et leur surface est inférieure à celles des ouvertures de la grille dans cette sous-division de sorte que, tout en procurant un réglage effectif suivant l'invention, elles sont assez grandes pour laisser passer les cendres ou particules de com- bustible pouvant tomber dans la chambre
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Dans la variante représentée sur la fig.ll, les éléments sont semblables sauf que les bords inférieurs des barres elles-mêmes ont la forme voulue pour remplacer les plaques n, les bords inférieurs de ces barres étant encochés en 0 1 afin de former des ouvertures pour l'amenée d'air et la sortie des cendres.
Afin de permettre d'utiliser des fines ou du char- bon pulvérisé, les barres peuvent être pourvues de fentes et d'espaces relativement plus étroits à la surface de la grille.
La grille suivant l'invention peut être fixe ou bien recevoir un mouvement alternatif,dans ce dernier cas, les barres peuvent se déplacer toutes dans le même sens,ou bien les barres voisines peuvent se déplacer en sens opposé; on peut également faire osciller ou tourner la grille, ou bien on peut combiner ces différents mouvements.
Des essais ont permis de constater que l'on peut pratiquement obtenir le réglage d'un sixième, ou moins, de la surface des ouvertures de la grille, ou environ un dix- huitième de la surface de la grille. Pour obtenir un fonction- nement efficace, on préfère que la section de grille ne soit pas supérieure à 465 centimètres carrés, et il y a avantage à ne pas avoir moins de quatre sections dans la grille. On peut toutefois obtenir un réglage efficace avec une surface d'environ un huitième de celle de la grille.
Dans la pratique, on obtient la réduction ou ré- glage de l'arrivée d'air à l'entrée des chambres à air au lieu de la surface de la grille, de sorte qu'une arrivée d'air à faible vitesserégulière réglée et distribuée d'une façon uniforme traverse les espaces à air de la grille et rend possible la production , sur une couche mince de combus- tible, de gaz à plus faible teneur enCO2,que celui obtenu
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sur une couche épaisse de combustible à laquelle ce mode de réglage n'a pas été appliqué.
Il en résulte également qu'un gazogène pourvu de cette grille a un meilleur rendement du fait que la résistance à l'écoulement du gaz est plus uniforme que la température plus basse du gaz réduit les per- tes en chaleur sensible ainsi que l'usure provenant de températuresplus élevées ; la combustion steffectuant dans des conditions de vitesse moins grandes de 1+air donne des températures suffisamment élevées pour permettre la gazéifi- cation complète du carbone libre, tout en restant assez basses pour éviter la dissociation du méthane et des autres hydro-carbures fixes. La grille suivant l'invention, appliquée à un gazogène, peut brûler des menus ou rebuts, et en reti- rer un gaz de très bonne qualité.
Dans le cas d'un four, on peut disposer la grille de façon à permettre l'introduction, au-dessus de la grille, d'air additionnel servant à brûler le gaz produit, de sorte que la chaleur contenue dans le gaz est conservée et aide à obtenir une combustion effective et immédiate sans gêner le fonctionnement de la grille comme gazogène.
Cet air addi- tionnel peut être introduit par un passage ménagé en dessous de la grille ou dans cette grille de façon à ce que cet air soit réchauffé avant de servir à la combustion,
Il est évident que lion peut introduire des modifi- cations dans les détails sans s'écarter de l'esprit de l'in- vention dont la particularité essentielle est la réalisation d'une grille dans laquelle la surface d'arrivée d'air est réglée de façon à assurer la distribution uniforme de cet air, c'est-à-dire que tous les points de la surface de la grille se trouvent réglés individuellement et (ou) ensemble, et sus- ceptibles d'avoir une action uniforme.
Le réglage par réduc- tion des sections extérieures peut être, si on le désire, plus fort afin de compenser la plus grande épaisseur de com-
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bustible existant d'ordinaire dans le milieu de la grille.