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Procédés et appareils pour la génération de mélanges gazeux combustibles.
L;invention a trait aux procédés pour utiliser les constituants volatiles combustibles des combustibles à l'état liquide ,colloiidal ou solide ,et elle consiste en un nouveau procédé d'utilisation de ces combustibles.
Elle vise aussi un appareil gazogène perfectionné pour l'ap plication du nouveau procédé dont il vient d'être fait men- %ion.
D'après cette invention le nouveau procédé pour la génération d'un mélange explosif gazeux propre à être utilisé comme combustible dans un brûleur ,ou de fluide actif dans un moteur à combustion interne ou à ex- plosion,ou dans toute autre appareil thermique d'utilisa,...
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-tion, consiste en : CI')' comprimant fortement un fluide ga- zeux inerte de fagon à élever sa température au dessus de celle à laquelle sont vaporisés les constituants.volatiles les plus lourds du combustible que l'on a l'intention d'em ployer ; (2) injectant le dit combustible , à un haut degré de vaporisation , dans le dit fluide gazeux inerte fortemeit comprimé et échauffé ,formant de cette manière un mélan- ge gazeux non explosif ( puisqu'il ne contient pas d'oxygè- ne ) , l'injection prenant place autant que possible à la plus haute pression et température qu'il est possible d'ob- tenir ,et (3) ajoutant de l'air # ce mélange non-explosif en proportions appropriées pour former un mélange explosif.
Le combustible injecté à un haut degré de pulvéri- sation peut être un combustible liquide quelconque, for- tement atomisé , par exemple un hydrocarbone brut de haute densité, tel que le "fuel-oil". Il peut être un combusti- ble à l'état colloïdal ou un combustible solide finement pul vérisé. Les gaz inertes dans lesquels le combustible li- quide atomisé ou le combustible colloïdal ou solide ,fine- ment pulvérisé,est injecté ,peut convenablement consister en gaz de vidange d'un moteur à combustion interne ou à ex. plosion d'un type quelconque .
Dans une application particulière de l'invention à un appareil gazogène employant du fuel-oil", des gaz inertes , qui sont convenablement dérivés des gaz de vidan- ge d'un moteur ordinaire à combustion interne ou à explosion et qui sont donc déjà à une température relativement haute, sont amenés dans un compresseur et sont fortement comprimés avec une forte élévation de température , et ces gaz , for- tement chauffés et à haute pression , sont envoyés dans une chambre appelée Il chambre.de vaporisation -,dans laquelle le fuel-oil" est injecté dans un état fortement atomisé, au sein de ces gaz inertes fortement oomprimés et chauffés Par suite de la haute température de ces gaz.
, le fuel-oil"
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est immédiatement vaporisé, le résultat étant un mélange gazeux combustible à haute pression et à haute températu- re .Puisque l'oxygène n'est pas un constituant de ce mé- langea aucune combustion ne peut se produire à ce stage .
Le mélange gazeux ainsi obtenu est dans une condition émi- nement propre à céder pratiquement la totalité de son énergie calorifique lorsqu'il est mélangé avec une quanti- té d'air suffisante et brûlé ,par exemple dans un brûleur de construction appropriée ,dans les cylindres d'un moteur à combustion interne ou à explosion , ou dans tout autre appareil d'utilisation.
Si le mélange gazeux est destiné à être employé comme le fluide actif d'un moteur à combustion interne ou à explosion , il est conduit dans une chambre à mélange placée près de la chambre d'admission du moteur , où il est mélangé avec de l'air , qui peut être chauffé ou non, et qui peut être à la pression atmosphérique ou comprimé ,cet air étant en proportions appropriées pour la combustion to- tale du mélange gazeux , l'air ainsi admis dans la chambre à mélange étant préférablement à une température plus bas- se que celle du mélange gazeux combustible ,pour éviter la combustion prématurée de ce dernier . Le mélange d'air et de combustible gazeux est alors envoyé dansle cylindre du moteur et allumé de toute fagon appropriée connue..
Une portion des gaz de vidange du moteur est préférablement pré levée et renvoyée dans le compresseur ,pour y être de nou- veau comprimée et envoyée dans la chambre de vaporisation pour recevoir une injection de fuel-oil" finement atomisé et former avec lui une nouvelle quantité de mélange ga- ,zeux qui est envoyé dans le moteur , et ainsi de suite.
Le compresseur est construit de fagon à. obtenir un trés haut degré de compression , toutes les soupapes é- tant commandées positivement par des organes mécaniques ap- propriés. La totalité de la course d'aspiration du piston
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est employée pour l'admission des gaz une très faible portion du mouvement de la manivelle , près. du point mort au sommet de la course de compression du pistion,correspon- dant à la sortie des gaz comprimés se rendant à la chambre de vaporisation ,par une soupape de sortie à commande po- sitive.
Un tuyau de dérivation pour le mélange gazeux du combustible et des gaz inertes est aussi prévu , au moyen duquel le mélange gazeux peut être partiellement ou totale -ment mis en court-circuit avant son mélange avec l'air , et renvoyé dans le compresseur lorsque le moteur travaille à vide et nta pas besoin d'une quantité normale de mélan- ge gazeux combustible , ou bien au départ , ou, danle cas d'un brûleur , par exemple , lorsqu'il ne fonctionne pas .
Le combustible liquide peut aussi être injecté directement dans le cylindre du compresseur, un stage quelconque de la course de compression du piston , le cy- lindre du compresseur agissant alors comme chambre de vapo -risation Le combustible peut aussi être injecté dans la -tuyauterie conduisant les gaz inertes comprimés du oompres-- seur à la chambre à mélange, soit dans la direction du courant abit contre cette direction , la dite tuyauterie agissant alors comme chambre de vaporisation.
Un jet de vapeur ou d'eau finement pulvérisée peut être introduit en proportions appropriées dans le mé- lange gazeux , soit avant de le mélanger avec l'air , soit après , soit pondant ce mélange , et soit avant ou après que le mélange a été introduit dans les cylindres du moteur.
L'invention a aussi trait à une disposition d'ap- pareil gazogène comprenant un compresseur , préférablement à mouvement alternatif , une tuyauterie pour conduire à ce compresseur des gaz inertes provenant d'une source appro- priée,telle que les gaz de vidange d'un moteur à combustion
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interne ou à explosion ,des organes appropriés pour injec- ter un combustible liquide fortement atomisé ou un aombusti.- ble colloïdal ou solide finement pulvérisé , au sein des gaz inertes fortement comprimés et chauffés , avec ou sans chambre de vaporisation ,
qui peut être munie d'organes de chauffage par exemple d'un organe de chauffage électrique une dérivation pour le mélange gazeux et des organes facul- tatifs pour injecter dans ce mélange de la vapeur ou de l'eau finement pulvérisée, ce gazogène comprenant dans son opération la méthode de formation d'un mélange combustible gazeux par le procédé selon l'invention.
Le compresseur peut être actionné indépendamment du moteur par un moteur électrique ou autre , Pour le démar- rage , un gaz inerte , tel que l'azote ,peut être employé d'une source quelconque , par exemple d'un réservoir où ce gaz serait emmagasiné sous pression .
De préférence , le compresseur sera actionné par un moteur à combustion interne ou à explosion qu'il pourvoira da mélange combustible gazeux, auquel cas la chambre de mélange est préférablement montée sur la chambre d'admission des gaz ou collecteur du moteur et est combinée avec un carburateur, ordinaire , fonctionnant avec un mélange combustible ordinaire , et capable d'être mis en communication avec la chambre d'admission du moteur, de manière à permettre ce dernier de marcher à la manière usuelle avec de l'essence atomisée par un courant d'air , au moyen de ce carburateur, avant que les gaz inertes néces- saires pour faire marcher le moteur selon le procédé de l'in- vention puissent été obtenus des produits gazeux sortant des cylindres ,
l'arrivée du mélange d'air et d'essence étant interrompue et remplacée par celle du mélange air-gaz inertes
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oombust-ible aussitôt que le moteur produit les gaz, néoeeaai. res â sa formation.
Lorsque l'on emploie un combustible solide fine- ment pulvérisé, les constituants volatiles duquel distilent
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quand le combustible pulvérisé est injecté dans les gaz i- nertes à haute pression et température , les matières réai -duelles solides (cendres,etc) en suspension dans les gaz sont extraites ,préférablement avant que le mélange combus- tible eqt mélangé d'air , en faisant passer ce mélange dans un séparateur de type connu, préférablement un séparateur centrifuge, au moyen duquel les constituants solides sont séparés , laissant un mélange riche en constituants combus- tiblesgazeux prêtsà être brûlésdans tout appareil d'uti- lisation pour lequel ce mélange peut être requis .
Le aombus -tible solide finement pulvérisé sera de préférence intro- duit dans les gaz inertes sous haute pression à l'extérieur' du compresseur.
Une disposition convenable de chambre à mélange consiste en un pointeau admettant le combustible gazeux à un jet placé à la bouche d'un venturi ,ce dernier aspirant de l'air à la manière ordinaire ,le mélange d'air et de combustible gazeux continuant par une soupape .
clapet et tra versant une toile métallique ,vers le papillon et la chambre d'admission d'un moteur, par exemple .Des moyens sont pré- vus pour empêcher automatiquement tout retour de flamme , soit par un dispositif au moyen duquel la soupape à clapet presse le pointeau contre son siège lorsque le clapet est lui même pressé contre son siège ,,'ou bien en montant le pointeau sur un piston en communication avec la chambre d'ad- mission des gaz combustibles du moteur ,de telle fagon que une augmentation de pression dans cette chambre force le piston à fermer le pointeau tant que cet excès de pression dure..
Dans un autre dispositif de chambre à mélange, pro- pre à effectuer très efficacement le mélange de combustible gazeux et d'air dans des proportions appropriées ,selon les besoins ,le mélange combustible gazeux qui a été produit dans une chambre de vaporisation appropriée ,s'en échappe
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par un tuyau qui le conduit soit à une chambre d'emmaga- sinage soit directement à un carburateur disposé près de la chambre d'admission des gaz combustibles du mo- teur , au moyen d'une soupape d'admission agissant oontre un ressort dont la forme peut être réglée , préférable- ment , de fagon que la soupape ferme le passage de la chambre de vaporisation au carburateur lorsque le compres- seur n'est pas en action,
sous la pression de son ressort et lui permette de s'ouvrir de nouveau aussitôt que la pression monte dans la chambre de vaporisation.
Les gaz sortait de la chambre de vaporisation et passant de l'autre coté de la soupape ,et delà. , par le tuyau, au carburateur ,sont admis à ce dernier par un pointeau au delâ duquel se trouve le carburateur proprement dit ,qui consiste en un venturi monté de la manière habituelle lorsqu'il est combiné avec un carbura- teur à pétrole Adjacent à ce venturi et préférablement coulé d'une pièce avec lui est une chambre cylindrique communiquant par un conduit avec la partie du conduit d'air qui se trouve entre le papillon et le ve nturi , de sorte que la dépression dans le conduit d'air s'exerce dans cette chambre cylindrique , appelée ci-après la cham- bre de dépression".
Dans cette chambre est montéeune soupape à piston arrangée de, façon à s'ouvrir sous l'ac- tion de la dépression dans la chambre , contre l'action d'un ressort .
Lorsque l'appareil ne fonctionne pas , c'est à dire lorsque le moteur ne marche pas ou lorsque le papil- lon est fermé ,la pression du ressort contre la soupape à pistion est suffisante pour fermer le passage aux gaz venant de la chambre de vaporisation ,mais , dès que le papil- lon est ouvert .lorsque le moteur marche ,la pression né- -gative sur le piston annule en partie la force du ressort, permettant à la soupape de se soulever et de permettre aux
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gaz d'entrer dans l'espace sous le piston et delà ,dans un passage annulaire disposé autour du venturi ,et communi quant avec la gorge de ce dernier par des ouvertures pré- vues dans celle-ci.
Comme la pression diminue dans le con- duit d'air par suite du fait que le moteur gagne de la vi- tesse , la soupape à piston se soulevé d'avantage et aug- mente l'espace annulaire à traverq lequel les gaz sont ad- mis dans l'espace sous le piston et delà dans le passage annulaire autour du venturi ,de sorte que , plus le moteur aspire d'air, plus la quantité de gaz combustible admise à se mélanger avec cet air est grande , proportionnellement
Un réservoir peut être inséré entre cet arrange- ment mélangeur et la soupape d'échappement de la chambre de vaporisation ,pour accumuler les gaz ,Ce réservoir peut être monté sur le compresseur ou bien être indépendant.
Le dispositif de soupape d'échappement et de sou- pape de chambre à mélange qui vient d'être décrit peut ê- tre placé dans toute position désirée ; il peut par exemple être renversé.
Les dessins annexés montrent à titre d'exemples la construction de plusieurs dispositifs gazogènes et de leur combinaison avec un moteur. à combustion interne ou à explosion ,muni d'un dispositif mélangeur selon l'inven- tion.
La figure I est une élection de face et une sec- tion partielle dtun gazogène et du moteur combiné avec lui:
La figure 2 est une élévation latérale du gazogène et du moteur représenté sur la figure 1 ,montrant la cham- bre de vaporisation en section longitudinale{
La figure 3 est une élévation de face d'un su- tre dispositif semblable ;
La figure 4 est une section d'un autre disposi- tif au même genre avec une chambre de mélange;
La figure 5 est une section d'une autre cons-
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-truction de chambre à mélange
Dans les figures I et 2 , un compresseur ? est actionné par le moteur.1 . les gaz chauds de vidange du moteur s'échappant en.52. Une partie de ces gaz est condui- te au compresseur par le tuyau et ils y sont fortement compressés .CI Du compresseur , ces gaz. passent dans la cham- bre de vaporisation 5a qui est entourée d'un passage annu- laire 5b dans lequel passent les gaz chauds sortant des cy- lindres , et où ces gaz donnent une partie de leur chaleur aux murs de la chambre de vaporisation .
Le combustible li- quide , du *' fuel oil", par exemple , est formé par la pompe travers l'injecteur 4' par lequel il est injec- té dans la chambre de vaporisation dans un état d'atoma- nisation très élevé . Le mélange de gaz inertes et de com -bustible vaporisé s'échappe par la soupape d'échappe- ment 1 et ces gaz.sont conduits par une tuyauterie 2 dans le passage annulaire ± entourant le venturi 10, dans la gorge duquel ils pénètrent par les ouvertures.2 et se mélan- gent avec l'air entrant à. travers le filtre à. air 12.
Le mélange combustible gazeux entre alors par le papillon dans la chambre dtadmission des gaz. aux cylindres du mo- teur .Le passage par lequel entre le mélange gazeux peut être fermé au moyen d'un robinet d'échange 13 qui en même temps ouvre un autre passage par lequel un mélange combus- tible d'air et de pétrole atomisé formé par l'air entrant par le filtre 12a et passant par un carburateur ordinaire, par le papillon oU!- , est admis dans la chambre d'admis- sion du moteur, pour le démarrage .Les deux papillons et 11a sont reliés par une 'transmission Il de fagon à tre opérés simultanément avec le robinet de changement;
une. autre tige de transmission relie le papillon 11 au ro- binet de commande de l'arrivée du mélange gazeux , 15 ,de sorte que une opération simultanée des trois organes II,
IIa et 15 est obtenue par ce moyen.
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Un autre arrangement du même genre est représen- té dans la figure 3 , le combustible liquide atomisé étant injecté par la pompe ± et l'injecteur directement dans le cylindre ? du compresseur , dans lequel sont admis'par le tuyau 1 les gaz chauds sortant des cylindres l du mo- teur .Le mélange combustible passe alors dans la chambre de détente .5 où il se détend, , cette chambre 5 étant chauffée par les gaz chauds passant dans le passage annu- laire qui l'entoure , pour compenser la perte de chaleur subie par le mélange gazeux durant sa détente adiabatique
Ce mélange gazeux se rend alors ,par la tuyauterie 2 ,à un dispositif mélangeur ,combiné avec un dispositif de dé- marrage au pétrole comme celui décrit plus haut.
Le gazogène et le moteur combinés représenté dans la figure 4,sont caractérisés par un dispositif au moyen duquel le mélange combustible gazeux peut être formé soit dans le cylindre du compresseur , soit dans une chambre de vaporisation ,le combustible liquide ,éternisé étant injec- té à volonté dans le cylindre ou dans la chambre de vapon sation 5. Cette dernière dans la construction qui est représentée dans la figure,est coulée d'une pièce avec le cylindre .2 du compresseur , et est munie d'organes de chauf- fage électrique 54 .
Le mélange gazeux s'échappe de la chambre 5 par le passage 16 ,par la soupape à. ressort 17 et la tuyauterie 18 et. pénètre par la soupape 26 dans la cham- bre à mélange constituée par la chambre cylindrique 19, coulée d'une pièce avec le conduit d'air 2Q ,avec lequel elle communique par le conduit ±,s'ouvrant dans le conduit d'air entre le papillon 22 et le venturi Dans la cham- bre de dépression 19 est monté le piston 24, capable de se déplacer sous l'action de la dépression existant dans cette chambre , contre la pression exercée par le ressort et , ce faisant ,d'ouvrir la soupape 26 pour le passage du mélange combustible gazeux qui passe par le cône de con-
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-trôle 27 dans l'espace 28 sous le piston ,
d'où. il pénè tre dans le passage annulaire 29 et de là,dans lven. turi par les ouvertures 30 distribuées autour de la gor- ge de ce dernier . La force exercée par le ressort; 25 sur le piston 24 peut être ajustée au moyen de la vis 14.
Une forme alternative de dispositif mélangeur est représentée dans la figure 5 Un pointeau I admet le mélange gazeux au jet 2 placé à l'ouverture du venturi 3, ce venturi aspirant l'air qui entre par le conduit d'air . Le mélange chemine alors par la soupape à à tra- vers la toile métallique 6 et par le papillon 2 à la cham- bre d'admission du moteur± , S'il se produit un retour de flamme ,l'élévation de la pression dans la chambre d'admission 8 se transmet ,par une dérivation qui n'est pas visible dans la figure, à une chambre contenant un piston qui agit sur le levier ± , portant le pointeau .1 et presse ce dernier sur son siège ,
tandis qu'une tige 12 presse en même temps la soupape .5 contre son siège , jusqu'à ce que l'excès de pression cesse de se faire sentir.
Un dispositif de soupapes tel qu'il a été dé- crit et représenté dans les figures 4. et 5 , permet aux gaz d'être admis à la chambre dans laquelle se forme le mé- lange avec l'air d'une façon continue ,quoique la pression dans la chambre de vaporisation puisse varier dans des li- mitas.relativement considérables ; il permet de faire le mélange avec l'air de manière à former un mélange gazeux riche en constituants combustibles et en proportion exactes pour différents régimes du moteur ou pour toute application pour laquelle un mélange ordinaire d'air et de pétrole vapo- rise peut être employé ou pour lequel un mélange combusti- ble gazeux obtenu par le procédé selon l'invention peut tre requise
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Processes and apparatus for the generation of combustible gas mixtures.
The invention relates to methods for using the volatile combustible constituents of fuels in liquid, colloidal or solid state, and provides a novel method of using such fuels.
It also relates to an improved gasifier apparatus for the application of the new process which has just been mentioned.
According to this invention the new process for the generation of an explosive gas mixture suitable for use as fuel in a burner, or of active fluid in an internal combustion or explosion engine, or in any other thermal apparatus of 'used, ...
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-tion, consists of: CI ')' strongly compressing an inert gaseous fluid so as to raise its temperature above that at which the heaviest volatile constituents of the fuel which one intends to vaporize. 'to employ ; (2) injecting said fuel, at a high degree of vaporization, into said highly compressed and heated inert gaseous fluid, thereby forming a non-explosive gaseous mixture (since it does not contain oxygen) , the injection taking place as far as possible at the highest pressure and temperature achievable, and (3) adding air to this non-explosive mixture in appropriate proportions to form an explosive mixture .
The fuel injected at a high degree of pulverization can be any liquid fuel, highly atomized, for example a crude high density hydrocarbon, such as "fuel oil". It may be a fuel in the colloidal state or a finely pulverized solid fuel. The inert gases into which the atomized liquid fuel or the finely pulverized colloidal or solid fuel is injected may suitably consist of flue gas from an internal combustion engine or eg. plosion of any kind.
In a particular application of the invention to a gas-generating apparatus employing fuel oil ", inert gases which are suitably derived from the exhaust gases of an ordinary internal combustion or internal combustion engine and which are therefore already available. a relatively high temperature, are brought into a compressor and are strongly compressed with a strong rise in temperature, and these gases, strongly heated and at high pressure, are sent into a chamber called the vaporization chamber -, in which the fuel oil "is injected in a highly atomized state, into these inert gases which are highly compressed and heated as a result of the high temperature of these gases.
, fuel oil "
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is immediately vaporized, the result being a combustible gas mixture at high pressure and high temperature. Since oxygen is not a constituent of this mixture, no combustion can occur at this stage.
The gaseous mixture thus obtained is in a condition eminently suitable for releasing practically all of its heat energy when it is mixed with a sufficient quantity of air and burnt, for example in a burner of suitable construction, in cylinders of an internal combustion or combustion engine, or in any other device of use.
If the gas mixture is intended for use as the working fluid of an internal combustion or internal combustion engine, it is conducted into a mixing chamber placed near the engine intake chamber, where it is mixed with gas. air, which may or may not be heated, and which may be at atmospheric pressure or compressed, this air being in suitable proportions for the total combustion of the gas mixture, the air thus admitted into the mixing chamber preferably being at a temperature lower than that of the combustible gas mixture, to avoid premature combustion of the latter. The mixture of air and gaseous fuel is then sent to the engine cylinder and ignited in any suitable known manner.
A portion of the exhaust gases from the engine is preferably taken up and returned to the compressor, to be compressed there again and sent to the vaporization chamber to receive an injection of finely atomized fuel oil and to form with it a new one. quantity of gas mixture which is sent to the engine, and so on.
The compressor is built in. to obtain a very high degree of compression, all the valves being positively controlled by suitable mechanical components. The entire suction stroke of the piston
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is used for the admission of gas a very small portion of the movement of the crank, close. dead center at the top of the piston compression stroke, corresponding to the outlet of the compressed gases to the vaporization chamber, through a positively operated outlet valve.
A bypass pipe for the gas mixture of fuel and inert gases is also provided, by means of which the gas mixture can be partially or totally short-circuited before it is mixed with air, and returned to the compressor when the engine is running empty and does not need a normal quantity of combustible gas mixture, either initially, or, in the case of a burner, for example, when it is not working.
Liquid fuel can also be injected directly into the compressor cylinder, at any stage of the piston compression stroke, the compressor cylinder then acting as a vaporization chamber. The fuel can also be injected into the leading pipe. the inert gases compressed from the oompres-- seur to the mixing chamber, either in the direction of the current abit against this direction, the said piping then acting as a vaporization chamber.
A jet of steam or finely pulverized water may be introduced in suitable proportions into the gaseous mixture, either before mixing it with air, or after or during this mixture, and either before or after the mixture has been introduced into the cylinders of the engine.
The invention also relates to an arrangement of a gasifier apparatus comprising a compressor, preferably with reciprocating motion, a pipe for conducting inert gases to this compressor coming from a suitable source, such as the drain gases from the gas generator. 'a combustion engine
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internal or explosion-proof, devices suitable for injecting a highly atomized liquid fuel or a finely pulverized colloidal or solid fuel, into the inert gases which are strongly compressed and heated, with or without a vaporization chamber,
which can be provided with heating elements, for example with an electric heating element, a bypass for the gas mixture and optional elements for injecting steam or finely atomized water into this mixture, this gasifier comprising in its operation the method of forming a combustible gas mixture by the method according to the invention.
The compressor can be operated independently of the engine by an electric motor or the like. For starting, an inert gas, such as nitrogen, can be used from any source, for example from a tank where this gas would be stored under pressure.
Preferably, the compressor will be driven by an internal combustion or internal combustion engine which it will provide with a gaseous fuel mixture, in which case the mixing chamber is preferably mounted on the gas intake chamber or manifold of the engine and is combined with a carburetor, ordinary, operating with an ordinary combustible mixture, and capable of being placed in communication with the intake chamber of the engine, so as to allow the latter to operate in the usual manner with gasoline atomized by a current of air, by means of this carburetor, before the inert gases necessary to run the engine according to the process of the invention can be obtained from the gaseous products leaving the cylinders,
the arrival of the air-gasoline mixture being interrupted and replaced by that of the air-inert gas mixture
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oombust-ible as soon as the engine produces gas, neoeeaai. res to its formation.
When a finely pulverized solid fuel is employed, the volatile constituents from which distil
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when the pulverized fuel is injected into the inert gases at high pressure and temperature, the residual solids (ash, etc.) suspended in the gases are extracted, preferably before the fuel mixture is mixed with air , by passing this mixture through a separator of known type, preferably a centrifugal separator, by means of which the solid constituents are separated, leaving a mixture rich in gaseous combustible constituents ready to be burned in any appliance for which this mixture is used. may be required.
The finely pulverized solid fuel will preferably be introduced into the inert gases under high pressure outside the compressor.
A suitable mixing chamber arrangement consists of a needle admitting the gaseous fuel to a jet placed at the mouth of a venturi, the latter sucking air in the ordinary manner, the mixture of air and gaseous fuel continuing through a valve.
valve and through a wire mesh, towards the throttle and the intake chamber of an engine, for example. Means are provided for automatically preventing any flashback, either by a device by means of which the reed valve presses the needle against its seat when the valve itself is pressed against its seat ,, 'or else by mounting the needle on a piston in communication with the combustion chamber of the engine, in such a way that an increase of pressure in this chamber forces the piston to close the needle while this excess pressure lasts.
In another mixing chamber device, suitable for effecting very efficiently the mixing of gaseous fuel and air in suitable proportions, as required, the combustible gaseous mixture which has been produced in a suitable vaporization chamber, s 'escapes
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by a pipe which leads it either to a storage chamber or directly to a carburettor disposed near the fuel gas inlet chamber of the engine, by means of an inlet valve acting against a spring whose the shape can be adjusted, preferably, so that the valve closes the passage from the vaporization chamber to the carburetor when the compressor is not in action,
under the pressure of its spring and allows it to open again as soon as the pressure rises in the vaporization chamber.
The gas exited the vaporization chamber and passed to the other side of the valve, and beyond. , through the pipe, to the carburetor, are admitted to the latter by a needle beyond which is the actual carburetor, which consists of a venturi mounted in the usual way when combined with a petroleum carburetor Adjacent to this venturi and preferably cast integrally with it is a cylindrical chamber communicating by a duct with the part of the air duct which is between the butterfly and the ve nturi, so that the depression in the air duct s 'exerts in this cylindrical chamber, hereinafter referred to as the vacuum chamber ".
In this chamber is mounted a piston valve arranged so as to open under the action of the vacuum in the chamber, against the action of a spring.
When the device is not working, that is to say when the engine is not running or when the throttle is closed, the pressure of the spring against the piston valve is sufficient to close the passage to the gases coming from the valve chamber. vaporization, but, as soon as the throttle is opened, when the engine is running, negative pressure on the piston partially cancels out the spring force, allowing the valve to lift up and allow the
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gas to enter the space under the piston and beyond, in an annular passage arranged around the venturi, and communicating with the throat of the latter by openings provided in the latter.
As the pressure in the air line decreases as a result of the engine gaining speed, the piston valve rises further and increases the annular space through which the gases are fed. - placed in the space under the piston and beyond in the annular passage around the venturi, so that, the more air the engine sucks, the greater the quantity of combustible gas allowed to mix with this air, proportionally
A tank can be inserted between this mixing arrangement and the exhaust valve of the vaporization chamber, to accumulate the gases. This tank can be mounted on the compressor or else be independent.
The exhaust valve and mixing chamber valve device just described can be placed in any desired position; it can for example be overturned.
The accompanying drawings show by way of example the construction of several gas-generating devices and their combination with an engine. internal combustion or explosion, provided with a mixing device according to the invention.
Figure I is a front election and a partial section of a gasifier and the engine combined with it:
Figure 2 is a side elevation of the gasifier and engine shown in Figure 1, showing the vaporization chamber in longitudinal section {
Figure 3 is a front elevation of a further similar device;
Figure 4 is a section of another similar device with a mixing chamber;
Figure 5 is a section of another con-
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-truction of mixing chamber
In Figures I and 2, a compressor? is powered by the motor. 1. hot engine drain gases escaping at 52. A part of these gases is led to the compressor by the pipe and they are strongly compressed there. CI From the compressor, these gases. pass into the vaporization chamber 5a which is surrounded by an annular passage 5b in which pass the hot gases exiting the cylinders, and where these gases impart part of their heat to the walls of the vaporization chamber.
Liquid fuel, eg "fuel oil" is formed by the pump through injector 4 'whereby it is injected into the vaporization chamber in a very high atomization state. The mixture of inert gases and vaporized fuel escapes through the exhaust valve 1 and these gases are conducted by a pipe 2 in the annular passage ± surrounding the venturi 10, into the groove of which they enter through openings.2 and mix with the air entering through the air filter 12.
The combustible gas mixture then enters the throttle valve into the gas inlet chamber. to the engine cylinders. The passage through which the gas mixture can be closed by means of an exchange valve 13 which at the same time opens another passage through which a combustible mixture of air and atomized oil formed by the air entering through the filter 12a and passing through an ordinary carburettor, through the throttle or! -, is admitted into the intake chamber of the engine, for starting. The two throttles and 11a are connected by a 'transmission II so as to be operated simultaneously with the change valve;
a. another transmission rod connects the butterfly 11 to the control valve for the arrival of the gas mixture, 15, so that a simultaneous operation of the three components II,
IIa and 15 is obtained by this means.
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Another arrangement of the same kind is shown in Figure 3, the atomized liquid fuel being injected by the pump ± and the injector directly into the cylinder? of the compressor, into which the hot gases leaving the cylinders 1 of the engine are admitted through pipe 1. The combustible mixture then passes into the expansion chamber 5 where it expands, this chamber 5 being heated by the gases heat passing in the annular passage which surrounds it, to compensate for the loss of heat undergone by the gas mixture during its adiabatic expansion
This gas mixture then goes, via the pipe 2, to a mixing device, combined with a petroleum starting device such as that described above.
The combined gasifier and engine shown in figure 4, are characterized by a device by means of which the gaseous fuel mixture can be formed either in the compressor cylinder or in a vaporization chamber, the liquid fuel, etched being injected. as desired in the cylinder or in the steam chamber 5. The latter, in the construction shown in the figure, is cast integrally with the cylinder .2 of the compressor, and is provided with heating elements electric 54.
The gas mixture escapes from chamber 5 through passage 16, through valve. spring 17 and piping 18 and. enters through valve 26 into the mixing chamber constituted by cylindrical chamber 19, cast integrally with air duct 2Q, with which it communicates via duct ±, opening into air duct between the butterfly 22 and the venturi In the vacuum chamber 19 is mounted the piston 24, capable of moving under the action of the vacuum existing in this chamber, against the pressure exerted by the spring and, in doing so, d 'open the valve 26 for the passage of the gaseous fuel mixture which passes through the cone of cone.
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-check 27 in the space 28 under the piston,
from where. it enters the annular passage 29 and from there into the ven. turi by the openings 30 distributed around the throat of the latter. The force exerted by the spring; 25 on the piston 24 can be adjusted by means of the screw 14.
An alternative form of mixing device is shown in FIG. 5 A needle I admits the gas mixture to the jet 2 placed at the opening of the venturi 3, this venturi sucking in the air which enters through the air duct. The mixture then travels through the valve through the wire mesh 6 and through the throttle 2 to the engine's intake chamber ±. If a flashback occurs, the pressure rise in the intake chamber 8 is transmitted, by a bypass which is not visible in the figure, to a chamber containing a piston which acts on the lever ±, carrying the needle .1 and presses the latter on its seat,
while a rod 12 simultaneously presses the valve .5 against its seat, until the excess pressure ceases to be felt.
A valve device such as has been described and shown in Figures 4 and 5 allows gases to be admitted to the chamber in which the mixture with air is formed in a continuous fashion. , although the pressure in the vaporization chamber may vary within relatively considerable limits; it allows mixing with air so as to form a gas mixture rich in combustible constituents and in exact proportions for different engine speeds or for any application for which an ordinary mixture of air and petroleum vapor can be used or for which a combustible gas mixture obtained by the process according to the invention may be required