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Procédé et dispositif pour la gazéification des huiles lourdes.
La présente invention concerne un procédé original pour opérer la gazéification des huiles lourdes et ainsi en permettre l'utilisation en lieu et place des essences vola- tiles; notamment dans les moteurs à explosion.
L'invention concerne également les installations susceptibles d'appliquer le procédé susdit et notamment les combinaisons mécaniques qui permettent d'équiper le moteur à explosion ou à combustion dans le but de remplacer les essen- ces volatiles par des huiles lourdes avec le même résultat final.
Le procédé de gazéification consiste essentielle- ment à faire subir à l'huile lourde, admise d'une manière contrôlable, une élévation de température en passant dans un réchauffeur à faisceau tubulaire. Ce dernier est chauffé
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par les gaz d'échappement du moteur, et les gaz d'hydrocar- bure ainsi obtenus sont dirigés vers les cylindres du moteur.
La caractéristique essentielle du processus réside dans le fait que, avant la gazéification proprement dite, on a opéré le mélange carburant-comburant en faisant déboucher l'arrivée des vapeurs d'huile lourds au devant d'un mélangeur pourvu d'une prise d'air.
Il est connu, en effet, que dans les nombreux processus déjà proposés et essayés on a toujours préconisé d'opérer d'abord la gazéification d'hydrocarbure et, ensuite, d'en opérer le mélange convenable avec un comburante en géné- ral de l'air atmosphérique. Cependant, il a pu être constaté que dans de tulles conditions, les gaz chauds étant mis en contact avec l'air relativement, froid, un- condensation était inévitable et, par conséquent, le fluide aminé dans les cy- lindres tenait en suspension une certaine quantité de goutte- lettes liquides.
Celles-ci étant impropres à la combustion, formaient donc un dépôt important qui modifiait considérable- ment les caractéristiques du moteur, encrassait les cylindres et même, dans certaines circonstances, filtrait entre les segments et s'écoulait ainsi dans le carter, c'est-à-dire dans l'huile de graissage.
Grâce au procédé susénoncé, une telle condensation ne peut plus se produire, étant donné que le mélange comburant- carburant est lui-même gazéifié de telle manière que, si le mélange amené dans le réchauffeur, par exemple tubulaire., comporte des gouttelettes liquides en suspension, celles-ci seront rapidement et totalement gazéifiées et le mélange, qui sera aspiré par le moteur, sera véritablement un mélange gazeux.
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Dans le but d'assurer le démarrage du moteur, il est prévu également d'adjoindre au dispositif gazéificateur d'huile lourde, une installation quelconque de carburation à l'essence. Un clapet, dûment contrôlable, permet aisément de brancher sur le moteur l'une et/ou l'autre des installations respectivement de carburation à l'huile lourde ou à l'essence.
Ce procédé peut être réalisé par divers moyens, étant donné les formes diverses et les positions relatives et égale- ment variables que peuvent présenter les différents organes d'admission de l'huile lourde, de réchauffage et de contrôle vers les cylindres. Toutefois à l'effet de bien faire ressor- tir les caractéristiques essentielles de l'invention, un mode préféré d'exécution est décrit en détail ci-après, et schéma- tisé sur le dessin ci-joint, dans lequel:
La Fig. 1 représente une installation complète, tandisque
La Fig. est une coupe suivant la ligne II-II de la Fig. l, montrant les caractéristiques du réchauffeur.
La Fig. 1 montre que l'huile lourde, issue d'un ré- servoir 1, est admise dans un récipient à flotteur 2. Ce ré- cipient peut donc être agencé à niveau constant. L'huile lourde est susceptible de s'échapper sous forme de vapeur par divers conduits étagés, respectivement 3, 4 et 5. Ceux-ci sont con- trôles par des clapets individuels à l'exception du conduit inférieur 5, lequel est directement branché sur le conduit comiiun 6 formant simultanément prise d'air et mélangeur initial.
L'admission de l'air frais est contrôlée par un clapet 7.
Cette combinaison permet donc de contrôler et l'ar- rivée d'air frais par le clapet 7, et l'admission quantitative de l'huile lourde par les manoeuvres successives des clapets 8-9 contrôlant respectivement les conduits 3 et 4. La prise
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d'air commune 6 débouche dans le réchauffeur ou gazéificateur proprement dit. Celui-ci comporte les caractéristiques sui- vantes : il est formé substantiellement d'une chambre herméti- que 10 dont la paroi extérieure est doublée d'une matière isolante 11, par exemple de l'amiante ou un composé d'amiante.
Intérieurement, cette chambre 10 est divisée en trois compar- timents, respectivement 12, 13 et 14, dont le compartiment central, de dimensions relativement grandes, est traversé par un .certain nombre de tubes, de diamètre convenable, débou- chant dans les compartiments extérieurs 12 et 14. De plus, le compartiment central 15 est branché dans le conduit des gaz
15 d'échappement/ du moteur. Par exemple, le tronçon d'arrivée de ce conduit débouchera à une extrémité de la chambre 13, tandis que le tronçon de sortie sera branché à l'extrémité opposée, et dirigé vers l'extérieur. D'autre part la prise d'air commune 6 débouche dans le premier compartiment 12, tandis que du troisième compartiment 14 part le conduit d'admission 16.
Dans ces conditions, il est aisément compréhensible que les gaz d'échappement; venant du moteur 17, seront admis dans la chambre 13,'et rencontreront une grande surface de chauffe eu égard à la présence des nombreux tubes intérieurs.
Gr, ceux-ci sont traversés par le mélange air-vapeur d'huile lourde, lequel est ainsi porté à une température élevée ce qui permet d'obtenir une gazéification rapide et totale des va- peurs d'huile. Le mélange gazeux qui en résulte débouchera dans le troisième compartiment 14 et passera du gazéificateur, par le conduit d'admission 16, aux cylindres du moteur 17.
Bien entendu, il serait possible également d'établir le ga- zéificateur de manière que les gaz chauds passent dans les tubes tandis que le mélange air-vapeur d'huile lourde cir-
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culerait entre les tubes. D'autres dispositions du gazéifica- teur peuvent encore être employées sans s'écarter de l'inven- tion.
Dans le but de permettre au moteur de démarrer nor- malement, ce qui est rendu difficile par l'emploi exclusif des gaz d'huile lourde, il est prévu de brancher sur le con- duit d'admission 16 une installation ordinaire de carburation à l'essence. A cet effet, un petit réservoir 18, contenant de l'essence, est mis en communication avec un carburateur ordinaire 19, comportant lui-même une prise d'air 20. Cette installation est mise en communication avec le conduit d'ad- mission 16 par le conduit 21. Un clapet 22, commandé par une tringle 23, permet d'obstruer totalement ou en partie l'un des conduits 16 ou 21. Dans ces conditions, il est possible soit d'alimenter le moteur 17 à l'essence, soit au gaz d'hui- le lourde, soit par un mélange, dûment contrôlé, d'essence et d'huile lourde.
Comme il est aisément compréhensible, aucune conden- sation n'est possible puisque le mélange gazeux, issu du ré- chauffeur ou gazéificateur 10, ne peut subir aucune transforma- tion, étant donné qu'il est directement admis au moteur 17.
Une telle installation est particulièrement efficace pour l'équipement des moteurs à explosions et notamment des moteurs d'automobiles, ce qui permet de faire usage de l'huile lourde en bénéficiant ainsi des nombreux avantages de celle-ci, notamment l'économie et un rendement supérieur du moteur. Bien entendu, les différents éléments susindiqués peuvent être modifiés tant dans leur forme que dans leurs positions respecti- ves, ce qui permet d'ailleurs de dire que le procédé et le dis- positif conformes à l'invention sont d'application générale sur tout genre de moteurs à explosions ou à combustion interne,
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qu'ils soient fixes ou mobiles et quelle que soit leur affecta- tion.
REVENDICATIONS ---------------------------
1.- Procédé pour la gazéification des huiles lourdes, notamment pour l'alimentation des moteurs à explosions ou à combustion interne, caractérisé en ce qu'il consiste à opérer préalablement un mélange d'huile ou de vapeur d'huile et d'air, puis à faire passer ce mélange dans un gazéificateur chauffé, tel qu'un gazéificateur à faisceau tubulaire chauffé par les gaz d'échappement du moteur, le mélange gazeux ainsi obtenu étant directement admis dans les cylindres du moteur, de manière à empêcher toute condensation.
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Method and device for the gasification of heavy oils.
The present invention relates to an original process for carrying out the gasification of heavy oils and thus allowing them to be used instead of volatile gasolines; especially in internal combustion engines.
The invention also relates to installations capable of applying the aforesaid process and in particular to the mechanical combinations which make it possible to equip the internal combustion engine with the aim of replacing the volatile gasoline by heavy oils with the same end result. .
The gasification process essentially consists in subjecting the heavy oil, admitted in a controllable manner, to a rise in temperature by passing through a tube bundle heater. The latter is heated
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by the engine exhaust gases, and the resulting hydrocarbon gases are directed to the engine cylinders.
The essential characteristic of the process lies in the fact that, before the gasification proper, the fuel-oxidizer mixture was operated by causing the arrival of heavy oil vapors to unblock in front of a mixer provided with an outlet. air.
It is known, in fact, that in the numerous processes already proposed and tested, it has always been recommended to first carry out the gasification of the hydrocarbon and, then, to carry out the suitable mixture with an oxidizing agent in general. atmospheric air. However, it could be found that under these conditions, the hot gases being contacted with the relatively cold air, a condensation was inevitable and, therefore, the amino fluid in the cylinders held in suspension a. certain amount of liquid droplets.
These being unsuitable for combustion, therefore formed a large deposit which considerably modified the characteristics of the engine, fouled the cylinders and even, in certain circumstances, filtered between the segments and thus flowed into the crankcase, it is that is, in lubricating oil.
By virtue of the aforementioned process, such a condensation can no longer occur, given that the oxidizer-fuel mixture is itself gasified in such a way that, if the mixture fed into the heater, for example tubular, contains liquid droplets in suspension, they will be quickly and completely gasified and the mixture, which will be sucked by the engine, will be truly a gas mixture.
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In order to ensure the starting of the engine, provision is also made to add to the heavy oil gasifier device, any installation for gasoline carburetion. A duly controllable valve makes it easy to connect to the engine one and / or the other of the heavy oil or gasoline carburation installations, respectively.
This process can be carried out by various means, given the various shapes and the relative and also variable positions which the various elements for admission of heavy oil, of reheating and of control to the cylinders can have. However, in order to bring out the essential characteristics of the invention, a preferred embodiment is described in detail below, and shown diagrammatically in the accompanying drawing, in which:
Fig. 1 represents a complete installation, while
Fig. is a section taken along line II-II of FIG. 1, showing the characteristics of the heater.
Fig. 1 shows that the heavy oil, coming from a tank 1, is admitted into a float container 2. This container can therefore be arranged at constant level. Heavy oil can escape in the form of vapor through various stepped conduits, respectively 3, 4 and 5. These are controlled by individual valves with the exception of the lower conduit 5, which is directly connected. on the comiiun duct 6 simultaneously forming the air intake and the initial mixer.
The intake of fresh air is controlled by a valve 7.
This combination therefore makes it possible to control both the arrival of fresh air via the valve 7, and the quantitative admission of heavy oil by the successive operations of the valves 8-9 respectively controlling the ducts 3 and 4. The intake
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common air 6 opens into the heater or gasifier proper. This has the following characteristics: it is formed substantially from a hermetic chamber 10, the outer wall of which is lined with an insulating material 11, for example asbestos or an asbestos compound.
Internally, this chamber 10 is divided into three compartments, respectively 12, 13 and 14, of which the central compartment, of relatively large dimensions, is crossed by a certain number of tubes, of suitable diameter, opening into the compartments. exterior 12 and 14. In addition, the central compartment 15 is connected to the gas pipe
15 exhaust / engine. For example, the inlet section of this duct will open out at one end of the chamber 13, while the outlet section will be connected to the opposite end, and directed outwards. On the other hand, the common air intake 6 opens into the first compartment 12, while the third compartment 14 leaves the intake duct 16.
Under these conditions, it is easily understandable that the exhaust gases; coming from the motor 17, will be admitted into the chamber 13, 'and will encounter a large heating surface in view of the presence of the numerous inner tubes.
Gr, these are crossed by the air-vapor mixture of heavy oil, which is thus brought to a high temperature which makes it possible to obtain rapid and total gasification of the oil vapors. The resulting gas mixture will open into the third compartment 14 and will pass from the gasifier, through the intake duct 16, to the cylinders of the engine 17.
Of course, it would also be possible to set up the gasifier so that the hot gases pass through the tubes while the air-heavy oil vapor mixture circulates.
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back and forth between the tubes. Other arrangements of the gasifier can still be employed without departing from the invention.
In order to allow the engine to start normally, which is made difficult by the exclusive use of heavy oil gases, provision is made to connect to the intake pipe 16 an ordinary carburetion installation at gasoline. For this purpose, a small tank 18, containing gasoline, is placed in communication with an ordinary carburetor 19, itself comprising an air intake 20. This installation is placed in communication with the intake duct. 16 via the conduit 21. A valve 22, controlled by a rod 23, makes it possible to completely or partially obstruct one of the conduits 16 or 21. Under these conditions, it is possible either to supply the motor 17 to the gasoline, either with heavy oil gas or by a mixture, duly controlled, of gasoline and heavy oil.
As is easily understood, no condensation is possible since the gas mixture, issuing from the heater or gasifier 10, cannot undergo any transformation, since it is directly admitted to the engine 17.
Such an installation is particularly effective for equipping explosion engines and in particular automobile engines, which makes it possible to use heavy oil while thus benefiting from the many advantages thereof, in particular economy and higher engine performance. Of course, the various aforementioned elements can be modified both in their form and in their respective positions, which moreover makes it possible to say that the method and the device in accordance with the invention are of general application to everything. kind of explosion or internal combustion engines,
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whether they are fixed or mobile and whatever their assignment.
CLAIMS ---------------------------
1.- Process for the gasification of heavy oils, in particular for supplying explosions or internal combustion engines, characterized in that it consists in first operating a mixture of oil or oil vapor and air , then passing this mixture through a heated gasifier, such as a tube bundle gasifier heated by the exhaust gases of the engine, the gas mixture thus obtained being directly admitted into the cylinders of the engine, so as to prevent any condensation .