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" Gazogène craoueur d'hydrocarbures lourds pour l'alimenta- tion des moteurs à explosion ".
La présente invention concerne un appareil de cracking d'hydrocarbures lourds, pouvant être appliqué sur les moteurs à explosions existants pour leur alimentation par un mélange combustible remplaçant la benzine.-
On connaît déjà un appareil à craquer les hydrocarbures lourds pour l'alimentation des moteurs à explosion,dans le- quel- les hydrocarbures lourds passent à travers une zone incandescente de charbons de bois et où les produits de crac- king avec les gaz de combustion du charbon sont aspirés dans les cylindres du moteur.
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Toutefois, cet appareil présente quelques inconvénients, parmi lesquels on doit mentionner, a) que les gaz de combus- tion du charbon s'introduisaient eux aussi dans le cylindre du moteur, d'où perte de puissance et diminution de rende- ment, et b) le réglage de la quantité du charbon brûlé en @
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proportion chaque fois avecla quantité d'hydrocarbure néces- saire pour l'alimentation du moteur, était très difficile,si- non impossible, et en outre, pour chaque renouvellement du charbon l'alimentation du moteur en hydrocarbure lourd devait être arrêtée.
L'appareil suivant la présente invention, supprime ces inconvénients, vu que le principe sur lequel il est basé oonsiste dans le cracking des hydrocarbures lourds en vase olos, par les parois incandescentes de ce vase, qui peuvent au choix être constituées d'une matière catalytique ou non, et en ce que la chaleur nécessaire pour le cracking est produite dans un autre vase entourant extérieurement le pre- mier, par la combustion complète d'une quantité soit de charbon, soit d'hydrocarbure lourd seul, brûlant en quanti- té toujours proportionnelle à la quantité d'hydrocarbure nécessaire à craquer à chaque instant pour l'alimentation du moteur, râce à la dépendance du tirage du vase extérieur de combustion avec le tuyau d'échappement du moteur ,
étant donné que la quantité des gaz de combustion expulsés du mo- teur est proportionnelle à la quantité des nouveaux gaz mo- teurs aspirés dans le cylindre .
Ceux-là et d'autres avantages apparaîtront par la des- cription ci-après d'une forme d'exécution de l'objet de l'in- vention, donnée à titre d'exemple seulement et non limitative, en correspondance aux dessins annexés, dans Lesquels :
Fig. 1 représente une section verticale à travers de mon appareil à craquer.
Fig. 2 représente une section d'un filtre retenant les goudrons produits durant le cracking d'hydrocarbure.
Fig. 3 représente une section verticale à travers,4-*-un mélangeur dans lequel s'opère le mélange des gaz de cracking" avec l'air pour la production du mélange gazeux.
Fig. 4 représente une section verticale à travers d'un
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condensateur-filtre où sont retenus les produits de conden- sation du mélange combustible créés principalement dans le mélangeur de la Fig. 3.
Fig. 5 représente une vue en plan de la Fig. 4.
Nous référant à la Fig. 1, nous remarquons que l'appa- reil à craquer se compose principalement de deux parties distinctes (A), et (B) dans la première desquelles se fait le cracking proprement dit de l'hydrocarbure, dans la seconde la production de la chaleur nécessaire pour le cracking.
La partie. (A) de ldappareil servant au cracking de l'hydrocarbure, se. compose d'un récipient longitudinal cylin- drique à fond fermé., (10) dans lequel s'introduit un autre tube (11) à double ou multiple parois, ouvert aux deux extré- mités.- Aussi bien le récipient (10) que les tubes (11) peu- vent être fabriqués d'un matériau catalytique p. ex. (Le nic- kel. Le tube intérieur (11) par sa partie supérieure communi- que par l'intermédiaire d'un diffuseur (venturi) (6) et de la tubulure 4 avec un dispositif à niveau constant (2) dans le- quel l'hydrocarbure à craquer arrive du réservoir par la tubu- lure (1) . Par une vis de réglage (3) on peut régler, suivant l'aspiration du moteur, la quantité nécessaire de l'hydrocar- bure à craquer.
L'ensemble formé par le récipient de cracking (10) et le tube intérieur (11) est fermé au-dessus par un ro- binet (5) dont le but sera expliqué par la suite.
Le récipient de cracking (10) porte latéralement à sa partie supérieure un orifice de sortie des produits du crac- king de l'hydrocarbure, relié par l'entremise des dispositifs des Fig. 2, 3 et 4 avec le tube d'aspiration (50) du'-moteur (voir Fig. 4).
La partie (B) de l'appareil,consiste en un récipient métallique (7) garni intérieurement d'un revêtement réfrac- taire (8), entourant le récipient de cracking (10) extérieu- rement sur presque toute sa hauteur. Ce récipient (7) porte à
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sa partie supérieure un trou de remplissage avec couvercle (19), par lequel l'espace ou foyer (46) du récipient (7) est rempli de charbon. A sa partie inférieure le réoipient porte un autre trou avec couvercle (18) pour l'évacuation des cen- dres, scories etc. Egalement à sa partie supérieure le dit récipient porte un orifice de sortie des gaz de combustion relié par l'intermédiaire du tube (21), de la tubulure (24) et du venturi (23) avec le tuyau d'échappement (23)du moteur.
Latéralement et dans la partie inférieure de ce récipient (7) s'introduit dans le foyer (46) un tube injeoteur (17) muni d'un venturi (16) amenant par la tubulure (15), pour la mise en marche, de la benzine ou±+un autre combustible volatil, d'un réservoir à niveau constant (14). (12) désigne une bou- gie pour l'allumage de la matière combustible volatile.
Tout l'appareil de la Fig. 1 avec les dispositifs des Fig. 2, Fig. 3 et 4, s'interpose entre le réservoir d'hydro- carbure lourd à craquer et du moteur, dont le tube d'aspira- tion (50)-voir Fig. 4 - peut par un embranchement (51) muni d'un robinet d'obturation - non indiqué dans le dessin - communiquer avec le carburateur ordinaire de benzine existant.
Voyons à présent le fonctionnement du système, en admet- tant que la chambre (46) soit remplie de charbon.
Au début du fonctionnement, le moteur peut se mettre en marche à l'essence, à l'aide du carburateur primitif à benzi- ne, qui, comme il a été dit, est intercalé en dérivation avec le tube d'aspiration (50) du moteur.
Pendant ce temps le tube d'amenée de l'hydrocarbure lourd à craquer (1) - Fig. 1 - est maintenu fermé. Simultanément la chambre du niveau constant (14) s'alimente en combustible liquide volatil, qui, par la tubulure (15) , se déverse dans le venturi (16) du tube (17) où il est allumé par la bougie (12) recevant le courant d'une bobine d'induction. La flamme produite allume le charbon dans le foyer (46) et chauffe la chambre de cracking (10). Dès que le charbon est allumé,l'ali-
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mentation en benzine ou autre matière combustible volatile du dispositif à niveau constant (15) est interrompue et rem- plaoée par de l'hydrocarbure lourd identique à celui utilisé pour l'alimentation du moteur.
Cet hydrocarbure venait en contact avec le charbon enflammé au préalable, brûle et pro- duit la chaleur nécessaire à l'échauffement 'de la chambre de cracking. Dès que l'échauffement nécessaire de la chambre (10) est obtenu, de l'hydrocarbure lourd est laissé libre de s'écouler du dispositif à niveau oonstant (2) tout le long du tube (11) dans la chambre (10) où sous l'influence de la chaleur il se dissocie en hydrocarbure gazeux,-ben2ine et résidus. Le robinet (5) sert à l'introduction de petites quan- tités d'air pour la combustion des résidus susceptibles d'en- soit crasser l'appareil.
Ce robinet (5) peut,/être fermé pendant la marche du moteur et être ouvert de temps à autre pour la combustion des résidus , ou bien son ouverture peut être ré- glée de manière que les résidus soient brûlés au fur et à mesure de leur formation.
Les gaz provenant du cracking ,'par le tube (20) passent par le filtre de la Fig. 2, où sont retenus principalement les goudrons et ensuite par le tuyau 39, 50, entrent dans le mélangeur de la Fig. 3 où ils se mélangent avec de l'air froid introduit par les ouvertures (32) dont le réglage s'o- père par la soupape de réglage d'air (33) en proportion de l'aspiration du moteur et par le ressort de réglage (35)-
De là, le mélange combustible entre par le tuyau 39-40 dans le filtre-condenseur (49)-Fig. 4 - où,en raison de la disposition excentrique du tuyau (40) - voir Fig.
5 - il ac- quiert un mouvement tourbillonnaire et, butant contre les parois du cône renversé (42), abandonne les produits de con- densation formés par suite du refroidissement dans le nélan- geur de la Fig. 3, et qui sont recueillis par le robinet (48).
Le mélange combustible gazeux, dès lors débarrassé de produits de condensation, passe par le filtre en laine métallique (43)
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où il se débarrasse éventuellement des matières étrangères en suspension,et entre dans le cylindre du moteur par le tuyau d'as- piration (50).Naturellement,la communication avec l'embranchement (51) du carburateur initial à benzine est interrompue par le ro- binet existant à cet effet.Le clapet (45) commandé par l'accélé- rateur règle la quantité du mélange aspiré dans le cylindre du moteur.
Le tirage pour la combustion dans la chambre (B)-Fig.1- se fait par le tuyau (21) et le venturi (23) intercalé dans le tuyau d'échappement du moteur.Par cette disposition le tirage produit est proportionnel à l'aspiration du moteur,parce que la quahtité des gaz brûlés du moteur est proportionnelle à la quantité des nouveaux gaz introduits dans le moteur.Pour assurer la combustion complète dans la partie (B) de l'appareil.des robinets d'air supplémentaires (9) sont prévus sur les parois du récipient (7).
Si l'on veut éviter la conservation du carburateur primitif de benzine,on peut intercaler dans le tuyau d'aspiration (21) de la chambre de combustion (7) un ventilateur à main ou électrique mis en marche jusqu'à l'échauffement de la chambre de cracking (10),pour mettre le moteur en marche directement par de l'hydro- carbure lourd.
Il est évident que dans le cas où dans la partie (B) de l'ap- pareil le charbon utilisé pour le chauffage est consommé pendant la durée du fonctionnement du moteur et si nous voulons conser- ver l'échauffament par du charbon au lieu d'hydrocarbure lourd, ainsi qu'il a été cité précédemment,nous pouvons opérer ceci fa- cilement.par l'introduction d'une nouvelle quantité de charbon par l'orifice (19),sans qu'il soit nécessaire d'interrompre l'a- limentation du moteur par de l'hydrocarbure lourd,comme c'était le cas avec l'appareil de cracking connu mentionné au début du présent mémoire descriptif.
Comme on le conçoit,l'appareil décrit,qui peut être adapté
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sans grosses dépenses sur les moteurs déjà existants, rend possi- ble le remplacement comme combustible de la benzine chère par de l'hydrocarbure lourd bon marché,alors que la puissance et le rendement du moteur sont pre,sque les mêmes que ceux obtenus par les moteurs ordinaires à essence.
Je ne me borne nullement aux dimensions,matériaux ou détails de fabrication, vu que,sans sortir du cadre de l'invention,plu- sieurs modifications ou compléments peuvent être apportés. Ainsi, par exemple,le tirage nécessaire pour la combustion dans la par- tie (B) de l'appareil, au lieu d'être produite par l'échappement du moteur;pourra l'être par une pompe quelconque intercalée dans le tuyau (21) et mise en marche par le moteur.Aussisur la partie supérieure de la chambre de cracking)une disposition pourrait être prévue pour l'introduction dans la chambre de cracking de l'eau en gouttes ou vapeur provenant du radiateur.On pourra aussi prévoir une disposition automatique pour l'alimentation en charbon du foyer du récipient (7).
REVENDICATIONS.
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1. Gazogène craqueur d'hydrocarbures lourds pour l'alimenta- tion des moteurs à explosion,caractérisé par le fait que le crac- king de l'hydrocarbure se fait en vase clos,et que la production de la chaleur nécessaire au cracking s'opère dans un autre vase entourant extérieurement le premier,par la combustion de char- bons,ou d:'hydrocarbures lourds,ou les deux ensemble,de manière que les gaz de combustion ne se mélangent pas avec les produits de craoking de l'hydrocarbure lourd.
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"Heavy hydrocarbon cracker gasifier for fueling internal combustion engines".
The present invention relates to an apparatus for cracking heavy hydrocarbons, which can be applied to existing explosion engines for their supply with a combustible mixture replacing benzine.
We already know an apparatus for cracking heavy hydrocarbons for fueling internal combustion engines, in which the heavy hydrocarbons pass through an incandescent zone of charcoal and where the products of spitting with the combustion gases coal is sucked into the engine cylinders.
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However, this apparatus has some drawbacks, among which it should be mentioned, a) that the combustion gases of the coal were also introduced into the cylinder of the engine, resulting in loss of power and decrease in efficiency, and b) adjusting the quantity of charcoal burnt in @
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proportion each time with the quantity of hydrocarbon necessary to feed the engine was very difficult, if not impossible, and furthermore, for each renewal of the coal the supply of heavy hydrocarbon to the engine had to be stopped.
The apparatus according to the present invention eliminates these drawbacks, since the principle on which it is based oonsists in the cracking of heavy hydrocarbons in olos silt, by the incandescent walls of this vessel, which may optionally consist of a material catalytic or not, and in that the heat necessary for cracking is produced in another vessel externally surrounding the first, by the complete combustion of a quantity either of coal or of heavy hydrocarbon alone, burning in quanti- t always proportional to the quantity of hydrocarbon necessary to be cracked at each moment to supply the engine, thanks to the dependence of the draft of the external combustion chamber on the engine exhaust pipe,
since the quantity of combustion gases expelled from the engine is proportional to the quantity of new engine gases sucked into the cylinder.
These and other advantages will become apparent from the following description of an embodiment of the object of the invention, given by way of example only and not limiting, in correspondence to the drawings. annexed, in which:
Fig. 1 is a vertical section through my cracker.
Fig. 2 shows a section of a filter retaining the tars produced during the cracking of hydrocarbons.
Fig. 3 shows a vertical section through, 4 - * - a mixer in which the mixture of cracking gases "with air takes place for the production of the gas mixture.
Fig. 4 shows a vertical section through a
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condenser-filter in which the condensate products of the combustible mixture created mainly in the mixer of FIG. 3.
Fig. 5 is a plan view of FIG. 4.
Referring to FIG. 1, we notice that the cracking apparatus is mainly composed of two distinct parts (A), and (B) in the first of which the proper cracking of the hydrocarbon takes place, in the second the production of heat necessary for cracking.
The part. (A) of the apparatus used for cracking the hydrocarbon, se. consists of a longitudinal cylindrical container with a closed bottom., (10) into which is inserted another double or multiple-walled tube (11), open at both ends - Both the container (10) and the tubes (11) can be made of a catalytic material eg. ex. (The nic- kel. The inner tube (11) by its upper part communicates via a diffuser (venturi) (6) and the pipe 4 with a constant level device (2) in the- which the hydrocarbon to be cracked comes from the tank through the pipe (1) Using an adjusting screw (3) the required quantity of the hydrocarbon to be cracked can be adjusted, depending on the suction of the engine.
The assembly formed by the cracking container (10) and the inner tube (11) is closed above by a valve (5), the purpose of which will be explained below.
The cracking vessel (10) laterally carries at its upper part an outlet for the products of the hydrocarbon sputtering, connected by means of the devices of FIGS. 2, 3 and 4 with the suction tube (50) of the motor (see Fig. 4).
Part (B) of the apparatus consists of a metal container (7) lined on the inside with a refractory lining (8), surrounding the cracking container (10) on the outside over almost its entire height. This container (7) carries
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its upper part a filling hole with cover (19), through which the space or hearth (46) of the container (7) is filled with charcoal. At its lower part, the container has another hole with a cover (18) for the evacuation of ash, slag etc. Also at its upper part, said container carries an outlet for the combustion gases connected via the tube (21), the pipe (24) and the venturi (23) with the exhaust pipe (23) of the engine.
Laterally and in the lower part of this container (7) is introduced into the hearth (46) an injector tube (17) provided with a venturi (16) bringing through the pipe (15), for starting, benzine or ± + another volatile fuel, from a constant level tank (14). (12) designates a candle for igniting volatile combustible material.
The whole apparatus of FIG. 1 with the devices of FIGS. 2, Fig. 3 and 4, is interposed between the heavy creaky fuel tank and the engine, including the suction tube (50) - see Fig. 4 - can by a branch (51) provided with a shut-off valve - not shown in the drawing - communicate with the existing ordinary benzine carburetor.
Let us now see how the system works, assuming that the chamber (46) is filled with carbon.
At the start of operation, the engine can be started with gasoline, using the primitive benzine carburettor, which, as has been said, is interposed in bypass with the suction tube (50). of the motor.
During this time, the heavy-cracked hydrocarbon feed tube (1) - Fig. 1 - is kept closed. Simultaneously, the constant level chamber (14) is supplied with volatile liquid fuel, which, through the pipe (15), flows into the venturi (16) of the tube (17) where it is ignited by the candle (12) receiving the current of an induction coil. The flame produced ignites the charcoal in the hearth (46) and heats the cracking chamber (10). As soon as the charcoal is lit, the power
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The concentration of benzine or other volatile combustible material in the constant level device (15) is interrupted and replaced by heavy hydrocarbon identical to that used for fueling the engine.
This hydrocarbon came into contact with the pre-ignited coal, burned and produced the heat necessary to heat up the cracking chamber. As soon as the necessary heating of the chamber (10) is obtained, heavy hydrocarbon is left free to flow from the constant level device (2) all along the tube (11) into the chamber (10) where under the influence of heat it dissociates into gaseous hydrocarbon, -ben2ine and residues. The tap (5) is used to introduce small quantities of air for the combustion of residues liable to clog the appliance.
This valve (5) can / be closed while the engine is running and be opened from time to time for combustion of the residues, or its opening can be adjusted so that the residues are burnt off as they are burnt. their training.
The gases from the cracking, through the tube (20) pass through the filter of FIG. 2, where the tars are retained mainly and then through the pipe 39, 50, enter the mixer of FIG. 3 where they are mixed with the cold air introduced through the openings (32), the adjustment of which is made by the air regulating valve (33) in proportion to the suction of the engine and by the spring of adjustment (35) -
From there, the combustible mixture enters through pipe 39-40 into the filter-condenser (49) -Fig. 4 - where, due to the eccentric arrangement of the pipe (40) - see Fig.
5 - it acquires a swirling movement and, abutting against the walls of the inverted cone (42), abandons the products of condensation formed as a result of the cooling in the mixer of FIG. 3, and which are collected by the tap (48).
The gaseous combustible mixture, therefore free of condensation products, passes through the metal wool filter (43)
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where it eventually gets rid of suspended foreign matter, and enters the engine cylinder through the suction pipe (50). Naturally, communication with the branch (51) of the initial benzine carburetor is interrupted by the Existing valve for this purpose. The valve (45) controlled by the accelerator regulates the quantity of the mixture sucked into the engine cylinder.
The draft for combustion in the chamber (B) -Fig.1- is made by the pipe (21) and the venturi (23) inserted in the exhaust pipe of the engine. By this arrangement the draft produced is proportional to the aspiration of the engine, because the quahtité of the burnt gases of the engine is proportional to the quantity of new gases introduced into the engine. To ensure complete combustion in part (B) of the appliance. additional air valves ( 9) are provided on the walls of the container (7).
If one wishes to avoid the conservation of the primitive benzine carburettor, one can insert in the suction pipe (21) of the combustion chamber (7) a hand or electric fan activated until the heating of the cracking chamber (10), to start the engine directly with heavy hydrocarbon.
It is obvious that in the case where in part (B) of the appliance the coal used for heating is consumed during the running time of the engine and if we want to conserve the heating by coal instead of of heavy hydrocarbon, as was mentioned previously, we can do this easily. by introducing a new quantity of carbon through the orifice (19), without it being necessary to interrupt fueling the engine with heavy hydrocarbon, as was the case with the known cracking apparatus mentioned at the beginning of this specification.
As will be appreciated, the apparatus described, which can be adapted
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without large expenditure on existing engines, makes possible the replacement as fuel of expensive benzine by inexpensive heavy hydrocarbon, while the power and the output of the engine are almost the same as those obtained by the ordinary gasoline engines.
I am in no way limited to the dimensions, materials or manufacturing details, since, without departing from the scope of the invention, several modifications or additions may be made. Thus, for example, the draft necessary for combustion in part (B) of the appliance, instead of being produced by the engine exhaust; could be produced by any pump inserted in the pipe ( 21) and started by the engine. Also on the upper part of the cracking chamber) a provision could be made for the introduction into the cracking chamber of water in drops or vapor coming from the radiator. an automatic arrangement for the supply of coal to the hearth of the receptacle (7).
CLAIMS.
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1. Heavy hydrocarbon cracking gasifier for fueling internal combustion engines, characterized by the fact that the hydrocarbon sprays in a vacuum, and that the production of the heat necessary for cracking occurs. operates in another vessel externally surrounding the first, by the combustion of coal, or of heavy hydrocarbons, or both together, so that the combustion gases do not mix with the products of the burning of the hydrocarbon heavy.