<Desc/Clms Page number 1>
"INSTALLATION DE GAZOGENE,NOTAMMENT POUR VEHICULES A MOTEUR"
La présente invention se rapporte à une installation de gazogène convenant notamment pour véhicules à moteur et compor- tant généralement un générateur de gaz, de préférence à char- bon,muni d'une tuyère d'admission d'air aspiré par un venti- lateur ou le moteur lui-même, ce générateur étant suivi par des dispositifs de dépoussiérage et d'épuration du gaz produit.
Elle a pour objet divers perfectionnements des éléments d'une installation de cette espèce, en vue de faciliter la mise en marche du moteur et le maintien de l'allure convenable du gazogène, de simplifier l'entretien de l'installation et d'améliorer les conditions de son fonctionnement.
Pour permettre au conducteur du véhicule d'obtenir ra- pidernent à son gré et au moment désiré une quantité de gaz né- cessaire de qualité requise ou de maintenir, s'il le faut, le débit plus élevé pendant un laps de temps voulu, la présente invention prévoit de raviver rapidement la combustion par l'introduction dans le combustible en ignition, d'une matière
<Desc/Clms Page number 2>
additionnelle facilement inflammable et dégageant une quantité de chaleur considérable, grâce à laquelle la combustion atteint en un temps très court, la température nécessaire pour la pro- duction accrure d'un gaz de qualité requise.
L'invention prévoit avantageusement l'introduction de cette matière d'appoint sous forme d'injection dans la zone de combustion,d'un gaz comprimé -tel que, par exemple, l'oxygène- en addition à l'air aspiré à travers des ou de la tuyere du générateur.
Dans une forme de réalisation de l'invention présentant l'avantage d'un encombrement réduit, l'injection de l'oxygène s'opère à travers un bec logé dans la tuyère d'admission d'air, de façon à déboucher à proximité de la "boule de feu".
L'invention a également pour but d'augmenter l'efficacité du tisonnage du générateur à travers la. tuyère d'admission d'air, qui dans sa forme actuellement adoptée par le constructeur, pré- sente l'aspect général d'un entonnoir conique aplati à double paroi à circulation d'eau de refroidissement, et ne permet que le tisonnage du combustible se trouvant dans le voisinage immé- diat de l'axe de la tuyère.
Pour obvier à cet inconvénient et permettre d'atteindre facilement les zones du générateur plus écartées de l'axe de la tuyère, par exemple, pour casser la voûte de combustible agglo- méré se formant fréquemment au dessus de la zone de combustion, suivant l'invention, la différence entre l'angle de divergence de la paroi intérieure de la dite tuyère et celui de sa paroi ex- térieure est réduite à un minimum compatible avec les exigences de refroidissment de la tuyère, de façon à permettre de donner au tisonnier des écarts angulaires plus grands par rapport à l'axe de la tuyère.
A cet effet, suivant l'invention, l'angle des parois inté- rieures est augmenté, alors que celui des parois extérieures res- te inchangé. Cette augmentation d'angle est surtout marquante dans la section médiane verticale de la tuyère.
La présente invention a en outre, pour but d'assurer dans
<Desc/Clms Page number 3>
les installations de gazogène à addition de vapeur d'eau,la pro- duction d'une quantité de vapeur automatiquement proportionnée à chaque moment aux nécessités de la production de gaz, de façon à éviter l'addition de vapeur, lorsque celle-ci peut tre nuisi- ble et, au contraire, à additionner d'autant plus de vapeur que la température du combustibel dans la zone de réaction est plus élevée et que celui-ci est plus sec.
A cet effet, suivant l'invention, la production de vapeur est automatiquement contrôlée par la température du combustible, ce qui permet de réaliser un auto-réglage de la quantité de va- peur produite pour être introduite dans le charbon en combustion.
Dans, ce but, suivant l'invention, une partie de la chaleur développée dans le générateur est communiquée de préférence par conductibilité, à la masse d'eau à évaporer.
A cet effet, dans une forme de réalisation de l'invention, avant d'atteindre à l'état de vapeur la zone de réaction, l'eau traverse dans une enveloppe bonne conductrice de chaleur, la masse de combustible à l'intérieur du générateur même, à une dis- tance appropriée du combustible en ignition, de façon que la quantité d'eau évaporée à chaque instant suit avec une approxi- mation suffisante, les fluctuations de la température de la zone de réaction.
Dans ce but, suivant l'invention, un tuyau métallique traverse de part en part le corps du générateur en un endroit si- tué à proximité de la zone de combustion du gazogène, une extré- mité de ce tuyau étant raccordée à un réservoir d'eau placé à l'extérieur du générateur, et l'autre, débouchant dans l'intéri- eur du générateur à proximité de la dite zone de combustion et, par exemple, dans la tuyère d'air connue.
Bour améliorer le tirage, en supprimant. des causes de pertes de charge, et pour faciliter l'entretien du gazogène,sui- vant l'invention, la grille de sortie habituelle du gaz est sup- primée et l'orifice de sortie du gaz est formé par une large ouverture pratiquée dans le bas du générateur et communiquant avec une chambre,-de préférence,en forme d'un corps creux vertical-
<Desc/Clms Page number 4>
-refroidie extérieurement et disposée de manière qu'une partie du combustible s'y déverse du générateur, afin que le gaz soit obligé de traverser à sa sortie du générateur, une couche de combustible relativement froid - ce qui donne lieu avantageuse- ment à une première épuration- pour se détendre en abandonnant ses poussières dans la chambre susdite.
L'invention prévoit, en outre, une conformation particu- lièrement avantageuse de l'épurateur de gaz, grâce à laquelle il se produit une séparation efficace des poussières, ssns aucun mouvement tourbillonnaire pa.rasitaire et sans que le dépôt de poussières puisse affecter la section de passage du gaz, et qui évite l'aspiration des poussières par le courant du gaz épuré.
Dans ce but, suivant l'invention, le courant de gaz à épurer est soumis à l'effet de la force centrifuge dans un élé- ment directeur imprimant au courant gazeux une trajectoire sensi- blement hélocoïdale, de préférence d'en haut vers le bas, de façon que les poussières projetées par la force centrifuge vers la périphérie de cet élément et, éventuellement, agglomérées par l'humidité, puissent descendre par gravité le long du dit élément pour tomber dans un pot collecteur, d'où le gaz épuré est aspiré par une cheminée ou conduit raccordé à la partie supérieure du pot susdit en un endroit tel que l'aspiration des poussières tombant de l'élément susdit ou recueillies dans le pot soit évitée.
Dans une forme de réalisation particulièrement avantageuse de l'invention, le dit élément de guidage est constitué par une tuyauterie en serpentin vertical raccordée par sa baseau pot susdit.
Enfin, pour faciliter le nettoyage du filtre d'épurstion d'habitude garni de matiére filtrante, l'invention prévoit la possibilité de laver la masse filtrante, par fractions séparées, sans devoir la retirer du filtre.
@
Dans ce but, suivant l'invention, la totalité de la ma- tière filtrante est répsrtie dans plusieurs éléments, chacun susceptible d'être isolé en vue du nettoyage et ayant une sec- tion de passage représentant une fraction correspondante de la
<Desc/Clms Page number 5>
section totale nécessaire pour assurer le passage convenable de tout le gaz à épurer.
A cet effet, dans une forme de réalisation particulièrement avantageuse de l'invention, le filtre se compose d'une pluralité d'éléments tubulaires, de préférence verticaux, disposés en paral- lèle et chacun raccordé isolément par son extrémité supérieure à une boîte horizontale, avec l'interposiion d'un régistre ou valve de fermeture étanche, permettant de déconnecter chaque élément de cette boîte, et par son extrémité inférieure à une boîte inclinée, chacun des dits éléments tubulaires étant muni à sa. partie supé- rieure d'un robinet ou analogue, permettant de le raccorder isolé- ment à une canalisation d'eau sous pression, telle que, par exem- ple, une distribution d'eau de la ville.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention res- sortiront de la description des dessins oi-annexés, qui représen- tent schématiquement et à titre d'exemple non limitatif, plu- sieurs formes de réalisation de l'invention, dépouillées de détails constructionnels connus de tout homme de métier,
Dans ces dessins :
Fig.1 est une vue en élévation du,générateur avec une coupe partielle montrant les perfectionnements apportés,
Fig.2 représente une vue de bout de la partie du généra- teur modifiée selon l'invention.
Fig.3 est une vue en perspective du dépoussiéreur de gaz selon l'invention.
Fig.4 montre partiellement en vue et partiellement en coupe le filtre d'épuration selon l'invention.
Dans les différentes figures des dessins, les mêmes chiffres de référence désignent les mêmes éléments ou éléments équivalents.
La présente invention se rapporte à une installation de ' gazogène destinée notamment aux véhicules automobiles, bateaux et autres moyens de transport à moteur, bien qu'elle puisse éga- lement être utilisée pour l'alimentation des moteurs fixes. Elle concerne plus spécialement le générateur de gaz l(Figs.l et 2).
<Desc/Clms Page number 6>
le refroidisseur-dépoussiéreur 2 (Fig.3) et l'épurateur de gaz 3 (Fig.4).
Référant aux Figs. 1 et 2, le générateur 1 prévu, de préfé- rence pour brûler du charbon, est équipé d'une tuyère d'air 4 déterminant la zone concentrée très chaude, dans laquelle le tirage d'air créé par l'aspiration du moteur ou du ventilateur, entretien la combustion du charbon allumé au préalable et, par conséquent, la production du gaz pour l'alimentation du moteur.
On sait que dans les installations de gazogène connues, on n'obtient pas instantanément la quantité suffisante de gaz de qualité convenable pour pouvoir mettre le moteur en marche.
On connait, d'autre part, les difficultés qu'on éprouve pour maintenir le gazogène en activité normale pendant ou après des stationnements prolongés, de même que lorsque le moteur marche au ralenti ou tien lorsque, par suite de l'accumulation de cendres et mâchefers, le tirage normal s'avère insuffisant pour entretenir la chaleur nécessaire dans la zone de combus- tion du générateur.
Enfin, il peut arriver que la quantité de gaz débité devienne insuffisante pour assurer la puissance nécessaire du moteur la montée d'une côte ou sur terrain difficile.
Pour obvier à ces causer d'ennuis et permettre au conduc- teur d'augmenter rspidoment à son gré et au moment désiré le débit de gaz, d'améliorer sa qualité et de maintenir, s'il le faut, le débit plus élevé pendant un laps de temps vulu, l'in- vention prévoit de raviver rapidement la combustion du charbon en ignition (la boule de feu) en y introduisant au moment dési- ré, une matière facilement inflammable et dégageant une quantité de chaleur considérable, grâce à laquelle la masse de combus- tible atteint en un temps fort court, la température nécessaire pour la production d'une quantité accrue de gaz de qualité r equise.
Dans ce but, dsns une forme de réalisation particulière- ment avantageuse de l'invention, on prévoit l'introduction de cette matière additionnelle par l'injection, dans la zone de
<Desc/Clms Page number 7>
oombustion, d'un gaz approprié, tel par exemple, de l'oxygène emmagasiné dans une bouteille 5, d'ou il est conduit par une canalisation 6 contr8lêe par un robinet 7 manoeuvrable par le conducteur du véhicule, vers un bec 8 placé,pan exemple, dans la tuyère d'air 4, de façon que le jet d'oxygène soit avanta- geusement dirigé vers le centre même de la boule de feu.
Il est cependant évident, que le bec 8 peut être disposé à tout autre endroit du générateur, à condition de se trouver à proximité suffisante de la zone de combustion.
De même, la matière dont l'addition apporte un supplé- ment de chaleur devant raviver la combustion, peut être autre que l'oxygène, et l'invention prévoit, en effet, la possibili- té d'utiliser dans ce but toute sunstance gazeuse, liquide ou même solide possédant les propriétés adéquates,
Par extension, l'addition de cettema tière peut de même être faite pour faciliter l'allumage du combustible à la mise à feu du générateur.
La présente invention a ensuite pour obj. et d'obvier à des inconvénients des procédés d'évaporation d'eau actuels dans les gazog.ènes à addition de vapeur.
On sait, en effet, que la quantité de vapeur produite par les dispositifs d'évaporation en usage pour les gazogènes pour véhicules, reste pratiquement constante.
Or, lorsque, par exemple, pour une raison quelconque, la température de la zone de réaction n'est pas suffisante pour la production d'une quantité nécessaire de gaz de qualité re- quise, la présence d'un excès de vapeur devient péjudiciable,.' car cette vapeur refroidit de plus en plus le combustible.
Il en est de même au début de la marche du générateur, et aussi longtemps que l'humidité naturelle du charbon n'ait été évaporée.
Pour obvier à cet inconvénient, suivant l'invention, la production de vapeur est automatiquement contrôlée par la tem- pérature de la masse de combustible et, à cet effet, l'eau destinée à la production de vapeur est évaporée en quantité
<Desc/Clms Page number 8>
correspondante psr la chaleur que lui communique le charbon en ignition. Dans ce but, dans la forme de réalisation représen- tée, l'eau traverse, par un conduit bon conducteur de chaleur, la masse de charbon à l'intérieur du générateur 1 à une distance suffisante de la boule de feu, pour que la quantité d'eau éva- porée suive avec une approximation satisfaisante les fluctua- tions de la température de la zone de réaction.
A cet efet, dans l'exemple représenté, un réservoir d'eau 9 placé à l'extérieur du générateur est relié par une canalisation 10 à un tuyau métallique 11 traversant de part en part le corps du générateur 1, de façon à se trouver à proximité de la zone de combustion. Ce tuyau 11, dans lequel s'opère l'é- vaporation de l'eau, débouche sur la paroi latérale du généra- teur 1 à quelque distance de la tuyère d'air 4, de façon à passer en dehors de la boule de feu et à éviter d'entraver la descente normale du combustible, et se prolonge à l'extérieur du générateur par un tronçon coudé 12, pour aboutir à un bec 13 logé dans la tuyère d'air 4, par l'orifice 14 de laquelle la vapeur est aspirée en même temps que l'air.
Pour éviter le refroidissement et la condensation, le tronçon du tube coudé 12 peut être calorifugé par l'isalation 15 représentée à la Fig.2 avec une brisure partielle.
Il va de soi que le tuyau 11 peut également être orienté dans l'intérieur du gazogène de tout autre manière adéquate.
Enfin, le conduit dans lequel la chaleur de combustion provoque l'évaporation d'eau, peut être prévu même à l'extériéur du générateur, par exemple, sous forme d'une chemise placée à un endroit approprié du gazogène.
L'invention a également pour but d'augmenter l'efficacité du tisonna.ge pratiqué habituellement à trevers la tuyère d'air 4 façonnée de manière connue en forme d'entonnoir sensiblement conique aplati à double paroi divergente, formant chambre pour circulation d'eau de refroidissement.
Les tuyères d'air connues ce jour ne permettent, en effet, au tisonnier introduit par l'orifice de la tuyère 4 que
<Desc/Clms Page number 9>
des mouvements angulaires réduits restreignant la zone de ti- sonnage au voisinage immédiat de l'axe central de la tuyère.
Pour obvier à cet inconvénient, suivant l'invention, la différence entre l'angle de divergence des parois extérieures 16 et celui des parois intérieures 17 de la tuyère 4 est réduite au minimum compatible avec la nécessité de conserver une chambre de circulation d'eau de refroidissement, cette réduction de l'angle de divergence, permettant avantageusement de donner au tisonnier des positions angulaires plus grandes et d'atteindre ainsi les zones du gazogène plus écartées de l'axe de la tuyère 4.
A cet effet, suivant l'invention, l'angle des parois inté- rieures 17 est augmenté, alors que l'angle des parois extérieures 16 reste inchangé.
Etant donné, qu'il est surtout important de casser ou per- cer au tisonnier la voûte de combustible aggloméré se formant sou ventau-dessus de la zone de combustion, il importe que l'aug- mentation de l'angle dont il s'agit soit surtout marquante dans la section médiane verticale de la tuyère 4,
Pour améliorer le tirage par la suppression des causes de pertes de charge, en facilitant en même temps l'entretien du générateur, suivant l'invention, la grille qu'il est d'usage de .placer à..la sortie du gaz des généra.teurs connus et qui offre l'inconvénient de s'encrasser rapidement, est supprimée et le gaz quitte le générateur 1 par une large ouverture 18, pourvue ou non de garnissage réfractaire, et pratiquée dans le bas de la paroi latérale du générateur du côté opposé à la tuyère d'air 4.
Suivant l'invention, le ga.z produit subit immédiatement à sa sortie du générateur 1, un ralentissement de vitesse ac- compagné d'un refroidissement et d'une épuration préliminaire en traversant une couche de charbon relativement froid.
Dans ce but, le gaz est dirigé dans le bas d'une chambre 19 communiquant avec le bas du générateur 1 par l'ouverture 18 susdite, de sorte qu'une partie de charbon puisse se déverser du générateur 1 pour s'étaler dans cette chambre qui, suivant l'in- vebtion,possède une hauteur suffisante pour qu'il reste encore
<Desc/Clms Page number 10>
un espace libre au-dessus de la couche du charbon.
Afin d'empêcher nue la. combustion ne se communique au charbon contenu dans la chambre 19, suivant l'invention, la hauteur de l'ouverture 18 est telle, que son bord supérieur se trouve en dessous du niveau de la tuyère d'air 4, de sorte que le charbon de la chambre 19 est isolé de la zone la plus chaude du générateur 1 et reste relativement froid.
Par ailleurs, la chambre 19, constituée, par exemple, par un cylindre vertical 19 placé à coté du générateur 1, en est séparée par un interstice 20 assurant le refroidissement de ce cylindre 19. Il en résulte, que le gaz très chaud,quit- tant la zone de réaction du générateur 1 et obligé de traver- ser une couche de charbon relativement froid dans le cylindre 19, s'y détend et s'y refroidit, en y abandonnant une partie de ses poussières et impuretés, avant de quitter le haut du cy- lindre 19 par la canalisation 21.
Il est bien entendu, que l'interstice 20 peut aussi être refroidi par circulation d'eau.
La présente invention apporte également une améliora- tion aux appareils dénommés "boîtes à poussières", "détendeurs- épurateurs", "dépoussiéreurs ou époussiéreurs" ou autrement, et qui, placés à la suite du générateur ont pour office de débarrasser le gaz de petits déchets de combustible imbrûlés, cendres, poussières et autres impuretés solides en suspension dans le gaz et désignées plus loin par le terme générique de "poussières".
EMI10.1
Ces 8..!psJ:eils, oui provoquent un rf-lentisscment de vi- tesse, grâce auquel le gaz abandonne les particules solides qu'il charrie, sont généraleement encombrsnts, et le mouvement tourbillonnaire désordonné des gaz dans ces dépoussiéreurs contrarie la chute des poussières, cent une forte proportion est reprise par le gaz quittant l'appareil. En particulier, les dépoussiéreurs chicanes, dans lesquels le courant gazeux change plusieurs fois de direction, ce qui est favorable à la séparation des poussières, offrent l'inconvénient de s'encrasser
<Desc/Clms Page number 11>
rapidement, d'en. réduction de section de passa.ge, augmenta.tion de la perte de charge et nécessité de nettoyages fréquents et malaisés:
Pour obvier à ces inconvénients et augmenter dès lors l'efficacité du dépoussiérage, la présente invention prévoit une conformation particulière de l'épurateur qui permet avan- tageusement une séparation efficace des 'poussières sans aucun mouvement toarbillonnaire parasitaire et sans que le dépôt de poussières puisse affecter la section de passage du gaz, cette conformation réduisant, en outre, le risque d'entraînement des poussières par le courant de gaz épuré.
Dans ce but, suivant l'invention, le courant gazeux à épu- rer est soumis à l'action de la force centrifuge dans un élément tel que, par exemple, un conduit en serpentin vertical 22 (Fig.3). dans lequel le courant gazeux arrivant du générateur par le tuyau 21, exécute un mouvement ascendant suivant une trajec- toire sensiblement hélocoïdale. Les poussières sont dès lors projetées par la force centrifuge vers la périphérie du ser- pentin 22 et, telles quelles ou bien agglomérées par l'humidi- té présente, descendent principalement le long de la paroi la- térale extérieure 23 du conduit 22 pour tomber et être recueil- lies dans un pot collecteur 24 raccordé à la base du dit ser- pentin.
La capacité du pot 24 est calculée de manière que le courant gazeux y subisse une détente accompagnée de ralentis- sement de la vitesse. Le gaz dépoussiéré est prélevé par as- piration à travers une cheminée 25 raccordée à la partie supé- rieure du pot 24 en un endroit choisie de façon à éviter que le courant gazeux doive traverser la, nappe de poussières tom- bant de la tuyauterie 22.
Les poussières pouvant éventuellement adhérer au ser- pentin 22, par exemple, en raison d'une trop grande humidité du gaz, peuvent facilement en être détachées par tapotements du serpentin 22.
Un bouchon 26 prévu dans le fond du pot 24 sert à l'en- lèvement périodique des poussières y recueillies.
<Desc/Clms Page number 12>
Bien qu'un seul épurs teur-dépoussiéreur, tel que décrit, permet déjà d'obtenir un gaz utilisable dans le moteur, l'inven- tion prévoit la possibilité de connecter en série deux ou plu- sieurs appareils - ainsi du'il est d'ailleurs représenté à la Fig.3 - si le degré d'encrassement du combustible le rend né- cessaire.
Enfin, l'invention a également pour objet un perfection- nement aux filtres d'épuration en=usage dans les installations de gazogène, et plus particulièrement aux filtres connus garnis de matière filtrante appropriée, telle que, par exemple, les copeaux de fer imbibés d'huile.
Ainsi qu'il est connu, ces filtres doivent fréquemment être nettoyés soigneusement par lavage, en raison du colmatage de la masse filtrante par l'accumulation des impuretés abandon- nées par le gaz. Or, ce nettoyage de filtres offre des difficul- tés, car il oblige soit de retirer toute la matière filtrante de l'intérieur du filtre en démontant ce dernier, soit de disposer d'une installation puissante capable de débiter une quantité considérable d'eau sous pression suffisamment élevée pour per- mettre de laver toute la masse filtrante à la fcis à l'intérieur du filtre même.
Pour obvier à ces difficultés, la présente invention pré- voit le lavage de la masse filtrante par frsctions dans l'inté- rieur du filtre même, ce qui permet avantageusement et d'une façon imprévue d'utiliser pour le nettoyage des filtres, de l'eau sous pression relativement peu -élevée, telle que, par exemple, fournie par une distribution d'eau de ville.
Dans ce but, suivant l'invention, au lieu de constituer une seule masse contenue dans une enveloppe unique offrant une section de passage suffisante pour le gaz a épurer, la totalité de la matière filtrante est répartie dans une pluralité d'élé- ments raccordés en parallèle et chacun susceptible d'être isolé en vue du nettoyage, sans nécessiter le démontage du filtre, la section de passage de chaque élément représentant¯une fraction correspondante de la section nécessaire pour assurer le passage
<Desc/Clms Page number 13>
oonvenable de tout le gaz à épurer'.'
A cet effet, dans la forme de réalisation représentée à la Fig.4, le filtre d'épuration se compose de plusieurs éléments tubulaires 27' ,
27".......27n placés de préférence verticalement et tous raccordés en parallèle par leurs extrémités opposées à deux boîtes 28 et 29 avec interposition de dispositifs tels que, par exemple, les valves ou registres étanches 30', 30"..
.....30n permettant de déconnecter isolément chaque élément 27 d'une de ces boîtes - de préférence, de la boîte supérieure 28- chaque élément tubulaire étant muni à sa partie supérieure d'un robinet 31', 31"........31n permettant de le raccorder isolément à la canalisation 32 de l'eau de la ville.
Les éléments tubulaires susdits sont destinés à conte- nir des copeaux de fer. La boîte inférieure 29 est raccordée au conduit d'amenée du gaz à épurer et la boîte supérieure 28, à celui d'évacuation du gaz épuré.
Pour une meilleure compréhension du fonctionnement du nouveau filtre, les régistres 30', 30" et les robinets 31' et 31" des éléments 27' et 27" sont représentés à la Fig.4 dans la position dans laquelle ils permettent le passage de gaz à épurer à travers les éléments susdits pendant la marche de l'installation. Par contre, le régistre 30n de l'élément 27n étant fermé, et le robinet 31n,ouvert mais connecté à un tuyau d'amenéed'eau 32, l'élément 27n du filtre se trouve évidemment en nettoyage.
On remarquera, que la boîte inférieure 29 recueillant l'eau de nettoyage mélangée d'huile provenant des copeaux de fer, est inclinée, de manière à faciliter l'évacuation du liqui- de par le trou de sortie garni d'un bouchon 33.
Il va de soi, que la présente invention n'est nullement limitée aux seules formes de réalisation décrites et/ou repré- sentées, car celles-ci peuvent être modifiées dans leurs détails selon les exigences de la pratique et/ou de la construction, sans se départir de ce fait du domaine de la présente invention.
<Desc / Clms Page number 1>
"GASOGEN INSTALLATION, ESPECIALLY FOR MOTOR VEHICLES"
The present invention relates to a gasifier installation suitable in particular for motor vehicles and generally comprising a gas generator, preferably coal, provided with an air inlet nozzle sucked in by a fan. or the engine itself, this generator being followed by devices for dedusting and purifying the gas produced.
It has for object various improvements of the elements of an installation of this kind, in order to facilitate the starting of the engine and the maintenance of the suitable pace of the gasifier, to simplify the maintenance of the installation and to improve the conditions of its operation.
To allow the driver of the vehicle to quickly obtain at his discretion and at the desired time a necessary quantity of gas of the required quality or to maintain, if necessary, the higher flow rate for a desired period of time, the present invention provides for rapidly reviving combustion by introducing into the igniting fuel, a material
<Desc / Clms Page number 2>
additional easily flammable and releasing a considerable quantity of heat, thanks to which combustion reaches in a very short time the temperature necessary for the increased production of a gas of the required quality.
The invention advantageously provides for the introduction of this additional material in the form of injection into the combustion zone of a compressed gas - such as, for example, oxygen - in addition to the air sucked through. or the generator nozzle.
In one embodiment of the invention having the advantage of reduced bulk, the injection of oxygen takes place through a nozzle housed in the air inlet nozzle, so as to open close to of the "fireball".
The invention also aims to increase the efficiency of the brewing of the generator through the. air intake nozzle, which in its form currently adopted by the manufacturer, has the general appearance of a flattened conical double-walled funnel with cooling water circulation, and only allows the fuel to be stirred lying in the immediate vicinity of the axis of the nozzle.
To obviate this drawback and make it easy to reach areas of the generator more distant from the axis of the nozzle, for example, to break up the vault of agglomerated fuel which frequently forms above the combustion zone, depending on the According to the invention, the difference between the angle of divergence of the inner wall of said nozzle and that of its outer wall is reduced to a minimum compatible with the cooling requirements of the nozzle, so as to allow the poker larger angular deviations from the axis of the nozzle.
To this end, according to the invention, the angle of the inner walls is increased, while that of the outer walls remains unchanged. This increase in angle is especially noticeable in the vertical middle section of the nozzle.
The present invention further aims to ensure
<Desc / Clms Page number 3>
gasifier installations with the addition of water vapor, the production of a quantity of steam automatically proportioned at each moment to the needs of gas production, so as to avoid the addition of steam, when this can be harmful and, on the contrary, to add all the more steam as the temperature of the fuel in the reaction zone is higher and the latter is drier.
To this end, according to the invention, the production of steam is automatically controlled by the temperature of the fuel, which makes it possible to self-adjust the quantity of steam produced to be introduced into the burning coal.
For this purpose, according to the invention, part of the heat developed in the generator is preferably communicated by conductivity to the body of water to be evaporated.
To this end, in one embodiment of the invention, before reaching the reaction zone in the vapor state, the water passes through a casing which is a good conductor of heat, the mass of fuel inside the generator itself, at an appropriate distance from the igniting fuel, so that the quantity of water evaporated at each instant follows with a sufficient approximation the fluctuations of the temperature of the reaction zone.
For this purpose, according to the invention, a metal pipe passes right through the body of the generator at a location near the combustion zone of the gasifier, one end of this pipe being connected to a tank. water placed outside the generator, and the other, opening into the interior of the generator near said combustion zone and, for example, into the known air nozzle.
Bour improve the draft by removing. causes of pressure drops, and to facilitate maintenance of the gasifier, according to the invention, the usual gas outlet grid is eliminated and the gas outlet orifice is formed by a large opening made in the gas outlet. the bottom of the generator and communicating with a chamber, -preferably, in the form of a vertical hollow body-
<Desc / Clms Page number 4>
-cooled on the outside and arranged so that part of the fuel flows into it from the generator, so that the gas is forced to pass through a relatively cold layer of fuel when it leaves the generator - which advantageously gives rise to a first purification- to relax by leaving your dust in the aforementioned room.
The invention further provides a particularly advantageous configuration of the gas scrubber, whereby efficient dust separation occurs, without any parasitic vortex movement and without the deposition of dust being able to affect the dust. gas passage section, and which avoids the suction of dust by the stream of purified gas.
For this purpose, according to the invention, the stream of gas to be purified is subjected to the effect of centrifugal force in a directing element imparting to the gas stream a substantially helocoidal path, preferably from above towards the top. low, so that the dust projected by centrifugal force towards the periphery of this element and, possibly, agglomerated by humidity, can descend by gravity along said element to fall into a collecting pot, hence the purified gas is sucked by a chimney or duct connected to the upper part of the aforesaid pot in a place such that the suction of dust falling from the aforesaid element or collected in the pot is avoided.
In a particularly advantageous embodiment of the invention, said guide element is constituted by a vertical serpentine pipe connected by its aforementioned pot base.
Finally, to facilitate cleaning of the scrub filter usually filled with filtering material, the invention provides for the possibility of washing the filtering mass, in separate fractions, without having to remove it from the filter.
@
For this purpose, according to the invention, all of the filtering material is distributed in several elements, each capable of being isolated for cleaning and having a passage section representing a corresponding fraction of the filter.
<Desc / Clms Page number 5>
total cross-section necessary to ensure the proper passage of all the gas to be purified.
To this end, in a particularly advantageous embodiment of the invention, the filter consists of a plurality of tubular elements, preferably vertical, arranged in parallel and each individually connected by its upper end to a horizontal box. , with the interposiion of a register or tight closing valve, allowing each element to be disconnected from this box, and by its lower end to an inclined box, each of said tubular elements being provided with its. upper part of a tap or the like, enabling it to be connected in isolation to a pressurized water pipe, such as, for example, a city water supply.
Other characteristics and advantages of the invention will emerge from the description of the accompanying drawings, which represent schematically and by way of nonlimiting example, several embodiments of the invention, stripped of details. structural known to any skilled person,
In these drawings:
Fig.1 is an elevational view of the generator with a partial section showing the improvements made,
FIG. 2 represents an end view of the part of the generator modified according to the invention.
Fig.3 is a perspective view of the gas dust collector according to the invention.
Fig.4 shows partially in view and partially in section the purification filter according to the invention.
In the various figures of the drawings, the same reference numerals denote the same elements or equivalent elements.
The present invention relates to a gasifier installation intended in particular for motor vehicles, boats and other motorized means of transport, although it can also be used for supplying stationary engines. It relates more particularly to the gas generator 1 (Figs.l and 2).
<Desc / Clms Page number 6>
the cooler-dust collector 2 (Fig. 3) and the gas purifier 3 (Fig. 4).
Referring to Figs. 1 and 2, the generator 1 provided, preferably for burning coal, is equipped with an air nozzle 4 determining the very hot concentrated zone, in which the air draft created by the suction of the engine or fan, maintains the combustion of the previously lit coal and, consequently, the production of gas to supply the engine.
It is known that in known gasifier installations, the sufficient quantity of gas of suitable quality is not obtained instantaneously to be able to start the engine.
We know, on the other hand, the difficulties that one experiences in maintaining the gasifier in normal activity during or after prolonged parking, as well as when the engine is idling or is idle when, as a result of the accumulation of ash and bottom ash, the normal draft is insufficient to maintain the necessary heat in the combustion zone of the generator.
Finally, it may happen that the quantity of gas delivered becomes insufficient to ensure the necessary engine power when climbing a hill or on difficult terrain.
To obviate these causes of trouble and allow the driver to increase rspidoment at his will and at the desired moment the gas flow, to improve its quality and to maintain, if necessary, the higher flow during In a short period of time, the invention provides for rapidly reviving the combustion of the ignited coal (the fireball) by introducing into it, at the desired time, an easily flammable material and releasing a considerable quantity of heat, thanks to which the mass of fuel reaches in a very short time the temperature necessary for the production of an increased quantity of gas of the required quality.
For this purpose, in a particularly advantageous embodiment of the invention, provision is made for the introduction of this additional material by injection, into the zone of.
<Desc / Clms Page number 7>
combustion, of a suitable gas, such for example, oxygen stored in a bottle 5, from where it is conducted by a pipe 6 controlled by a valve 7 operable by the driver of the vehicle, to a nozzle 8 placed, For example, in the air nozzle 4, so that the oxygen jet is advantageously directed towards the very center of the fireball.
However, it is obvious that the nozzle 8 can be placed at any other location on the generator, provided it is located in sufficient proximity to the combustion zone.
Likewise, the material, the addition of which provides additional heat to revive the combustion, may be other than oxygen, and the invention in fact provides for the possibility of using for this purpose any substance. gaseous, liquid or even solid having the appropriate properties,
By extension, the addition of this cettema tière can likewise be made to facilitate the ignition of the fuel when the generator is fired.
The present invention then has for obj. and to obviate the drawbacks of the current water evaporation processes in vapor addition gasog.ènes.
It is known, in fact, that the quantity of vapor produced by the evaporation devices in use for gasifiers for vehicles remains practically constant.
However, when, for example, for some reason, the temperature of the reaction zone is not sufficient for the production of a necessary quantity of gas of the required quality, the presence of an excess of vapor becomes detrimental. ,. ' because this vapor cools the fuel more and more.
It is the same at the beginning of the operation of the generator, and as long as the natural humidity of the coal has not been evaporated.
To overcome this drawback, according to the invention, the production of steam is automatically controlled by the temperature of the mass of fuel and, for this purpose, the water intended for the production of steam is evaporated in quantity.
<Desc / Clms Page number 8>
corresponding to the heat imparted to it by the ignited coal. For this purpose, in the embodiment shown, the water passes, by a conduit which is a good conductor of heat, through the mass of coal inside the generator 1 at a sufficient distance from the fireball, so that the The amount of evaporated water follows with a satisfactory approximation the fluctuations in the temperature of the reaction zone.
To this end, in the example shown, a water tank 9 placed outside the generator is connected by a pipe 10 to a metal pipe 11 passing right through the body of the generator 1, so as to be near the combustion zone. This pipe 11, in which the water vaporizes, opens onto the side wall of the generator 1 at some distance from the air nozzle 4, so as to pass outside the ball of fire and to avoid hampering the normal descent of the fuel, and extends outside the generator by a bent section 12, to end in a nozzle 13 housed in the air nozzle 4, through the orifice 14 of which the vapor is sucked in together with the air.
To avoid cooling and condensation, the section of the bent tube 12 can be insulated by the insulation 15 shown in Fig. 2 with a partial break.
It goes without saying that the pipe 11 can also be oriented in the interior of the gasifier in any other suitable manner.
Finally, the duct in which the heat of combustion causes the evaporation of water, can be provided even outside the generator, for example, in the form of a jacket placed at a suitable location of the gasifier.
The object of the invention is also to increase the efficiency of the tisonna.ge usually practiced through the air nozzle 4 shaped in a known manner in the form of a substantially conical flattened funnel with a divergent double wall, forming a chamber for the circulation of air. cooling water.
The air nozzles known to date do in fact allow the poker introduced through the orifice of the nozzle 4 only
<Desc / Clms Page number 9>
reduced angular movements restricting the tonnage zone in the immediate vicinity of the central axis of the nozzle.
To overcome this drawback, according to the invention, the difference between the angle of divergence of the outer walls 16 and that of the inner walls 17 of the nozzle 4 is reduced to the minimum compatible with the need to maintain a water circulation chamber. cooling, this reduction in the angle of divergence, advantageously making it possible to give the poker greater angular positions and thus to reach the zones of the gasifier more distant from the axis of the nozzle 4.
To this end, according to the invention, the angle of the inner walls 17 is increased, while the angle of the outer walls 16 remains unchanged.
Since it is especially important to break or pierce with a poker the vault of agglomerated fuel which often forms above the combustion zone, it is important that the increase in the angle of which it is acts either especially striking in the vertical median section of the nozzle 4,
To improve the draft by eliminating the causes of pressure drops, at the same time facilitating the maintenance of the generator, according to the invention, the grid which it is customary to place at the gas outlet of the generators known and which has the drawback of quickly clogging, is eliminated and the gas leaves the generator 1 through a wide opening 18, provided or not with refractory lining, and made in the bottom of the side wall of the generator of the side opposite the air nozzle 4.
According to the invention, the gas produced immediately undergoes a slowing down of speed on leaving the generator 1, accompanied by cooling and preliminary purification while passing through a layer of relatively cold coal.
For this purpose, the gas is directed into the bottom of a chamber 19 communicating with the bottom of the generator 1 through the aforementioned opening 18, so that a portion of coal can flow from the generator 1 to spread out in this chamber which, according to the invention, has sufficient height so that there is still
<Desc / Clms Page number 10>
a free space above the coal bed.
In order to prevent naked the. combustion is communicated to the coal contained in the chamber 19, according to the invention, the height of the opening 18 is such that its upper edge is below the level of the air nozzle 4, so that the coal of chamber 19 is isolated from the hottest zone of generator 1 and remains relatively cold.
Furthermore, the chamber 19, constituted, for example, by a vertical cylinder 19 placed next to the generator 1, is separated therefrom by a gap 20 ensuring the cooling of this cylinder 19. As a result, the very hot gas, quit - both the reaction zone of the generator 1 and obliged to cross a relatively cold layer of carbon in the cylinder 19, relaxes and cools there, leaving part of its dust and impurities there, before leaving the top of cylinder 19 via pipe 21.
It is understood that the interstice 20 can also be cooled by circulating water.
The present invention also brings an improvement to the apparatuses called "dust boxes", "pressure reducing valves", "dust collectors or dust collectors" or otherwise, and which, placed after the generator have the function of ridding the gas of small unburned fuel waste, ash, dust and other solid impurities suspended in the gas and referred to below by the generic term "dust".
EMI10.1
These 8 ..! PsJ: eils, yes cause a reflow of speed, thanks to which the gas abandons the solid particles which it carries, are generally obstructed, and the disorderly vortex movement of the gases in these dust collectors thwarts the fall. of dust, a high proportion is taken up by the gas leaving the apparatus. In particular, baffle dust collectors, in which the gas stream changes direction several times, which is favorable to the separation of dust, have the disadvantage of clogging.
<Desc / Clms Page number 11>
quickly, from. reduction of the passage section, increased pressure drop and the need for frequent and difficult cleaning:
In order to obviate these drawbacks and therefore increase the efficiency of the dust removal, the present invention provides a particular configuration of the scrubber which advantageously allows efficient separation of the dust without any parasitic toarbillonnaire movement and without the deposit of dust being able to. affect the gas passage section, this conformation further reducing the risk of dust entrainment by the stream of purified gas.
For this purpose, according to the invention, the gas stream to be purified is subjected to the action of centrifugal force in an element such as, for example, a vertical serpentine duct 22 (FIG. 3). wherein the gas stream arriving from the generator through pipe 21 performs an upward movement following a substantially helocoidal path. The dust is therefore projected by the centrifugal force towards the periphery of the serpentine 22 and, as such or else agglomerated by the humidity present, mainly descends along the outer side wall 23 of the duct 22 to fall. and be collected in a collecting pot 24 connected to the base of said serpentine.
The capacity of the pot 24 is calculated in such a way that the gas flow there undergoes an expansion accompanied by a slowing down of the speed. The dust-free gas is taken by suction through a chimney 25 connected to the upper part of the pot 24 at a location chosen so as to prevent the gas stream from having to pass through the layer of dust falling from the piping 22. .
Any dust which may possibly adhere to the coil 22, for example, due to too much humidity in the gas, can easily be removed therefrom by tapping the coil 22.
A stopper 26 provided in the bottom of the pot 24 serves for the periodic removal of the dust collected there.
<Desc / Clms Page number 12>
Although a single scrubber-dust collector, as described, already makes it possible to obtain a gas which can be used in the engine, the invention provides for the possibility of connecting in series two or more devices - thus it is moreover shown in Fig. 3 - if the degree of fouling of the fuel makes it necessary.
Finally, a subject of the invention is also an improvement to the purification filters in use in gasifier installations, and more particularly to known filters packed with suitable filtering material, such as, for example, impregnated iron chips. of oil.
As is known, these filters must frequently be cleaned thoroughly by washing, because of the clogging of the filter mass by the accumulation of impurities left by the gas. However, this filter cleaning presents difficulties, because it requires either to remove all the filtering material from inside the filter by dismantling the latter, or to have a powerful installation capable of delivering a considerable quantity of water. under high enough pressure to wash all of the filter media with fcis inside the filter itself.
In order to overcome these difficulties, the present invention provides for the washing of the filtering mass by fractions in the interior of the filter itself, which advantageously and unexpectedly makes it possible to use for cleaning the filters, relatively low-pressure water, such as, for example, supplied by a mains water supply.
For this purpose, according to the invention, instead of constituting a single mass contained in a single casing offering a sufficient passage section for the gas to be purified, all of the filtering material is distributed among a plurality of connected elements. in parallel and each capable of being isolated for cleaning, without requiring the removal of the filter, the passage section of each element representing a corresponding fraction of the section necessary to ensure the passage
<Desc / Clms Page number 13>
oonvenable of all gas to be purified '.'
For this purpose, in the embodiment shown in Fig. 4, the purification filter consists of several tubular elements 27 ',
27 "....... 27n preferably placed vertically and all connected in parallel by their opposite ends to two boxes 28 and 29 with the interposition of devices such as, for example, the sealed valves or registers 30 ', 30". .
..... 30n allowing each element 27 to be disconnected in isolation from one of these boxes - preferably from the upper box 28 - each tubular element being provided at its upper part with a valve 31 ', 31 "... ..... 31n allowing it to be connected separately to the city water pipe 32.
The aforesaid tubular elements are intended to contain iron chips. The lower box 29 is connected to the duct for supplying the gas to be purified and the upper box 28, to that for discharging the purified gas.
For a better understanding of the operation of the new filter, the registers 30 ', 30 "and the valves 31' and 31" of the elements 27 'and 27 "are shown in Fig.4 in the position in which they allow the passage of gas. to be purified through the aforementioned elements during the operation of the installation. On the other hand, the register 30n of the element 27n being closed, and the tap 31n, open but connected to a water supply pipe 32, the element 27n of the filter is obviously in cleaning.
It will be noted that the lower box 29 collecting the cleaning water mixed with oil coming from the iron shavings is inclined so as to facilitate the discharge of the liquid through the outlet hole furnished with a plug 33.
It goes without saying that the present invention is by no means limited to the only embodiments described and / or shown, since these can be modified in their details according to the requirements of practice and / or construction, without thereby departing from the scope of the present invention.