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"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
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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
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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-
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-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.
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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
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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).
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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
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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
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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
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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
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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".
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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
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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.
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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
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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.