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Dispositif pour débarrasser un courant de gaz des particules solides entraînées.
La présente invention, due à J.J.:. Boivie , se rapporte à un dispositif pour debarrasser un courant de gaz des particules solides entraînées, ae préférence pour la séparation de la suie dans les gazogènes aestines à la commande des vehicules à moteur.
Dans les gazogènes jusqu'ici employes, on a sépare la suie du courant de gaz venant du genérateur proprement dit, soit en ne laissant passer le gaz, avant son entree dans @e moteur, que par un nombre de toiles de filtres en matières textiles, dites filtres à toiles (gazogènes au charbon) ou
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un nombre de filtres humides ou en lige (gazogènes au bois), soit en éloignant en premier lieu du courant de gaz les particules grosses ou moyennes dans un séparateur centrifuge dit nettoyeur cyclone, c' est-à-dire un récipient cylindrique ordinaire dans lequel le gaz est mis en rotation rapide, les particules entraînées étant éloignées par la force centrifuge.
Généralement, on relie ce séparateur centrifuge au système des conduits le plus près possible du générateur, ce qui a pour résultat que le nettoyeur, en éloignant en même temps du courant de gaz jusqu'aux 96-98% des impuretés) éteint également les étincelles et refroidit le courant de gaz, lequel passe ensuite, dans un état relativement pur, par le réfrigérant proprement dit en allant vers le filtre appelé fin et ci-dessus mentionné, où il est débarrassé des résidus éventuels des particules poussiéreuses.
Les particules poussiéreuses saisies dans le filtre fin, lesquelles ne se composent qu'en partie de suie mais en outre de matières minérales, doivent en effet être séparées du courant de gaz, avant que ce dernier soit admis au moteur, où, autrement, les particules tranchantes encrasseraient l'huile et causeraient une usure rapide ou même le bouchage.
Pour débarrasser le filtre fin de la quantité maximum d'impuretés, évitant de ce fait le nettoyage souvent assez complue de ce filtre, il est désirable de pousser la separaLion dans le nettoyeur cyclone aussi loin que possible. Dans ce but, on a jusqu'ici, entre autres, propose d'arranger dans la chambre intérieure du nettoyeur, destinee à la séparation des particules moyennes de charbon, un nombre de parois de cylindres concentriques ménagées dans ladite chambre et de placer dans l'orifice d'admission tangentiel du nettoyeur cyclone une soupape automatique ayant pour but d'imprimer au courant de gaz une vitesse de rotation constante, la quantité de gaz passant par le filtre étant variable Cependant,
tous ces dis-
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positifs ont considérablement compliqué la construction du nettoyeur et rendu plus difficile sa vidange ou son nettoyage, sans avoir amélioré d'une manière appréciable ses qualités de service. Au contraire, la so upape mobile a tendu à se bloquer, cessant de ce fait de fonctionner d'une manière satisfaisante.
La présente invention permet une séparation extrêmement efficace des particules solides hors du courant de gaz sans l'emploi de pièces mobiles ni, d'ailleurs; de dispositifs com- pliqués, ce qui, selon l'invention, est obtenu par le fait que dans un séparateur centrifuge (nettoyeur cyclone) vertical, de préférence cylindrique, de construction connue, relié au courant de gaz et composé d'une chambre de rotation munie d'une prise de gaz tangentielle et d'une sortie de gaz centrale, d'un vase collecteur, récipient à suie) amovible divisé par une cloison en une chambre enveloppante extérieure et une chambre centrale intérieure ainsi que d'une pièce conique ménagée entre la chambre de rotation et le récipient à suie,
ladite pièce conique est allongée vers le bas par-devant la cloison de manière à former un entonnoir débouchant dons l'intérieur de la chambre centrale. Dans ce cas, il est convenable de pla- cer sous le plan d'embouchure inférieur horizontal de l'enton- noir une assiette également horizontale et de préférence portée par l'entonnoir à une distance telle de l'embouchure de l'entonnoir que les particules éloignees par la force cen- trifuge du courant de gaz tournant le long de l'intérieur de l'entonnoir puissent librement passer à la chambre centrale par l'espace de jeu annulaire l'orné entre l'embouchure de l'entonnoir et l'assiette sans L'émettre le passage, en sens inverse, des particules poussiéreuses flottant hors de la chambre c entrale .
Pour obtenir un joint efficace entre les deux chambres du récipient à suie, il est avantageux que l'entonnoir soit porté d'une manière élastioue par la paroi interieure de la --II'
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chambre tournante de telle façon que l'entonnoir, lorsque le récipient à suie est mis en place, soit amené à porter sur le bord supérieur de la cloison d'une manière étanche et élastique.
Enfin, il peut être convenable dans certains cas de munir l'orifice d'admission de la chambre ae rotation d'un dispositif d'ajustage fixe, p. ex. une coulisse réglable, afin d'adapter les dimensions de l'orifice à des véhicules différents etc.
Ce dispositif peut être de tout type convenable ou peut même être superflu, si le nettoyeur cyclone a été dimensionne spécialement pour le type de véhicule avec lequel il est destiné à être employé.
L'invention sera décrite en détail ci-après, avec réference à la forme de réalisation représentee à titre d'exemple dans les fig. 1 à 3 du dessin annexé.
La fig. 1 montre un nettoyeur cyclone construit selon l'invention et placé entre un gazogène et son filtre fin; la fig. montre le même nettoyeur en coupe verticale , et la fig.
3 une coupe horizontale à travers la chambre de rotation du nettoyeur.
Comme on le voit sur la fig. 1, le nettoyeur cyclone 10 est de type cylindrique et place dans une position verticale dans le conduit de liaison 11,12 entre un gazogène 13 et son filtrefin 14. Le nettoyeur comporte trois parties principales, à savoir, en haut, une pièce supérieure en fonte, la chambre de rotation 15, en substance cylindrique et relire au véhicule, dans laquelle, de façon connue, le conduit d'admission 16 detouche tangentiellement et du toit de laquelle s'étend le conduit de vidange 17.
A la chambre :.Le rotation ouverte er. bas est .['elle, par l'intermediaire d'un anneau d'obturation 18 et d'or- ganes de blocage convenables 19, par exemple un ou plusieurs étriers ce blocage, écrous de raccord ou autres, un récipient collecteur (récipient à suie) 21 divisé par la cloison 20 en déux chambres concentriques, la chambre enveloppante extérieure 22 du récipient servant à recueillir les grosses particules,
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tandis que sa chambre centrale 23 est destinéeà recueillir les particules moyennes et relativement fines entraînées par le courent de gaz.
A la partie inférieure de la chambre de rotation est relié d'une manière élastique un entonnoir conique 24 de telle façon que, lorsque le récipient à suie 21 construit de préférence en tôle d'acier embouti est poussé par en bas vers la garniture annulaire 18 ménagee au bord inférieur de la chambre de rotation 15, le bord supérieur 25 de la cloison 20 entre la chambre enveloppante et la chambre centrale du récipient à suie est amené à porter sur le c8té extérieur de l'entonnoir, assurant de ce fait automatiquement l'étanchéité nécessaire contre ledit c8té.
L'entonnoir 24 est donc porté dans la position de travail par la cloison 20 tout le long de sa périphérie et est retenu par ledit dispositif élastique de préférence composé de trois ressorts plats recourbés 26 placés entre le bord supérieur de l'entonnoir et l'intérieur de la chambre de rotation . Dans ce cas, l'embouchure de l'entonnoir, dirigée vers le haut, est séparée de la paroi interieure au récipient de rotaticn par une fente annulaire 27 d'une largeur telle que les grosses particules projetees par le courant d'air tournant peuvent tomber par la fente dans la chambre enveloppante 22 du récipient à suie.
Dans le forme de réalisation représentee, tant la chambre de rotation 15 que le récipient à suie 21,sont cylindriques, les grosses particules tombant de ce fait exclusivement par gravité par la fente 27 dans la chambre enveloppante 22. Bien entendu, on peut cependant, en donnant une autre forme à la chambre de rotation ou au récipient à suie, utiliser en partie aussi la i'orce centrifuge pour ce transport, Le bord supérieur de l'entonnoir est, selon le dessin, place à une certaine distance sous le point c@ le plus bas de l'orifice d'admission 28 pour empêcher l'origine de mouvements giratoires gênants, mais il est évident que l'entonnoir peut être souleva au-dessus de ce point, si le bora surerieur de l'entonnoir est muni d'un écran pendant p.ex.
cylinc.ri- que ou autre objet analogue.
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Après que les grosses particules ont été séparées du courant de gaz et qu'elles sont tombées dans la chambre en- veloppante du recipient à suie, on empêche les particules de suie de se lancer de nouveau de cette chambre, soit par la forme de la chambre, soit par le fait que la chambre envelop- pante est fermée, exception faite pour la fente relativement e- troite 27.
Si, cependant, on veut encore empêcher que lesparti- cules de suie ne se lancent de nouveau de la chambre enveloppan- te, cette dernière peut p. ex. être munie d'organes d'enrayage dirigés de façon radiale en forme de brides, tôles, etc. , ou bien on peut munir le récipient à suie d'un plus large diamètre que la chambre de rotation ou une poche annulaire peut être arrangée entre le bord superieur de l'entonnoir et la partie correspondante de la paroi de la chanbre de rotation entourante, p. ex. par la mise en place de l'écran ci-dessus mentionné, le- quel, dans ce but. peut de préférence être légèrement conique.
On peut obtenir le même effet, en plaçant l'écran sur la paroi de la chambre de rotation en face du bord supérieur de l'enton- noir.
La quantité de gaz débarrassée de cette façon des grosses particules dans la chambre de rotation est forcée par l'amende incessante de gaz de continuer son mouvement de rotation le long des parois intérieures de l'entonnoir vers le bas, le diamètre dimineuant progressivement; de ce fait, la vitesse angulaire augmente graduellement, ce qui a pour résultat que le pouvoir séparateur du courant de gaz est en même temps augmenté. Lorsque le courant de gaz est arrivé à l'embouchure inférieure de l'entonnoir, sa vitesse de rotation et, par suite, : on pouvoir séparateur sont maxime, de sorte qu'on peut ici sé- parer des particules beaucoup plus fines que dans la chambre de rotation ou à la partie supérieure de 1$entonnoir.
Ces fines particules airai que les particules séparées sur les parois de l'entonnoir et amenées en même temps que le courant de gaz à descendre graduellement sont séparées par la force centrifuge
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entre l'orifice inférieur de l'entonnoir et une assiette ou plaque 29 placée sous cet orifice, pour, ensuite, être graduellement amenées au repos sur le fond de la chambre centrale 23.
La plaque 29, qui est supportee en trois'endroits par l'entonnoir 24mais qui, évidemment)peut être supportees de toute autre façon convenable, garantit au'une colonne de gaz à ro ta- tion rapide se trouve toujours dans l' entonnoir, sans que la rotation par l'espace de jeu annulaire 30 se propage à la chambre centrale 23 du récipient à suie et sans que, comme e'est généralement le cas pour les nettoyeurs cyclone jusqu'ici construits, cette rotation tende, dans ladite chambre, à soulever en tourbillons les particules poussiéreuses qui ont déjà été amenées au repos.
Ceci réalise une séparation très efficace de la suie sans l'emploi de n'importe quels dispositifs auxiliaires dans la chambre centrale, ce qui est très avantageux, lorsque le récipient doit être vidé eu nettoyé, attendu que toutes les parties sont aisément accessibles. La vidange du récipient à suie 21 se fait de façon connue, .L'organe de blocage 19, composé dans ce cas d'un étrier tournant et muni d'une entretoise centrale, étant poussé de côté, après quoi le récipient à suie est abaissé et ensuite tourné sens dessus dessous, de sorte que la suie et les autres particules ramassées tombent du récipient.
Comme l'entonnoir conique 24, avec la plaque 29, reste pendant la vi- âange clans la chambre de rotation, le récipient à suie 21 ne contient donc ['près la vidange que la cloison 20, laquelle n'empêche pas le nettoyage du récipient. Une poignée 31 ménagée en dehors facilite le maniement du récipient a suie.Les dimen- sior..s des deux chambres 22 et 23 de ce dernier sont de preference ajustées de telle façon que les deux cnambres soient remplies en même temps, le niveau de remplissage permis se trouvant, dans la forme de réalisation représentée plus haut aans la chambre enveloppante que dans ia chambre centrale ;3.
Le contenu de la chambre centrale peut cependant être aisément ajuste par le choix convenable du diamètre de la cloison 20 ou eventue hlement
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en donnant à ladite cloison une forme s'écartant de la forme cylindrique, p. ex. une forme conique.
Il va de soi que l'invention n'est pas limitée à la forme de réalisation représentée d'un séparateur centrifuge pour gazogènes, ladite invention pouvant être modifiée de plusieurs façon ou être employée dans d'autres buts dans les limites qui lui sont assignées. Ainsi, on peut, comme il a dejà été indiqué en guise d'introduction, munir l'orifice d'admission 28 de la chambre de rotation d'un dispositif d'ajustage de préférence fixe, par. exemple une coulisse réglable, au moyen duquel les dimensions de l'orifice peuvent être réglées d'après le type de véhicule avec lequel le dispositif est destiné à être employé.
Des expériences ont cependant montré qu'il n'est pas nécessaires de prendre cette mesure dans les conditions normales, un dispositif comme celui representé par le dessin suffisant largement à effectuer une séparation efficace.
Revendications.
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Device for ridding a stream of gas of entrained solid particles.
The present invention, due to J.J.:. Boivie, relates to a device for ridding a stream of gas of entrained solid particles, ae preferably for the separation of soot in gasifiers aestines to the control of motor vehicles.
In the gasifiers hitherto used, the soot has been separated from the gas stream coming from the generator itself, either by allowing the gas to pass, before entering the engine, only through a number of filter cloths made of textile materials. , say cloth filters (carbon gasifiers) or
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a number of wet or solid filters (wood gasifiers), either by first removing large or medium particles from the gas stream in a centrifugal separator called a cyclone cleaner, that is to say an ordinary cylindrical container in which the gas is set in rapid rotation, the entrained particles being moved away by centrifugal force.
Generally, this centrifugal separator is connected to the duct system as close as possible to the generator, which results in the cleaner, at the same time removing from the gas stream up to 96-98% of the impurities) also extinguishes sparks and cools the gas stream, which then passes, in a relatively pure state, through the actual refrigerant going to the so-called fine filter mentioned above, where it is freed of any residues of dust particles.
The dust particles captured in the fine filter, which only partly consist of soot but also mineral matter, must in fact be separated from the gas stream, before the latter is admitted to the engine, where, otherwise, the gases. sharp particles will foul the oil and cause rapid wear or even clogging.
In order to rid the fine filter of the maximum amount of impurities, thereby avoiding the often rather complicated cleaning of this filter, it is desirable to push the separation in the cyclone cleaner as far as possible. To this end, it has hitherto, among other things, been proposed to arrange in the inner chamber of the cleaner, intended for the separation of the average carbon particles, a number of concentric cylinder walls formed in said chamber and to place in the 'tangential inlet of the cyclone cleaner an automatic valve intended to impart to the gas stream a constant speed of rotation, the quantity of gas passing through the filter being variable However,
all these dis-
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The positive effects considerably complicated the construction of the cleaner and made it more difficult to empty or clean it, without having appreciably improved its qualities of service. On the contrary, the movable so upape tended to jam, thereby ceasing to function satisfactorily.
The present invention allows extremely efficient separation of solid particles from the gas stream without the use of moving parts or for that matter; complicated devices, which, according to the invention, is obtained by the fact that in a vertical centrifugal separator (cyclone cleaner), preferably cylindrical, of known construction, connected to the gas stream and composed of a rotation equipped with a tangential gas outlet and a central gas outlet, a collecting vessel, removable soot container) divided by a partition into an outer enveloping chamber and an inner central chamber as well as a conical part arranged between the rotation chamber and the soot container,
said conical part is elongated downwards in front of the partition so as to form a funnel opening into the interior of the central chamber. In this case, it is suitable to place under the horizontal lower mouth plane of the funnel a plate which is also horizontal and preferably carried by the funnel at such a distance from the mouth of the funnel that the particles removed by the centrifugal force of the gas stream rotating along the interior of the funnel can freely pass to the central chamber through the annular clearance space the ornamented between the mouth of the funnel and the plate without Emitting the passage, in the opposite direction, of the dusty particles floating out of the central chamber.
To obtain an effective seal between the two chambers of the soot container, it is advantageous that the funnel is carried elastically by the interior wall of the --II '.
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rotating chamber such that the funnel, when the soot container is in place, is brought to bear on the upper edge of the partition in a tight and elastic manner.
Finally, it may be suitable in certain cases to provide the inlet of the rotary chamber with a fixed adjustment device, eg. ex. an adjustable slide, in order to adapt the dimensions of the hole to different vehicles, etc.
This device may be of any suitable type or may even be superfluous, if the cyclone cleaner has been specially sized for the type of vehicle with which it is intended to be used.
The invention will be described in detail below, with reference to the embodiment shown by way of example in FIGS. 1 to 3 of the accompanying drawing.
Fig. 1 shows a cyclone cleaner constructed according to the invention and placed between a gasifier and its fine filter; fig. shows the same cleaner in vertical section, and fig.
3 a horizontal section through the rotation chamber of the cleaner.
As seen in fig. 1, the cyclone cleaner 10 is of the cylindrical type and placed in a vertical position in the connecting duct 11, 12 between a gasifier 13 and its fine filter 14. The cleaner has three main parts, namely, at the top, an upper part in cast iron, the rotation chamber 15, substantially cylindrical and read back to the vehicle, in which, in a known manner, the inlet duct 16 touches tangentially and from the roof of which the drain duct 17 extends.
In the bedroom:. The open rotation. bottom is. ['it, by the intermediary of a sealing ring 18 and suitable locking members 19, for example one or more clamps this locking, union nuts or the like, a collecting container (container soot) 21 divided by the partition 20 into two concentric chambers, the outer enveloping chamber 22 of the container used to collect large particles,
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while its central chamber 23 is intended to collect the medium and relatively fine particles entrained by the gas flow.
A conical funnel 24 is resiliently connected to the lower part of the rotation chamber so that when the soot container 21 preferably constructed of pressed sheet steel is pushed from below towards the ring seal 18 Householde at the lower edge of the rotation chamber 15, the upper edge 25 of the partition 20 between the enveloping chamber and the central chamber of the soot container is brought to bear on the outer side of the funnel, thereby automatically ensuring the sealing necessary against said c8té.
The funnel 24 is therefore carried in the working position by the partition 20 all along its periphery and is retained by said elastic device preferably composed of three curved flat springs 26 placed between the upper edge of the funnel and the inside the rotation chamber. In this case, the mouth of the funnel, directed upwards, is separated from the wall inside the rotary vessel by an annular slot 27 of such a width that the large particles projected by the rotating air stream can. fall through the slit into the enveloping chamber 22 of the soot container.
In the embodiment shown, both the rotation chamber 15 and the soot container 21 are cylindrical, the large particles therefore falling exclusively by gravity through the slit 27 into the enveloping chamber 22. Of course, however, it is possible, however, to when giving another shape to the rotation chamber or the soot container, partly also use the centrifugal force for this transport. The upper edge of the funnel is, according to the drawing, placed at a certain distance below the point c @ the lowest of the inlet port 28 to prevent the origin of annoying gyratory movements, but it is evident that the funnel can be raised above this point, if the upper part of the funnel is fitted with a hanging screen e.g.
cylinc.ric or other similar object.
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After the large particles have been separated from the gas stream and have fallen into the enveloping chamber of the soot container, the soot particles are prevented from re-launching from this chamber, either by the shape of the chamber, or by the fact that the enveloping chamber is closed, except for the relatively narrow slot 27.
If, however, it is still desired to prevent the soot particles from throwing themselves again from the enveloping chamber, the latter can p. ex. be fitted with radially directed clutch members in the form of flanges, plates, etc. , or the soot container can be provided with a larger diameter than the rotation chamber or an annular pocket can be arranged between the upper edge of the funnel and the corresponding part of the wall of the surrounding rotation chamber, p. ex. by setting up the screen mentioned above, which one, for this purpose. may preferably be slightly conical.
The same effect can be obtained by placing the screen on the wall of the rotation chamber opposite the upper edge of the funnel.
The quantity of gas freed in this way of the large particles in the rotating chamber is forced by the incessant fine of gas to continue its rotational movement along the inner walls of the funnel downwards, the diameter gradually decreasing; therefore, the angular velocity gradually increases, which results in the resolving power of the gas stream being at the same time increased. When the current of gas has reached the lower mouth of the funnel, its speed of rotation and, consequently, its separating power are maximized, so that it is possible here to separate particles much finer than in spinning chamber or top of $ 1 funnel.
These fine particles air that the particles separated on the walls of the funnel and brought together with the gas stream to gradually descend are separated by centrifugal force.
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between the lower orifice of the funnel and a plate or plate 29 placed under this orifice, in order, then, to be gradually brought to rest on the bottom of the central chamber 23.
Plate 29, which is supported in three places by funnel 24 but which, of course) can be supported in any other suitable way, ensures that a rapidly rotating column of gas is always in the funnel, without the rotation by the annular play space 30 propagating to the central chamber 23 of the soot container and without, as is generally the case for cyclone cleaners hitherto constructed, this rotation tense, in said chamber , to whirl up the dusty particles which have already been brought to rest.
This achieves a very efficient separation of the soot without the use of any auxiliary devices in the central chamber, which is very advantageous when the container has to be emptied or cleaned, since all parts are easily accessible. The soot container 21 is emptied in a known manner, the locking member 19, in this case composed of a rotating yoke and provided with a central spacer, being pushed aside, after which the soot container is lowered and then turned upside down, so that soot and other collected particles fall out of the container.
As the conical funnel 24, together with the plate 29, remains during the emptying in the rotation chamber, the soot container 21 therefore contains only the partition 20 after emptying, which does not prevent the cleaning of the chamber. container. A handle 31 provided on the outside facilitates the handling of the soot container. The dimensions of the two chambers 22 and 23 of the latter are preferably adjusted so that the two chambers are filled at the same time, the level of the soot. permitted filling, in the embodiment shown above in the enveloping chamber than in the central chamber; 3.
The content of the central chamber can however be easily adjusted by the suitable choice of the diameter of the partition 20 or
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by giving said partition a shape deviating from the cylindrical shape, p. ex. a conical shape.
It goes without saying that the invention is not limited to the illustrated embodiment of a centrifugal separator for gasifiers, said invention being able to be modified in several ways or to be employed for other purposes within the limits which are assigned to it. . Thus, as has already been indicated by way of introduction, it is possible to provide the inlet orifice 28 of the rotation chamber with a preferably fixed adjustment device, by. example an adjustable slide, by means of which the dimensions of the orifice can be adjusted according to the type of vehicle with which the device is intended to be used.
However, experiments have shown that it is not necessary to take this measurement under normal conditions, a device like that shown in the drawing sufficient largely to effect effective separation.
Claims.
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