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la chaleur de réaction (100 oal./kg.de bois) aidant, la carbonisation peut 'avoir lieu avec une combustion à zéro. il est vrai que l'expérience a montré que cas conditions théoriques ne peuvent être remplies intégralement. néanmoins, il- suffit pratiquement d'une très petite quantité d'air pour assurer une carbonisation parfaite, si le combustible brut est bien sec et préalablement chauffé à 'environ 100 . '
Les gaz issus de cette carbonisation, lorsqu'ils sont soumis à une centrifugation à chaud, abandonnent des produits liquides :
les goudrons dont une partie est soluble dans l'eau.
Si l'on effectue la condensation suivant la méthode habituelle, on ne peut récupérer les goudrons solubles que par une évaporation intégrale de l'eau, ce qui est très difficile dans une installation qui doit être essentiellement transportable pour pouvoir servir dans les exploitations forestières. D'autre part, cette façon de procéder est la cause d'une perte considérable de chaleur qui, si elle est récupérée, peut contribuer utilement au séchage préalable du combustible brut.
Un autre avantage de la oentrifugation à chaud réside dans le fait qu'elle permet d'éviter sans inconvénient l'emploi de matériaux non-ferreux pour la construction des appareils.
On a bien déjà construit des condenseurs entièrement en fer, mais, avec le mode de condensation pratiqué jusqu'à présent, ces condenseurs ne peuvent,résister à la corrosion et s'usent même très rapidement.. L'avantage du procédé suivant l'inven- tion est dû au fait que les parties métalliques des appareils n'arrivent en contact qu'avec des vapeurs acides et non pas, comme dans les appareils connus, avec des liquides acides.
'Il ne se produit aucun lavage des surfaces et selles-ci ne peuvent se corroder.
Les gaz de carbonisation, une fois dégoudronnés, sont mélangés avec de l'air et envoyés dans un brûleur, dont le beo est placé devant l'orifice d'entrée du conduit d'aspiration d'un ventilateur, de sorte que celui-ci aspire non seulement de l'air, mais également, les gaz de'combustion de température élevée, sortant du brûleur. Le conduit de refoulement de ce ventilateur est relié à un sécheur à fonctionnement continu ou discontinu, destiné au séchage préalable du combustible brut.
L'emploi de ce brûleur, alimenté par des gaz combustibles provenant de la carbonisation du combustible et dont les gaz de combustion se mélangent à l'air aspiré par le ventilateur, offre un avantage considérable en ce sens qu'il assure une grande simplification de l'installation, En effet, pour le séchage préalable du combustible brut, on utilisait jusqu'à présent'en général des foyers à bois avec parois d'échange lourdes et coûteuses, exigeant des masses considérables de métal. on a bien proposé de mélanger les fumées de ces foyers à bois avec de l'air et d'envoyer le mélange dans le sécheur.
Mais cette disposition exigeait l'emploi de filtres, destinés à arrêter les flammèches., Ces filtres étaient également lourds et coûteux et leur construction demandait de grandes quantités de métal.
Suivant l'invention, une faible partie des gaz dégoudronnés est dirigée vers le réchauffeur d'un appareil où le goudron mis en présence d'un réactif approprié est transformé en un mélange carburant.
Un mode d'exécution non limitatif d'une installation servant à la mise en oeuvre du procédé suivant l'invention, sera décrit ci-aprés en référence au dessin annexé. Cette
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installation-se caractérise principalement par le fait qu'elle se compose d'appareils formant un ensemble léger et facilement transportable, plus particulièrement apte au travail en foret.
Ainsi.qu'il a été dit,.une des caractéristiques de cet ensemble réside dans le fait que toutes les parties métalliques sont exclusivement en fer et qu'elles offrent malgré cela la même résistance aux agents chimiques que les parties en Qui;vre ou en nickel des installations connues, ceci grâce au maintien, dans toutes les parties où des corrosions pourraient se produire, de conditions telles que ces corrosions puissent être évitées avec.certitude et définitivement. '
La fig.l montre schématiquement, en coupe verticale l'en- semble de l'installation., -
La fig.2 est une coupe transversale du dégoudronneur sui- vant la ligne 11-il de la fig.l.
'
L'installation se compose essentiellement d'un four A pour la carbonisation d,'un combustible par exemple du bois, d'un ventilateur d'extraction H qui aspire l'es. gaz de carbo- nisation fourni? par lefour et les refoule dans un sépara- teur de goudron 0, d'où une faible partie des gaz est envoyée au brûleur d'un appareilde transformation D, tandis que' l'autre partie est amende dans un'brûleur E. Les gaz de com bustion sortant de ce dernier sont dirigés dans.le conduit d'aspiration d'un ventilateur E, où ils se mélangent avec de l'air frais. Ce mélange est refoulé dans un sécheur de bois G.
Le four A comporte une cuve verticale 1 garnie extérieure- ment d'un revêtement 2 de matériaux légers et calorifuges.
Cette cuve est prolongea dans sa partie supérieure par un cylindre de chargement 3'de diamètre plus petit, fermé par un couvercle 4,que l'on ouvre à intervalles réguliers pour intro- duire le bois. On procède à l'alimentation en bois de façon que le niveau de la masse de combustible à l'inférieur de la cuve soit toujours maintenu aussi élevé que possible. Le charbon résultant de la carbonisation du bois est recueilli dans une caisse 5 raccordée à la partie inférieure du foyer et d'où, on peut le retirer après ouverture de la porte 7.Le haut de la cuve-est relie par une tuyauterie 8 à l'aspiration du ventilateur d'extraction B destiné à maintenir la capacité intérieure de la cuve en dépression permanente du- rant tout le fonctionnement.
La faible quantité d'air neces- saire à la carbonisation est'introduite par la tuyère 9 spus l'action du vidé partiel. Cependant,, elle peut également être fournie'par une source d'air comprimé. on peut par'exem-" ]le prévoir'une prise d'air sur le conduit de refoulement du ventilateur de séchage F et la raccorder à la tuyère 9 par une tuyauterie 10 indiquée en pointillé sur la fig.l. Le.choix de l'un ou de l'autre mode d'alimentation en air de carbonisa-' tion dépend de la qualité de,charbon que l'on désire recueillir dans la caisse 5. ' ,
En effet, la marche en dépression du four, avec une légère admission d'air à la'base, produit un charbon entièrement déga- zé.
Au contraire, la marche en surpression, avec refoulement - de gaz combustibles vers la base, a pour effet de charger le charbon de gaz, ce qui offre des avantages pour l'alimentation de certains gazogènes modernes. Entreses doux modes de fene- tionnement, on peut naturellement prévoir 'des modes de fonc- tionnement intermédiaires, avec réduction ou suppression de la dépression à l'intérieur du four.
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La possibilité d'alimenter le four en air comprimé offre du reste l'avantage d'une mise ou remise en marche très rapides.
Grâce au revêtement calorifuge 2 de la cuve 1 assurant un isolement de haute qualité, le four, arrêté par exemple le soir, peut repartir le lendemain très rapidement tout en con- servant son rendement élevé. Dans ce but, il suffit d'intro- duire l'air de carbonisation à grande vitesse dans la cure de façon à produire un gaz riche en CO, permettant l'allumage immédiat du brûleur E. Dès que le four A et le sécheur G ont atteint leur régime de fonctionnement, on peut considéra- blement -réduire la vitesse d'aamission de l'air de carboni- sation dans'le four A, de façon à produire un gaz riche en CO2 et à obtenir ainsi un maximum d'effet thermique avec une con- sommation minima de charbon.
Pour ce dernier mode de fonction- nement, avec production de gaz riche en eule on peut'du reste introduire l'air de carbonisation, non seulement par la tuyère 9, mais en outre par une série d'orifices (non représentés) disposés sur le pourtour de la cuve 1.
Le régime de-fonctionnement, avec production d'un gaz riche en CO, soumet le nez de la tuyère 9 à l'action d'une température très élevée. Mais, comme les périodes de ce genre de fonctionnement sont toujours de courte durée, il suffit de prévoir une tuyère,ayant un nez en métal épais ou en matière réfractaire pour lui assurer une longue durée. Bien entendu, on peut améliorer la protection du nez de la tuyère en le refroidissant par une circulation d'eau ou en prévoyant des dispositifs à fusion de métaux ou de sels.
Le'four suivant l'invention est en quelque sorte un gazo- gène alimenté en combustible sec et chaud, ne fonctionnant en gazogène générateur de CO que lors de la mise ou de la remise en marche et,fournissant en régime'normal un gaz riche en CO2, ne contenant en CO que ce qu'en fournit la distillation.
Les gaz de carbonisation sortent du four par une conrte tubulure en fer calorifugée 11, portant de son extrémité su- périeure et raccordée à la tuyauterie verticale 8 également en fer et calorifug4e. Cette disposition est destinée à éviter le ruissellement de liquide sur les parois de fer dans le but de leur assurer une longue conservation.
La tuyauterie 8 est raccordée au côté aspiration du ven- tilateur d'extraction B, dont le conduit de refoulement 13 est raccordé tangentiellement à la périphérie et au' bas d'un réci- pient cylindrique calorifuge 14 à axe placé verticalement et contenant les organes du séparateur de goudron C.
Ces organes sont constitués, d'une part, par un tube axial 15 pénétrant dans le récipient 14 par son fond inférieur et s'élevant à l'intérieur de ce récipient jusqu'à ane certaine hauteur au-dessus du fond, où il s'évase en forme d'entonnoir., Un tube plongeur 16 pénétre dans le récipient 14 par le dessus et s'arrête à une faible distance au-dessus de l'orifice du tube 15.
Ainsi agencé, ce dispositif constitue une sorte de cyclone, ayant pour effet de séparer les produits gazeux des produits liquides.
D'autre part, le tube montant 15 porte des palettes dé- flectrices 17 (fig.2) partant tangentiellement de sa périphérie du tube 15 et dans le sens du mouvement giratoire des produite gazeux et liquides à l'intérieur,du récipient 14. Il en ré- sulte un balayage des palettes 17 par les goudrons en suspen- sion.
Or on sait que le--goudron même est le meilleur solvant du
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goudron. Les palettes 17 enduit,es de goudron liquide captent' les goudrons en suspension dans les gaz de carbonisation. Les
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goudrons s'acauuuiént au fond-dû récipient et s'4aouleàt par une tuyauterie d'évacuation 18 pour être recueillis dans unç recette à goudron 19 . -' - 1 , " . '.' Une faible partie des gaz pénétrant dans 'le r'dolpien,14, est prise par -le 'tuté' plongaur 16 relié par une. tuyaàteri#i1,%0 à un brûleur 32 débouchant dn.s le bas d une cheminée 6l'àÙj'," l'intérieur de .laquelle est logée, une.'colonne de transformation 21 dans laquelle le goudron, mis en présence d'un réactif approprié est transformé; en un mélange de carburant.
Le haut . de cette colonne est raccordé'au serpentin 22 d'un condénseur 23 qui fournit un carburant'liquide, ce dernier est recueilli dans un réserveir 24, ' '
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L'autre paxtie des.:gaz; - que reçoit .le séparateur c,'passe dans un tube montant.l5'raccordé à la tuyère eà d'un InJecteur 26, dont la buse d'aspirât ion"'est reliée au brûleur E'par un tuyau qui y débouche tangentfollement.
Dans , dé brûleur, les gaz subissent donc un mouvement giratoire, tout en .progressant vers l'orifice de sortie, cet orifice'est placé en face/de' l'orifice d'entrée évasé d'une buse 27, -qui' peut, coulisser axialement sur un conduit 28 raccordera Inouïe du ventilateur
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p, Le'conduit de refoulement Pg *de, ;ce.vehtiateur est .relié à la partie inférieure du sécheur de beis G de construction . usuelle. Sur ce conduit de refoulement est branchée une
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tuyauterie 30 qui débouche dans, la, buse 'de, 11 inµLe'eteur &6. ' .
, Le conduit d'aspiration S8 du ventilateur F recueille ain- si un mélange à température-définie de gaz brûlés chauds et , . d'air frais quelle ventilateur F envoie dans le'sécheur de '/ bois G. Le rapport gaz brûlés air peut' être modifié à volonté par un simple déplacement axial de la buse 27. Bien entendu,, ce dispositif de réglage pourrait otite remlacé par tout autre
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dispositif équivalent de ,onstruetion différente. '' Le brûleur E pourrait' également être d'un type' quel Con" , , que . Grâce au fait qu'il est alimenté en air.chaud-par le . ventilateur F, on peut prévoir un brûleur de faible encombrement et de haut rendement..
D'autre part. son alimentation-en,
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air chaud permet d'éviter' les orxoaiona du bec en fe de ce brûleur, oorrosions qui se produiraient inévitablement par suite des condensations,'si le brûleur était alimenté avec de l'air froid.
Le 'bois sec et chaud que fournir le sécheur G, est re=
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cueilli.à sa partie inférieure munie d'une porte d 1 évtàoua7t ion? tandis'que le chargement s'effectue, comme d'habitude par le haut. Ce bois sec et chaud est ensuite utilisé à l'alimenta- tion du carbonisateur A ou d'un gazogène à bois ne faisant pas partie de l'installation.
Bien entendu, le mode d'exécution qui vient d'être dérit ne doit servir que d'exemple non limitatif et, sans s'écarter du principe de l'invention, on pourra modifier à volonté la constitution et la disppsition des différents appareils.
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'an economJ. 'a; bnsidéraôTe an adding -an, gas oo: L: i :;' pro '- <-.
Taking from the carbonization, d, tun 'oom'!? Ustible -'cl $ a, another gas' resulting from a liquid fuel, coming from the carbonization "of this same fuel, d.é. sote ford the increase in power and 1 "éaô, omie ... e calories, dis'a. where =! by, l, ep / il.rburant, liquid, admitted 4 will by -le o0nàuô, beur of the installation, represents a 'considerable industrial progress that: but only allows to achieve' a preced4 arac which 11 'is possible to produce .three fuels with a 'different' flume. starting from a single fuel. '",'." "'" "' mi proceeds key oe, sen aÈIsure by qonséçuenk to umqgors, a certain independence - in the sense that its 'implementation' is not dependent on imported products, this fact is of importance. capital, especially in oil-poor countries. ''. ' , A .., a. ¯t ;. ¯ '':
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The. 'alçul.montra>' qué-i 'yx' ,, exemplified;, the; rba.s'e 'd, ëshyd.rt $, before'. his, intxodûctiôri-csi'Yh: fôû.âa "ctxbonision e't,! i1. ¯. is carried '.1a tempd'r a fiiûe.de, 1 bQ' a,., trant, d" ât: d ' > ôa.r.bôniS6; ' r., t) a .. '2: ..... 1, 1. f.J .., laughed
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the heat of reaction (100 oal./kg. of wood) helping, carbonization can 'take place with zero combustion. it is true that experience has shown that theoretical conditions cannot be fully satisfied. however, a very small amount of air is practically sufficient to ensure perfect carbonization, if the raw fuel is thoroughly dry and previously heated to about 100. '
The gases resulting from this carbonization, when subjected to hot centrifugation, give up liquid products:
tars, part of which is soluble in water.
If the condensation is carried out according to the usual method, soluble tars can only be recovered by complete evaporation of the water, which is very difficult in an installation which must be essentially transportable in order to be able to be used in forestry operations. On the other hand, this way of proceeding is the cause of a considerable loss of heat which, if it is recovered, can usefully contribute to the preliminary drying of the raw fuel.
Another advantage of hot oentrifugation lies in the fact that it makes it possible to avoid without disadvantage the use of non-ferrous materials for the construction of the devices.
We have already built condensers entirely of iron, but, with the mode of condensation practiced until now, these condensers cannot resist corrosion and even wear out very quickly. The advantage of the process according to This invention is due to the fact that the metal parts of the apparatus come into contact only with acid vapors and not, as in known apparatuses, with acidic liquids.
'There is no washing of the surfaces and the stools cannot corrode.
The carbonization gases, once de-tar, are mixed with air and sent to a burner, the beo of which is placed in front of the inlet of the suction duct of a fan, so that the latter sucks not only air, but also high temperature combustion gases from the burner. The discharge duct of this fan is connected to a continuous or discontinuous operating dryer, intended for the preliminary drying of the raw fuel.
The use of this burner, fed by combustible gases coming from the carbonization of the fuel and the combustion gases of which are mixed with the air drawn in by the fan, offers a considerable advantage in that it ensures a great simplification of The installation, In fact, for the preliminary drying of the raw fuel, one used until now in general wood stoves with heavy and expensive exchange walls, requiring considerable masses of metal. it has been proposed to mix the fumes from these wood-burning fireplaces with air and to send the mixture to the dryer.
But this arrangement required the use of filters, intended to stop the sparks. These filters were also heavy and expensive and their construction required large quantities of metal.
According to the invention, a small portion of the tar gas is directed to the heater of an apparatus where the tar brought into the presence of a suitable reagent is transformed into a fuel mixture.
A non-limiting embodiment of an installation serving to implement the method according to the invention will be described below with reference to the appended drawing. This
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installation-is characterized mainly by the fact that it is composed of devices forming a light and easily transportable unit, more particularly suitable for work in drills.
As has been said, one of the characteristics of this set resides in the fact that all the metal parts are exclusively made of iron and that they nevertheless offer the same resistance to chemical agents as the parts in which; vre or nickel of known installations, this by maintaining, in all parts where corrosions could occur, conditions such that these corrosions can be avoided with certainty and definitively. '
Fig. 1 shows schematically, in vertical section, the whole installation., -
Fig. 2 is a cross section of the powder remover along line 11-il of fig.l.
'
The installation essentially consists of a furnace A for the carbonization of a fuel, for example wood, an exhaust fan H which sucks the es. carbonization gas supplied? through the oven and delivers them to a tar separator 0, from where a small part of the gases is sent to the burner of a transformation apparatus D, while the other part is fine in a 'burner E. The gases combustion exiting the latter are directed into the suction duct of a fan E, where they mix with fresh air. This mixture is pumped into a wood dryer G.
The furnace A comprises a vertical tank 1 lined on the outside with a coating 2 of light and heat-insulating materials.
This tank is extended in its upper part by a loading cylinder 3 'of smaller diameter, closed by a cover 4, which is opened at regular intervals to introduce the wood. The wood is fed in such a way that the level of the mass of fuel inside the tank is always kept as high as possible. The charcoal resulting from the charring of the wood is collected in a box 5 connected to the lower part of the hearth and from where it can be withdrawn after opening the door 7. The top of the tank is connected by a pipe 8 to the suction of the extraction fan B intended to maintain the internal capacity of the tank in permanent depression throughout operation.
The small quantity of air necessary for carbonization is introduced by the nozzle 9 under the action of the partial vacuum. However, it can also be supplied by a source of compressed air. one can for example provide an air intake on the delivery duct of the drying fan F and connect it to the nozzle 9 by a pipe 10 indicated in dotted lines in fig.l. The choice of one or the other mode of supplying carbonization air depends on the quality of the coal which it is desired to collect in box 5. ',
In fact, the operation of the furnace in depression, with a slight admission of air to the base, produces a completely degassed carbon.
On the contrary, the operation in overpressure, with discharge - of combustible gases towards the base, has the effect of charging the coal with gas, which offers advantages for the supply of certain modern gasifiers. Between gentle modes of operation, it is of course possible to provide for intermediate modes of operation, with reduction or elimination of the vacuum inside the oven.
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The possibility of supplying the furnace with compressed air also offers the advantage of very rapid start-up or restart.
Thanks to the heat-insulating coating 2 of the tank 1 ensuring high quality insulation, the oven, stopped for example in the evening, can start again the next day very quickly while maintaining its high efficiency. For this purpose, it suffices to introduce the carbonization air at high speed into the cure so as to produce a gas rich in CO, allowing the immediate ignition of the burner E. As soon as the furnace A and the dryer G have reached their operating speed, it is possible to considerably reduce the rate of admission of the carbonization air into furnace A, so as to produce a gas rich in CO2 and thus obtain a maximum of thermal effect with minimum coal consumption.
For this last mode of operation, with production of gas rich in only one can, moreover, introduce the carbonization air, not only through the nozzle 9, but also through a series of orifices (not shown) arranged on the nozzle. the perimeter of the tank 1.
The operating regime, with production of a gas rich in CO, subjects the nose of the nozzle 9 to the action of a very high temperature. But, as the periods of this type of operation are always short, it suffices to provide a nozzle, having a nose of thick metal or of refractory material to ensure a long duration. Of course, the protection of the nose of the nozzle can be improved by cooling it by circulating water or by providing devices for melting metals or salts.
The furnace according to the invention is in a way a gasifier supplied with dry and hot fuel, operating as a CO generator gasifier only when starting or restarting and, normally supplying a rich gas. in CO2, containing in CO only what the distillation provides.
The carbonization gases leave the furnace through a heat-insulated iron pipe 11, carrying from its upper end and connected to the vertical pipe 8, also made of iron and heat-insulated. This arrangement is intended to prevent the flow of liquid on the iron walls in order to ensure long conservation.
The piping 8 is connected to the suction side of the extraction fan B, the discharge duct 13 of which is connected tangentially to the periphery and to the bottom of a heat-insulating cylindrical vessel 14 with a vertically placed axis and containing the components. of the tar separator C.
These members are constituted, on the one hand, by an axial tube 15 penetrating into the container 14 via its lower bottom and rising inside this container up to a certain height above the bottom, where it s A funnel-shaped flare. A dip tube 16 enters the container 14 from above and stops a short distance above the orifice of the tube 15.
Thus arranged, this device constitutes a sort of cyclone, having the effect of separating the gaseous products from the liquid products.
On the other hand, the rising tube 15 carries deflector vanes 17 (fig. 2) starting tangentially from its periphery of the tube 15 and in the direction of the gyratory movement of the gaseous and liquid products inside the container 14. The result is a sweeping of the pallets 17 by the tars in suspension.
Now we know that tar itself is the best solvent for
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tar. The pallets 17 coated with liquid tar capture the tars in suspension in the carbonization gases. The
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Tars accumulate at the bottom of the container and flow through a discharge pipe 18 to be collected in a tar container 19. - '- 1, ".'. ' A small part of the gases entering 'the r'dolpien, 14, is taken by the' tuté 'plunge 16 connected by a. Tuyaàteri # i1,% 0 to a burner 32 opening into the bottom of a chimney 6l' àÙj ', "the interior of .laquelle is housed, a.'column transformation 21 in which the tar, placed in the presence of an appropriate reagent is transformed; into a fuel mixture.
The top . of this column is connected to the coil 22 of a condenser 23 which supplies a liquid fuel, the latter is collected in a reserve 24, ''
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The other paxtie des.:gaz; - which receives .the separator c, 'passes through a rising tube.l5' connected to the nozzle eà of an InJector 26, the suction nozzle of which "'is connected to the burner E' by a pipe which emerges tangently therein .
In, de burner, the gases therefore undergo a gyratory movement, while progressing towards the outlet orifice, this orifice is placed in front of the 'flared inlet orifice of a nozzle 27, -which' can, slide axially on a duct 28 will connect the fan
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p, The delivery pipe Pg * of,; this.vehtiator is .connected to the lower part of the construction beis G dryer. usual. On this discharge pipe is connected a
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pipe 30 which opens into, the, nozzle 'of, 11 inµLe'eteur & 6. '.
, The suction duct S8 of the fan F thus collects a temperature-defined mixture of hot burnt gases and,. fresh air which fan F sends into the '/ wood dryer G. The burnt gas air ratio can be changed at will by a simple axial displacement of the nozzle 27. Of course, this adjustment device could be replaced otitis. by any other
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equivalent device, different form. '' The burner E could 'also be of a type' which Con ',, that. Thanks to the fact that it is supplied with hot air by the. Fan F, it is possible to provide a burner of small size and high efficiency.
On the other hand. its food,
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hot air makes it possible to avoid the orxoaiona of the iron nozzle of this burner, oorrosions which would inevitably occur as a result of condensations, if the burner were supplied with cold air.
The hot, dry wood supplied by the dryer G is re =
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plucked at its lower part equipped with a door of 1 evtàoua7t ion? while loading is carried out, as usual, from the top. This hot, dry wood is then used to supply carbonizer A or a wood gasifier which is not part of the installation.
Of course, the embodiment which has just been described should serve only as a non-limiting example and, without departing from the principle of the invention, the constitution and the arrangement of the various devices can be modified at will.