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Perfectionnements aux gazogènes La. présente invention a pour objet des perfectionnements ap- portés aux gazogènes soufflés destinés, notamment, à l'alimenta- tion de brûleurs servant au chauffage d'appareils industriels ou autres, en remplacement, par exemple, de brûleurs à huile lourde.
Elle vise plus particulièrement les gazogènes de ce genre étudiés pour brôler des combastibles non cokéfiants très divers, gazogènes conçue pour 1 'utilisation, dans les brûleurs servant au chauffage, du gaz brut, non lavé.
On connait déjà des gazogènes soufflés servant au chauffage.
Ces appareils présentent pour la plupart certains inconvénients, parmi lesquels on peut citer les suivants :
1 ) Ils utilisent en général des pressions d'air relativement peu élevées et la pression du gaz brut que l'on obtient à la sortie dix gazogène est au maximum de quelques centimètres d'eau.
L'emploi de faibles pressions d'air pour le soufflage des gazogènes s'oppose à la réalisation de taux de gazéification élevés par unité de sur- face ;
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2 ) En raison de la faible pression du gaz à la sortie du ga- zogène, il n'est pas possible de produire l'entraînement, au moyen de ce gaz, de l'air nécessaire à la combustion; autrement dit, il n'est pas possible d'utiliser, pour produire cet entraînement et pour opérer le mélange de gaz et d'air, les dispositifsà trompe et cône qui donnant de très bons résultats; il s'ensuit que le mélange /est d'air et de gaz/réalisé d'une façon imparfaite;
3 ) Avec les azogénes soufflés servant au chauffage et uti- lisant le gaz brut (ce qui permet de récupérer la chaleur sensible du gaz et la chaleur latente contenue dans les matières volatiles), ce gaz est brillé au moyen d'air secondaire obtenu par tirage na- turel ou par ventilation artificielle et le mélange s'effectue dans l'enceinte où l'on désire produire de la chaleur;
4 ) La vitesse des fumées est assez faible : par suite, la transmission de la chaleur au corps à chauffer n'est pas réalisée dans les conditions optima.
Le gazogène comportant les perfectionnements qui vont être décrits, gazogène sans grille ni tuyère, constituant un nouveau produit industriel expressément visé par la présente invasion. remédie aux divers inconvénients précités et possède des avantages que ne produrent pas les gazogènes de type analogue actuellement connus'
Le gazogène ainsi perfectionné peut utiliser des combustibles très divers; il forme un ensemble compact et permet d'obtenir des taux de gazéification élevés, avec utilisation de la chaleur sensi- ble du gaz ainsi que de la chaleur latente des matières volatiles et des poussières de charbon ; er même temps, avec ledit gazogène, on réalise l'entrainement de l'air comburant par la pression du gaz produit et on obtient des vitesses élevées pour les produits de la combustion.
D'une manière générale, l'invention a pour résultat une augmentation notable du rendement du gazogène, quel que soit le combustible utilisé.
Les perfectionnements objet de l'invention portent essentielle- me nt 1 ) sur l'application d'un dispositif de buse d'amenée d'air et de vapeur dans le gazogène, ladite buse étant mobile et excen- trée et réalisant, quand on la fait tourner (à la main ou au moteur), la rupture des mâchefers, grâce à quoi on peut utiliser dans le ga- zogène des combustibles très divers non cokéfiants (charbons mai- gres, 1/4 et 1/2 gras, cokes, lignites plus ou moins cendreux, cokes de petit cribbge, etc...), dans risque d'obstruction; toutefois l'in vention n'est limitée d'aucune manière à l'utilisation du dispositif précité de buse mobile;
elle comprend également le das d'un gazogène muni d'une ou plusieurs buses fixes amenant l'pir d'une manier? quel- conque au gazogène;
2 ) sur la combinaison, avec le gazogène, d'un dispositif mé- langeur de gaz et d'air comburant pour l'alimentation des brûleurs, dispositif a trompe assurant un brassage intense des fluides;
3 ) sur l'organisation générale du gazogène comportant, en com binaison : un réservoir à combustible avec un dispositif permettant le chargement en marche; une chemise d'eau entourant le foyer; un ventilateur (ou tout autre moyen) envoyant de l'air sous pression dans le foyer, en même temps que la chemise d'eau (formant chau- dière) envoie de la vapeur dans la tuyauterie d'amenée d'air, grâce à quoi le foyer reçoit un mélange d'air et de vapeur d'eau;
un dis- positif à flotteur servant à maintenir à une hauteur constante le niveau de l'eau dans la chemise précitée; enfin, le dispositif pré- cité de buse rotative excentrée.
L'invention n'est en aucune manière limitée au cas, plus parti- culièrement envisagé ici, de l'injection, dans la colonne de combus- tible, d'un mélange d'air et de vapeur : elle comprend également le cas d'un gazogène alimenté par de l'air saturé d'eau à une tempé-
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rature convenablement déterminée.
Lorsque l'insufflation de l'air dans le gazogène est produite au moyen d'un ventilateur,il y a intérêt à utiliser un ventilateur du type centrifuge ou un -ventilateur du,type volumé-
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trique (tel que le ventilateur Rocts,par exemple) parmettaui-d'o'tenir des pressions élevées.
Sur le dessin annexé, on a représenté sChématiquement' à ti- tre d'illustration seulement et sahs aucun caractère limitatif de la portée de l'invention,- un mode de réalisation de celle-ci.Sur ce dessin : la fig. 1 est une vue extérieure du gazogène; la fig..2 en est une coupe verticale par l'axe; la fig. 3 est une coupe verticale, à plus grande échelle,de la partie infér&eure du gazogène,coupe montrant plus particulière-
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ment la buse d'alimentation qui constitue l'un des ,éle nts- carac- téristiques de l'invention; la fig. 4 montre en vue extérieure,avec coupe partielle,la
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combinaison du mélangeur d'air et de gaz avec un brd1eur; . , . la fïg. 5,enfin,est une coupe du mélangeur.
Comme on le voit sur le dessin, le gazogène compre.nd,de' I#.-' : niére connue, ua corps 1 surmté,d'uu réservoir, ou trémie â combustible 2, un robinet 3 étant prévu entre ces deux parties' pour ' , permettre, sahs arrêter le gazogène de recharger le réservoirs en marche.
Le corps 1 est entouré d'uneenveloppe 4; une chambre 5, ou chemise d'eau, se trouve ainsi ménagée autour du copps du gazogène-,
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g5#ce à quoi on assura la protection du dit corps,et en,mame temps la production de vapeur pour l'alimentation'du gazogène .1 eau est amenée à la chambre 5 à partir d'un réservoir 6 et le niveau est maintenu à une hauteur constante dans la dite chambre au moyen d'un robinet à flotteur de construction connue.Le réservoir 6 est alimenté en eau soit par un réservoir principal placé, au-dessus du réservoir 6 soit par une canalisation branchée sur une distribution d'eau, soit de toute autre manière.
La vapeur engendrée dans la chambre de vaporisation,5 et l'air souffle par le ventilateur 7,vapeur et air nécessaires à la production du gaz dans le gazogène, sont introduits dans ce dernier par une buse 8 de construction spéciale,buse constituant l'un des éléments caractéristiques de l'invention.Comme le montre plus particuliérement la figure 3,la buse 8 est formée d'un corps cylindri0que fermé à sa partie supérieure par un chapeau conique percé de trous,l'axe'du cylindre étant incliné par rapport à 1*axe du gazo-
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gène .Le corps cylindrique de la buse 8 est rendu solîàaireBar des ,
boulons 9 ou de toute autre mabléredllune'tubulure eylihdrique 10 à axe vertical se raccordant Ta.r le coude 11' au conduit 11' d'arri vé d'air et de vapeur et montée de manière à pouvoir tourner au- tour de son axe dans'le dit coude.
Le conduit 11 est relié par le tuyau 12'à la'partie supé- rieure de la chambre de vaporisation 5. lorsque le gazogéne est en marche,l'air soufflé par le ven- tilateur 7 entraine la vapeur d'eau produite dans la chambre 5 et le mélange d'air et de vapeur est insufflé dans. la masse du com- bustible par les trous de la buse 8,grâce à quoi est assurée la production du gaz. ' la buse 8 peut recevoir un mouvement de rotation autourde
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l'axe x-y du gazogéne,soit à la main,au moyen du levier 13 soli- dairede la tubulure 10, soit par tous moyens mécaniques appropriés.
La rotation de la buse 8 provoque la rupture des mâchefers, grace à l'inclinaison de son axe sur l'axe x-y du gazogène,ce qui permet d'utiliser dans le gazogène des combustibles non cokéfiants très divers.
Le gaz produit quitte le gazogène par le conduit 14 pour se rendre aux brûleurs servant au chauffage.
Avec un gazogène organisé de la manière qui vient d'être exposée est combine conformément à une autre caractéristique de l'invention, un dispositif mélangeur d'air et de gaz servant à la production d'un mélange homogène pour l'alimentation du ou des brû- leurs. Les fig. 4 et 5 montreht le détail de ce dispositif qui se monte sur le conduit 14 et qui comporte un ajutage conique 15 dé- bouchant dans un venturi 16. Le tout est monté dans une pièce 17 ajourée .Le gaz arrivant sous pression par l'ajutage produit un appel d'air à taavers les ouvertures de la pièce 17.
Dans ces con- ditions,c'est un mélange d'air (de combustion) et de gaz qui est envoyé, par le raccord 17', au bruleur 18 servant à chauffer l'en- ceinte 19. Le mélange ainsi obtenu est intime, grâce au brassage intense que produit le dispositif 15-16.
Il va de soi que l'installation pourrait comporter plu- sieurs brûleurs 18 au lieu d'un seul comme dans l'exemple figuré.
Le ventilateur 7 peut être prévu pour fournir de fortes pressions, ce qui permet a) de réaliser un taux de gazéification élevé par unité de surface; b) d'obtenir à la sortie du gazogène un courant de gaz à vitesse suffisante pour produire un effet de trompe assurant l'as- piration de l'air nécessaire à la combustion du gaz ; c) d'obtenir à la sortie du ou des brûleurs des vitesses élevées pour les produits de la combustion.
Il est bien entendu que les détails de réalisation décrits et figurés n'ont été donnés qu'à titre d'exemple des possibilités de mise en oeuvre de l'invention et que l'on pourrait modifier de diverses manières les détails en question sans que l'économie de l'invention s'en trouve altérée.
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Improvements to gasifiers The present invention relates to improvements made to blown gasifiers intended, in particular, for supplying burners serving for heating industrial or other apparatus, replacing, for example, oil burners. heavy.
It relates more particularly to gasifiers of this type designed to burn very diverse non-coking fuels, gasifiers designed for use, in burners for heating, raw, unwashed gas.
Blown gasifiers for heating are already known.
Most of these devices have certain drawbacks, among which the following may be mentioned:
1) They generally use relatively low air pressures and the pressure of the raw gas which is obtained at the exit of ten gasifier is at most a few centimeters of water.
The use of low air pressures for blowing the gasifiers is opposed to the achievement of high gasification rates per unit area;
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2) Due to the low gas pressure at the outlet of the gas generator, it is not possible to produce entrainment, by means of this gas, of the air required for combustion; in other words, it is not possible to use, to produce this drive and to operate the mixture of gas and air, the pump and cone devices which give very good results; it follows that the mixture / is of air and gas / performed in an imperfect manner;
3) With the blown nitrogen gases serving for heating and using the raw gas (which makes it possible to recover the sensible heat of the gas and the latent heat contained in the volatile materials), this gas is burned by means of secondary air obtained by natural draft or by artificial ventilation and the mixing takes place in the enclosure where it is desired to produce heat;
4) The speed of the fumes is quite low: as a result, the transmission of heat to the body to be heated is not carried out under optimum conditions.
The gasifier comprising the improvements which will be described, gasifier without grid or nozzle, constituting a new industrial product expressly targeted by the present invasion. overcomes the various aforementioned drawbacks and has advantages that currently known gasifiers of similar type do not produce.
The gasifier thus improved can use a wide variety of fuels; it forms a compact unit and makes it possible to obtain high gasification rates, with the use of the sensible heat of the gas as well as the latent heat of volatiles and coal dust; At the same time, with said gasifier, the combustion air is driven by the pressure of the gas produced and high speeds are obtained for the products of combustion.
In general, the invention results in a significant increase in the efficiency of the gasifier, whatever the fuel used.
The improvements which are the subject of the invention relate essentially to 1) the application of a nozzle device for supplying air and steam to the gasifier, said nozzle being movable and eccentric and producing, when one turns it (by hand or with a motor), breaking up the bottom ash, thanks to which one can use in the gas a wide variety of non-coking fuels (light coals, 1/4 and 1/2 fat, cokes , more or less ashy lignites, cokes of small cribbge, etc ...), in risk of obstruction; however the invention is not limited in any way to the use of the aforementioned movable nozzle device;
it also includes the das of a gasifier provided with one or more fixed nozzles bringing the aspir to a handling? any gasifier;
2) on the combination, with the gasifier, of a device for mixing gas and combustion air for supplying the burners, a pump device ensuring intense mixing of the fluids;
3) on the general organization of the gasifier comprising, in combination: a fuel tank with a device allowing loading in motion; a water jacket surrounding the fireplace; a fan (or any other means) sending pressurized air into the fireplace, at the same time as the water jacket (forming a boiler) sends steam into the air supply pipe, thanks to what the hearth receives a mixture of air and water vapor;
a float device serving to keep the water level in the aforementioned jacket at a constant height; finally, the aforementioned device for an eccentric rotating nozzle.
The invention is in no way limited to the case, more particularly considered here, of the injection, into the fuel column, of a mixture of air and steam: it also includes the case of '' a gasifier supplied with air saturated with water at a temperature
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appropriately determined erasure.
When the blowing of air into the gasifier is produced by means of a fan, it is advantageous to use a fan of the centrifugal type or a fan of the volumetric type.
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(such as the Rocts fan, for example) to maintain high pressures.
In the accompanying drawing, there is shown sChematically 'for illustrative purposes only and without any limiting nature of the scope of the invention, - an embodiment thereof. In this drawing: FIG. 1 is an exterior view of the gasifier; Fig..2 is a vertical section through the axis; fig. 3 is a vertical section, on a larger scale, of the lower part of the gasifier, section showing more particular-
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ment the feed nozzle which constitutes one of the ele nts- features of the invention; fig. 4 shows an external view, with partial section, the
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combination of air and gas mixer with a burner; . ,. the fig. 5, finally, is a section of the mixer.
As seen in the drawing, the compre.nd gasifier, from 'I # .-': known niére, ua body 1 overloaded, uu tank, or fuel hopper 2, a valve 3 being provided between these two parts 'for', allow, sahs stop the gasifier to reload the tanks in operation.
The body 1 is surrounded by an envelope 4; a chamber 5, or water jacket, is thus provided around the copps of the gasifier-,
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g5 # to which we ensure the protection of said body, and at the same time the production of steam for the supply of gasifier. 1 water is brought to chamber 5 from a tank 6 and the level is maintained at a constant height in said chamber by means of a float valve of known construction. The tank 6 is supplied with water either by a main tank placed, above the tank 6 or by a pipe connected to a distribution of water, or in any other way.
The vapor generated in the vaporization chamber, 5 and the air blows by the fan 7, vapor and air necessary for the production of gas in the gasifier, are introduced into the latter by a nozzle 8 of special construction, nozzle constituting the gasifier. one of the characteristic elements of the invention. As shown more particularly in Figure 3, the nozzle 8 is formed of a cylindrical body closed at its upper part by a conical cap pierced with holes, the axis of the cylinder being inclined by relative to 1 * axis of the gasoline
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gene. The cylindrical body of the nozzle 8 is made solîàaire Bar des,
bolts 9 or any other tube 10 with vertical axis connecting Ta.r the elbow 11 'to the duct 11' for the air and steam inlet and mounted so as to be able to turn around its axis dans'le says elbow.
The duct 11 is connected by the pipe 12 'to the upper part of the vaporization chamber 5. When the gasogen is running, the air blown by the fan 7 entrains the water vapor produced in the vaporization chamber. chamber 5 and the mixture of air and steam is blown into. the mass of the fuel through the holes of the nozzle 8, whereby gas production is ensured. 'the nozzle 8 can receive a rotational movement around
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the x-y axis of the gasogen, either by hand, by means of the solid lever 13 of the tubing 10, or by any suitable mechanical means.
The rotation of the nozzle 8 causes the breaking of the bottom ash, thanks to the inclination of its axis on the x-y axis of the gasifier, which makes it possible to use very diverse non-coking fuels in the gasifier.
The gas produced leaves the gasifier through line 14 to reach the burners used for heating.
With a gasifier organized in the manner which has just been explained is combined in accordance with another characteristic of the invention, an air and gas mixing device serving for the production of a homogeneous mixture for the supply of the gas. burners. Figs. 4 and 5 show the detail of this device which is mounted on the duct 14 and which comprises a conical nozzle 15 opening into a venturi 16. The whole is mounted in a perforated part 17. The gas arriving under pressure through the nozzle produces a draft through the openings of the room 17.
Under these conditions, it is a mixture of air (combustion) and gas which is sent, via the connection 17 ', to the burner 18 serving to heat the chamber 19. The mixture thus obtained is intimate. , thanks to the intense stirring produced by the device 15-16.
It goes without saying that the installation could include several burners 18 instead of just one as in the example shown.
The fan 7 can be designed to provide high pressures, which makes it possible a) to achieve a high gasification rate per unit area; b) to obtain at the outlet of the gasifier a stream of gas at sufficient speed to produce a pump effect ensuring the suction of the air necessary for the combustion of the gas; c) to obtain at the outlet of the burner or burners high speeds for the combustion products.
It is understood that the details of embodiment described and shown have been given only by way of example of the possibilities of implementing the invention and that the details in question could be modified in various ways without the economy of the invention is thereby impaired.