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Corneille. EK
Liège "Gazogène "
La présente invention concerne les gazogènes, et, plus spécialement les gazogènes à gaz mixte.
Elle a pour but de procurer un gazogène conçu de manière à créer une zone de combustion à très haute température s'étendant sur une surface aussi large que possible à partir de la tuyère d'entrée d'air, mais agencée de manière que les. calories dégagées soient rapidement absorbées et utilisées de manièreque la température du gaz quittant le foyer soit notablement abaissée.
Ces conditions de fonctionnement ont fréquemment été recherchées, mais ont rarement été. atteintes jusou'iei.
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Elles sont d'une importance particulière dans les gazogè- ne; à gaz mixte où la température de dissociation de 1' eau est de l'ordre de 1000 alors qu'iL s'agit d'une réaction endothermique qui tend par conséquent à diminuer la temps rature du milieu ambiant.
En effet, la combustion, du C en CO dégaze 29 calories par molécule tandis que la décomposition de l'eau suivant la réaction H2O+C# CO+H2 absorbe 37 calories par molécule d'eau introduite.
Le bilan thermique tend donc vers un abaissement de la température du foyer.La difficulté devant laquelle tous les chercheurs se sont trouvés et qu'on n'a pas encore résolue pratiquement jusqu'ici réside dans le problème de conserver à la zone de réaction une température élevée pour favoriser la dissociation de l'e.u et de diminuer autant que possible la température des gaz formés s'échappant du foyer sans nuire au bilan thermique du ga@ogène
La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients rencontrés jusqu'ici et de procurer un Gazogène pratique, d'encombrement minimum et capable de fonctionner néanmoins pendant une loneue période sans être encrassé par les mâchefers.
Dansce but,le gazogène,objet de l'invention, est caractérisé en ce que la tuyère d'entrée d'air de com- bustion et le départ des gaz formés se trouvent d'un même coté par rapport au foyer ou à la zone de réaction.
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Dans la réalisation pratique de l'invention,. le départ des gaz, formés est effectué par une grille qui entaure la tuyère d'entrée d'air et donne communication au conduit d'évacuation des gaz. ,
La grille, de préférence circulaire, présente du. côté opposé au. foyer des canaux pour le réchauffage pré.alable de l'air'avant-son introduction dans la tuyère..
La grille possède des dents ou ailettes tant à sa périphérie que sur le trajet des canaux pour le réchauf. fage préalable de l'air, en vue d'assurer au maximum la transmission de chaleur des gaz formés vers l'air de combustion.
Elle est avantageusement fixée par serrage sur la tuyère d'entrée d'air pour assurer une bonne transmission. de la chaleur et réaliser un refroidissement efficace de la: tuyère.
La tuyère d'entrée d'air, et la. grille d'évacuation des gaz sont fixées sur la porte du foyer en vue de réaliser un ensemble compact, aisément déplaçable pour le nettoyage du foyer.'
Afin d'éviter'toute possibilité de passage direct de l'air primaire vers le conduit d'évacuation des gaz'la grille porte elle-même lé joint de la porte.
L'air de combustion peut au préalable passer dans un. carburateur en vue de se charger d'eau pour la réalisation d'un gazogène à gaz mixte.'
D'autres détails caractéristiques du gazogène
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sont données ci-dessous' dans la partie descriptive dtun gazogène à gaz mixte choisi copne exemple de réalisation de l'Invention.
Les dessins ci-joints montrent@un gazogène à gaz mixte de ce genre.
La figure 1 représente une coupe verticale partielle dans le gazogène*
La figure 2 représente une -coupe verticale pratiquée par la grille d'évacuation des gaz et les canaux de réchauffage de ltair, suivant un plan perpendiculaire à l'axe de la tuyère''-
La figure 3 est une coupe verticale pratiquée dans un pot bouilleur disposée sur le conduit d'évacuation des gaz*
La figure 4 est une vue de face de la porte du foyer.
Dans ces figures, 1 désigne un foyer de gazogène surmonté d'une trémie 2 ou magasin au combustible avec lequel elle communique par une ouverture 3 qui peut être obturée par une coupe-charbon 4:
Le foyer 1 peut avoir une section de forme quelconque mais est de préférence établi sous forme dt un cylindre vertical tapissé de matière- réfractaire 5.Il présente une ouverture qui est fermée par une porte 6 qui fait corps avec une grille circulaire 7 par exemple en cuivre rouge dont le détail de construction sera donné ci;prés et qui est fixée, par exemple par serrage, sur une tuyèrecentrale
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8, par exemple en carborandum.
.-La grille 7 dont une coupe détaillée est montrer fig.2 présente une face pleine 9 tournée vers le combus- tibia et des ailettes radiales 10 pouvant s'étendre ou non jusque lapériphérie de l'ouverture fermée par la. porte; 6.Les ailettes 10 laissent entre elles des passages
11 pour l'êvacuation des gaz.
La partie extérieure de la grille 7 est repliée pour former une sorte d'anneau 12 dont ltextrémité 13 est agencée pour former joint 14 avec le corps extérieur du foyer 1,-.-Cet anneau porte sur sa face extérieure., des ai- lettes 15 qui s'étendent dans un canal circulaire 16 formé, d'une part par l'anneau, d'autre part, par la paroi réfrac taire 5 du corps du foyer'.'
La grille forme ainsi sur sa face opposée à celle tournée vers le combustible,, une sorte d'espace dans lequel vient se loger une paroi annulaire 17-fixée à la porte 6 et conformant cet espace en canaux 18 qui aboutissent d'une part , à un espace vide 19 en face -de l'entrée de la tuyère 8 et d'autre part,
à un canal an- nulaire 2D'.
Une ouverture 21 percée dans la. porte 6 permet l'introduction de l'air de combustion dans le canal an- nulaire 20
La porte 6 est également percée en son centre, 22 pour permettre l'allumage du foyer.Elle' est munie
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d'une poignée 23 pour son ouverture et d'un dispositif 24 de fermeture rapide.
Dans le cas de l'utilisation du gazogène pour la formation de gaz mixte,. un carburateur 25 est fixé à l'ouverture 21.11 est raccordé d'autre part à un réservoir d'eau 26.
Le canal circulaire 16 des gaz est en communication avec un conduit d'évacuation 27.Un pot bouilleur 28 (fig. 3) est éventuellement dispose sur le conduit 27 et est raccordé au carburateur 23.Des robinets 29 et 30 permettent de contrôler le niveau de l'eau.
Une solution avantageuse de l'invention consiste à combiner ces éléments pour gaz mixte et un dispositif de récupération des calories du moteur, par exemple.Une chemisecontenant de l'eau de refroidissement entourant le moteur est mise en communication avec une pompe volumé- trique (dispositif non représenté). Cette eau refroidit le moteur et se met.sous pression; la vapeur ainsi formée est envoyée dans un injecteur qui, aspirant l'air primaire du gazogène, le comprime dans celui-ci, contrebalançant ainsi les pertes de charge du gazogène et susceptible même de créer une suralimentation du moteur, restituant ainsi à celui-ci une partie de la puissance qu'il perd en utilisant du gaz de gazogène au lieu d'essence.
Le gazogène ainsi construit fonctionne de la. manière suivante.
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L'air de combustion pénètre dans le carburateur
25 où il se charge de vapeur d'eau provenant du réservoir
26 et éventuellement du pot bouilleur 48.Le mélange pénè- tre par l'ouverture 21 de la porte 6 dans le canal annu- laire 20 et de là dans les canaux 18 dans lesquels il se surchauffe au contact direct de la grille circulaire 7 et de la tuyère 8.Le mélange surchauffe arrive dans l'es- pace vide 19 d'où il est aspiré à travers la tuyère 8 par le foyer.
Il résulte de ce parcours un réchauffage intense de l'air et de la vapeur dteau avant leur introduction dans le foyer et par suite un abaissement de la température de la tuyère située dans le voisinage immédiat de la zone de combustion.'
La disposition de la grille d'évacuation autour de la tuyère assure à celle-ci, en effet, un refroidisse- ment intense d'une part par le passage de l'air chargé de vapeur d'eau, d'autre part, par la radiation de la chaleur de la tuyère dans le corps de la grille.'
D'autre part,, la disposition dé la porte 6 de la tuyère 8 et¯de la grille 7 en un tout situé d'un même côté par rapport à la zone de combustion, permet de réaliser une grande compacité du foyer en même-temps qu'un dé- crassage facile et aise.
La compacité résulte essentiellement du fait que la zone de combustion tend à rester à proximité immédiate de la tuyère et de la grille du fait que les filets d'air sortant de cette tuyère s'écoulent le long @ long de la grille pour atteindre sa périphérie et s'échap-
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pent sous. forme de gaz formés par la réaction du même côté que cette tuyère par rapport au foyer .La zone de réaction a donc une tendance à se présenter, sous forme de disque ou de plateau parallèle à la grille.La partie du combustible située à l'arrière de cette zone neut donc être réduite au minimum d'épaisseur compatible avec un bon isolement.
La disposition du carburateur 25 sur la porte 6 coopère à un maniement facile du di positif lors du décrassage.
Par cette disposition compacte des organes, et la disposition d'ailettes de refroidissement 10 et 15 sur la grille 7 et -on anneau 12, la température des gaz formés vers 10000 descend vers 300 environ avant de pénétrer dans le conduit 7 d'évacuation des gaz.
Grâce à la disposition du pot bouilleur 28 cette température est encore ramenée à une valeur moindre de 1' ordre de 1200 et il se produit un peu de vapeur d'eau qui est immédiatement introduite dans le carburateur avec 1' air de combustion.
La présence de ce pot bouilleur, a un effet ré- gulateur, en effet, le débit dteau du carburateur doit être réglé de telle sorte qu'en faibles régimes, la température du foyer soit auffisante; or, à ces faibles régimes les déperditions de chaleur du foyer restant pratiquement cons tantes, sont beaucoup plus fortes par m3 de gaz débité
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quten plein régime du gazogène.IL en résulte qutà plein régime, on peut admettre plus de vapeur d'eau.
La disposition du pot bouilleur assure encore une automaticité du régime de combustion. En effet, une insuffisance d'injection d'eau par le carburateur produit une élévation .de la température des gaz, d'où, une aug- mentation de la quantitéde vapeur produite; l'introduc- tion de ce surplus de vapeur amène une diminution automa- tique de la température à la valeur compatible avec le ,ré- gime. De même, au moment du départ, l'absence de vepeur d' eau du pot bouilleur est favorable à une augmentation ra- pide de la température du foyer pour atteindre la tempe- rature .favorable à la réaction.
L(usage de la combinaison décrite du dispositif Pour gaz mixte avec un système de refroidissement du mo- teur, Permet. dtobtenir encore une puissance supérieure du moteur et un rendement meilleur du gazogène qui se traduit par une moindre consommation de combustible.
En effet, le rendement thermique d'un bon moteur
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s'établit gr'Os,90-',YlOdO, à ]3%.' On peut estimer que 33 % de l'énergie sont perdus dans les gaz d'échappement et 33% dans l'eau de refroidissement
Par la combinaison décrite, une partie importante des calories est utilisée à évaporer et surchauffer la ,vapeur 'produite autour-dû moteur ainsi que l'air primaire.
Dans L'hypothèse où cette récupération est de
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l t ordre de 50]6, on réalise un groupe mote-ga&ogène 1
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d'un rendement de 60% environ, particulièrement intéressant si on le compare a.u rendement de 35 à 40% desmeilleurs moteurs Diesel.
Quant 8. l'air de combustion, quittant la tuyère il pénètre dans le combustible et est immédiatement attiré vers la périphérie de la grille qui entoure la tuyère.'Il en résulte que la zone de combustion ou de réaction s'étend le long de la surface de la grille sous forme d'un disque ou plateau et non plus, comme c'est le cas 'dans les gazogènes connus, sous forme d'une sphère noyée dans la masse de combustible,'
Les gaz formés passent dans les espaces 11 entre les ailettes 10,.
auxquelles ils abandonnent de la chaleur, lèchent les ailettes 15 dans le canal circulaire 16 et sté, chapent par le conduit d'évacuation 27.Ils abandonnent encore des calories au pot bouilleur 28, et continuent leur parcours à la température de 120 environ vers le lieu d'utilisation*
La porte du foyer est montée de manière à pouvoil osciller autour'de son axe, et assurer un détassage et un léger décrassage du foyer.
Le gazogène ainsi construit présente de nombreux avantages.Parmi ceux-ci il y a lieu de signaler notamment que la forme même du foyer oblige tous les goudrons de distillation du combustible à passer dans la zone annulaire chaude qui précède la grille, assurant ainsi un cracking parfait de ces gaz.Dans le cas du gaz mixte, l'injection
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de vapeur d'eau surchauffée améliore, encore le cracking.
Par suite de la disposition des organes, toute l'eau injectée est entièrement décomposée de telle sorte que les filtres du gaz restent secoue cracking parfait des gou-
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drons permet le :Conotion4ement du gazogène aussi, bien au charbon' flambmt )eol' qu'a l'anthracite ou au charbon de boigOn arrive,,-grâce au cracking parfa-it. à. monter, le. pou- voir calorifique du gaz de 1050 calories à environ 1300 à 1400 calories, 'ce qui augmente la puissancethéorique
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dé 20 à 30%. =, .
¯ ¯= ¯ = .¯ La consonmation dteait est de L'ordre dô 5o$""'" ' du poids du charbon R E 3 UH E ' 1----------- ' 1.'Gazogèhe.'.du genre comportant une tuyère@clt entrée d'air de'combustion dans le foyer, caractérisa en.: ce que la tuyère d'entrée d'air de combustion et le départ des gaz formes se',trouvent d'un même côte par rapport au foyer ou -la zone de réaction.";'
2.
Gazogène du. genre mentionna sous 1, caractérise en ce que la tuyère d'entrée, d'air en carborandum est dis- posée dans un corps métallique servant à radier les calorie: @ de.la tuyère tout en maintenant celle-ci à une température à laquelle, ell'e résiste parfaitement.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.