"Gazogène, en particulier pour véhicule moteur, et appareil
muni d'un tel gazogène".
<EMI ID=1.1>
La présente invention est relative à un gazogène, en particulier pour véhicule moteur, comprenant un générateur qui produit le gaz combustible, un refroidisseur, un épurateur et un mélangeur gaz-air, ainsi qu'à un appareil, notamment un véhicule moteur, muni d'un tel gazogène.
Le gazogène permet la production soit d'un gaz analogue au gaz pauvre, soit d'un gaz mixte, qui sont capablesde fournir un mélange gazeux utilisable dans-un moteur à explosion de véhicule, en partant d'un combustible moins coûteux ou plus disponible qu'un carburant liquide, par exemple de bois, de charbon de bois, de coke de houille ou de grains d'anthracite,, ou tout autre combustible solide.
On connaît des gazogènes de ce genre, tels que le gazogène Imbert, dans lesquels le gaz combustible produit par le passage d'un courant d'air dans le générateur est envoyé dans un faisceau de tubes refroidisseurs, puis à travers un filtre épurateur constitué d'une chambre remplie d'une matière filtrante, telle que du liège, avant de passer au moteur.
Ce type de gazogène présente l'inconvénient d'un entretien journalier,notamment la vidange des refroidisseurs, et d'un lavage périodique de l'épurateur ainsi que d'un remplacement fréquent de la matière filtrante. D'autre part, le passage à travers la matière filtrante entraîne une forte perte de charge au niveau des -gaz. Enfin l'encombrement du dispositif connu n'est pas négl igea ble .
La présente invention a pour but la mise au point d'un gazogène ne présentant pas ces inconvénients.
Suivant l'invention, on a prévu un gazogène comprenant,
à titre de refroidisseur et d'épurateur, un unique dispositif de lavage à l'eau des gaz produits par le générateur.
Suivant une forme de réalisation de l'invention, le dispositif de lavage comprend une colonne de lavage des gaz par de l'eau amenée en contre-courant dans laquelle sont agencées verticalement, parallèlement l'une à l'autre, une série de tôles ondulées de manière à obtenir un écoulement en lamelles des gaz que l'on fait passer entre ces tOles, cette colonne étant pourvue, à sa base, d'une entrée pour les gaz chargés et chauds en provenance du générateur et d'une sortie pour l'eau de lavage chargée et, à son sommet, d'une entrée pour l'eau de lavage et de refroidissement et d'une sortie pour les gaz lavés et refroidis, destinés au moteur du véhicule.
Suivant une forme avantageuse de réalisation de l'invention,le dispositif de lavage comprend en dessous de la colonne une cuve de décantation qui présente au fond, à titre de sortie pour l'eau de lavage chargée, au moins un orifice de vidange et, dans une partie supérieure, un conduit d'évacuation de l'eau de trop-plein.
Suivant une forme perfectionnée de réalisation de 1 'invention, la colonne de lavage est enveloppée, au moins sur une partie de sa hauteur, par une chambre de réserve, fermée à son sommet, mais en communication avec l'entrée des gaz provenant du générateur et avec la colonne par la partie supérieure de la cuve de décantation, cette chambre de réserve servant de réservoir à gaz pour répondre à une demande instantanée.
Suivant une autre forme de réalisation de l'invention, le dispositif de lavage comprend un deuxième circuit d'eau compre-- nant une gaine enveloppant plusieurs côtés de la cuve de décantation, un conduit d'entrée d'eau froide dans cette gaine, un conduit de sortie de l'eau réchauffée dans cette gaine au contact de la paroi de la cuve de décantation et un dispositif extérieur de refroidissement à l'eau réchauffée, agencé entre le conduit de sortie et le conduit d'entrée susdits, ce deuxième circuit d'eau servant essentiellement au refroidissement de l'eau de lavage décantée.
D'autres détails et particularités de l'invention ressortiront de la description donnée ci-après à titre non limitatif et avec référence aux dessins annexés.
La figure 1 représente une vue en coupe longitudinale axiale, partiellement brisée, d'un dispositif de lavage d'un gazogène suivant l'invention, la coupe ayant été effectuée suivant la ligne I - I de la figure 2. La figure 2 représente une vue partiellement brisée de la face avant du dispositif de lavage illustré sur la figure 1.
Les éléments identiques ou analogues sont désignés, sur les différentes figures, par les mêmes références.
Le gazogène suivant l'invention, tel qu'illustré, comprend un générateur de gaz non représenté, de type courant, et,
à titre de refroidisseur et d'épurateur, un unique dispositif de lavage 1 à l'eau des gaz provenant du générateur par le conduit 2.
Le dispositif de lavage à l'eau des gaz comprend une colonne de lavage 3 des gaz par de l'eau amenée en contre-courant. Dans cette colonne 3, sont agencées verticalement, parallèlement l'une à l'autre, une série de tôles ondulées 4, de manière à obtenir un écoulement en lamelles des gaz passant entre ces tôles. Les deux faces de chaque lame de gaz sont alors en contact direct avec l'eau d'épuration et de refroidissement ce qui permet d'obtenir un effet maximum de refroidissement et de lavage.
La colonne est pourvue, à sa base, d'un conduit d'entrée 5 des gaz chauds provenant du générateur, par l'intermédiaire du conduit 2, et, en dessous de la colonne, est agencée une cuve de décantation 6, qui présente au fond, à titre de sortie pour l'eau de lavage chargés, deux orifices de vidange 7 et, dans une partie supérieure, un conduit d'évacuation 8 de l'eau de trop-plein décantée.
Dans la partie supérieure de la cuve de décantation 6, est agencée une enceinte cylindrique horizontale 9 qui est séparée du reste de la cuve par plusieurs parois perforées cylindriques, coaxiales 10 fixées par leurs extrémités frontales aux parois de
la cuve. Le conduit d'évacuation 8 de l'eau décantée débouche à l'intérieur de l'enceinte 9. Il est prévu,au-dessus de l'enceinte 9, des déflecteurs 11 qui sont agencés en forme de toiture (figure
2) de manière à dévier l'eau de lavage sortant de la colonne de part et d'autre de l'enceinte. Les orifices de vidange 7, obturés par des bouchons 12, sont agencés en face des endroits de la cuve vers lesquels l'eau de lavage chargée est déviée par les déflecteurs 11. On peut prévoir, passant au travers des orifices de vidangé 7, des dispositifs de raclage 13 agencés de manière à pouvoir racler les sédiments déposés au fond de la cuve et les ramener en direction des orifices de vidange 7.
La colonne de lavage 3 est pourvue à son sommet d'un conduit d'admission.14 de l'eau de lavage et de refroidissement
et d'un conduit de sortie 15 pour les gaz lavés et refroidis, lesquels sont expédiés en direction du moteur 29, partiellement représenté, du véhicule supportant le gazogène suivant l'invention
Le dispositif de lavage, tel qu'illustré, comprend un premier circuit d'eau formé de la colonne de lavage 3, de la cuve de décantation 6, de l'enceinte 9 pour l'eau décantée, et du conduit d'évacuation 8 qui, par l'intermédiaire d'une pompe 16, permet la remise en circulation de l'eau décantée au sommet de
la colonne de lavage 3, par le conduit d'admission 14. Le dispositif de lavage 1 présente,entre le sommet de la colonne de lavage 3 et l'orifice d'entrée du conduit d'admission 14, un- dispositif servant à répartir l'eau de lavage et de refroidissement en films parallèles couvrant toute la surface des tôles ondulées, qui dans le cas illustré est une tôle perforée 17. Pour le premier
<EMI ID=2.1>
Le dispositif de lavage 1 comprend à son sommet, audessus du conduit d'admission 14, une chambre d'égouttage 18 délimitée par les parois extérieures et de sommet du dispositif de lavage et par une coupole 19, supportée au-dessus de la colonne de lavage 3, par des barres de fixation 20. Dans cette chambre d'égouttage 18, les gaz lavés sont séparés de l'eau dont ils sont encore porteurs par condensation au contact de la coupole 19 et des, parois extérieures et de sommet du dispositif de lavage 1. Cette eau, étant donné la forme inclinée vers le bas de la coupole 19 est ramenée directement dans la colonne de lavage 3, et les gaz lavés sont évacués par le conduit de sortie 15.
La colonne 3 est agencée au centre du dispositif de lavage 1 et elle est fixée aux parois de ce dernier, à une certaine distance de celles-ci, par des traverses 28 prévues à sa
base et par une cloison annulaire 21 prévue à son sommet. L'espace compris entre la colonne 3 et l'enveloppe du dispositif de lavage 1 est fermé à son sommet par cette cloison annulaire 21, mais est en communication par le bas avec le conduit d'entrée 5
des gaz et avec la colonne 3, de sorte que cet espace forme une chambre de réserve 22 servant de réservoir à gaz pour répondre aune demande instantanée, par exemple lors d'une accélération du moteur. La cloison annulaire 21 est avantageusement réalisée en forme de tronc de cône afin de ramener vers la colonne 3 les gouttes d'eau passées à travers la tôle perforée 17 et l'eau de condensation provenant de la chambre d'égouttage 18.
Le conduit d'entrée des gaz 5 provenant du générateur est incliné vers le bas en direction de son embouchure dans la cuve de décantation 6. Cette embouchure est prévue dans la cuve 6
à une hauteur telle qu'en fonctionnement normal elle est située au-dessus du niveau de l'eau de lavage en train de décanter. Cependant, si, par manque de soins, le niveau d'eau de lavage de
la cuve 6 devait dépasser le niveau maximum, il obturerait le conduit d'entrée ce qui entraînerait ainsi automatiquement le ralentissement progressif du moteur et puis son arrêt, l'inclinaison du conduit d'entrée 5 empêchant toutefois la possibilité d'un passage d'eau en direction du générateur. Pour la circulation des gaz, suivre les flèches F2.
Le dispositif de lavage comprend également un deuxième circuit d'eau formé d'une gaine 23 qui. enveloppe la cuve de décantation sur toutes ses faces à l'exception de la face supérieure et de la face avant, d'un conduit d'entrée 24 pour de l'eau froide qui débouche dans la partie inférieure de la gaine 23, d'un conduit de sortie 25 pour l'eau réchauffée par l'eau de lavage chargée, par transfert thermique au travers de la paroi extérieure 26 de
la cuve de décantation 6, et d'un radiateur 27, relié au conduit
de sortie 25 de l'eau réchauffée et au conduit d'entrée 24 de
l'eau refroidie dans le radiateur par échange de chaleur avec le milieu environnant. Ce radiateur 27 peut être aisément monté à l'avant du moteur du véhicule . Pour le deuxième circuit, suivre les flèches F3.
Le fonctionnement du gazogène selon l'invention illustré est le suivant :
Les gaz chauds et chargés d'impuretés provenant du générateur débouchent dans le dispositif de lavage 1 par le conduit d'entrée 5, au bas de la colonne de lavage 3 et de la chambre de réserve 22 à travers lesquelles ils montent. Ils remplissent la chambre de réserve 22 de gaz gui peut être employé en cas de demande accrue de la part du moteur, par exemple en cas de grande accélération. Les gaz chauds et chargés passent à travers les tôles ondulées 4 de la colonne 3 sous la forme de lamelles de gaz nettoyées en contre-courant sur les deux faces et refroidies par de l'eau de lavage ruisselant depuis le conduit d'admission d'eau de lavage au travers de la tôle perforée 17 dans la colonne 3.
Les gaz nettoyés et refroidis passent alors dans la chambre d'égouttage 18 où l'eau qu'ils transportent encore se condense et ils sont amenés au moteur L'eau de lavage chargée et réchauffée qui sort au bas de la colonne 3 tombe dans une cuve de décantation 6 où les sédiments se déposent au fond en face d'orifices de vidange 7 par lesquels ils sont évacués régulièrement à l'aide de dispositifs de raclage 13, sans nécessité de démontage du dispositif. L'eau décantée passe
au travers des parois perforées 10 de l'enceinte 9 et est pompée par la pompe 16 à travers le conduit d'évacuation 8 pour être remise en circulation. Il faut noter que la matière servant de combustible dans le générateur contient souvent beaucoup d'eau
et que donc l'eau vidangée par les orifices 7 est constamment rééquilibrée par l'apport de vapeur à partir du générateur. L'eau de lavage en train de décanter dans la cuve 6 transmet sa chaleur à l'eau propre qui circule dans le deuxième circuit, avant d'être remise en circulation. L'eau du deuxième circuit chauffée par l'eau du premier circuit transmet sa chaleur à l'air ambiant au niveau du radiateur 27, avant d'être remise en circulation.
Pour le rinçage des parois perforées 10 de l'enceinte 9, il suffit d'inverser la pompe 16 et donc la circulation d'eau dans le premier circuit.
Le gazogène suivant l'invention présente les avantages suivants :
- Auto-nettoyage continu des parois des tôles ondulées de la colonne'de lavage et donc pas de nécessité de remplacer périodiquement une matière de filtrage et pas de risque de colmatage.
- Refroidissement simultané au lavage, ce qui permet de réduire l'encombrement des appareillages en aval du générateur de gaz.
- Vidange et rinçage aisés de la cuve de décantation, sans démontage.
- Réalisation d'un réservoir de gaz pour répondre instantanément aux appels du moteur.
- Très faible perte de charge étant donné la grande section de passage.
- Sécurité d'utilisation en ces de manque d'entretien,
en particulier de vidange de la cuve de décantation.
- Matière d'épuration et de refroidissement très répandue et peu coûteuse et dont une partie est même déjà fournie par la matière combustible du générateur.
Il doit être entendu que la présente invention n'est en aucune façon limitée à la forme de réalisation décrite ci-dessus et que bien des variantes peuvent y être apportées sans sortir du cadre du présent brevet.
On peut par exemple prévoir d'augmenter le nombre de tôles ondulées dans la colonne ou de les écarter différemment.
On peut aussi monter plusieurs filtres en parallèle.
On peut prévoir de charger l'eau de lavage du premier circuit de détergeant.
Il doit être entendu également que l'utilisation du gazogène suivant l'invention ne doit pas être limitée aux véhicules moteurs et qu'on peut envisager de tels gazogènes par exemple pour des groupes stationnaires électrogènes, de motogrcupes, etc...
VREVENDICATIONS
1. Gazogène, en particulier pour véhicule moteur, comprenant un générateur qui produit le gaz combustible, un refroidisseur, un épurateur et un mélangeur gaz-air, caractérisé en ce qu'il comprend, à titre de refroidisseur et d'épurateur, un unique dispositif de lavage à l'eau des gaz produits par le généra teur.
"Gasifier, in particular for a motor vehicle, and apparatus
equipped with such a gasifier ".
<EMI ID = 1.1>
The present invention relates to a gasifier, in particular for a motor vehicle, comprising a generator which produces the combustible gas, a cooler, a purifier and a gas-air mixer, as well as to an apparatus, in particular a motor vehicle, provided with 'such a gasifier.
The gasifier allows the production either of a gas similar to lean gas, or of a mixed gas, which are capable of supplying a gaseous mixture usable in a vehicle internal combustion engine, starting from a less expensive or more available fuel. than a liquid fuel, for example wood, charcoal, coal coke or anthracite grains, or any other solid fuel.
This type of gasifier is known, such as the Imbert gasifier, in which the combustible gas produced by the passage of an air current in the generator is sent into a bundle of cooling tubes, then through a purifying filter consisting of '' a chamber filled with a filter material, such as cork, before switching to the engine.
This type of gasifier has the disadvantage of daily maintenance, in particular the emptying of the coolers, and of a periodic washing of the purifier as well as frequent replacement of the filtering material. On the other hand, the passage through the filtering material leads to a high pressure drop at the level of the gases. Finally, the size of the known device is not neglected igea ble.
The object of the present invention is to develop a gasifier which does not have these drawbacks.
According to the invention, a gasifier is provided comprising,
as a cooler and purifier, a single device for washing the gases produced by the generator with water.
According to one embodiment of the invention, the washing device comprises a column for washing the gases with water supplied in counter-current in which are arranged vertically, parallel to each other, a series of sheets corrugated so as to obtain a flow in lamellae of the gases which are passed between these sheets, this column being provided at its base with an inlet for charged and hot gases coming from the generator and an outlet for the loaded washing water and, at its top, an inlet for the washing and cooling water and an outlet for the washed and cooled gases, intended for the vehicle engine.
According to an advantageous embodiment of the invention, the washing device comprises, below the column, a settling tank which has at the bottom, as an outlet for the loaded washing water, at least one drain orifice, and in an upper part, a drain for the overflow water.
According to an improved embodiment of the invention, the washing column is enveloped, at least over part of its height, by a reserve chamber, closed at its top, but in communication with the inlet of the gases coming from the generator and with the column through the upper part of the settling tank, this reserve chamber serving as a gas tank to meet instantaneous demand.
According to another embodiment of the invention, the washing device comprises a second water circuit comprising a sheath enveloping several sides of the settling tank, a cold water inlet pipe in this sheath, an outlet pipe for the water heated in this sheath in contact with the wall of the settling tank and an external device for cooling the heated water, arranged between the outlet pipe and the aforementioned inlet pipe, this second water circuit essentially used for cooling the decanted washing water.
Other details and particularities of the invention will emerge from the description given below without implied limitation and with reference to the attached drawings.
FIG. 1 represents a view in axial longitudinal section, partially broken, of a device for washing a gasifier according to the invention, the cut having been carried out along line I - I of FIG. 2. FIG. 2 represents a partially broken view of the front face of the washing device illustrated in FIG. 1.
Identical or analogous elements are designated, in the different figures, by the same references.
The gasifier according to the invention, as illustrated, comprises a gas generator, not shown, of common type, and,
as a cooler and purifier, a single device 1 for washing the gases coming from the generator via the pipe 2 with water.
The gas water washing device comprises a column 3 for washing the gases with water supplied in counter-current. In this column 3, are arranged vertically, parallel to one another, a series of corrugated sheets 4, so as to obtain a flow in lamellae of the gases passing between these sheets. The two faces of each gas slide are then in direct contact with the purifying and cooling water, which makes it possible to obtain a maximum cooling and washing effect.
The column is provided, at its base, with an inlet pipe 5 for the hot gases coming from the generator, via the pipe 2, and, below the column, a settling tank 6 is arranged, which has at the bottom, as an outlet for the loaded washing water, two drain orifices 7 and, in an upper part, a discharge pipe 8 for the decanted overflow water.
In the upper part of the settling tank 6, a horizontal cylindrical enclosure 9 is arranged which is separated from the rest of the tank by several cylindrical, coaxial perforated walls 10 fixed by their front ends to the walls of
tank. The discharge pipe 8 of the decanted water opens out inside the enclosure 9. There is provided, above the enclosure 9, deflectors 11 which are arranged in the form of a roof (FIG.
2) so as to divert the washing water leaving the column on either side of the enclosure. The drain orifices 7, closed by plugs 12, are arranged opposite the locations of the tank to which the loaded washing water is diverted by the deflectors 11. It may be provided, passing through the drain orifices 7, scraping devices 13 arranged so as to be able to scrape the sediments deposited at the bottom of the tank and bring them back towards the emptying orifices 7.
The washing column 3 is provided at its top with an inlet duct. 14 for washing and cooling water
and an outlet duct 15 for the washed and cooled gases, which are sent in the direction of the engine 29, partially shown, of the vehicle supporting the gasifier according to the invention
The washing device, as illustrated, comprises a first water circuit formed by the washing column 3, the decantation tank 6, the enclosure 9 for the decanted water, and the discharge conduit 8 which, by means of a pump 16, allows the recirculation of the decanted water at the top of
the washing column 3, via the intake duct 14. The washing device 1 has, between the top of the washing column 3 and the inlet orifice of the intake duct 14, a device for distributing washing and cooling water in parallel films covering the entire surface of the corrugated sheets, which in the illustrated case is a perforated sheet 17. For the first
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The washing device 1 comprises at its top, above the intake duct 14, a drip chamber 18 delimited by the outer and top walls of the washing device and by a dome 19, supported above the column of washing 3, by fixing bars 20. In this drip chamber 18, the washed gases are separated from the water which they are still carrying by condensation in contact with the dome 19 and the outer and top walls of the device washing 1. This water, given the downwardly inclined shape of the dome 19, is brought directly into the washing column 3, and the washed gases are evacuated through the outlet conduit 15.
The column 3 is arranged in the center of the washing device 1 and it is fixed to the walls of the latter, at a certain distance from them, by crosspieces 28 provided at its
base and by an annular partition 21 provided at its top. The space between column 3 and the casing of the washing device 1 is closed at its top by this annular partition 21, but is in communication from below with the inlet duct 5
gases and with column 3, so that this space forms a reserve chamber 22 serving as a gas tank to meet an instantaneous demand, for example during an acceleration of the engine. The annular partition 21 is advantageously made in the form of a truncated cone in order to bring back to the column 3 the drops of water passed through the perforated sheet 17 and the water of condensation coming from the drip chamber 18.
The gas inlet pipe 5 coming from the generator is inclined downwards in the direction of its mouth in the settling tank 6. This mouth is provided in the tank 6
at a height such that in normal operation it is located above the level of the decanted washing water. However, if, due to lack of care, the washing water level of
the tank 6 should exceed the maximum level, it would block the inlet duct which would automatically cause the progressive deceleration of the engine and then its stop, the inclination of the inlet duct 5 however preventing the possibility of a passage of water to the generator. For gas circulation, follow the arrows F2.
The washing device also comprises a second water circuit formed by a sheath 23 which. wraps the settling tank on all its faces except the upper face and the front face, with an inlet pipe 24 for cold water which opens into the lower part of the sheath 23, an outlet conduit 25 for the water heated by the loaded washing water, by thermal transfer through the outer wall 26 of
the settling tank 6, and a radiator 27, connected to the conduit
outlet 25 of the heated water and to the inlet duct 24 of
the water cooled in the radiator by heat exchange with the surrounding environment. This radiator 27 can be easily mounted at the front of the vehicle engine. For the second circuit, follow the arrows F3.
The operation of the gasifier according to the invention illustrated is as follows:
The hot gases laden with impurities from the generator open into the washing device 1 through the inlet pipe 5, at the bottom of the washing column 3 and the reserve chamber 22 through which they rise. They fill the reserve chamber 22 with gas which can be used in the event of increased demand from the engine, for example in the event of great acceleration. The hot and charged gases pass through the corrugated sheets 4 of the column 3 in the form of strips of gas cleaned in counter-current on the two faces and cooled by washing water trickling from the intake duct. washing water through the perforated sheet 17 in column 3.
The cleaned and cooled gases then pass into the drip chamber 18 where the water which they still transport condenses and they are brought to the engine. The loaded and heated washing water which leaves at the bottom of the column 3 falls into a decantation tank 6 where the sediments are deposited at the bottom opposite emptying orifices 7 through which they are evacuated regularly using scraping devices 13, without the need to dismantle the device. Decanted water passes
through the perforated walls 10 of the enclosure 9 and is pumped by the pump 16 through the discharge duct 8 to be recirculated. Note that the fuel used in the generator often contains a lot of water
and therefore the water drained through the orifices 7 is constantly rebalanced by the supply of steam from the generator. The washing water settling in the tank 6 transmits its heat to the clean water which circulates in the second circuit, before being recirculated. The water of the second circuit heated by the water of the first circuit transmits its heat to the ambient air at the level of the radiator 27, before being recirculated.
For rinsing the perforated walls 10 of the enclosure 9, it suffices to reverse the pump 16 and therefore the circulation of water in the first circuit.
The gasifier according to the invention has the following advantages:
- Continuous self-cleaning of the walls of the corrugated sheets of the washing column and therefore no need to periodically replace a filter material and no risk of clogging.
- Simultaneous cooling during washing, which reduces the size of the equipment downstream of the gas generator.
- Easy emptying and rinsing of the settling tank, without dismantling.
- Creation of a gas tank to instantly respond to engine calls.
- Very low pressure drop due to the large passage section.
- Safety of use in these lack of maintenance,
in particular for emptying the settling tank.
- Very widespread and inexpensive purification and cooling material, some of which is even already supplied by the combustible material of the generator.
It should be understood that the present invention is in no way limited to the embodiment described above and that many variants can be made without departing from the scope of this patent.
One can for example plan to increase the number of corrugated sheets in the column or to spread them differently.
It is also possible to mount several filters in parallel.
Provision may be made to load the washing water from the first detergent circuit.
It should also be understood that the use of the gasifier according to the invention should not be limited to motor vehicles and that such gasifiers can be envisaged, for example for stationary generator sets, motorized generators, etc.
VREVENDICATIONS
1. Gasifier, in particular for a motor vehicle, comprising a generator which produces the combustible gas, a cooler, a purifier and a gas-air mixer, characterized in that it comprises, as cooler and purifier, a single device for washing the gases produced by the generator with water.