Gazogène. La présente invention a pour objet un gazogène du type comportant un foyer des tiné à recevoir du combustible solide devant y être brwlé avec formation d'oxyde de car bone.
Ce gazogène est caractérisé en ce qu'il présente au moins une enceinte destinée à être parcourue par l'air de combustion, laquelle est en contact avec une partie au moins d'un canal destiné à être parcouru par les gaz ve nant du foyer et en ce que ce dernier présente une isolation thermique, le tout de manière à réchauffer l'air par une partie de la cha leur des gaz quittant le foyer et à mainte nir ce dernier à une température assez éle vée pour que l'humidité du combustible et les produits de distillation de celui-ci soient com plètement utilisés pour la formation du gaz, qui devient ainsi un gaz mixte.
Le fait que la température dans le foyer du gazogène selon l'invention est élevée et peut, par exemple, atteindre 1400 C, alors que, dans un gazogène sans réchauffage d'air, elle n'atteint que 1100 C, permet non seulement une bonne production d'oxyde de carbone, mais aussi la dissociation de l'eau qui pourrait se trouver volontairement ou non dans le combustible utilisé et ceci avec for mation d'hydrogène et enrichissement des gaz produits en oxyde de carbone.
Le gazogène selon l'invention permet donc l'utilisation de combustible solide (bois, tourbe, lignite, char bon de bois) renfermant jusqu'à environ 30 d'eau, soit par leur nature même (bois fraî chement coupé), soit par apport artificiel, tout en donnant un gaz combustible sec, c'est- à-dire dont la teneur en vapeur d'eau n'excède pas<B>3%.</B> Ce gaz peut renfermer de l'hydro gène en assez forte quantité, par exemple de 10 à 15 %, du méthane (de 3 à 4 %) et une forte proportion d'oxyde de carbone.
Les gaz fournis par le gazogène selon l'in vention peuvent avantageusement être utilisés comme gaz de chauffage ou comme source d'énergie mécanique. Le gazogène selon l'in- vention peut donc être fixe ou amovible, ser- vir à alimenter des brûleurs de cha.tûière@ (chauffage d'immeuble), de fours de boulan gerie, de fours industriels; il peut encore être monté sur un véhicule et alimenter un mo teur à explosion.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution du gazo gène selon l'invention, spécialement destiné à l'alimentation d'un dispositif de chauffage de fours de boulangerie.
La fig. 1 est une vue en élévation, par tiellement en coupe, de ce gazogène, et la fig. 2 est une coupe horizontale selon la ligne II-II de la fig. 1.
Le gazogène représenté a la forme géné rale d'un cylindre vertical. Il est monté sur des roulettes 1, permettant de le déplacer. Il comporte une enveloppe extérieure 2 en tôle, présentant les ouvertures habituelles de ehar- gement, d'évacuation des cendres et d'inspec tion. Il présente, dans sa partie supérieure, un réservoir 3, à combustible, qui est isolé thermiquement de l'extérieur par une dou ble paroi formée de l'enveloppe 2 et d'une paroi interne 4, également en tôle. Un garnis sage 5, en soie de verre ou autre isolant, as sure une bonne isolation thermique de ce ré servoir.
Directement au-dessous de ce dernier se trouve le foyer du gazogène. Ce foyer a la forme d'un cône renversé. Il se trouve à l'in térieur d'un revêtement 6, conique, en ma tière réfractaire, porté par une cloison 7, tronconique. Une deuxième cloison 8, troneo- nique, coaxiale de la première, est fixée à celle-ci, de manière à ménager entre ces deux cloisons 7 et 8 une enceinte close 9. Une troi sième cloison 10, inférieure, également tron conique, est fixée, d'une part, à l'enveloppe 2 et, d'autre part, à un plateau 11, portant une grille 12; cette dernière peut être action née de l'extérieur par une manette 13.
Une enceinte circulaire 14 est également ménagée entre l'enveloppe 2, la cloison 10 et le pla teau 11; cette enceinte 14 communique avec l'enceinte 9 par deux conduits 15. Un canal 16 est ménagé entre les deux cloisons 8 et 10. Le foyer du gazogène communique avec ce canal par un passage<B>17,</B> de forme pratique ment cylindrique dans sa partie supérieure et comique dans sa partie inférieure.
Quatre tuyères 18 sont montées au haut de l'enceinte 9 et débouchent dans le foyer; elles sont amovibles de manière à pouvoir être remplacées, soit en cas d'usure, soit pour modifier le réglage du gazogène. Ces tuyères communiquent avec l'enceinte 9, laquelle com- mimique avec l'enceinte 14, cette dernière étant destinée à recevoir l'air de combustion par un tuyau 19. Les gaz venant du foyer passent par le canal 16 pour sortir du gazo- géne par un tuyau 20.
Un dispositif d'allumage est représenté en 21.
Le fonctionnement du gazogène qui vient d'être décrit est le suivant: Le réservoir 3 est garni de combustible solide, par exemple de morceaux de bois, d'un calibre maximum de :100 min, renfermant en core '25% d'humidité; ce combustible des cend par gravité dans le foyer tronconique et se trouve arrêté à l'embouchure du passage 17 par le rétrécissement constitué par ce pas sage. Le canal 16 est garni de charbon de bois. De l'air est refoulé par un ventilateur clans le tuyau 19, ou bien les gaz formés sont aspirés dit tuyau 20.
Le feu est mis au com bustible se trouvant dans le foyer à l'aide du dispositif d'allumage 21, par l'introduction dans ce dispositif d'une torche 22 fixée à un bouchon fileté 23, préalablement enflammée. Un robinet 24, disposé sur un bypass 25 re liant ce dispositif au tuyau 19, est légère ment ouvert pendant le vissage clic bouchon 23, pour maintenir la torche allumée. Une fois ce bouchon vissé à. fond, on ouvre grand ledit robinet pour produire une longue flamme pénétrant dans le foyer. Lorsque le foyer est en fonction, on fci-nie le robi net 24.
L'air de combustion, au cours de son pas sage dans l'enceinte 14, puis dan. les con duits 15 e t enfin dans l'enceinte 9. est ré chauffé jii#,qti'à 300 C et plus, par la cha leur des gaz venant du foyer et parcourant le canal 16. Cet air ne soutire pratiquement. aucune chaleur au foyer puisque, avant d'at teindre les tuyères 18, il est isolé du foyer par le revêtement 6 en matière réfractaire. Ce revêtement a non seulement pour but d'isoler le foyer contre des pertes .de chaleur, mais également de constituer un volant thermi que, régularisant la température dans le foyer.
Le réservoir 3 étant hermétiquement clos pendant le fonctionnement, l'air sortant des tuyères poursuit sa route en direction du pas sage 17. Sur ce parcours, il brûle le com bustible se trouvant dans le foyer avec for mation, d'abord d'anhydride carbonique, puis ensuite d'oxyde de carbone. Cette dernière formation se poursuit encore au-dessous du passage 17 et dans le canal 16 qui, comme indiqué ci-dessus, est garni de charbon de bois.
Ce garnissage devra, de temps à autre, être complété. Les cendres formées dans le foyer et dans le passage 17, ainsi que celles provenant de la consommation du charbon de bois dans le canal 16, s'accumulent par gravité sur la grille 12 et sont évacuées par actionnement de cette dernière à l'aide de la manette 13t. Les gaz générés sortent par le tuyau 2,0 et sont dirigés sur un dispositif d'utilisation, qui peut être en particulier un ou plusieurs brûleurs pour four de boulan <B>gerie.</B>
L'humidité renfermée dans le combusti ble contenu dans le réservoir 3 et les produits de distillation de ce combustible sont vapori sés sous l'effet de la chaleur du foyer. En effet, pendant le fonctionnement, la tempéra ture au bas du réservoir 3 est d'environ 600 , alors qu'à sa partie supérieure, elle est d'environ 100 . Comme ce réservoir est her métiquement clos, la vapeur d'eau et ces pro duits de distillation doivent donc passer à travers le foyer, le passage 17 et le canal 16 en suivant le parcours des gaz venant du foyer.
Comme la température à l'intérieur du foyer est comprise entre 1000 et 1400 , que la température au haut du passage 17 est de 1000 et au bas de ce passage, de 900 , la vapeur d'eau se trouve dissociée en hydro- gène et oxygène et ce dernier gaz concourt à la combustion du combustible avec forma tion d'anhydride carbonique, puis d'oxyde de carbone. La sortie de la zone de réduction est à 600-700 C.
Suivant le combustible em ployé, du gaz méthane peut également être formé. L'humidité du combustible et les pro duits de distillation de celui-ci sont -complète ment utilisés pour la formation du gaz, qui devient ainsi un gaz mixte. Le gazogène ne présente donc pas le récipient de condensa tion habituel pour cette humidité et ces pro duits de distillation. Le mélange gazeux produit par le gazo gène pourra donc renfermer de l'hydrogène, par exemple en quantités comprises entre 10 et<B>là</B> %, du gaz méthane,
en quantités va riant de 3 à 45/o, le reste étant formé en ma jeure partie par de l'oxyde de carbone et de l'azote. Une faible fraction de la vapeur d'eau n'est pas transformée, de sorte que le gaz produit peut en contenir jusqu'à <B>3%.</B> L'isolation calorifique du réservoir 3 con court encore à éviter les pertes de chaleur et à augmenter la température dans le foyer.
Malgré la grande vitesse de circulation des gaz, ceux-ci sortent du gazogène à la température de 200 C, grâce à la disposi tion des trois cloisons 7, 8 et 10 formant les enceintes pour l'air de combustion et le ca nal pour les gaz venant du foyer, toutes ces dispositions obligeant les gaz formés à aban donner une partie de leur chaleur au profit de l'air de combustion, lequel est déjà très chaud (300 C) en pénétrant dans le foyer.
Grâce à son montage sur roulettes, le ga zogène représenté peut être déplacé et amené devant la porte de chauffage d'un four de boulangerie, par exemple.
On peut naturellement prévoir un pré chauffage additionnel de l'air au moyen d'une source de chaleur extérieure.
Au lieu des deux enceintes 9 et 14, une seule pourrait être prévue, par exemple l'en ceinte 9, le tuyau 19 débouchant directement dans celle-ci et les conduits 15 étant suppri més.
Gasifier. The present invention relates to a gasifier of the type comprising a hearth of tiné to receive solid fuel to be burned therein with formation of carbon monoxide.
This gasifier is characterized in that it has at least one enclosure intended to be passed through by the combustion air, which is in contact with at least part of a channel intended to be traversed by the gases coming from the furnace and in that the latter has thermal insulation, the whole in such a way as to heat the air by part of the heat of the gases leaving the hearth and to maintain the latter at a temperature high enough so that the humidity of the fuel and the distillation products thereof are fully utilized for the formation of the gas, which thus becomes a mixed gas.
The fact that the temperature in the hearth of the gasifier according to the invention is high and can, for example, reach 1400 C, whereas, in a gasifier without air reheating, it only reaches 1100 C, not only allows a good production of carbon monoxide, but also the dissociation of water which may or may not be present in the fuel used, with the formation of hydrogen and enrichment of the gases produced in carbon monoxide.
The gasifier according to the invention therefore allows the use of solid fuel (wood, peat, lignite, charcoal) containing up to about 30 water, either by their very nature (freshly cut wood), or by artificial addition, while giving a dry combustible gas, that is to say the water vapor content of which does not exceed <B> 3%. </B> This gas may contain hydrogen in fairly high amount, for example 10 to 15%, methane (3 to 4%) and a high proportion of carbon monoxide.
The gases supplied by the gasifier according to the invention can advantageously be used as heating gas or as a source of mechanical energy. The gasifier according to the invention can therefore be fixed or removable, be used to supply boiler burners (heating of buildings), bakery ovens, industrial ovens; it can also be mounted on a vehicle and supply an internal combustion engine.
The appended drawing represents, by way of example, an embodiment of the gasoline according to the invention, especially intended for supplying a device for heating bakery ovens.
Fig. 1 is an elevational view, partially in section, of this gasifier, and FIG. 2 is a horizontal section along the line II-II of FIG. 1.
The gasifier shown has the general shape of a vertical cylinder. It is mounted on casters 1, allowing it to be moved. It comprises an outer casing 2 made of sheet metal, presenting the usual openings for loading, evacuation of ashes and inspection. It has, in its upper part, a fuel tank 3, which is thermally insulated from the outside by a double wall formed by the casing 2 and an internal wall 4, also made of sheet metal. A wise packing 5, in glass silk or other insulating material, provides good thermal insulation of this tank.
Directly below the latter is the gasifier hearth. This hearth has the shape of an inverted cone. It is inside a coating 6, conical, of refractory material, carried by a partition 7, frustoconical. A second partition 8, conical, coaxial with the first, is fixed to the latter, so as to form between these two partitions 7 and 8 a closed enclosure 9. A third partition 10, lower, also conical, is fixed, on the one hand, to the casing 2 and, on the other hand, to a plate 11, carrying a grid 12; the latter can be initiated from the outside by a lever 13.
A circular enclosure 14 is also provided between the casing 2, the partition 10 and the plate 11; this enclosure 14 communicates with the enclosure 9 via two conduits 15. A channel 16 is formed between the two partitions 8 and 10. The gasifier's hearth communicates with this channel via a passage <B> 17, </B> of practical form cylindrical in its upper part and comical in its lower part.
Four nozzles 18 are mounted at the top of the enclosure 9 and open into the hearth; they are removable so that they can be replaced, either in the event of wear or to modify the setting of the gasifier. These nozzles communicate with the chamber 9, which communicates with the chamber 14, the latter being intended to receive the combustion air through a pipe 19. The gases coming from the fireplace pass through the channel 16 to exit the gasoline. obstructed by a pipe 20.
An ignition device is shown at 21.
The operation of the gasifier which has just been described is as follows: The tank 3 is lined with solid fuel, for example pieces of wood, with a maximum size of: 100 min, containing in core 25% humidity; this fuel ash by gravity in the frustoconical hearth and is stopped at the mouth of passage 17 by the constriction formed by this wise step. Channel 16 is lined with charcoal. Air is delivered by a fan through pipe 19, or the gases formed are sucked from said pipe 20.
The fire is set to the fuel in the hearth using the ignition device 21, by the introduction into this device of a torch 22 fixed to a threaded plug 23, which has been ignited beforehand. A valve 24, disposed on a bypass 25 connecting this device to the pipe 19, is slightly open during the screwing click stopper 23, to keep the torch on. Once this cap screwed on. bottom, the said tap is opened wide to produce a long flame penetrating the hearth. When the fireplace is in operation, the robi net 24 is fci-nied.
The combustion air, during its passage through enclosure 14, then dan. the conduits 15 and finally in the enclosure 9. is reheated jii #, qti'à 300 C and more, by the heat of the gases coming from the hearth and passing through the channel 16. This air hardly withdraws. no heat at the hearth since, before reaching the nozzles 18, it is isolated from the hearth by the coating 6 of refractory material. The purpose of this coating is not only to insulate the fireplace against heat loss, but also to constitute a thermal flywheel, regulating the temperature in the fireplace.
The tank 3 being hermetically closed during operation, the air leaving the nozzles continues its route in the direction of step 17. On this route, it burns the fuel in the hearth with formation, first of anhydride. carbonic, then carbon monoxide. This latter formation still continues below passage 17 and into channel 16 which, as noted above, is lined with charcoal.
This filling should, from time to time, be completed. The ashes formed in the hearth and in the passage 17, as well as those resulting from the consumption of charcoal in the channel 16, accumulate by gravity on the grate 12 and are evacuated by actuation of the latter using the 13t lever. The gases generated exit through pipe 2.0 and are directed to a device for use, which may in particular be one or more burners for a baking oven. </B>
The moisture trapped in the fuel contained in the tank 3 and the distillation products of this fuel are vaporized under the effect of the heat of the hearth. In fact, during operation, the temperature at the bottom of the tank 3 is about 600, while at its upper part, it is about 100. As this reservoir is her metically closed, the water vapor and these distillation products must therefore pass through the hearth, the passage 17 and the channel 16 following the path of the gases coming from the hearth.
As the temperature inside the hearth is between 1000 and 1400, as the temperature at the top of passage 17 is 1000 and at the bottom of this passage, 900, the water vapor is dissociated into hydrogen and oxygen and the latter gas contributes to the combustion of the fuel with the formation of carbon dioxide, then carbon monoxide. The exit from the reduction zone is at 600-700 C.
Depending on the fuel used, methane gas can also be formed. The moisture in the fuel and the distillation products thereof are completely used for the formation of the gas, which thus becomes a mixed gas. The gasifier therefore does not have the usual condensing vessel for this humidity and these distillation products. The gas mixture produced by the gasoline may therefore contain hydrogen, for example in quantities of between 10 and <B> here </B>%, methane gas,
in amounts ranging from 3 to 45 per cent, the remainder being formed in a major part by carbon monoxide and nitrogen. A small fraction of the water vapor is not transformed, so that the gas produced can contain up to <B> 3%. </B> The heat insulation of tank 3 is still short to avoid heat losses and increase the temperature in the fireplace.
Despite the high speed of gas circulation, they leave the gasifier at a temperature of 200 C, thanks to the arrangement of the three partitions 7, 8 and 10 forming the enclosures for the combustion air and the channel for the gases. gas coming from the hearth, all these provisions forcing the gases formed to give up part of their heat for the benefit of the combustion air, which is already very hot (300 C) when entering the hearth.
Thanks to its mounting on wheels, the ga zogen shown can be moved and brought in front of the heating door of a bakery oven, for example.
It is of course possible to provide for additional pre-heating of the air by means of an external heat source.
Instead of the two enclosures 9 and 14, only one could be provided, for example enclosure 9, the pipe 19 opening directly into the latter and the conduits 15 being omitted.