CH683102A5

CH683102A5 - Gasogeno a equicorrente.

Info

Publication number: CH683102A5
Application number: CH2481/91A
Authority: CH
Inventors: Leon Jaccard
Original assignee: Poretti & Gaggini S A
Priority date: 1991-08-23
Filing date: 1991-08-23
Publication date: 1994-01-14
Also published as: ATE138089T1; DE59206287D1; EP0531778B1; EP0531778A1

Description

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Descrizione

La presente invenzione concerne un gasogeno a equicorrente, come descritto nel prologo della rivendicazione 1.

Simili gasogeni sono ben noti nella pratica, poiché sono stati impiegati soprattutto negli anni di penuria di carburanti liquidi (benzina) per la fabbricazione di gas a partire da legna per l'azionamento di motori a scoppio.

Per chiarire ulteriormente il campo d'applicazione della presente invenzione è bene riassumere brevemente lo stato della tecnica generale nel quale essa trova applicazione.

Si distinguono avantutto due tipi basilari di gasogeno, e cioè il gasogeno a controcorrente ed il gasogeno ad equicorrente. Il concetto di contro- ri-spett. equicorrente si riferisce al fatto che la corrente del gas prodotto sia diretto in senso contrario o nella stessa direzione della corrente del materiale da gasificare. Ciò significa che, in un gasogeno a controcorrente, il gas prodotto dalla gasificazione, secondo la reazione chimica C + O2 = CO2 (+97 cai), viene fatto passare attraverso l'alimentazione di combustibile (nel caso specifico legna) «fresco», ossia che non ha ancora raggiunto la zona di combustione, detta «zona del focolare» nell'ambito di questa invenzione.

Nel caso percontro di un gasogeno ad equicorrente, il gas prodotto ed il materiale si spostano nella stessa direzione, con la conseguenza che il gas viene fatto passare solo attraverso il combustibile (legna) che ha già attraversato il focolare ed è dunque già stato trasformato in carbone pure, pur essendo la sua combustione non ancora completa.

La differenza fondamentale agli effetti della presente invenzione consiste ora nel fatto che, in un gasogeno a controcorrente, il gas, attraversando il materiale combustibile ancora fresco, si carica dei prodotti di scarto contenuti nello stesso, in prima linea catrame, che porta con sé allo stato gassoso.

li catrame può poi condensarsi, non appena la temperatura scende al di sotto di un certo valore, depositandosi sulle parti (tubazioni, griglie, ecc.) che il gas deve attraversare. Si hanno così forti depositi di catrame, oltremodo fastidiosi e che impediscono spesso un funzionamento continuato di un simile gasogeno. Un'altra conseguenza di questo problema è che il gasogeno a controcorrente non entra in considerazione quale produttore di gas per l'azionamento di motori a combustione, poiché gli inevitabili depositi di catrame impediscono il corretto funzionamento di un motore a scoppio alimentato con un simile gas.

Ne consegue che il tipo di gasogeno a controcorrente è impiegabile solo per la produzione di calore, ed anche in questo caso è necessario prendere tutti i provvedimenti adatti ad evitare la condensazione del catrame. Il più efficace di tali provvedimenti - sempre assai delicati comunque - è quello di bruciare il gas il più presto possibile, cioè immediatamente dopo la sua formazione: infatti questa operazione, che si svolge ad elevata temperatura, provoca lo spaccamento (cracking) della molecola di catrame, che così viene bruciato.

Il problema della formazione di depositi di catrame non esiste percontro nei gasogeni ad equicorrente, poiché il gas non attraversa mai il combustibile (legna) fresco, bensì solo quello che è già passato dal focolare e si è già trasformato, previo cracking dei prodotti secondari, in carbone puro. E' questo il vantaggio principale dei gasogeni ad equicorrente rispetto a quelli a controcorrente.

La presente invenzione si applica dunque specificatamente al campo dei gasogeni ad equicorrente, ossia quelli che producono un gas privo di condensato di catrame e dunque adatti, in linea generale, all'impiego per scopi motorici.

Tali tipi di gasogeno sono noti dall'uso che se ne è fatto ai tempi della seconda guerra mondiale, quando con essi si azionarono i motori a scoppio dei veicoli in sostituzione della benzina.

Un simile gasogeno è ad es. rappresentato nella FR-A 2 526 036, che mostra un gasogeno per trattori agricoli costituito essenzialmente da una doppia camera a forma di V.

La camera superiore è costituita da un contenitore cilindrico il cui diametro diminuisce progressivamente nella parte inferiore: esso è dunque rastre-mantesi conicamente verso il basso.

Dopo il punto più stretto di questa camera, nel quale ci sono delle aperture radiali dalle quali viene alimentata, nell'interno della camera, l'aria primaria per la combustione, ha inizio la seconda camera, che è delimitata da una parete circolare allargatesi conicamente verso il basso. Il tutto viene dunque a formare un doppio imbuto, che viene attraversato dal materiale da gasificare dall'alto al basso, per gravità. La seconda camera è chiusa inferiormente da una griglia, che ha lo scopo di trattenere le particelle di carbone che non sono state bruciate completamente nella zona di combustione anulare. Questo tipo di gasogeno ad equicorrente viene qui nel seguito definito «discendente», poiché è caratterizzato dal fatto che il gas combustibile formatosi per la gasificazione nella camera di combustione -corrispondente al punto più stretto delle due camere comunicanti - si sposta dall'alto verso il basso nella stessa direzione di spostamento del materiale stesso.

Questo tipo di gasogeno possiede quindi uno svantaggio essenziale, e cioè di esigere una griglia di separazione al di sotto della seconda camera: questa griglia permette di separare le parti di cenere e di carbone più piccole, incombuste - ossia non ancora trasformate completamente in gas che si accumulano. Questo svantaggio non era importante nel caso di gasogeni ad equicorrente impiegati per l'azionamento di motori a scoppio per veicoli durante i periodi bellici, quando, per scarsità di benzina, si equipaggiarono molti veicoli con simili apparecchiature. Infatti in tale applicazione il funzionamento del gasogeno non era continuo, percui era possibile, alla fine della giornata, rispettivamente del breve periodo di funzionamento, pulire la griglia, rispett. la camera di raccolta, della cenere deposta sotto la griglia, e ripristinare così le condizioni di lavoro ottimali del gasogeno.

Lo svantaggio dell'accumulazione di materiale sopra la griglia impedisce dunque un funzionamento

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continuo del gasogeno ad equicorrente discendente, intendendo per «funzionamento continuo» quello che si riferisce a periodi di funzionamento di più giorni o settimane senza intervento di manutenzione.

Va inoltre detto che l'uso di un gasogeno per l'azionamento di un veicolo è più semplice rispetto a quello in un impianto stazionario, poiché le inevitabili vibrazioni cui viene sottoposto il gasogeno impediscono che il materiale da gasificare possa «formare dei ponti» nella camera superiore (ossia delle zone nelle quali il materiale tende ad incastrarsi alle pareti, interrompendo così il flusso di combustibile alla camera di combustione.

Lo scopo della presente invenzione è quello di proporre un gasogeno ad equicorrente, secondo il prologo della rivendicazione 1, privo degli svantaggi dei gasogeni ad equicorrente sopracitati, ed in particolare un gasogeno che non necessita di una griglia inferiore e nel quale sia anche eliminato il problema della formazione di ponti di materiale.

Questo scopo viene raggiunto mediante un gasogeno ad equicorrente presentante le caratteristiche della parte caratterizzante della rivendicazione 1.

Grazie alla presenza delia coclea che alimenta il materiale da gasificare dal focolare al punto di entrata superiore del tubo, facendolo passare all'esterno del tubo, si forma una corrente ascendente di materiale all'esterno ed una discendente all'interno del tubo stesso. Si ha cioè una circolazione continua del materiale, con la conseguenza che nessuna particella, anche la più piccola, di materiale può rimanere incombusta, poiché il materiale viene fatto passare attraverso il focolare una o più volte fino a suo completò esaurimento. Ciò che può rimanere del materiale combustibile dopo il suo passaggio ripetuto attraverso la zona del focolare non può che essere materiale incombustibile sottoforma di finissima cenere. L'eliminazione di questa cenere può farsi in due modi a seconda che la camera di combustione presenti inferiormente, o meno, una griglia con fori finissimi. Se c'è una simile griglia, che costituisce il massimo dell'apertura prevista inferiormente alla camera di combustione secondo la presente invenzione, la cenere può venir eliminata attraverso questa griglia, come verrà spiegato nei dettagli. Se percontro la camera inferiore non presenta alcuna griglia, bensì è chiusa in modo stagno, la cenere finissima, che sempre si forma nella combustione di legna, viene allontanata per trascinamento aerodinamico ad opera dei gas che, in equicorrente con il materiale alimentato dalla coclea, si allontanano dal gasogeno. In questo caso sarà poi di regola necessario filtrare i gas opportunamente, ad es. mediante un filtro a ciclone, per liberarli dalla cenere sottile, soprattutto se il gas del gasogeno è previsto per scopo motorico, cioè per

10 scopo per il quale il gasogeno ad equicorrente, grazie alla purezza del gas che permette di ottenere, è predisposto.

Secondo la caratteristica della rivendicazione 2 l'interno del tubo è conico verso il basso e presenta

11 diametro maggiore in corrispondenza del suo punto d'uscita nel focolare: grazie a questo provvedimento il materiale combustibile scorre più facilmente verso il basso nell'interno del tubo, eliminando così ogni pericolo di intasamento dell'alimentazione di materiale.

Secondo una forma di esecuzione preferita dell'invenzione, oggetto della rivendicazione 3, la conicità dei tubo è scelta tra 30' e 4°, ciò che permette di ottenere le migliori condizioni di funzionamento combinate con un impegno costruttivo accettabile.

Secondo una forma di esecuzione preferita, oggetto della rivendicazione 4, la camera di combustione, almeno nella sua parte conica, è fatta di materiale refrattario. Questo provvedimento serve per ottenere una isolazione termica ottimale della parte più calda dei gasogeno, così da evitare al massimo le perdite di calore.

Un'altra forma preferita dell'invenzione, oggetto della rivendicazione 5, prevede che l'angolo di inclinazione a dell'elica che forma la coclea è compreso tra 10° e 25°, se misurato al diametro esterno del tubo di 120 mm. L'esperienza ha dimostrato che l'angolo compreso tra questi limiti garantisce condizioni di funzionamento ideali - sicurezza di trasporto del materiale, attrito sulla coclea ridotto, velocità di rotazione della coclea moderata ecc. - del gasogeno.

La rivendicazione 6 concerne una forma di realizzazione preferita del gasogeno, nella quale viene proposta una conformazione della zona del focolare garantente un'adduzione ottimale dell'aria primaria alla zona di combustione.

La rivendicazione 7 concerne poi una forma di esecuzione preferita del gasogeno secondo l'invenzione che si riferisce specificatamente ad un sistema per alimentare la camera di combustione.

L'invenzione viene ora descritta più nei dettagli con l'aiuto di una forma di realizzazione preferita illustrata nelle relative figure.

Queste presentano:

La fig. 1 la camera di combustione di un gasogeno ad equicorrente secondo l'invenzione, in sezione,

la fig. 2 una veduta in sezione di un gasogeno completo avente la camera di combustione della fig. 1 ed un silo di riempimento disposto sopra la camera di combustione.

L'elenco delle componenti delle figure si trova in coda alla descrizione, a pagina 16.

Nella fig. 1 è rappresentata la parte costituente la camera di combustione di un gasogeno ad equicorrente.

Con 1 è indicata la camera di combustione stessa del gasogeno. Tale camera 1 è di forma essenzialmente cilindrica nella sua parte superiore, ed è racchiusa da una parete cilindrica 2 costituita, nell'esempio mostrato, da una lamiera di metallo. La parte inferiore 3 della camera 1 è conicamente ra-stremantesi verso la sua parte più bassa, che forma il focolaio 4 del gasogeno che verrà descritto più dettagliatamente nel seguito e che costituisce la zona nella quale avviene la cambustione o ossidazione del carbonio secondo le leggi che regolano tali processi.

La parete tronco-conica che delimita lateralmente

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ia parte rastremantesi 3 della camera di combustione 1 può essere pure costituita di una lamiera di ferro. Nella forma di esecuzione della fig. 1 mostrata ne è però già rappresentata una forma di esecuzione preferita, secondo la quale tale parete 5 è costituita di un materiale refrattario. Questa soluzione è particolarmente vantaggiosa poiché permette di realizzare un'ottima isolazione termica della camera verso l'esterno proprio nella sua zona più calda, laddove cioè le perdite di calore, che si vogliono evitare, sarebbero massime.

Tra la zona superiore cilindrica, racchiusa dalla parete 2, della camera di combustione 1 e la zona inferiore conica 3 è inserita, ad unire le due parti, una lamiera attraversata dai gas di combustione, ma non dalle particelle di combustibile. Questa zona anulare forata 6 costituisce dunque il collegamento tra l'interno del gasogeno e l'esterno, come verrà meglio spiegato nel seguito, quando verrà trattato il modo di funzionamento del dispositivo descritto.

Il focolare 4 è costituito essenzialmente da un coperchio 7 presentante inferiormente, lungo la sua periferia, una pluralità di fori 8 di adduzione di aria primaria, ossia di aria proveniente dall'esterno. Quest'aria primaria serve per realizzare l'ossidazione, ossia il processo di combustione della legna che giunge nella zona del focolare 4. Senza voler entrare qui nei dettagli delle reazioni chimiche che avvengono nella pratica, dettagli che da un lato esulano dalle necessità di questa descrizione e che d'altra parte sono noti ad ogni esperto del ramo, vogliamo ricordare che un procèsso di gasificazione, come quello che viene praticato nel gasogeno oggetto delia presente invenzione, si suddivide in quattro fasi successive, che sono:

- la fase di essicamento della legna, durante la quale, con temperature di fino a 200 gradi C, l'acqua contenuta nella legna evapora.

- la fase di pirolisi, che avviene con temperature superiori a 200 gradi e durante la quale la cellulosa contenuta nelle fibre del legno inizia a scomporsi nelle componenti diossido di carbonio, metanolo, catrame altamente volatili ed acidi organici. Al di sopra di 375 gradi C la lignina si spezza nei composti chimici minori, producendo catrami più difficilmente volatili e idrocarburi. Oltre i 700 gradi C si ha poi solo carbonio sottoforma di carbone di legna.

- la fase di ossidazione, che si ha nel punto di entrata dell'aria, ossia nel focolare 4. L'ossidazione o combustione di carbonio produce energia che serve per coprire il fabbisogno energetico delle fasi precedentemente descritte.

- la fase di riduzione nella quale si forma il gas di legna vero e proprio che costituisce il prodotto finale del presente gasogeno.

Importante agli effetti del buon funzionamento del gasogeno è ora il fatto che il gas prodotto sia privo al massimo di prodotti di pirolisi di bassa volatilità, ossia che possono condensare al di sotto di 400 gradi C e depositarsi sulle parti del gasogeno così da creare disturbi inaccettabili. Per tale motivo è necessario che il gas prodotto nella zona di riduzione non attraversi più ia zona nella quale si ha la pirolisi, ossia che le quattro zone suddette si seguano nell'ordine succitato anche nel senso di formazione e spostamento dei gas. E questo appunto il principio del gasogeno ad equicorrente rispetto a quello a controcorrente, nel quale appunto i gas prodotti nella zona di riduzione debbono attraversare la zona di pirolisi ed eventualmente anche quella di essicamento, caricandosi così, lungo il percorso, di catrami pesanti.

Il gasogeno ad equicorrente secondo la presente invenzione è ora caratterizzato da due aspetti essenziali, che sono:

a) la camera di combustione 1 presenta inferiormente al massimo una griglia 9 di fori 10 molto piccoli rispetto alle dimensioni del truciolato incombusto. Questa griglia 9 serve unicamente per l'eliminazione delia residua cenere finissima, e non è necessaria laddove la cenere viene aspirata da parte della corrente di gas di combustione che lascia il gasogeno. Ad ogni modo si tratta di una griglia attraverso la quale non deve entrare nessuna aria primaria nella camera di combustione, ossia di una griglia che non ha alcuna funzione per ciò che concerne il processo di gasificazione vero e proprio e che dunque può venir tralasciata.

Detto altrimenti, la prima caratteristica del gasogeno secondo l'invenzione è di possedere una camera di combustione 1 inferiormente essenzialmente chiusa, ossia presentante al massimo una griglia 9 dotata di fori 8 servente all'unico scopo, laddove ciò risulta necessario, di eliminare la fine cenere di combustione.

b) nell'interno della camera di combustione 1 è disposta una coclea 11 le cui demensioni esterne si adattano alla forma conica della camera stessa e che, nella sua parte interna assiale, è costituita da un tubo 12 centrale attraverso il quale il materiale da gasificare viene alimentato dall'alto, come verrà meglio spiegato più sotto, al focoiaio 4.

La coclea 11, rispett. il tubo interno 12, è aperto nella sua parte superiore e viene posto in rotazione, durante il funzionamento del gasogeno, tramite un albero di trascinamento 13 (fig. 2), collegato con il tubo 12 in modo da lasciare aperta grande parte della superficie interna del tubo. L'albero 13 è supportato nella parte superiore del gasogeno in un supporto 14, fissato al un coperchio 15 chiudente un silo di riempimento 16, ed è messo in rotazione da un motoriduttore 17 che lo fa ruotare a bassissima velocità. I dettagli del motoriduttore 17 e del collegamento dell'albero 13 con il tubo 12 sono evidenti per ciascun uomo del mestiere, percui è inutile qui qualsiasi altra spiegazione di dettaglio.

Il senso di rotazione della coclea 11 e la direzione del suo passo sono ora tali che il materiale combustibile fuoriuscente dall'apertura inferiore 18 del tubo 12 e passato attraverso la zona del focolaio 4 senza essere stato trasformato completamente in gas di combustione e cenere, ossia il materiale parzialmente combusto, viene afferrato dal piede 19 inferiore della coclea 11 e fatto scivolare sulla superficie inclinata della coclea 11, verso l'alto.

Giunto all'estremità superiore della coclea 11,

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estremità che si trova all'incirca alla stessa altezza dell'apertura superiore 20 del tubo 11, il materiale parzialmente combusto si mescola poi con il materiale fresco, ossia non ancora combusto, che riempie più o meno parzialmente il silo di riempimento 16.

Il modo di funzionamento del gasogeno verrà comunque spiegato più dettagliatamente più sotto.

Il gasogeno inventivo presenta inoltre i seguenti elementi costruttivi, che non costituiscono caratteristiche essenziali dello stesso, ma che sono soluzioni preferite per assicurarne il funzionamento automatico dell'impianto.

La lamiera forata 6 è collegata, tramite un sottile canale anulare 21, con un più largo canale 22, pure anulare, che, come si vede sul lato destro della fig. 1, è collegato con una tubazione 23 di scarico dei gas, tramite la quale i gas prodotti nella gasificazione vengono addotti all'organo di consumo (bruciatore, motore a scoppio) previsto (non mostrato).

Il silo di riempimento 16 (fig. 2), situato sopra la camera di combustione 1, è preferibilmente chiuso superiormente mediante una serranda 24 a tenuta stagna, attraverso la quale viene alimentato il materiale combustibile fresco, quando un sensore 25 disposto nel silo di riempimento 16 constata che il livello di materiale è sceso oltre un determinato valore minimo.

Secondo una forma preferita di realizzazione dell'invenzione, oggetto della rivendicazione 2, l'interno del tubo 12 è conico verso il basso e presenta il diametro maggiore in corrispondenza del suo punto d'uscita 26 nelle vicinanze dei focolare 4.

Questa soluzione ha il vantaggio di favorire la discesa, per gravità, del materiale entrante dall'apertura superiore 20 del tubo 12. Infatti si sa che l'avanzamento di un materiale in forma granulare, del tipo di quello che costituisce l'alimentazione del focolare 4 nel nostro caso, in un tubo cilindrico è sempre accompagnato dal pericolo di formazione di «ponti» o «volte» di materiale. Si tratta, come dice il nome, della formazione di intasamenti «autoportanti» del materiale, ossia di conformazioni nelle quali dei pezzetti di legna fresca e carbone si ap-poggian l'uno sull'altro a formare una cupola di materiale che impedisce l'ulteriore alimentazione del combustibile al focolare 4.

Questo pericolo viene efficacemente combattuto grazie alla conicità dell'interno del tubo 12. Infatti basta una conicità, nel senso di un allargamento della sezione, molto piccola del tubo per evitare che il materiale possa formare «volte».

Tale conicità è compresa preferibilmente tra 30' e 4°.

Importante agli effetti del buon funzionamento del gasogeno ad equicorrente secondo la presente invenzione è poi l'angolo del passo a della elica che forma la coclea. Tale angolo, misurato nel punto interno della coclea 11, ossia in corrispondenza del diametro esterno del tubo di 120 mm 12, è preferibilmente compreso tra 10 e 25°.

Il passo della coclea 11 è importante al fine di poter scegliere una velocità di rotazione adeguata della coclea 11 stessa. Tale angolo a del passo va visto in relazione alle altre dimensioni del gasogeno, ragion per la quale, nella presente descrizione, esso viene definito in funzione del diametro del tubo 12 che, nell'esempio illustrato, era di 120 mm.

Secondo un'altra forma di esecuzione preferita del gasogeno secondo l'invenzione, la zona del focolare 4 è costituita da una zona centrale 27, presentante dei fori 8 circolari, chiusa superiormente da un coperchio 7 precedentemente citato, e da una zona anulare 28 circondante la zona centrale 27. Nella zona anulare 28 è poi presente al massimo la griglia di fori 10 molto piccoli.

Il vantaggio della particolare forma di esecuzione della zona del focolare 4 testé descritta è evidente: la disposizione dei fori 8 di adduzione dell'aria primaria attorno alla zona centrale 27 definita dal coperchio 7 è ideale onde distribuire l'aria primaria regolarmente attorno al focolare 4. Si ha cioè la stessa situazione che si riscontra in un usuale becco di distribuzione del gas in una cosiddetta stufa economica, laddove il gas viene appunto alimentato sottoforma di fiammelle distribuite simmetricamente attorno ad un piattello centrale. La differenza è solo che qui, al posto del gas, viene alimentata l'aria primaria di combustione, ma qui come là è importante che la combustione possa avvenire in modo regolare e ben distribuito su tutta la periferia della zona del focolare 4.

A proposito della o delle griglie 9, previste nell'invenzione in modo alternativo, sia ancora chiarito che la o le stesse non devono essere presenti necessariamente per realizzare la presente invenzione. Infatti, come s'è già detto, esse possono risultare inutili là dove la cenere che si forma quale risultato della combustione completa del combustibile sia tanto fine da venir allontanata continuamente da parte del gas formantesi. Se percontro la cenere che si forma è di grana più grossa (ciò che può dipendere da molti fattori qui inutili da spiegare) e tende quindi a depositarsi sul fondo della zona anulare 28 circondante il focolare 4, è utile prevedere una o più griglie 9 previste nella zona anulare 28. Queste una o più griglie devono possedere fori molto piccoli (dell'ordine di 0,5-2 mm di diametro) affinché solo la cenere possa cadere nella parte inferiore del gasogeno e venir così allontanata. Nella sua forma più estrema la griglia 9 è poi di forma tale da riempire tutta la superficie anulare della zona 28, ossia nel concetto di griglia 9 unica è pure compreso il caso nel quale la griglia è costituita da una zona anulare forata su tutta la sua superficie.

Sotto la griglia 9 può poi essere disposto un sistema di allontanamento automatico della cenere, mostrato a puro titolo di esempio nella fig. 1 e costituito da uno o più sili di caduta 29 sul fondo dei quali la cenere viene allontanata mediante una coclea di spurgo 30 azionata da un motore 31 continuamente od alternativamente. E' evidente che, nel caso di una griglia 9 di forma anulare completa come sopra spiegato, anche il silo di caduta 29 inferiore avrà la forma di canale anulare.

Il funzionamento del gasogeno ad equicorrente secondo la presente invenzione risulta evidente dalla fig. 2.

Il materiale combustibile (legna in trucioli o co5

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munque finemente spezzettata) viene introdotto dall'alto attraverso la serranda 24 a chiusura stagna pilotata dal sensore di livello 25. Esso riempie dunque sempre la parte inferiore del silo di riempimento 16 fino al minimo all'altezza del sensore 25. La serranda 24 viene a sua volta sempre alimentata con materiale, in modo non rappresentato, tramite una opportuna tramoggia di alimentazione 32 ed un nastro trasportatore 33.

Il materiale combustibile giunge poi, passando nelle vicinanze dell' albero 13, nella zona 20 dell'apertura superiore del tubo 12 della coclea 11, e si incanala nel tubo stesso. Il materiale fresco proveniente dall'alto si mischia però, prima di inoltrarsi nell'apertura 20, con materiale già parzialmente combusto alimentato verso l'alto all'esterno del tubo 12 da parte della coclea 11, dove poi il mescolamento di tale materiale, sospinto verso l'alto dalla rotazione lenta della coclea 11, con il materiale fresco può venir facilitato dalla presenza, nella parte superiore della coclea 11, di una lamiera deviatrice 34 che spinge il materiale «salente» verso l'interno, grazie alla sua forma opportuna.

Quando la mischia di materiale fresco e materiale parzialmente combusto (per il suo passaggio precedente dalla zona del focolare 4) giunge, nella sua discesa, nella zona del focolare 4, esso, dopo aver percorso la fase di essicamento - che si svolge nella parte superiore del tubo 12 ed anche nel silo di riempimento 16 - e la fase di pirolisi - che si compie nell'ultimo tratto discendente del tubo, poco prima del focolare 4 nel quale la temperatura ha raggiunto i valori necessari - passa attraverso le fasi di ossidazione - là dove viene alimentata l'aria primaria di combustione attraverso i fori 8. A questo fa poi seguito la fase di riduzione vera e propria, la quale si compie dunque già là dove il materiale, attraversata la zona del focolare, viene già «afferrato» dal piede ig ruotante della coclea 11 e trasportato verso l'alto.

Si vede dunque che i gas che si formano nella fase di riduzione e che vengono aspirati od allontanati verso l'alto attraverso la lamiera forata anulare 6, il canale di scarico 22 e la tubazione 23 attraversano solo il materiale ascendente che si trova sulla coclea 11 e non entrano mai in contatto con materiale fresco. Questi gas non possono dunque caricarsi di prodotti di pirolisi, ossia di catrami pesanti, e fuoriescono dal gasogeno puliti ed atti a far funzionare, senza problemi di formazione di depositi, un motore a combustione interna.

La quantità di materiale combustibile che viene trasportata verso l'alto dalla coclea 11 ruotante, previo sua parziale trasformazione in carbone di legno nella zona di riduzione, rispett. la riduzione di volume del combustibile in conseguenza della operazione di combustione e trasformazione in gas secondo il processo di gasificazione precendentemen-te descritto, dipende da svariati parametri di funzionamento del gasogeno quali la quantità di aria primaria addotta ai fori 8, la velocità di rotazione della coclea 11, le dimensioni degli elementi ecc. Questi parametri vanno ottimalizzati di volta in volta, tenendo conto anche delle caratteristiche della legna da bruciare e tale opera di regolazione è alla portata di ogni uomo del mestiere e non va dunque qui più descritta nei dettagli.

I vantaggi del gasogeno ad equicorrente oggetto della presente invenzione sono stati ampiamente descritti più sopra e non devono dunque più venir qui ripetuti. Solo vogliamo ancora sottolineare che la costruzione del gasogeno qui descritta è particolarmente adatta per realizzare, grazie alle sue dimensioni molto ridotte, anche impianti di potenza limitata, quale ad es. impianti per azionamento di motori stazionari per uso agricolo o impianti di riscaldamento per case monofamiliari.

ELENCO DELLE PARTI

1. Camera di combustione

2. Parete

3. Parte inferiore

4. Focolare

5. Parete tronco-conica

6. Lamiera forata

7. Coperchio

8. Fori di adduzione

9. Griglia

10. Fori

11. Coclea

12. Tubo

13. Albero

14. Supporto

15. Coperchio

16. Silo di riempimento

17. Motoriduttore

18. Apertura inferiore del tubo

19. Piede

20. Apertura superiore del tubo

21. Canale anulare

22. Canale di scarico

23. Tubazione

24. Serranda

25. Sensore

26. Punto d'uscita

27. Zona centrale

28. Zona anulare

29. Silo di caduta

30. Coclea di spurgo

31. Motore

32. Tramoggia

33. Nastro trasportatore

34. Lamiera deviatrice

Claims

Rivendicazioni

1. Gasogeno a equicorrente comprendente una camera di combustione di forma cilindrica nella parte superiore e conicamente rastremantesi inferiormente verso il focolare (4), dove poi la camera di combustione è completamente stagna, a parte l'uscita per i gas di combustione, e viene alimentata dall'alto con truciolato di legna tramite una serranda a tenuta stagna, caratterizzato dal fatto che - la camera di combustione (1) presenta inferiormente al massimo una griglia (9) di fori (10) molto piccoli rispetto alle dimensioni del truciolato incombusto per l'eliminazione della residua cenere finissima

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- nell'interno della camera di combustione (1) è disposta una coclea (11) le cui dimensioni esterne si adattano alla forma conica della camera stessa e che, nella sua parte interna assiale, è costituita da un tubo (12) centrale attraverso il quale il materiale da gasificare viene alimentato dall'alto nel focolare (4), dove poi la coclea (11) ruota durante il funzionamento del gasogeno in modo da trasportare il materiale dal basso, cioè dalla zona del focolare verso l'alto, dove il tubo (12) presenta un'apertura attraverso la quale può entrare nell'interno del tubo (12) tanto il materiale da gasificare fresco che il materiale già passato dalla zona del focolare (4) e trasportato verso l'alto dalla coclea (11).

2. Gasogeno secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che l'interno del tubo (12) è conico verso il basso e presenta il diametro maggiore in corrispondenza del suo punto d'uscita (26) nel focolare (4).

3. Gasogeno secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che la conicità del tubo è compresa tra 30' e 4°.

4. Gasogeno secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che la camera di combustione (1), almeno nella sua parte conica (3), è fatta di materiale refrattario.

5. Gasogeno secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che l'angolo del passo a dell'elica che forma la coclea (11), misurato sul diametro esterno del tubo (12) di 120 mm, è compreso tra 10 e 25°.

6. Gasogeno secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che la zona del focolare (4) è costituita da una zona centrale (27) circolare presentante dei fori (8) sulla circonferenza per l'uscita dell'aria primaria e da una zona anulare circondante la zona centrale (27) nella quale è presente al massimo la griglia (9) di fori (10) molto piccoli.

7. Gasogeno secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che sopra la camera di combustione (1) è disposto un silo di riempimento (16) chiuso superiormente mediante una serranda (24) a tenuta stagna attraverso la quale viene alimentato il materiale combustibile fresco quando un sensore (25) disposto nel silo di riempimento (16) constata che il livello di materiale è sceso oltre un determinato valore minimo.

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