Brevet FR2290488A1 — publié le 19760604

L'invention se rapporte à un gazogène à charbon, à combustion inversée, susceptible d'utiliser tous combustibles calibrés et dépoussiérés non cokéfiables et mtme des fines ne passant pas à travers un tamis de l'ordre de 5 mm. La plupart des appareils de production de gaz destinés à l'alimentation des moteurs à explosion en partant de combustibles solides sont approvisionnés de façon discontinue, dtod un niveau variable et une composition irrégulière du gaz produit, ce qui les rend impropres à une marche industrielle. De plus, ces appareils sont équipés de grilles ou de dispositifs d'évacuation discontinue de cendres et mhchefers qui perturbent la descente régulière du combustible dans la cuve et le brisent en occasionnant des irrégularités de débit et de composition du gaz se traduisant par des variations dans la puissance et la vitesse du moteur alimenté. L'objet principal de l'invention est un gazogène à combustion inversée, caractérisé en ce que la prise d'air est constituée par la partie supérieure ouverte du gazogène, le chargement en combustible s'effectuant par la mSne voie. En dehors de l'avantage économique évident résultant de la simplicité de la partie supérieure du gazogène ainsi dépoovue de tout dispositif servant à empêcher tout échappement intempestif de gaz, on voit qu'il est aisé d'alimenter à tout moment le niveau supérieur du combustible sans risque d'affecter la qualité du gaz produit. Un autre objet de l'invention est d'utiliser l'espace libre offert par la partie supérieure du gazogène de ce type dépourvu de tout dispositif d'obturation pour la mise en place d'un dispositif de contrôle automatique du niveau du combustible comportant un moyen palpeur relié à une conunaxide automatique d'alimentation en charbon. Ainsi, il suffit de disposer au-dessus du gazogène un dispositif d'alimentation en charbon, constitué d'un simple couloir à raclettes par exemple, dont la marche est commandée par la position d'un palpeur reposant sur le niveau supérieur du combustible du gazogène afin d'assurer une production continue. On peut alors alimenter un moteur pour fonctionner en marche continue 24 heures par jour sans interruption et aussi longtemps qu'on le désire. Un autre objet de l'invention est d'avéliorer la combustion et l'évacuation des cendres en réduisant la section de la partie inférieure dé la masse incandescente par la présence d'un noyau central réfractaire, de section plus faible à sa partie supérieure qu'à la base, cette réduction de la section annulaire ainsi créée étant en corrélation avec la diminution de volume du coÈstible résultant de sa gazéification. On obtient ainsi une évacuation continue des cendres et une régularité du débit et de la composition du gaz. Un autre objet de l'invention est de faciliter la descente du combustible et des cendres, notamment lorsque le débit de gaz doit titre important, sans briser le combustible et sans formation de cheminées, par la prévision d'un cerne vibrant à la partie supérieure du noyau central. On peut ainsi réaliser des gazogènes à grands débits sans variations intempestives de la composition du gaz tout en évitant la formation de mche- fers, la température étant uniformisée sur un même niveau. Un autre objet de l'invention est de maintenir une qualité de gaz constante par le contrtle de sa température de combustion, cette variation entratnant la variation automatique du débit d'eau pulvérisee à la partie supérieure du gazogène. On peut ainsi, en utilisant des fines non cokéfiables à faible prix de revient, assurer pour un prix inférieur à celui correspondant à l'utilisation de produits pétroliers une alimentation à débit constant de l'installation concernée. D'autres objets et caractéristiques de l'invention ressortiront de la description suivante faite en référence au dessin annexé qui représente, à titre d'exemple non limitatif, un mode de réalisation d'un gazogène permettant notamment de traiter des fines non cokéfiables de toute nature. Sur le dessin, la figure 1 représente une vue schématique en coupe du gazogène et du circuit d'épuration du gaz. Dans l'exemple représenté, la paroi interne du gazogène 1 est formée de briques réfractaires 2 supportées par une pièce annulaire en fonte 4 en forme de cornière pouvant reposer par exemple sur des consoles ancrées au fond d'un bassin en béton 5. Des passages peuvent titre prévus entre les consoles pour la circulation de l'eau. La paroi externe est formée d'une tôle épaisse 8. Sa partie inférieure descend au-dessous du niveau de la pièce annulaire 4 supportant la paroi de briques 2 et plonge dans le bassin 5 que l'on remplit d'eau dont le niveau est représenté en 10. Le trop-plein se déverse par le canal ll conduisant à un bassin de décantation non représenté. Au centre du bassin 5 se trouve un noyau central de béton 12 ou de briques réfractaires dont la section décrott constamment de la base du bassin 5 jusqu'au sommet, celui-ci pouvant prendre la forme d'un sommet de cane ou de l'arête d'un dièdre selon que le gazogène est de section circulaire ou rectangulaire. I1 peut titre de forme prismatique à extrémités coniques. Lorsque la qualité du charbon 40 l'exige et notamment lorsque les dimensions de l'appareil sont assez importantes, la pointe du cane de béton 12 est remplacée par une pointe en fonte réfractaire 3. Cette pièce est reliée par la barre 6, disposée dans un canal central 7 du noyau 12, à un dispositif vibreur 9, électro-aimant par exemple, alimenté par les fils conducteurs 13. La vibration est de faible amplitude de manière å faciliter la descente du combustible et des cendres sans briser le coibustible. On évite de la sorte la formation de cheminées livrant passage à de 1' air non carburé et amenant la formation de mâchefers. La prise de gaz s'effectue au moyen d'un tuyau collecteur 16 entourant la base du gazogène 1. Ce tuyau est pourvu de raccords aboutissant à des orifices 48 répartis dans la tôle 8 à un niveau compris entre celui de liteau 10 et celui de la pièce annulaire 4 afin de permettre le passage des gaz. Des déflecteurs 14 permettent d'arrêter et de précipiter la plus grande partie des cendres entratnées par le gaz, celui-ci étant dévié et venant lécher la surface 10 de l'eau. Ainsi, les cendres tombent directesent dans le bassin tandis que les gaz sont acheminés par le collecteur 16 et la conduite verticale 22 à la base d'un laveur épurateur 21.Celui-ci peut etre constitué d'une sinople tour de lavage remplie de gros morceaux de coke 25 que l'on asperge d'eau provenant de la conduite 24. Une purge 23, ouverte dans le bassin 5 au-dessous du niveau d'eau 10, permet d'éliminer l'eau entraînée ainsi que les premiers produits de condensation se formant dans la branche ascendante de la conduite 22 et s'évacuant avec les cendres sans risque d'aspiration d'eau. L'eau recueillie à la base de la tour de lavage et de dégcudrorm se 21 entratnant les pcrussières, et eventuellement les particales de goudron traasportées par le gaz, est évacuée par la canalisation 26 dans le bassin 5. Cette épuration peut cotre suivie d'un séchage à laide par exemple d'un caisson 27 pourvu de claies 28 couvertes de copeaux de bois 29 d'oh le gaz est aspiré par un ventilateur 30 pendant la période d'allumage du gazogène 1. A cet effet, les vannes 31 et 32 sont ianoeuvrées pour canaliser le gaz sortant de la conduite 33 vers le ventilateur 30 et de là vers la cheminée 34. Si le gaz produit est destiné à alimenter un moteur, celui-ci est raccordé à la canalisation 33 après mise hors-circuit du ventilateur 30. La régularité de marche du gazogène est assurée, d'une part, en nainte- nant le niveau 15 du combustible à une hauteur constante et en contrôlant le débit de la pulvérisation d'eau que l'on effectue directeaent par l'ouverture supérieure 17 du gazogène. A cet effet, un palpeur 18, solidaire d'une tige 19, contrôle un dispositif électrique 20 transmettant, par le cible 36, un signal de commande au moteur d'un couloir à raclettes 37 servant à alimenter en charbon le gazogène chaque fois que l'extrémité supérieure de la tige 19 ferme un contact à la suite de sa descente au-dessous d1un niveau donné. Afin d'assurer un centrale commode du palpeur 18, on peut l'entratner par une came 38 montée sur ltaxe du rouleau 39 du couloir à raclettes 37 servant à l'alimentation du charbon 40. Au cours de chaque alimentation, la came 38 soulève la tige 19 par son taquet 41 de sorte que lorsque celui-ci échappe de la cii;ne 38, le palpeur 18 entre de nouveau en contact avec la partie supérieure 15 de la nouvelle couche.Il est clair que le dispositif 20 et le palpeur 18 peuvent cotre quelconques et comporter tous moyens de sécurité pour entraSner l'arrêt immediat de l'alimentation lorsque la tige 19 ne redescend plus après échappement du taquet 41 et d'une façon générale lorsque le niveau 15 dépasse un seuil prédéterminé. Un moyen commode permettant de contrer le débit et la qualité du gaz d'alimentation du moteur consiste à biler en permanence une petite quantité à l'aide d'une prise de gaz 42 et à utiliser un thermostat 43 assurant, par le circuit 44, le centrale du débit d'eau de pulvérisation au moyen de l'électro vanne 45 disposée sur le circuit d'alimentation 46 du pulvérisateur 47. I1 va de soi que les divers moyens qui ont été décrits : alimentation automatique en charbon, palpeur, commande du pulvérisateur, épurateur, vibreur, peuvent titre de tous types. De mime, les dimensions et formes du gazogène peuvent varier de façon importante non seulement en fonction des débits mais encore des granulométries employées, la section du gazogène étant avantageusement rectangulaire dans le cas de débits importants et de l'utilisation de fines afin de prévoir une largeur relativement faible et constante de la partie inférieure de la couche bolée que délimite le noyau 12. On remarquera que dans le cas d'utilisation de granulométries variables, le bassin 5 permet de recueillir les imbrlés que l'on peut réutiliser.Ce bassin S qui constitue un joint empochant les gaz de s' échapper dans l'atmosphère peut éventuellement etre pourvu d'un dispositif à raclettes entraSnant les cendres vers le tropplein. Le noyau 12 peut aussi prendre des formes diverses t prisme aux extrémités coniques afin de conserver sa caractéristique fondamentale de ré duire progressivement la section inférieure du gazogène à mesure de la combustion du charbon, de manière à maintenir constante une certaine vitesse de passage des gaz à travers le combustible en facilitant l'entratnement des cendres vers le bassin, de sorte que l'on peut utiliser un combustible de dimensions plus réduites et par conséquent plus économique. Le gaz ainsi produit peut servir à toutes les utilisations usuelles alimentation en gaz pour diverses industries, chauffage de fours ou autres. REVENDICATIONS 10) Gazogène à combustion inversée caractérisé en ce que la prise d'air est constituée par la partie supérieure ouverte du gazogène, le chargement en combustible s'effectuant par la mene voie. 20) Gazogène tel que revendiqué en 1 dont la base repose sur un bassin d'eau formant joint, le gaz étant capté et aspire par un tuyau collecteur situé entre le niveau d'eau du bassin et le niveau inférieur de la couche de combustible. 30) Gazogène tel que revendiqué dans l'une quelconque des revendications 1 et 2 dont les cendres sont directement entratnées par la sortie des gaz et par gravite. 40) Gazogène tel que revendiqué dans l'une quelconque des revendications 1 à 3 dont la couche inférieure du combustible est retenue à un niveau donné par le seul resserrement de sa section à l'exclusion de toutes grilles. 5) Gazogène tel que revendiqué dans l'une quelconque des revendications 1 à 4 dont les gaz sont aspirés par un tuyau collecteur dont les ouvertures d'admission sont en aval d'une succession de chicanes surplombant le bassin. 6.) Gazogène tel que revendiqué dans i'une quelconque des revendications 4 et 5 dont le resserrement de la section est da à la présence d'un noyau central dont les parois sont inclinées, réduisant ainsi progressivement la section de la partie inférieure du gazogène jusqu'à sa base. 7.) Gazogène tel que revendiqué en 6 dont la partie supérieure du noyau central est pourvue d'une pièce réfractaire animée par un vibreur. 8.) Gazogène tel que revendiqué en 7 dont le noyau est de forme conique lorsque le gazogène est cylindrique et de forme partiellement prissatique se terminant à ses extrémités par des surfaces coniques lorsque le gazogène possède une section rectangulaire. 9) Gazogène tel que revendiqué dans l'une quelconque des revendications 1 à 8 colportant un dispositif palpeur du niveau supérieur de la couche de combustible, le dispositif contrôlant la marche du moteur d'alimentation en combustible en vue de maintenir le niveau entre une limite inférieure et une limite supérieure. 10.) Gazogène tel que revendiqué dans l'une quelconque des revendications 2 à 9 dont les gaz sont envoyés à un Spurateur par une conduite possèdant une purge ouverte dans l'eau du bassin. 11-) Gazogène tel que revendiqué dans l'une quelconque des revendications 1 à 10 comportant un dispositif pulvérisateur d'eau à sa partie supérieure dont le débit est réglé par un thermostat disposé auprès du bradeur d'une prise du gaz fourni par le gazogène.