Brevet FR2511027A1 — publié le 19830211

La présente invention concerne une installation de séchage, de pyrolyse et, le cas échéant, de gazéifica- tion du bois en morceaux dans un récipient cylindrique, essentiellement fermé, comprenant une cuve de foyer, qui est disposée coaxialement à la paroi du récipient et à distance de celle-ci, une hotte du côté supérieur et une grille du côté inférieur Ces récipients, dénommés gazéi- ficateurs à bois dans la langue courante, ont été beaucoup utilisés avant et pendant la dernière guerre pour des véhicu- les utilitaires, principalement parce que les carburants liquides pour le fonctionnement de véhicules automobiles étaient devenus des marchandises rares, en raison des cir- constances de la guerre. Il se dessine de nos jours une situation tout à fait semblable en raison du renchérissement constant et dont on ne peut prévoir en conséquence la fin des car- burants liquides C'est pourquoi l'on peut s'attendre à une renaissance de ces gazéificateurs à bois, dénommés aus- si gazogènes. Or ces installations, bien qu'elles aient été utilisées à des centaines de milliers d'exemplaires, ont eu dans le passé des inconvénients notables Ces incon- vénients, dus en premier lieu à un régime d'écoulement in- correct de l'air et des gaz, mais aussi à un phénomène de condensation importante de la vapeur d'eau parfois à l'in- térieur du récipient en raison des conditions thermiques qui soulèvent des difficultés, n'ont pas été éliminés jusqu'ici Circonstance aggravante, le condensat, lors- qu'il est évacué, représente une charge pour l'environne- ment La technique moderne des moteurs permet d'obtenir aussi un fonctionnement ininterrompu sans panne que, comme il est connu, les vieux gazéificateurs de bois ne procuraient pas. A cela s'ajoutait, comme autre inconvénient, que la partie extérieure du récipient et notamment l'enveloppe, était portée à des températures notables, de sorte qu'une peieture né pouvait y résister Le gazéificateur à bois aif 4 ait del'extérieur un aspect inesthétique ayant le ca- r'ctère dç la rouille Les phénomènes de corrosion étaient n ta Ples Il s'y ajoutait que le personnel de service durait un danger permanent, parce que les températures de l'enveloppa extérieure étaient si élevées que l'on pouvait se btûler,es mains au contact de l'en-veloppe. L'invention vise une installation de séchage, de pyrolyse et; le cas échéant, de gazéification du bois en morceaux dans un tel récipient cylindrique comprenant une cuve de foyer, qui présente un rendement élevé, inconnu jus- qu'ici, et dont le fonctionnement est entièrement exempt de panne En outre, l'enveloppe extérieure peut recevoir une peinture, c'est-à-dire qu'elle autorise l'application d'une peinture de protection contre la corrosion et ne pré- sente plus aucune sorte de danger de br Ulure lorsque les mains viennent à son contact. L'invention perfectionne une installation de sé- chage, de pyrolyse et, le cas échéant, de gazéification de bois en morceaux dans un récipient cylindrique comprenant une cuve de foyer, dans laquelle la cuve de foyer est dis- posée coaxialement à la paroi intérieure du récipient et à distance de celle-ci et qui présente une hotte du côté supérieur et une grille du côté inférieur. L'invention se caractérise en ce que la hotte est munie, à l'extérieur, d'un canal annulaire,dans lequel se trouve d'une part une ouverture latérale grillagée d'aspiration d'air et dans lequel est montée d'autre part une ouverture d'évacuation de laquelle l'air aspiré par- vient, par l'intermédiaire d'un raccord tubulaire, dans une chambre extérieure annulaire du récipient et de là dans une chambre pour l'air Suivant une caractéristique particulière de l'invention, à l'extrémité inférieure de la hotte est disposée une rigole annulaire pour l'eau de condensation et toute la hotte est reliée, d'une manière pneumatiquement étanche, au récipient par un collier de ser- rage La chambre pour l'air est,dans un mode de réalisa- tion préféré de l'invention, telle qu'elle présente tangen- tiellement au canal annulaire une ouverture à clapet anti- retour De cette chambre pour l'air part un canal annulai- re de foyersur lequel des buses réparties circulairement autour du foyer débouchent dans la chambre de foyer propre- ment dite. Aux dessins annexés, donnés uniquement à titre d'exemple La figure 1 est une vue en coupe longitudinale de l'installation ayant une hotte, une enveloppe, un foyer, une grille et les ouvertures d'entrée de l'air et de sor- tie des gaz. La figure 2 représente le détail de la communica- tion pour l'air entre la hotte et le canal annulaire exté- rieur. La figure 3 est une vue en coupe transversale au- dessus des buses annulaires de l'installation selon la figure 1, et La figure 4 est une vue en plan schématique de la hotte munie du canal annulaire. L'installation se compose de la hotte 10 munie du canal 11 annulaire,qui est disposé à l'extérieur et sur lequel sont disposées l'ouverture 12 d'aspiration de l'air et,à 1800 de celle-ci, l'ouverture 18 d'évacuation de l'air Le récipient 20 cylindrique proprement dit porte, dans le tiers inférieur, la cuve 27 de foyer,qui est fixée à l'enveloppe intérieure du récipient 10 en étant coaxia- le à l'enveloppe extérieure et à distance de celle-ci Une chambre 25 a intérieure cylindrique évacue le gaz obtenu du récipient. Il était déjà connu de faire fonctionner de tels gazogènes à bois avec une cuve de foyer et une grille et un canal annulaire Le séchage et la gazéification se dé- roulaient du haut vers le bas en sorte que le bois chargé qui avait l'humidité naturelle, mais souvent une humidité plus élevée, était séché dans la zone supérieure, puis par- venait dans la partie intermédiaire de la cuve de foyer o se trouvait la zone de dégagement des gaz La gazéification s'établissait alors jusqu'à la zone de la grille Le gaz était évacué par la zone annulaire dans la partie supérieure du récipient. Suivant l'invention, la hotte 10 notamment a reçu des fonctions tout à fait différentes et perfectionnées par rapport au mode de réalisation connu jusqu'ici Le nouvel agencement de la hotte 10 prend maintenant en charge, comme le montrent les figures 1 à 4, la fonction de la formation et de la réception du condensat Dans les modes de réali- sation antérieurs, on s'est efforcé de résoudre le grave problème posé par le condensat, en subdivisant le récipient dans la partie supérieure et en prévoyant des dispositifs pour évacuer à l'extérieur le condensat qui s'y forme et qui gêne beaucoup le déroulement du processus Mais cela n'a fonctionné que médiocrement et a conduit aussi, entre autres, à charger beaucoup l'environnement, notamment quand le condensat parvenait dans le circuit d'eau rési- duaire. Suivant l'invention, le condensat se forme sur la surface intérieure de la hotte, en raison du refroidisse- ment dans le canal 11 annulaire de refroidissement de la hotte 10 De là, le condensat liquide s'écoule dans une rigole 13 pour l'eau de condensation, qui fait le tour du bord 24 intérieur supérieur du récipient 20 Pour les processus thermiques qui se déroulent dans l'installation, il se crée des températures qui font s'évaporer le conden- sat liquide de la rigole 13, ultérieurement en tant que dernier stade du processus. L'amenée d'air est conformée de manière à ce que l'air parvienne, par l'intermédiaire de l'ouverture 12 d'as- piration de l'air ménagée dans la hotte 10, dans le canal 11 annulaire, lèche obligatoirement la hotte 10 et se re- froidisse Le condensat se dépose sur la paroi intérieure de la hotte pendant le premier stade du processus Par le tuyau 14 de mise en communication,interposé entre le canal 11 annulaire sur la hotte 10 et l'entrée d'air dans la chambre 17 annulaire extérieure, l'air pénètre dans celle- ci et de là parvient à la chambre 21 pour l'air Cet air est déjà préchauffé De la chambre 21 pour l'air, celui- ci,qui est à l'état préchauffé, se répartit par l'intermé- diaire du canal 25 annulaire de foyer entre les buses 28 pour l'air Ces buses envoient à la matière de gazéifica- tion, qui est le bois en morceaux séché et dégazé se trouvant dans la partie supérieure du foyer 27, la quantité d'air néces- saire qui contient aussi de l'oxygène Au cours du fonc- tionnement, il s'établit au début un effet de refroidisse- ment dû à l'air aspiré dans la hotte -10 Au fur et à me- sure qu'augmente le réchauffement dans la chambre 17 exté- rieure annulaire, il s'établit, suivant l'invention, des températures de préchauffage de plus en plus élevées pour l'air qui entre On obtient ainsi, à l'intérieur du ré- cipient 10, des conditions thermiques de traitement,qui permettent la transformation et la gazéification de bois en morceaux dans la chambre 25 de séchage et de gazéifica- tion avec une humidité nettement plus élevée Ceci est un avantage de grande importance procuré par l'inven- tion par rapport aux gazéificateurs à bois classiques de type ancien. La chambre 21 pour l'air a une fermeture 29 exté- rieure et un volet 26 latéral formant clapet anti-retour débouchant tangentiellement La chambre 21 pour l'air est nécessaire pour mettre l'installation en mar- che en y chargeant du matériau pouvant brûler facile- ment,comme des fibres de bois. Le fait que le volet 26 formant clapet anti-retour soit disposé tangentiellement permet de se prémunir de l'incon- vénient antérieur que constituait le fait que de la matiè- re enflammée restait suspendue au volet et entraînait ain- si un défaut d'étanchéité de tout le volet formant clapet anti-retour. Le processus de fonctionnement de l'installa- tion se déroule en sorte que, notamment dans la phase de démarrage, un condensat se formant à basse température se dépose sur les surfaces intérieures de refroidissement de la hotte 10, de là s'égoutte dans la rigole 13 de récep- tion et, après que des températures de fonctionnement plus élevées ont été atteintes, s'évapore. L'installation suivant l'invention place le modè- le moderne par rapport à l'état de la technique à un rang qui permet de remettre en usage, sous une forme moderne justifiée du point de vue industriel, le système ancien qui n'était plus susceptible d'être utilisé industrielle- ment et de donner à la pratique un modèle et un procédé rationnels économisant du carburant liquide Les écono- mies de poids notables que l'on obtient en outre sont. particulièrement importantes, puisque cette installation ne doit pas être utilisée seulement à poste fixe, mais être principalement mobile Grâce aux chambres 16, 17 annulaires, on obtient une stabilité statique extraordi- naire, de sorte que l'on peut utiliser des tôles assez minces qui peuvent être renforcées par une formation de moulures. La fixation suivant l'invention, par collier de serrage, des éléments de construction rend superflue les anciennes fixations par brides avec leurs nombreux dispo- sitifs de vissage. 11027 REVENDICATIONS 1) Installation de séchage, de pyrolyse et, le cas échéant, de gazéification du bois en morceaux dans un ré- cipient cylindrique, essentiellement fermé, comprenant une cuve de foyer, qui est disposée coaxialement à la paroi du récipient et à distance de celle-ci, une hotte du côté supérieur et une grille du côté inférieur, caractérisée en ce que la hotte ( 10) est munie d'une ouverture ( 12) d'as- piration et d'une ouverture ( 18) d'évacuation et est entou- rée d'un canal ( 11) annulaire, qui communique, d'une ma- nière pneumatiquement étanche, par un raccord ( 14) tu-bulai- re, avec une chambre ( 17) extérieure annulaire du récipient ( 20), laquelle débouche à son tour dans un canal ( 23) annu- laire de foyer par l'intermédiaire d'une chambre ( 21) pour l'air. 2) Installation suivant la revendication 1, caracté- risée en ce qu'à l'extrémité inférieure de la hotte ( 10) est disposée une rigole ( 13) annulaire pour l'eau de con- densation. 3) Installation suivant la revendication 2, caracté- risée en ce que la hotte ( 10) et le bord ( 24) supérieur du récipient sont reliés d'une manière étanche par un collier ( 25) de serrage. 4) Installation suivant l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que la chambre ( 21) pour l'air pré- sente tangentiellement au canal ( 23)annulaire une ouvertu- re à clapet anti-retour ( 26). ) Procédé pour faire fonctionner l'installation sui- vant l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il consiste, après avoir fait débuter la gazéification et a- près avoir atteint le palier de la température de fonctionne- ment, à condenser la vapeur d'eau maintenant ascendante sur les faces intérieures de refroidissement de la hotte ( 10) d'o elle tombe goutte à goutte dans une rigole ( 13) de ré- ception et, lorsque la température de fonctionnement s'é- lève, à évaporer à nouveau le condensat recueilli dans la rigole ( 13).