Brevet FR2513354A1 — publié le 19830325

La présente invention concerne les dispositifs de gazogène, c'est-a-dire en fait les dispositifs qui permettent de produire du gaz combustible a' partir par exemple de charbon de terre ou de bois. Très schématiquement, les gazogènes comportent essen tiellement une enceinte relativement étanche dans laquelle il est possible de réaliser sur un foyer la combustion d'un comburant avec un carburant. Ceci dit, généralement le carburant le plus utilisé est un carburant solide, du type charbon de terre ou de bois. Cette enceinte comporte en outre des moyens pour amener au niveau de ce foyer supportant ce carburant un comburant généralement à base d'oxygène, ctest- à-dire de l'air ambiant. Le résultat de cette combustion est 7a production d'un certain nombre de gaz dans des proportions variables suivant le carburant, mais qui généralement comporte de l'oxyde de carbone, du méthane et de l'azcte. La production de ce gaz est généralement utilisée pour alimenter des moteurs du type moteur à explo sien, qui peuvent, de ce fait, avoir des rendements peut entre pas très élevés, mais qui peuvent atteindre 70% du rendement que ces mimes moteurs donne raient avec un carburant comme de l'essence connu actuellement. Bien entendu, dans la paroi de cette enceinte, il exils te une prise d'aspiration des gaz produits dans cette enceinte pour aller alimenter un moteur, par exemple comme dit précédemment, un moteur à combustion d'un véhicule comme des camions. Ce genre de dispositif est particulièrement avantageux dans des pays où il est relativement difficile de se procurer de l'essence, mais qui, par contre, sont très riches en produits forestiers, et/ ou du charbon de terre. Oonsne explicité ci-dessus, ces gazogènes produisent un melange de gaz comportant différents constituants, mais dont le plus important est l'élément qui permet d'alimenter en énergie les moteurs, c'est-à-dire le méthane. Pour essayer d'augmenter la production, c'est-à-dire le pourcentage de ce gaz moteur, il existe des gazogènes dans lesquels est introduit de l'eau qui tombe goutte à goutte sur le foyer, et qui, en rencontrant les éléments chauds de celui-ci se transforme en vapeur d'eau puis se décompose en hydrogène et oxy gène, qui permet ainsi d'améliorer la combustion et de produire plus de méthane du fait de l'enrichis- sement en oxygène, ce qui contribue de ce fait à l'augmentation du rendement. Bien entendu, plus le volume de gaz aspiré vers le moteur est grand, plus grande doit être la production d'oxygène si l'on veut bénéficier de l'augmen- tation de puissance demandée. Il est bien évident qutavec le dispositif connu qui consiste à faire tomber goutte à goutte de l'eau sur le foyer, si une plus grande quantité de gaz est demandée, on conçoit aisément qu'il serait alors nécessaire d'augmenter la quantité de gouttes d'eau amenées vers le foyer. Cependant, avec ce système, on se heurte à des difficultés, c'est que l'on ne peut pas inconsidéremment augmenter la quantité d'eau tombant sur le foyer car il se produit alors un phénomène inverse de celui que l'on veut obtenir, c'est-à-dire un ralentissement de la puissance de combustion. La présente invention a pour but de pallier cet in coEvénient et de réaliser un dispositif de gazogène permettant d'augmenter la combustion par apport d'eau sans que cela nuise à la qualité de la combustion, et qui, en définitive, augmente le rendement des gazogènes dans une proportion relativement importante. Plus précisément, la présent invention a pour objet un gazogène comportant - une enceinte relativement étanche, - des moyens pour alimenter en carburant un foyer de combustion disposé dans ladite enceinte, - des moyens en alimentation en comburant à base d'oxygène dudit foyer pour réaliser avec ledit carburant une production de gaz, - des moyens pour aspirer au moins une partie de ladite production de gaz, - des moyens pour alimenter ledit foyer en oxygène produit à partir dtau moins une molécule d'eau, caractérisé par le fait que lesdits moyens pour alimenter ledit foyer à partir de l'eau comportent une réserve d'eau, des moyens pour vaporiser l'eau alimentée à partir de ladite réserve, et des moyens pour introduire ladite vapeur d'eau dans ladite enceinte vers ledit foyer. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparattront au cours de la description suivante donnée en regard.des dessins annexés à titre illustratif mais nullement limitatif, dans lesquels - les figures 1 et 2 représentent, sous forme schématique, en vues de face et de côté, partiellement écorchées, un mode de réalisation d'un dispositif de gazogène selon l'inventionO Sur les deux figures 1 et 2 est représente, sous forme schématique, en vuesde face et de côté, un mode de réalisation d'un dispositif de gazogène. Etant donné que ces deux figures représentent le m8- me mode de réalisation, il est bien évident que les n,ssmes références désignent les mêmes éléments. Plus précisément, le dispositif de gazogène comprend une enceinte 1, relativement étanche, comportant en son centre un foyer 2 apte à recevoir un carburant du type solide, comme par exemple du charbon de terre ou du charbon de bois. Ce carburant peut entre introduit dans cette enceinte et placé au foyer 2 par exemple par une trappe 3 disposée sur le cOté de l'enceinte 1. Au sommet de l'enceinte 1 est généralement disposée une trappe 9 à fermeture hermétique bien connue en elle-m & e afin de pouvoir éventuellement, si cela est nécessaire, pénétrer à l'intérieur de l'enceinte pour pouvoir y effectuer des interventions, comme par exemple le nettoyage, les réparations, etc. Comme précisé précédemment, le but d'un gazogène est de réaliser la production d'un gaz pour alimenter des moteurs, et pour cela, à cette enceinte 1 sont associées des prises d'aspiration des gaz, par exemple en 4, constituées par un manchon fermé à ses deux extrémités par des couvercles 5 et 6 pouvant contenir par exemple un filtre. Ce manchon 4 est mis en communication avec l'inté rieur de l'enceinte 1 par un conduit 7. Il comporte en outre un conduit de sortie 8. Le filtre mentionné ci-dessus est disposé dans le manchon de façon qu'il sépare le conduit 7 du conduit 8. En effet, les gaz aspirés dans l'enceinte comportent une quaiSté de produits annexes solides, comme des poussières de charbon de bois, et autres particules solides qu'il est absolument nécessaire de ne pas diriger vers les moteurs pour éviter de les encras ser. D'une façon avantageuse, dans le cadre de cette réa lisation, ce filtrage des gaz élément fondamental dont dépend la durée de vie du moteur et contribuant à la qualité du gazogène, est réalisé par un filtre papier spécial, supportant des hautes températures éventuellement disposé sur une armature du type grillagée. Pour augmenter le rendement et la production des gaz utiles pour le moteur qui est généralement cou plé à ce genre de gazogène par le conduit de sor tie 8, le gazogène comporte des moyens pour introduire deî,eau afin que sa molécule se dissocie en hydrogène et oxygène, ce dernier accélérant la combustion. Ces moy-ens sont constitués par une réserve d'eau 10 située généralement à un niveau élevé par rapport au bas de l'enceinte 1, ctest-à-dire ltendroit qui supporte généralement le foyer 2. Cette réserve d'eau est reliée à un entonnoir il par un conduit 12 permettant de délivrer a sa sortie 13 l'eau contenue dans la réserve 10 sous forme de goutte à goutte. Pour cela, le conduit 12 est d'une section relativement faible. Cet entonnoir 11 est disposé sur un conduit 14; qui présente une pente(non verticale) et qui se termine dans le bas de I'enceliie 1 en plongeant dans celle-ci sensiblement à proximité du foyer 2. Pour cela, le conduit 14 tzav-erse la paroi de l'en- ceinte 1 à travers un passage étanche 15 et l'extré- mité 16 de ce conduit 14 qui pénètre dans l'enceinte 1 est constituée par un embout en matériau réfractaire. Il est à noter que cet embout 16 est fermé à son extrémité de façon qu'il n'y ait aucune possibilité de passage de l'eau qui s'écoulera à l'intérieur de celui-ci, représenté schématiquement en 17 vers l'intérieur de l'enceinte 1. La position de cette extrémité 16 est définie essentiellement comme il sera explicité ci-après, afin que l'eau qui pourrait se trouver sous forme liquide en 17 dans l'extrémité 16 soit chauffée par le foyer 2 et se transforme en vapeur qui puisse remonter dans le conduit 14. De plus, ce conduit 14 passe en coopération avec une aspiration de comburant 18 permettant d'apporter au moins de l'oxygène de l'air ambiant dans lequel se trouve le gazogène vers le foyer 2. Cette prise d'air dans les gazogènes est générale ment constituée par un conduit d'aspiration traversant la paroi de l'enceinte 1 permettant d'amener l'air ambiant vers le foyer; ce conduit pouvant entre meme quelquefois en forme de tuyère afin d'a- méliorer l'aspiration de cet air ambiant Dans le mode de réalisation illustré, le conduit 18 comporte une tuyère 19 dont une extrémité 20 est tournée vers l'extérieur de l'enceinte 7, et dont 14extrémité 21 est tournée vers l'intérieur de ltenceinte 1 dans une buse 22 traversant la paroi de l'enceinte 1 et la paroi du conduit 14 de façon que ses deux extrémités 23 et 24 débouchent respectivement dans le conduit 14 et dans l'enceinte 1. Le dispositif décrit ci-dessus fonctionne de la fa çon suivante: Bien entendu, on suppose que l'enceinte 1 est chargée avec la quantité suffisante de carburant et que le feu est mis à celui-ci par tout moyen pour produire une combustion entretenue, notamment par l'arrivée d'air au niveau de l'orifice 24 en ayant pénétré par l'orifice 20 de la tuyère 19. il commence à se produire des gaz comme mentionné précédemment4 Pour améliorer cette combustion par l'apport d'oxygène en plus grande quantité, la réserve d'eau est mise en communication avec le conduit 12 afin que de l'eau tombe goutte à goutte dans le conduit 14 qui, du fait de sa pente naturelle, entradne les gouttes vers l'extrémité 17 située dans l'enceinte 1 au niveau du foyer 2o Le foyer ayant débuté depuis un certain temps, cette extrémité en matériau réfractaire est portée à haute température et ainsi, lorsque les gouttes d'eau arrivent à cette extrémité, celles-ci se vaporisent très rapidement et la vapeur d'eau remonte dans le conduit 14 sans géner pour cela l'écoulement des gouttes, le diamètre de celui-ci étant suffisant La vapeur d'eau, lorsqu'elle remonte dans ie conduit 14, arrive au niveau de l'ouverture 23 de la buse 22, et par un phénomène de trompe d'aspiration, l'air pénétrant par l'orifice 20 de la tuyère 19 étant éjecté par son extrémité 21 aspire cette vapeur eau et ltelltraSne à l'intérieur de l'enceinte 1. Une fois que cette vapeur d'eau est introduite dans cette enceinte, la molécule d'eau se dissocie et l'oxygène ainsi produit par dissociation favorise la combustion et augmente la production des gaz. Ceuxci sont aspirés à travers le manchon 4, ctest-à-dire qu'iLs traversent respectivement le conduit 7, le manchon 4 en étant filtrés éventuellement des cendres, goudron, et meme de la vapeur d'eau résiduelles, grtce essentiellement au filtre papier, et le conduit 8 pour alimenter par exemple un moteur à combustion interne. La Demanderesse a constaté que cette façon d'introduire de la vapeur d'eau permettait d'augmenter le rendement des gazogènes de 10 à 20%. Comme mentionné précédemment, lorsqu'un tel gazogène alimente un moteur qui doit tourner toujours à une même vitesse, ou par exemple fournir une même puissance, il est rélativement facile de régler le débit de l'eau tombant goutte à goutte dans le conduit 14 afin que la quantité de gaz produits soit suffisante pour que le moteur puisse produire sa puissance désirée Pour cela, afin de régler le débit du goutte à goutte de l'eau, le conduit 12 comporte en série un obturateur schématiquement représenté en 30, qui peut entre éventuellement constitué par un robinet règlable manuellement ou automatiquement à partir d'ordres de commande donnés Ces moyens sont connus en eux-m & es et ne seront pas plus amplement décrits Cependant lorsqu'un tel gazogène est couplé avec moteur, comme par exemple un moteur à combustion disposé sur un véhlcule, ce moteur doit fournir des puissances différentes suivant les conditions de roulage du véhicule sur lequel il est monté Dans ces conditions alors il lui est nécessaire de pouvoir être alimenté avec une plus ou moins grande quantité de gaz selon qu'il demande plus ou moins d' énergie Pour cela, le mode de réalisation du gazogène comporte, sur le conduit 12, un obturateur commandable 30 comme par exemple un filtre à dépression, représenté schématiquement sur la figure, et qui est branché au moyen dtune tubulure 31 sur le conduit de sortie 8 qui est, en fait, le conduit d'aspiration vers le moteur et donc la pression régnant à l'intérieur est représentive de la puissance demandée. En effet, très schématiquement, si une plus grande puissance est demandée, il se produit donc dans le conduit 8 une aspiration plus grande et entratne donc une tendance à la baisse de pression ré- gnant à l'intérieur de ce conduit 8. Cette baisse est enregistrée par la tubulure 31 et le filtre à dépression 30 commande l'augMentation de l'ouverture du conduit 12 afin qu'une quantité d'eau plus importante soit introduite dans le conduit 74 et qu'ainsi une plus grande quantité de vapeur d'eau soit aspiree dans l'enceinte 1 et produise ainsi une plus grande quantité de gaz pour alimenter le moteur. REVENDICATIONS 1/ Gazogène comportant - une enceinte (1) relativement étanche, - des moyens (3) pour alimenter en carburant un foyer (2) de combustion disposé dans ladite en ceinte (1), - des moyens (18) en alimentation en comburant à base d'oxygène dudit foyer (2) pour réaliser avec ledit carburant une production de gaz, - des moyens (t,4, 8! pour aspirer au mains une par tie de ladite production de gaz, - des moyens ptur al menter ledit foyer (2) en oxy gène produit à partir d'au moins une molécule d' eau, caractérisé par le fait que lesdits moyens pour alimenter ledit foyer à partir de l'eau comportent une réserve d'eau (10), des moyens (16,17) pour vaporiser l'eau alimentée à partir de ladite réserve, et des moyens pour introduire (19,22 > ladite vapeur d'eau dans ladite enceinte (1) vers ledit foyer (2). 2/ Gazogène selon la revendication 1, caractérisé par le fait que lesdits moyens pour vaporiser l'eau alimentée à partir de ladite réserve comportent une tubulure (14) ayant une pente suffisante pour permettre l'écoulement de gouttes d'eau, ladite tubulure ayant sa première extrémité haute (11) connectée à la sortie de ladite réserve eau (10, 12), et l'autre extrémité basse (16) étant fermée pour recevoir lesdites gouttes d'eau,et des moyens pour chauffer ladite extrémité fermée. 3/ Gazogène selon la revendication 2, ca-rac- térisé par le fait que les moyens pour chauffer' ladite extrémité fermée sont constitués par ladite extrémité fermée (16) disposés dans ladite enceinte (1) à proximité dudit foyer (2), ledit conduit (14) traversant la paroi de ladite enceinte (1) par un passage sensiblement étanche (15). 4/ Gazogène selon la revendication 3, caractérisé par le fait que ladite extrémité (16) plongeant dans ladite enceinte (1) est réalisée en un matériau réfractaire. 5/ Gazogène selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que lesdits moyens pour introduire ladite vapeur d'eau dans ladite enceinte vers ledit foyer, comportent une buse (22) dont une extrémité ouverte est reliée à l'intérieur dudit conduit (14) et dont l'autre extrémité est reliée à l'intérieur de ladite enceinte (7) et une tuyère (19 > dont l'extrémité large (20) est tournéevers l'extérieur, son autre extrémité (21) étant située dans ladite buse de façon à former avec- celleci une trompe d'aspiration. 6/ Gazogène selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que ladite réserve d'eau comporte un réservoir (10), un conduit de sortie (12) ayant un diamètre relativement faible pour permettre un écoulement de l'eau goutte à goutte. 7/ Gazogène selon la revendication 6, caractérisé par le fait qu'il comporte en série sur ledit conduit de sortie (12) une vanne commandable (30) associée à des moyens de commande. 8/ Gazogène selon la revendication 7, caractérisé par le fait que lesdits moyens de commande de ladite vanne (30) comporte un capteur de la pression (31) des gaz délivrés à la sortie de ladite enceinte. 9/ Gazogène selon 1'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que lesdits moyens pour aspirer au moins une partie de ladite pression de gaz comporte un filtre. 10/ Gazogène selon la revendication 9, caractérisé par le fait que ledit filtre est constitué par un filtre papier à haute résistance à la température.