Brevet FR2526037A1 — publié le 19831104

GAZOGENE La présente invention concerne les gazogènes, c'est-à- dire en fait les dispositifs qui permettent de produire du gaz de combustion à partir par exemple de déchets combustibles comme du charbon de bois, du bois ou tout autre déchet organique. Très schématiquement, les gazogènes comportent essen- tiellement une enceinte relativement étanche dans la-' quelle il est possible de réaliser dans un foyer la combustion d'un comburant avec un carburant. Comme mentionné ci-dessus un des avantages d'un gazogène est de produire un gaz combustible à partir de-carburants qui sont des déchets et qui, généralement, ne sont pas utilisés de façon rentable. Quant au comburant, celui-ci est généralement constitué par de l'air qui est amené au niveau du foyer au moyen par exemple de tuyères qui aspirent L'air est celui qui environne généralement le dispositif gâoogène. Ainsi, on voit appara tre un des grands avantages d'un tel dispositif surtout pendant les périodes de restrio- tion d'énergie, c'est de pouvoir produire un gaz combus- tible à partir de produits qui généralement n'étaient pas utilisés- Parmi ces produits, les plus courants qutil serait pos- sible d'utiliser dans un tel gazogène seraient par exem- pie les déchets de bois ou les déchets de production agricole, comme par exemple les fanes de mars. Bien entendu, on connait aussi un type de carburant qui est par exemple du charbon de bois, et qui peut âtre utilisé dans un gazogène. 3 L'avantage de ce dernier élément c'est que lorsqu'il est utilisé pour la production de gaz combustibles il produit relativement peu de déchets ou résidus de com- bustiono lar contre, il présente un inconvénient, c'est son prix de revient. C'est pourquoi il est avantageux de réaliser des gazo- gènes qui puissent briller tous les résidus possibles, même ceux comme le bois par exemple, qui produisent des quantités importantes de produits résiduels tels que par exemple des goudrons car leur prix de revient est malgré tout beaucoup plus faible que les autres pro- duits. Aussi, la présente invention a pour but de réaliser un gazogène permettant de br 4 ler toutes sortes de combus- tibles, même ceux produisant des quantités importantes de résidus dans une structure simple qui permette néan- moins une durée de fonctionnement sans intervention im- portante, en d'autres termes, que les résidus de combus- tion produits n'entravent pas la bonne marche d'un tel gazogene. Plus précisément, la présente invention a pour objet un gazogène, caractérisé par le fait qu'il comprend une en- veloppe fermée, dite extérieure, délimitant une encein- te, cette enveloppe comportant deux parties, une pre- mière partie dite supérieure, et une seconde dite infé- rieure, une paroi intérieure de forme sensiblement cy- lindrique disposée à l'intérieur de ladite enveloppe pour fermer entre la surface extérieure et la surface intérieure de ladite enveloppe un espace sensiblement annulaire, ladite paroi intérieure se terminant vers la partie dite basse par une embouchure en forme d'étran- glement, au moins un conduit d'amenée de comburant débou- chant sensiblement au niveau de ladite embouchure, une membrane circulaire fermant ledit espace annulaire, sen- siblement au niveau et vers ladite partie supérieure de façon a former une gouttière apte à récupérer les conden- sats se formant sur le sommet de ladite partie haute, et des moyens d'évacuation faisant communiquer ladite gout- tière avec l'extérieur de ladite enveloppe. 26037 D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront au cours de la description sui- vante donnée en regard des dessins annexés à titre illustratif mais nullement limitatif, dans lesquels: la figure 7 représente, vu en coupe longitudinale, un mode de réalisation d'un gazogène selon l'invention et, la figure 2, une vue montrant, dans une application particulière, l'accouplement d'un tel gazogène pour l'alimentation d'Un véhicule à moteur à explosion tel que par exemple un tracteur. En revenant plus particulièrement à la figure 1, celle- ci représente, vu en coupe, un mode de réalisation d'un gazogène comportant une enveloppe 1 comportant essen- tiellement deux parties. Une première partie 2 dite supérieure, terminée par un couvercle 3, une deuxième partie 4 dite inférieure, reliée en 5 à ladite partie supérieure 2. L'extrémité de la partie inférieure 4 opposée à la partie supérieure 2 est terminée par un fond 6. Cette enveloppe 1 délimite une enceinte intérieure 7 relativement étanche d'un certain volume. Cette enveloppe 1 comporte au moins deux trappes d'accès 8 et 9, la trappe 8 obstruan E une ouverture 10 dans le sommet 3 de la partie supérieure 2, tandis que la trappe 9 est apte à obstruer une ouverture Il située à la partie inférieure de la partie basse 4. Dans l'enceinte 7 à l'intérieur de l'enveloppe 1 est disposée une paroi 12 sensiblement de forme cylindrique délimitant, entre sa surface extérieure 13 et la surface intérieure 14 de l'enveloppe 1, un espace sensiblement annulaire 15. L'extrémité 16 de cette paroi 12 dirigée vers la partie inférieure 4 se termine par une embouchure 17 formant un étranglement, cet étranglement étant défini par la section de passage 18. Par contre, l'extrémité 19 de cette paroi 12, tournée vers l'extrémité de la partie supérieure 2,est raccor- dée & la surface interne 14 de l'enveloppe 1 par une membrane 20 reliant la surface extérieure J 3 de la pa- roi 12 à la surface intérieure 14 de l'enveloppe 1. Cette membrane 20, en forme annulaire, obstrue donc vers le haut l'espace annulaire 15. De plus, cette paroi est située légèrement en dessous du bord extrême 21 de cette paroi 12 de fagon & former un conduit annulaire 22-dont la fonction sera explici- tée ci-après, qui est assimilable à une gouttière. Le gazogène comprend des conduits d'évacuation, par exemple 27 et 28, débouchant respectivement en 29 et au ras de la membrane 20 dans le conduit 22 de fa- gon & permettre un écoulement des résidus qui sont ré- cupérés dans cette gouttière 22, les conduits d'évacua- tion étant reliés & un récipient 31 qui peut 4 tre vidangé de temps en temps par exemple au moyen de la purge 32 schématiquement représentée. Avantageusement, le bord 21 de cette paroi est recour- bée vers la paroi de;l'enveloppe 1. Par contre, l'extrémité 23 de l'espace annulaire 15 tournée vers la partie inférieure 4 de l'enveloppe 1 est ouverte et éventuellement comporte une grille 24 comportant de larges ouvertures de passage. En dessous de l'extrémité 16 de la paroi 12 est dispo- sée une grille 25 pour délimiter, entre cette extrémité 16 de la paroi 12 et le fond 6 de la partie inférieure 4 un réceptacle 26. Enfin, le sommet 3 tel qu'il a été mentionné précédem- ment, de la partie supérieure 2, présente une courbure 33 & évolution progressive de façon qu'il puisse permettre de rejoindre les bords du conduit 22 & celui de l'ori- fice 10. Cette partie courbée 33 du sommet 3 de cette partie supérieure 2 comporte avantageusement des moyens de refroidissement contr 16 és schématiquement illustrés en 34, et qui peuvent 8 tre alimentés par une source d'éner- gie 35, comme par exemple la batterie ou le générateur électrique dt véhicule auxquels pourrait être associé un tel gazogène. Ces moyens de refroidissement qui peuvent étre par exem- ple des cellules à effet Pelletier Ils pourraient 8 tre constitués d'autres-moyens de refroidissement tel que par exemple des refroidisseurs à fluide ou à air et, dans ce cas, la surface courbe 33 peut comporter en plus des alvéoles 41 domme illustrés schématiquement sur la figure 1, pour augmenter la surface d'échange thermique et donc favoriser la condensation des impuretés. Enfin, il est bien évident qu'un tel gazogène ne peut pas fonctionner sans une amenée de comburant, en l'oc- currence l'air ambiant, et c'est pourquoi il comporte un certain nombre de tuyères 36,37 faisant communiquer l'extérieur 39 de l'enveloppe 1 avec la portion inté- rieure de la paroi 12 au niveau de l'étranglement 17. Enfin, les gaz de combustion qui sont produits, sont récupérés par exemple au sommet de l'espace annulaire par des tubulures 40. Le gazogène décrit ci-dessus fonctionne de la façon sui- vante: Par l'ouverture 10, la trappe 8 ouverte, on introduit à l'intérieur de la parpi 12 le carburant comme par exem- ple des résidus de bois pour remplir complètement le volume délimité par sa paroi 12, l'étranglement 17 re- tenant le bois pour l'empocher de tomber vers la grille 25 Au moyen par exemple d'une trappe accessoire non représentée sur la figure, le feu est mis à ce bois et la combustion commence à se produire au niveau de cet étranglement 17 entretenue par le comburant, en l'oc- currence l'air qui arrive par les tuyères 36,37,38 Le bois se consumant, tombe lentement vers la grille qui retient les bois non brdlés et laisse passer les cendres qui sont récupérées dans l'espace 26. La tubulure 40, qui est généralement reliée à un moteur à combustion, produit une aspiration des gaz qui sont produits par la combustion du bois, et permettent aussi de faire fonctionner oe moteur. Pour améliorer le fonctionnement d'un tel gazogène, la base de cet espace 15 peut ttre remplie par exemple de moyens filtrants comme du charbon de bois qui permet d'éliminer une partie des impuretés, ainsi que l'eau produite par la combustion. Bien entendu, après la sortie de la tubulure 40, il est avantageux de placer un certain nombre de filtres sta- tiques ou dynamiques, afin d'épurer complètement les gaz produits avant de les envoyer vers le moteur à com- bustion, pour éviter qu'il s'encrasse. Comme mentionné précédemment, quand on utilise un car- burant, comme par exemple du bois, il se produit un certain nombre d'impuretés volatiles à une certaine tem- pérature et qui sont le résultat de la combustion Ces im- puretés ont tendance, du fait de la chaleur, à s'élever et à se localiser vers le sommet de l'enceinte 7 Ces impure- tés, sous forme de vapeur, sont alors condensées sur la paroi, notamment de la partie 33 du sommet 3, cette con- densation étant favorisée par les moybns de refroidis- sement 34 Les condensats qui se sont formés sur cette paroi s'écoulent par effet Coanda le long de cette paroi pour être récupérés dans la gouttière 22 et Otre évacués par les conduits d'évacuation 27,28 vers le récipient 31. Enfin, par l'ouverture 11, la trappe 9 ouverte, il est possible de nettoyer le gazogène en enlevant les cendres qui se sont produites et qui se sont accumulées dans l'es- pace 26. On voit donc qu'avec une structure de gazogène tel qu'il a été décrit cidessus, il est possible de faire fonctionner ce'gazogène,sans interruption pour nettoyage ou intervention, pendant un temps important, car il permet d'évacuer les produits solides résultat de la combustion par la trappe 9, et les produits de la combustion sous forme vapeur en les condensant et -5 en les évacuant au niveau de la gouttière 22 Cette condensation permettant de réaliser un piège pour ces corps étrangers qui, de ce fait, ne sont pas dirigés vers le moteur à combustion et contribuent à minimiser son encrassement, et il peut donc fonctionner pendant une durée de vie plus importante que les moteurs alimen- tés par les gazogènes de l'art antérieur. Il est bien évident qu'un tel gazogène peut être destiné à etre accouplé notamment à un véhicule à moteur à com- bustion afin de l'alimenter en carburant. Un tel mode de réalisation est illustré sur la figure 2 qui représente, à titre d'exmple, un assemblage dtun gazogène avec un tracteur. Plus précisément, la figure 2 représente une vue en perspective d'un gazogène 50 monté en association avec un véhicule 51 comportant un moteur à explosion. Ce véhicule est, dans ce mode d'illustration, constitué par un tracteur. Il apparatt, notamment sur le gazogène, les deux parties 2 et 4 respectivement supérieure et inférieure formant l'enveloppe 1 du gazogène 50, les conduits 27,28 d'éva- cuation, des goudrons(recueillis dans la gouttière 22), ainsi que les deux trappes d'accès, respectivement 8 et 9, permettant de remplir le gazogène en carburant et de nettoyer ce gazogène des cendres produites. Les tubulures 40 (fig l) sont connectées dans ce cas à une pluralité de filtres 52,53 qui sont des filtres statiques, par exemple du type à papier, et éventuellement à un filtre dynamique 54 qui permet d'téliminer les particules qui resteraient en suspension dans le gaz de combustion. Avant d'arriver au moteur à combustion, les gaz produits sont refroidis, notamment dans des parties 55,56, et un re- froidisseur 57 qui permet de ramener la température de ces gaz à la température ambiante, c'est-à-dire la tem- pérature qui permet un bon fonctionnement du-moteur à combustion. Il est bien évident qu'un tel gazogène est un appareil relativement encombrant, qui n'est utilisé, notamment en association avec un tracteur, que lorsque cela est absolument nécessaire. C'est pourquoi il est avantageux de pouvoir accoupler et/du désaccoupler très rapidement et facilement un tel gazogène du véhicule sur lequel il est destiné à être associé. En revenant plus particulièrement à la figure 1, celle- ci représente un mode de réalisation d'accouplement qui permet d'effectuer les opérations mentionnées ci-dessus en toute facilité, et le plus rapidement possible. Ces moyens d'accouplement 60 (figure 1) comprennent deux pattes 61,62 solidarisées de l'enveloppe 1, et plus par- ticulièrement par exemple de la partie inférieure 4. Ces deux pattes 61,62 sont aptes à venir encadrer une partie massique 63 du véhicule 51, et la solidarisation finale est obtenue par une goupille 64 qui traverse respectivement dans des orifices 66 spécialement aménagés & cet effet, les deux pattes 61 et 62, ainsi que la partie massique 63. Ce système d'accouplement 60 est relativement suffisant. Cepenrdant, dans un souci de sécurité, la partie supérieure 2 de l'enveloppe 1 est maintenue par rapport au véhicule 51 par exemple au moyen de barres directrices 65. Le système d'accouplement peut comporter deux barres sta- bilisatrices 65 montées de-part et d'autre de ce gazogène et leur système d'accrochage est constitué par un système & goupille qui permet la rapidité et la facilité de la fixation. R E V E N D I CATI O N S 1/ Gazogène, caractérisé par le fait qu'il com- prend une enveloppe fermée ( 1), dite extérieure, déli- mitant une enceinte ( 7), cette enveloppe comportant deux parties, une première partie dite supérieure ( 2), et une seconde dite inférieure ( 4), une paroi intérieu- re ( 12) de forme sensiblement cylindrique disposée à l'intérieur de ladite enveloppe pour former entre sa sur- face extérieure ( 13) et la surface intérieure ( 11) de ladite enveloppe ( 1) un espace sensiblement annulaire ( 15), ladite paroi inférieure se terminant vers la par- tie dite basse par une embouchure ( 17) en forme d'étran- glement, au moins un conduit d'amenée ( 36,37) de com- burant débouchant sensiblement au niveau de ladite em- bouchure ( 17), une membrane ( 20) circulaire fermant le- dit espace annulaire, sensiblement au niveau et vers ladite partie supérieure de façon à former une gouttière ( 22) apte à récupérer les condensats se formant sur le sommet de ladite partie haute, et des moyens d'évacua- tion ( 27,28) faisant communiquer ladite gouttière avec l'extérieur ( 39) de ladite enveloppe ( 1)o 2/ Gazogène selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ladite partie supérieure ( 2) comporte un couvercle ( 3) comportant une partie courbée ( 33) fi- nissant au niveau de ladite gouttière ( 22). 3/ Gazogène selon la revendication 2, caractérisé par le fait qu'il comporte des moyens de refroidissement ( 34) sensiblement d'une partie de ladite partie courbée ( 33). 4/ Gazogène selon l'une des revendications précé- dentes, caractérisé par le fait qu'il comporte des moyens d'accouplement ( 60) avec un véhicule. / Gazogène selon la revendication 4, caractérisé par le fait que lesdits moyens d'accouplement ( 60) comportent au moins deux pattes ( 61,62) solidaire de la- dite enveloppe aptes à venir emprisonner une partie com- plémentaire ( 63) dudit véhicule. 2-526037 6/ Gazogène selon la revendication 5, caracté- risé par le fait que lesdits moyens dsaccouplement com- portent des moyens de solidarisation ( 64) desdites pat- tes ( 61,62) avec ladite partie complémentaire ( 63). 7/ Gazogène selon l'une des revendications 4 à 6, caractérisé par le fait que lesdits moyens d'accou- plement comportent au moins une barre ( 65) de stabili- sation apte à relier ladite enveloppe à un point du véhicule. 8/ Gazog&ne selon l'une des revendications 2 a 7, caractérisé par le fait que ledit couvercle compor- te des alvéoles ( 41). 9/ Gazogène selon la revendication 7, paracté- risé par le fait que ladite barre ( 65) de stabilisation est fixée par goupille sur ladite enveloppe. / Gazogène selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que ledit espace annulaire ( 15) comporte une tubulure de sortie ( 40), des moyens de connexion de ladite tubulure apte à relier ladite tubulure à un moteur à combustion. 11/ Gazogène selon la revendication 10, carac- térisé par le fait que cesdits moyens de connexion com- portent au moins l'un des éléments suivants: filtre statique ( 52,53), filtre dynamique ( 54), refroidisseur ( 57) 3 o