I.EN OAZOOÈNES DOWSON
Il se compose essentiellement d'une cuve G {fig. 48) qui est rétrécie, à sa partie inférieure, de façon à ce que le courant d'air soit plus vif, \k où se fait la combustion.
Au-dessous de cette cuve, est le cendrier g, qui est fermé, à sa partie supérieure, par une grille horizontale, et dans lequel la vapeur arrive, d'une chaudière c, en entraînant l'air nécessaire, par l'injecteur t.
On voit, sur la môme figure, la trémie courbée qui introduit le combustible, en s 'infléchissant du 'cAté par où on doit la charger, et qui est fermée, à sa base, par un cône a muni d'un contrepoids.
En m, est le départ des gaz.
On voit, dessiné à part, le serpentin s de la chaudière, où l'eau pénètre par la tubulure e.
Dans la figure suivante {Jig. 49), on a représenté le gazomètre, qui est au-dessus d'une cuve remplie de coke et faisant fonction de scrubber.
Toutes ces dispositions ont été perfectionnées, par la suite, et il a semblé plus sage de spécialiser chai^ue détail.
C'est ainsi que, dans le même ouvrage, on représi'nte,
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et ensuite alioutissent à une conduite unique, les entraînant au gazomètre.
Cet ap|iareil Dowson est employé aujourd'hui, sans modifications essentielles, par beaucoup de maisons, par la Gasmotoren Fabrik de Deutz et ses filiales, notamment la Société de Constructions mécaniques de Moteurs à gaz de Paris, par la maison Crosslcy, par la Société de Constructions de Locomotives et de Machines de Winterthur, etc..
Fiu. aO. — InBUUalion de g»iog*De« Dowson (Élévation,'.
Fio. 51. — InilolUUûD de g«ïO)!èiitt Uonton (l'Iaii)-
[fig. SOel^y. 51)uQeiastaUation faite, à wtte époque, àla maison Crossicy, où l'on voit trois gazogènes li, alimentés par une seule chaudière, et dont les gaz passent dans trois scrubber L
et ensuite aboutissent à une conduite unique, les entrainant au gazomètre.
Cet appareil Dowson est employé aujourd'hui, sans modifications essentielles, par beaucoup de maisons, par la Gasmotoren Fabrik de Deulz et ses filiales, notamment la Société de Constructions mécaniques de Moteurs à gaz de Paris, par la maison Grossley, par la Société de Constructions de Locomotives et de Machines de Winterthur, etc.
LKS GAZOGÈNES DOWSON
Piu. AO. — iDSULIaliua ds gaiogènee DoWMin (Ëlcv
Fio. 51. — IpsWlUtioQ lie gaiOKènas l)o«5on (l'
La figure 52 montre la disposition qui est généralement employée par ces maisons.
L'appareil se compose d'une chaudière à grille, où l'eau est chaulTéedans l'enveloppe de la chaudière, se surchaulîe dans un serpentin et aboutit à un injecteur, réglé par un pointeau, de façon à venir au-dessous de la grille et pénétrer en même temps au travers du combustible, dans un certain espace vide, qui reste entre la grille et les produits réfractaires.
Fiu. 52. — Oazog'^ne Dowsoa de la Gaaniolorea F»brii de I>eutz (Coupe de gazo|^ne).
La cuve est formée d'une enveloppe en tôle ou en fonte, percée, à la partie inférieure, d'une ou deux portes, pour le décrassage de la grille.
Sur un support en fonte, repose la maçonnerie réfractaire, généralement rétrécic h sa partie inférieure, comme la cuve d'un haut-fourneau, mais qui tend cependant à se faire de plus en plus cylindrique.
Entre cette partie réfractaire et l'enveloppe extérieure, on laisse un certain jeu pour la dilatation et l'on remplit l'espace vide, avec des cendres qui sont tn-s isolantes.
La trémie est fermée par le cône que j'ai signalé et aussi par un tampon extérieur.
Le gaz, en quiltaiil le ga/ogène, ne passe généralement |ias dans un récupérateur. Il est conduit, d'abord, dans un tuyau
LES GAZOGÈNES DOWSON 165
vertical en fonte, qui vient pénétrer de quelques centimètres dans l'eau d'un bassin étanche et rempli jusqu'à demi-hauteur.
C'est un joint hydraulique, qui a le double but de retenir les poussières combustibles entraînées et d'empêcher tout retour du gaz dans le gazogène.
On comprend, eu effet, que l'air et le gaz étant sous pression de quelques centimètres dans le gazogène, si, pour une raison quelconque, cette pression venait à cesser, l'eau, dans laquelle plonge le tuyau vertical, monterait immédiatement et s'opposerait au passage du gaz d'une façon absolue.
C'est généralement sur cette première conduite verticale qu'est placé un robinet permettant, par son ouverture, de donner accès à une cheminée, qui permet de faire fonctionner le gazogène simplement comme un poêle et sans vapeur d'eau, quand l'on ne désire pas utiliser le gaz et que l'on se contente de maintenir la combustion dans le gazogène.
Sur cette conduite, est encore indiquée, dans le dessin, une prise de gaz, par un petit tuyau et un robinet, qui permettent de constater, par l'aspect de la flamme, la quantité du gaz et s'il convient de modifier les proportions de vapeur et d'air, ou bien encore, lorsque l'on abandonne l'allure lente et que l'on fait fonctionner à nouveau l'injecteur pour produire du gaz combustible, si celui-ci a bien atteint la qualité convenable et si l'on peut fermer le robinet conduisant à la cheminée, de façon à utiliser le gaz.
En sortant du joint hydraulique, le gaz est conduit à un filtre que l'on voit très nettement dans la figure.
Ce filtre se compose essentiellement d'une cuve dont les cloisons horizontales sont percées de grandes ouvertures rectangulaires, sur lesquelles sont placés des tiroirs, en tôlç ajourée, ou bien en toile métallique, et qui sont remplies de corps à l'état divisé, en formant ainsi des filtres.
Le tout est enveloppé dans une caisse en tôle ou en fonte, et généralement, comme le représente la figure, le filtrage se fait d'abord, de haut en bas, pour se continuer, dans l'autre moitié
de Pappareil, de bas en haut, grâce à une cloison verticale médiane.
Des portes latérales permettent de retirer les tiroirs et de changer la matière qu'ils contiennent.
Enfin, en général, dans ces appareils d'épuration, il y a plusieurs tiroirs superposés, alors que la figure ci-joint représente quatre tiroirs sur le môme plan.
On met dans ceux-ci soit du grésilion de coke, soit de la paille, ou des fibres de bois, soit delà mousse, soit de la sciure, soit quelquefois des compositions spéciales à base d oxyde de fer.
Celles-ci sont destinées à retenir les sulfures d'hydrogène, dont la présence, dans le gaz, peut être très préjudiciable.
Bien entendu, l'importance de ces appareils d'épuration et le choix des matières qui y sont introduites dépendent beaucoup de la qualité du combustible employé.
Lorsque l'on utilise des cokes et que Ton ne craint pas les sulfures, il suffira quelquefois de filtrer le gaz sur des déchets de coke, où il abandonne ses poussières.
Au contraire, avec certains gaz, on préfère des filtres très serrés, et même quelquefois on superpose différents produits, comme, par exemple, du coke d'abord, des fibres de bois ensuite, et des mélanges chimiques au-dessus de la colonne.
En sortant de cet épurateur, le gaz est amené au bas d'une grande colonne, remplie, en général, de gros coke et que l'on appelle scrubber. Celle-ci, bien visible en coupe dans la figure, est caractérisée par un vif courant d'eau, qui tombe, en pluie, du haut jusqu'au bas de la colonne et s'étale sur le coke.
Cet appareil a le double but de contribuer à l'épuration et de refroidir le gaz.
Souvent on remplace le coke par des boules de verre ou des débris de briques. Quelquefois même on ne met rien du tout, et on se contente ainsi de faire passer les gaz de bas en haut en sens contraire du courant d'eau qui les lave et les refroidit.
LES GAZOGÈNKS DOWSON 167
Ces appareils auxiliaires, dont je parlerai dans un chapitre spécial, ont un intérêt tel qu'il est préférable, le plus souvent, d'employer un gazogène très sommaire, comme le gazogène Dowson, mais de bien combiner et bien disposer les appareils d'épuration, plutôt que d'employer des gazogènes plus perfectionnés.
Un des exemples remarquables d'une très heureuse installation est celui des eaux de Bâic, dont je montrerai les dessins dans le chapitre XV.
J'y décrirai de môme l'installation très intéressante de Embrach, où Ton verra un gazogène absolument semblable construit par la Sociétés des Locomotives de Winterthur.
Il semble encore aujourd'hui que, lorsque l'on a à employer du coke, ce gazogène, dans sa simplicité, est préférable à tout autre. Même pour l'cimploi des anthracites et des charbons maigres, il suffit de donner un peu plus d'importance aux appareils d'épuration, qui, avec du bon coke, peuvent être très sommaires.
GAZOGÈNE PIERSON
MM. Pierson, qui représentaient en France le gazogène Dowson, construisent aujourd'hui le gazogène Pierson.
La figure 53 en donne une coupe. L'air et la vapeur d'eau sont amenés, par une tubulure horizontale entourant la conduite de départ des gaz, formant ainsi un récupérateur sommaire. De là ils pénètrent dans la chambre extérieure BB, où ils s'échauffent, à 180° environ, au contact des parois, par la chaleur perdue par le foyer.
MM. Pierson pensent que c est une économie de chaleur perdue et que le matelas d'air protège le gazogène. Il conviendrait peut-être mieux d'utiliser seulement les chaleurs perdues des gaz sortant du générateur et de protéger mieux les parois du gazogène. En pratique, les échanges de chaleur de
168 ^*-^ GAZOGÈNES
gaz & gaz sont difficiles; mais, parait-il, l'appareil marche fort bien ainsi.
La chambre B est limitée par une paroi A, enveloppe démontable par panneaux, avec soufflet de dilatation en haut et regards.
L'air et la vapeur traversent la grille E que l'on peut dé-
Vk. ,ï3. — Coiipfl Je KSiogÈnc Pierson.
crasser par les portes G, G, et pénètrent dans le combustible. Le charbon est introduit par la trémie F, à clapet et à couvercle, dans le foyer formé par la chemise réfractatre C, et où un ringard peut être introduit pour briser les voûtes qui pourraient se former. La combustion atteint des températures très élevées près de lagrille; mais, comme dans tous les gazogènes.
LE GAZOGÈNES DOWSON
les giiz se refroidissent en se carburant dans la partie supc^rieure du charbon et sortent seulement à 450** environ. Kn somme, le gazogène Pierson est un Dowson sans modifi-
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cations essentielles, sauf, paraît-il, des transformations récentes qui le rapprocheraient du type Crossley, que je décrirai plus loin. Mais je ne possède, à cet égard, aucun document.
Ce qui semble surtout avoir vté étudié par MM. Pierson, qui mérite une description, c'est la disposition d'ensemble.
Je signalerai ici celle des tramways de Cassel,
Deux gazogènes semblables sont visibles côte à' côte snr la
figure 54. Celte figure, ainsi que les figures 55 et 56, montrent les épurateurs physiques, scrubbers à coke avec filet d'eau, assez larges de section pour que les gaz circulent au maximum à la vitesse de I^îÔO, et ensuite les épurateurs chimiques, filtres destinés surtout à retenir Thydrogène sulfuré dont l'effet est si pernicieux sur les moteurs. Les gaz vont enfin h la cloche oîi ils s'accumulent.
Evidemment ce luxe d'épurateurs rend l'installation plus onéreuse et plus encombrante ; mais il donne toute sécurité pour la bonne marche du moteur en supprimant tout danger d'encrassement du cylindre et des soupapes. En outre, et ceci est capital, il permet l'emploi des houilles maigres des divers bassins houillers et n'astreint pas l'usage à l'emploi des anthracites anglais, dont le prix élevé compense en partie l'économie de l'appareil.
MM. Pierson estiment la dépense par cheval-heure à 650 grammes. La figure 55 montre encore la grande longueur des réchauffeurs, la disposition des chaudières, celle d'un plancher supérieur où sont logées ces chaudières et qui permet la charge facile des gazogènes; enfin l'installation de trois moteurs de 26 chevaux chacun.
Ces gazogènes fonctionnent plusieurs mois sans arrêt. Un jeu de manomètres tient d'ailleurs au courant du moindre encombrement qui pourrait se produire dans la circulation et la multiplicité des machines (trois moteurs et deux gazogènes pour 75 chevaux) permettrait, en cas d'accident, surtout, grâce à l'importance du gazomètre, de remédier sans causer aucun embarras et aucun arrêt de marche.
A noter, comme document pour le débat ouvert sur la préférence à accorder aux puissants moteurs monocylindriques, cette installation où, pour 75 chevaux, l'on emploie trois moteurs de 25 et. deux gazogènes.
Des essais sur un gazogène Pierson ont, paraît-il, montré une constance remarquable dans le pouvoir calorimétrique du gaz pauvre. Le chiffre moyen obtenu était de 1.310 calories, chiffre indiqué au calorimètre Junkers.
Ce gaz était oblcnu au moyen du charbon maigre « Braisetle La Grange », d'Anzin, qui contenait 8 à 10 0/0 de cendres à 10 fl/0 de matières volatiles. Les écarts, à plusieurs heures d'intervalles, n'atteignent pas. !.'> Citlories.
fi.\ZOr,ft\E TASGYE
Le gazogène Tangye est aussi du type Dowson.
Il emploie du coke ou des anthracites; quelques détails le
Fie. 57. — InsUllaUon d'un BBioKéin! Tangue (Coupe verticale).
différencient cependant des appareils le plus généralement employés.
17t I.EK (JAZOfifeNES
La figun- r»? montrfi une cnupp en long, ot la figure 58 l'ensemble d'une installation.
On remarque, dans la ligure 57, que le charbon est charg*5 au préalable dans une longue trémie figurée en C, dans laquelle il s'échaniïe graduellement avant de descendre dans le gazogène, ce qui produit, dans celui-ci, une alimentation régulière et permet de ne pas avoir, k la trémie, une double fermeture, par en haut et par en bas. La trémie n'est en etTet fer-
mée que par un tampon H, qui est manunivré it la main avec un levier vertical bien visible sur les figures.
Cette disposition est triïs particulière; elle est beaucoup plus avantageuse que celle oii le charbon est jeté en quelque sorte par k trémie sur le combustible qui s'étale au-dessous d'elle en laissant un vide et, avec les hautes températures que le coke conserve jusqu'en haut du gazogène, il est difficile de mettn', dans les appareils devant fonclionner au coke, des cônes assurant le contact du combustible versé dans la trémie et de la couche supérieure dans le gazogène.
Pour éviter que le combustible ne refoule dans le canal de
LES GAZOGÈNES DOWSON 175
sortie des gaz, on a installé, dans le gazogène Tangye, un barrage déflecteur D, qui maintient le combustible.
Ce qui caractérise encore cet appareil, c'est que Tair et la vapeur se réchauiïent, d'abord, dans la conduite M, de sortie des gaz, et ensuite comme dans le précédent gazogène, dans la paroi même où est ménagée une tuyauterie V.
Cela conduit à une ingénieuse disposition de Tinjecteur P, qui se trouve, ainsi, placé au haut du gazogène, et, comme celui-ci est toujours installe dans une fosse, Tinjecteur est au-dessus du sol de l'usine à la portée de la main.
Dans le gazogène Tangye, on n'a pas cherché à récupérer la chaleur entraînée, par les gaz combustibles. On s'est contenté de refroidir ceux-ci en les faisant traverser un Cooler, bien visible, sur la figure 50.
On voit encore, dans celle-ci, l'arrivée de la vapeur venant de la chaudière, qui est représentée dans la figure 58, et aboutissant à une tubulure repliée U, où elle se surchauffe d'abord pour aboutir, par la tubulure T, à l'injecteur. Puis, air et vapeur suivent le mouvement des flèches, par le conduit N et la tuyauterie horizontale V, pour aboutir au-dessous des grilles.
Les gaz combustibles, après avoir traversé le cooler, où ils réchauffent de l'eau qui sera ensuite envoyée au scrubber, traversent une boite inférieureetde larges conduits, où les goudrons et leau de condensation peuvent se déposer et être facilement retirés. C'est dans ces conduits qu'est interposée la vanne, qui peut permettre d'interrompre le mouvement des gaz, notamment quand l'on désirera marcher en allure lente sans injecteur et que l'on ouvrira le robinet Y, qui permet aux gaz brûlés de s'échapper par la cheminée.
Le gazogène Tangye, fréquemment employé en Angleterre, a été appliqué en France, dernièrement, pour l'alimentation de moteurs à gaz destinés h l'usine élévatoire des eaux de Bercksur-Mer. L'usine est installée depuis 1896, et fonctionne depuis cette époque sans aucun accident. U y a deux groupes de gazogènes, ayant chacun leur générateur et leur refroid isseur
176 LES CfAZOafeNES
indépendant et dont les gaz aboutissent dans un épurateur commun avant de se rendre au gazogène refroidis et nettoyés. Le combustible fourni est du coke ordinaire d'usine à gaz, d'assez médiocre qualité, laissant d'importants mâchefers, sans qu'il semble que la consommation en ait souffert. Celleci, en effet, a été relevée de 0'''^,41 1 de coke par cheval-heure indiqué, ce qui est évidemment tros avantageux.
GAZOGÈNE DUPLEX
La Compagnie Duplex construit un gazogène pour les installations de moteurs à gaz pauvre. Il diffère peu des précédents et est plutôt caractérisé par l'absence de chaudière, la récupération des chaleurs perdues par Tenveloppe extérieure de la cuve et l'emploi de grilles mobiles glissant sur des galets.
La suppression des chaudières remplacées comme dans le gazogène Duplex, le gazogène Genty et différents autres par une récupération de chaleur des gaz dans le gazogène et h la sortie de celui-ci, présente d'abord l'avantage de ne pas exiger une surveillance spéciale et un encombrement supplémentaire, elle présente un autre avantage très important, à mon avis, c'est une sorte d'autorégulation de la quantité de vapeur introduite avec l'air primaire. Il est évident, en effet, que, quand les gaz sortent à trop haute température, c'est que la cuve est elle-même trop chauffée et qu'une augmentation de la proportion de vapeur d'eau serait opportune. C'est précisément ce qui se produit automatiquement dans les gazogènes, comme le gazogène Duplex, puisque l'eau est chauffée essentiellement par les gaz et que ceux-ci produisent d'autant plus de vapeur que leur température est plus élevée.
De môme, le dispositif de la grille mobile semble recherché dans la plupart des gazogènes et est évidemment heureux,
LES GAZOGÈNES DOWSON 177
puisqu'il pcrmejt un décrassage facile, continu et régulier et empêche la grille de trop chauffer.
Je n'en dirais pas autant du procédé de récupération de la chaleur perdue aux parois du gazogène; c'est, à mon avis, un mauvais procédé qui ne rapporte rien et est très compliqué; les chaleurs pçrdues par les parois doivent être une très petite proportion de 2 ou 3 0/0 au plus de la chaleur totale, si Ton ne considère que Tenveloppe cylindrique dans un bon gazogène et la récupération ne peut guère permettre de retrouver la moitié de cette quantité, au prix d'une complication coûteuse et encombrante.
Il est certain que, dans des gazogènes comme celui de la compagnie Duplex, il y a des économies d'un tout autre ordre à rechercher.
La figure 59 représente une coupe d'un gazogène Duplex, et la figure 60 l'élévation de celui-ci à 90°.
L'on voit, dans la figure, que le gazogène se compose essentiellement d'une cuve en produit réfractaire V, entourée d'une chemise en tôle. Une légère couche de sable W sépare les produits réfractaircs de la chemise métallique. Une seconde enveloppe de tôle, largement écartée de la première, laisse un espace assez considérable dans lequel l'échange de chaleur, entre l'air et les gaz, doit se produire.
L'air entre par la tubulure A, circule autour du gazogène et en ressort en V, par un tuyau deux fois coudé, sur lequel il rencontre une soupape équilibrée C, qui peut interdire le passage, ou le régler. L'air, rentrant en D, vient circuler, dans une enveloppe annulaire, à la partie supérieure du gazogène, qui constitue essentiellement la chaudière. L'on en emplit la moitié d'eau, par un tuyautage d'arrivée P, qu'un flotteur règle et dont on peut surveiller le fonctionnement par un niveau extérieur Q.
L'air, ainsi chargé de vapeur, passe dans des tubes verticaux T, où il est chauffé par les gaz brûlés, sort en F, sur les côtés de la grille et pénètre ainsi dans le charbon qui, au bas du gazogène, s'étale en cône sur la grille.
LES GAZOOÈNBS
La combustion se fait en G ot les gaz brûlés sortent en H, par
^OMV»
FiG. 59. — Gazo}»ène Duplex (Coupe).
des conduits étroits, qui les serrent contre les parois de la
LES GAZOGENES DOWSON
chaudière. De là, ils traversent des tubes I, J, qui entourent
Fio. 60. — Gazogène Duplex (Élévation).
ceux qui amènent Tair pour enfin s'échapper en K.
Ces doubles tubes EF, IJ, constituent un récupérateur. L'idée de l'inventeur a dil être d'interdire les pertes de chaleur par les parois du gazogène, le récupérateur entourant celui-ci ; mais j'ai dit ci-dessus l'intérêt qu'il pouvait y avoir à éviter cette perle au prix d'une grande complication, je crains en outre que cela ne constitue un mauvais récupérateur.
Un récupérateur se compose, en général, comme la seconde partie d'une chaudière, d'une série de tubes au travers de la paroi desquels se fait un échange de chaleur.
11 y a intérêt à ce que ces tubes soient, le plus possible, voisins les uns des autres, qu'ils soient calculés de façon à ce que la surface d'échange soit la plus considérable possible et qu il soit facile de les nettoyer pour retirer les dépôts que produiront les gaz brûlés.
Or, ici, le faisceau tubulaire est annulaire, il offre le maximum de surface extérieure pour la perte aux parois, et le rayonnement.
En outre, les gaz brûlés passent entre les tuyaux concentriques ce qui rend la vidange plus difficile, et il doit se faire assez rapidement un dépôt de goudron et de suie sur la surface extérieure des tubes les plus froids.
Enfin, il faut deux jeux de tubes, pour n'utiliser réellement que la surface des tubes qui sont intérieurs, vu que le réchauffement de l'air, qui circule de A en B, ne peut qu'être insignifiant.
On voit, encore, dans la figure, l'arbre qui fait mouvoir la grille, une porte M qui permet de surveiller le foyer et un regard en mica N.
On peut aussi signaler la trémie de chargemenl, qui peut se renverser, pour ouvrir largement le gazogène, lorsque celuici n'est pas en fonctionnement, en pivotant autour de l'arbre X.
Colle trémie se charge de côté, avec la fermeture habituelle T et le cône S permet l'introduction du charbon dans le gazogène. Il est manœuvré par une bielle A, une manivelle m et un levier à contrepoids /, dont la dis[)osition permet un bon serrage.
