CHAPITRE Xni
LIS APPAREILS AUXILIAIRliS
Un gazogène ne se compose pas uniquement de la cuve, où se fait la combustion. Elle est la partie essentielle; mais les appareils auxiliaires présentent un très grand intérêt, et, dans certains cas, ce sont ceux qui demandent Tétude la plus délicate.
L'installation d'un gazogène, ou d'une batterie de gazogènes, comporte Texamen de différents sujets.
Il faut fournir, au gazogène, le combustible, la vapeur d'eau, quand on en emploie, éliminer les scories et les cendres, puis, le grand problème, le plus souvent, est Tépuration du gaz. Enfin, il y a lieu de s'occuper, tout particulièrement, de la circulation, dans les conduites, de Tair et du gaz et des appareils de mesure et d'emmagasinage, c'est-à-dire des compteurs et des gazomètres.
I/enlèvement des cendres et scories ne présente un réel intérêt que lorsque les gazogènes sont en batterie. Encore n'y a-t-il là aucun problème délicat.
Une très bonne disposition, quand le terrain s'y prête, est d'installer une galerie au-dessous du gazogène, afin de pouvoir verser directement, dans des wagonnets, les résidus de la combustion.
D'une fagon analogue, Talimentalion en combustible n'a d'intérêt que lorsqu'il s'agit de grandes installations.
LES APPAREILS AUXILLVIRES :jj5
Quand les gazogènes sont en fosse, il est facile d'amontM' le charbon à proximité de leurs ouvertures, en réservant un tas de conibu3tible auprès des générateurs, ou bien en le recevant par des wagonnets.
On règle, à ce sujet, la profondeur de la fosse, de façon à ce que la porte de chargement du gazogène soit de 0",60 environ au-dessus du sol.
Lorsque les gazogènes sont en élévation, il convient d'établir un plancher spécial, pour effectuer le chargement.
On pourra lui donner une étendue suffisante pour y ménager un approvisionnement, installer des élévateurs ou différents dispositifs de transporteurs.
J'ai montré une installation semblable, avec plusieurs gazogènes.
On peut aussi songer à remplir automatiquement la cuve -des gazogènes.
Cela présente un très grand avantage, celui de donner de la ■continuité à Talimenlation de Tappareil, d'éviter les variations que la qualité du gaz subit à chaque période de chargement, à cause du refroidissement ainsi produit dans la masse de combustible et d'une plus grande quantité de vapeur d'oau ^t de produits volatils mélangés au gaz, aux périodes qui suivent immédiatement le chargement.
On peut, il est vrai, réduire beaucoup ces inconvénients, en faisant très fréquemment les chargements, et en disposant, au-dessous des gazogènes, de très vastes trémies.
Lorsque les gazogènes marchent par aspiration, et en combustion renversée, le problème est élémentaire. 11 suffit qu'un appareil automatique remplisse la trémie au-dessus du gazogène. Elle peut môme rester ouverte, comme je l'ai montré dans un gazogène, pourvu que la couche de charbon soit épaisse, et que l'air provienne, de préférence, du réchauffeur d'air.
Quand les gazogènes marchent, en combustion directe, par aspiration, on peut espérer un résultat analogue, si la prise -de gaz se fait à une zone où la température est suffisamniont
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élevée, pour que le combustible puisse y brûler, au cas accidentel où de l'air pénétrerait par la trémie de chargement.
II faut, pour l'éviter, que la hauteur du combustible traversé soit très grande.
Quand on marche avec insufflation d'air, le problème devient plus délicat, et la nécessité des trémies étanches rend le chargement automatique plus difficile.
On a pu songer aussi à perfectionner les appareils de chargement dans un autre but que de rendre le chargement automatique, dans celui, par exemple, d*avoir des appareils de fermetui*e très étanches, ce qui est nécessaire surtout quand on marche par l'aspiration du moteur, ou d'étendre le combustible d'une façon régulière dans la cuve, ainsi qu'il y a un grand intérêt à le faire.
Je citerai à ce sujet deux appareils k chargement.
CHAHGEUR BILDT
L'appareil de chargement de M. Bildt, qui a été décrit dans VIron Age et \ Engineering^ a pour but de donner une continuité absolue à Tintroduction d'un combustible dans un gazogène et d'étendre le combustible proportionnellement à la surface.
Il répond ainsi k deux nécessités.
Si, en effet, d'une part. Ton charge très fréquemment un gazogène, on s'impose un travail et une surveillance très onéreux; si, au contraire, on espace les chargements, chaque nouvelle masse do combustible amène des gaz de distillation, refroidit le haut du gazogène et produit, pour ces deux causes, de sensibles variations dans la qualité des gaz produits.
Le résultat est surtout mauvais quand ces gaz vont à des fours, parce que Ton n'emploie généralement pas de gazomètres, ni même de grands réservoirs et de longues conduites, où le mélange puisse se faire.
i.p:s appareils auxiliaires arn
Dans ces conditions, si le gaz vient au four moins riche que la puissance pour laquelle le dosage de Tair est calculé, il y a un excès d'air, la température se trouve abaissée et les tôles peuvent se trouver oxydées. Si, au contraire, le gaz est plus riche, il brûle d'une façon incomplète au grand détriment du rendement.
M. Bildt estime aussi qu'il y a un très grand avantage h ce que le charbon soit répandu dans l'intérieur du gazogène suivant une couche bien horizontale ; il estime que, s'il y a plus de charbon d'un côté que de l'autre, ou plus sur les bords qu'au milieu, ces inégalités variables tendent à modifier la hauteur de couche des charbons traversés, influencer ainsi et généralement en l'appauvrissant, la richesse du gaz, et il peut même se produire des cheminées qui sont encore plus nuisibles.
L'appareil qu'il a imaginé se compose d'une double trémie, dont la principale est constamment remplie de combustible et placée sur le sommet du gazogène, comme les trémies de chargement habituelles, et, comme celles-ci, se termine, en bas, par un cône. La ligure 191 montre l'ensemble de cet appareil installé sur un gazogène: la figure 192, une vue du gazogène pris à 90\
Le charbon est versé, k la main, dans la trémie /, d'où il s'écoule dans la trémie principale. Une trappe, figurée en A, permet d'interrompre la communication.
La trémie principale est traversée, par une tige c, guidée extérieurement, dans le manchon m, et intérieurement en n. Cet arbre c a le double objet d'entraîner, par des palettes /, /, le charbon qui est dans la trémie et d'empêcher, ainsi, des vides de se produire et, en outre, de faire tourner le cône distributeur hb\ sur lequel il est boulonné en A.
Cet arbre c est lui-môme solidaire d'un galet d qu'entraîne une vis, mue par un arbre de transmission, avec changementde vitesse, figuré en e, ce qui permet d'accélérer, ou de retarder, l'introduction du combustible suivant les besoins.
La figure 193 montre le détail <le celle transmission.
3;-j„ LES ax/tx-k^E"
\a- charbon glisse entre la Irt-niie el le cône, sur lequel i! esl amem- par un entonnoir. Ce cône, représenté en plan i/i». 195 , et en deux coupes 'yîy . 1!»6 cl 197 . se compose d'un premier cône BB. ayant une pente très légère et terminé par
deux surfaces /tfi' dilTiVentes, suivant le secteur considéré et ayant, toutes deux, des inclinaisons variables. On voit, dans la figure 7. qu'à partir du rayon 1 jusrju'auj rayon 10 la pente de la surface i vu constamment en croissant, celle-ci étant verticale en t(i,
]a figure 107 montre sa pente, suivant le rayon 7. et la lifîure 196, suivant le rayon 4.
LKS AI'PARKII.S AUX1I.I.VIHK:S
Du rayon 10, aux trois secteurs suivants, 10-11, Il-l'i, 12-1, le cône B n'est plus terminé par une surface tendant à distribuer le charbon extérieurement. Celui-ci tombe sur une
Tu., loi. — Coupe du haf di
surface A', netlcment représenti'e {/iff. \dô), qui joue le rôle d'entonnoir distribuant le charbon vers le centre du ga/ogène, et cela de plus eu plus du rayon 10 au rayon 1.
Pour le calcul des pentes de ces surfaces A, A', M. Bildt a construit une spirale, représentée {/ig. 198), telle que, en
.150 LKS r.AZOCiÈNES
chaque point, l'angle du rayon vecteur est proportionnel au carré du rayon, de façon que, pendant le même temps, la surface couverte soit constante.
Enfin, il est nécessaire de faire varier la distance entre le cône distributeur A, h\ et la trémie superposée, suivant la grosseur du combustible employé. On lobtient très facilement avec un écrou X, qui permet de relever l'arbre c et le cône avec lequel il est lié.
Cet appareil peut donner de fort bons résultats, et M. Bildt déclare avoir des témoignages confirmant la parfaite régularité du gaz produit. Il semble assez simple et bien imaginé. Il ne faut cependant pas oublier que les gaz ont tendance à suivre les parois du gazogène et qu'il vaut mieux que la couche supérieure du charbon affecte ime forme concave. C'est une petite critique.
FERMETURE HERMÉTIQUE DOUGE
MM. Dougc frères, qui sont concessionnaires des brevets du gazogène Taylor, en Suisse et dans l'Est, ont fait breveter un dispositif spécial, pour la fermeture dts gazogènes, qu'ils ont appliqué à celui-ci.
On sait l'importance considérable qu'il y a dans une bonne fermeture de l'orifice, par où se charge le charbon.
Il peut, en effet, entrer de l'air dans le gazogène, surtout lorsque celui-ci fonctionne par aspiration, comme le gazogène Taylor, et ces rentrées d'air sont particulièrement graves^ quand elles sont au-delà de la masse du combustible au rouge, et que, par conséquent, l'air ne peut que se mélanger au gaz à une température presque toujours trop froide pour brûler.
C'est le plus dangereux des inconvénients que peut présenter un gazogène, car les explosions peuvent avoir lieu ensuite dans les conduites de gaz, d'autant plus facilement qu'il
LES APPAREII^ AUXILIAIRES 301
y a toujours à craindre, dans celles-ci, un retour de flamme du moteur pour venir allumer le mélange.
Les gazogènes fonctionnant par aspiration, ayant ainsi besoin de fermeture hermétique, il est nécessaire qu'il ne puisse pas s'inlercaler de combustible entre la porte et le plateau sur lequel elle s'appuie.
Aucun mode de fermeture ne convient mieux, à cet effet, que celui qui est formé par un plateau, appuyant sur une glace, et venant, tour à tour, recouvrir l'ouverture ou s'éclipser pour la découvrir.
C'est ainsi, en particulier, qu'est installée la fermeture du gazogène Taylor; mais encore faut-il, pour que cette fermeture soit hermétique, que le plateau soit guidé par son centre de gravité, afin qu'il appuie également sur toute sa surface et que l'axe vertical autour duquel il tourne soit rigoureusement parallèle à l'axe de l'ouverture.
MM. Douge frères ont réalisé une fermeture de ce type, par un procédé ingénieux représenté {fig. 199, 200, 201, 202). Le plateau est percé, sur Taxe de son centre de gravité, d'une encoche, dans laquelle vient pénétrer un tenon, de sorte que le plateau est solidaire du bras qui sert à le manœuvrer, et ce bras est fortement appuyé, par un ressort, de bas en haut.
De cette sorte, le plateau «st aussi constamment appuyé sur la surface de la glace, et le jeu,. entre le tenon et le plateau, permet à celui-ci de se déplacer constamment dans le même plan, quand même Taxe, autour duquel est entraîné le bras qui le dirige, ne serait pas rigoureusement normal au plan de la glace.
La ligure 199 représente cet appareil, vue par en dessous, dans la position de fermeture; la figure 200 est une coupe verticale. Dans ces deux figures, le plateau obture complètement l'ouverture du gazogène.
La figure 201 est une vue identique à celle de la figure 199, mais déplacée en plan de 90*.
La figure 202 en est la coupe. Dans ces deux figures, le plateau est éclipsé et le gazogène ouvert.
LES GAZOfiKNKS
a représente le sommet du gazogène, dont la face intérieure o est dressée parfaitement.
h est la tubulure verticale, qui peut se fermer par un couvercle et qui permet l'entrée du combustible. Dans un renflement k de cette tubulure, est placé larbre i, mû par la manette /, et relevé, par le ressort m. Cet arbre entraine le bras/i^
fl rv^.-:;.\:.y-^
amit^v. ■ ...-y-j
FiCf. 190, 200, 201, 20.'. — Fermelure I)ouf;e vui» en plan Pt en coupe dans le» posilinns cl'«»iiverlure et de fenneinre.
qui porte le tenon g engagé, comme je Tai dit plus haut, dans la mortaise /, du plateau e.
p et q sont deux butées qui limitent la course du plateau.
J'ai examiné, dans une autre partie de Touvrage, Tintérêt qu'il y avait à marcher par aspiration, ou, au contraire, à envoyer, dans le gazogène, Tair et la vapeur, soit par un compresseur, comme dans le gazogène (iardie, soit avec un injec-
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teur de vapeur d'eau, comme dans la grande majoritd des gazogènes que j'ai décrits.
Il est certain que la solution, qui serait préférable à toute autre, serait d'envoyer, non pas de la vapeur d'eau, mais des gaz brûlés.
On aurait l'avantage de supprimer la chaudière, ce qui n'est pas un petit bénéfice.
On aurait celui d'envoyer de l'acide carbonique, plutôt que de la vapeur d'eau et de ne pas dépenser, ainsi, de la chaleur pour vaporiser de l'eau, chaleur qui sera perdue, puisque, dans les gaz brûlés évacués, l'eau se retrouvera encore sou& forme de vapeur.
Enfîn, un troisième avantage, c'est que les gaz brûléspeuvent être admis, dans l'air primaire, à la haute température à laquelle ils sortent des fours ou des moteurs, et, dans ces conditions, ils serviraient puissamment à réchauffer l'air introduit.
L'injection d'air, par la vapeur des chaudières, présenle encore un grave inconvénient.
On n'est pas absolument maître de la proportion d'air et de vapeur que l'on injecte ainsi.
Evidemment, un injecteur Kœrting, ou autre, est un appareil réglable avec lequel il est facile de faire varier, dans certaines proportions, l'entrée de l'air et la quantité de vapeur*
Mais il y a des limites trop étroites entre lesquelles seulement on peut varier.
Pour montrer un exemple, je ferai remarquer que, s'il est nécessaire d'activer le feu dans le gazogène, il faudrait pouvoir envoyer de l'air pur, et que cela est absolument impossible avec un injecteur. On devra se contenter d'activer le courant d'air et de vapeur.
L'injecteur présente encore un autre inconvénient.
Pour que la délente de la vapeur transforme l'énergie potentielle, due à l'élévation de pression, en une vitesse qui permette d'entraîner l'air, il faut que la détente soit assez considérable, et l'expérience a montré qu'il ne fallait pas songer à
produire ainsi, dans les gazogènes, une pression supérieure h 20 ou 25 centimètres.
Lorsque le gaz doit traverser un grand nombre d'obstacles, de longues tuyauteries et beaucoup d'appareils d*épuration, celte pression peut devenir insuffisante, et il faut, alors, avoir recours à un compresseur.
11 en résulte une complication dans le gazogène, qui nécessite deux appareils auxiliaires, la chaudière et le compresseur, qui a, en outre, Tinconvénient d'exiger une force motrice.
Il est certain qu'il est très ennuyeux d'avoir h installer des chaudières à côté des gazogènes, et j'ai montré que, dans la plupart des gazogènes, Ton avait trouvé moyen de souder la chaudière au gazogène et d'éviter la nécessité d'un foyer spécial, en chauiïant la chaudière avec des chaleurs perdues du gazogène.
Danâ la plupart des grandes installations que je connais, la chaudière est, au contraire, séparée des gazogènes.
On emploie, de préférence, des chaudières à tubes pendentifs, et on les chaulTe fréquemment avec les poussières recueillies en criblant le charbon destiné aux gazogènes.
Il semblerait, cependant, tout indiqué d'employer, pour ces chaudières, le gaz mAme des gazogènes.
L'inconvénient, c'est que, si ce gaz vient h manquer, il faut pouvoir, néanmoins, faire de la vapcurpour mettre en route, et si certains constructeurs, comme MM. Fichet et Hcurtey, emploient des chaudières chauffées au gaz par flamme renversée, ces chaudières sont toujours disposées, pour pouvoir, en même temps, être chauffées directement avec le combustible.
Je montrerai un exemple d'une chaudière analogue en décrivant un brevet de M. Lencanchez.
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CHAUDIÈRE LEXCAUCHEZ
On voit dans les figures 203, 20i, 205, et 206, deux coupes verticales, une coupe horizontale et un détail.
Cette chaudière est alimentée soit par une grille représentée en y et à laquelle on a accès, par les deux portes représentées dans la figure 205, soit par une tuyère à gaz, représentée en 8, dans les figures 203, 204 et 205.
La cheminée d^évacuation représentée en 205, est commandée par une vanne.
Dans la figure 203 en particulier, on voit la disposition de la chaudière à tubes verticaux, sorte de chaudière Field, oxx Teau descend parles tubes intérieurs ouverts aux deux bouts, pour remonter dans l'espace annulaire et s'y vaporiser. Les gaz brûlés, après avoir traversé ces tubes, redescendent ensuite sur les côtés, pour aboutir à une chambre annulaire, d'où ils atteindront la cheminée. Ils rencontrent, sur leur passage, des colonnes verticales 3, 3, qu'ils échauffent de la chaleur, qu'ils peuvent encore abandonner.
Ces colonnes sont en fonte et représentent une disposition analogue aussi à celle des tubes Field, en ce que la vapeur et l'air qui pénètrent dans Ja chambre annulaire sont chauffés par les gaz briilés, redescendent dans la conduite intérieure pour aboutir à une boîte 4, qui communique avec la conduite venant au gazogène. L'air et la vapeur sont eniraînés dans ce mouvement par un injecteur Koerling, représenté sur la figure 203. On voit encore, sur celte figure, comment les tubes 3 dont le détail, en coupe, est donné dans la figure 206, sont munis d'ailettes intérieures, qui leur permettent de mieux céder la chaleur, accumulée par le rayonnement des briques, à l'air et au gaz qui les traversent.
On voit encore, dans la figure 203, que ces tubes sont fixés
ifï
Kh-. Îip.1 Pi ','01. — Couiips verlicBle I
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sur la double couronne 4, 5, qui constitue un double collecteur et que leur assemblage permet leur libre dilatation.
Dans les brevets, où M. Lencauchez a décrit cet appareil, il fait valoir une considération fort intéressante, c'est l'intérôt qu'il y a à souffler l'air, par Tinjecteur de vapeur, comme il le fait ici, avant que l'air soit échauffé et que la vapeur soit surchauffée. Onconçoit^ en effet, ainsi qu'il le dit, que le souffleur souffre beaucoup moins du passage de ce mélange d*air et de vapeur, qui, à haute température, le détériore très rapidement.
11 aurait pu ajouter, en outre, que le travail demandé à lu vapeur est bien moins considérable pour élever la pression de l'air quand le volume de celui-ci est plus faible, c'est-à-dire avant d'être ("'chauffé.
