Gazogène Deschamps à combustion renversée» — Le

gazogène Deschamps est représenté sur la figure 103. L'appareil fonctionne par aspiration, le gaz étant appelé par un ventilateur, ce qui permet d'ouvrir, en cas de besoin, les orifices en haut de la cuve et de piquer le combustible sans interrompre la marche de l'appareil. Celui-ci

se compose essentiellement d'une cuve réfractaire a, entourée d'isolants b maintenus par une chemise en tôle c.

Cette cuve est légèrement évasée de haut en bas dans la partie supérieure où se fait la combustion. Au-dessus de cette cuve est posée une large trémie en fonte d, bien protégée contre les pertes de chaleur et n'aboutissant pas au couvercle du gazogène. Cette trémie a pour but de recevoir le combustible et de le chauffer par conductibilité, au fur et à mesure de sa descente. Elle doit être épaisse et faire volant de chaleur.

Le courant d'air et de vapeur cTeau est introduit assez profondément dans le gazogène au moyen (Tune bouteille en acier estampé.

L'air qui entre par cette bouteille a été chauffé au contact de la conduite/. La bouteille £ permet en outre, par sa partie supérieure ouverte, le passage de ringards pour le piquage.

L'ouverture supérieure se continue par celle g du couvercle fermé la plupart du temps par un tampon. Le couvercle porte, en outre, trois autres ouvertures fermées par des tampons et permettant d'introduire le combustible et au besoin de le ringarder.

Le combustible doit, en général, être chargé humide, et même une disposition peut être ajoutée permettant d'introduire goutte à goutte de Veau par le couvercle du gazogène, afin qu'elle se volatilise en même temps que se produit la distillation.

La partie basse du gazogène est entièrement métallique de façon à être étanche. Une

Fig. 103. — Gazogène Deschamps à aspiration 3 et à combustion renversée. ""*

grille articulée /supporte le combustible. Des lances/? dégagent les scories et les poussent vers le joint hydraulique par lequel on peut les enlever.

En x est figurée une grille à barreaux verticaux très larges, effilés et pendentifs, ayant pour simple but de maintenir les scories et de laisser passer les gaz combustibles, de façon à ce que ceux-ci, sortant ainsi que l'indique la flèche, soient le moins possible chargés de poussière.

En sortant du gazogène, les gaz traversent un récupérateur composé essentiellement d'un serpentin z en tube d'acier doux sans soudure. L'air pénètre par une ouverture R, munie d'un papillon de réglage, dans une chambre ménagée dans le couvercle du récupérateur et dans laquelle de l'eau est maintenue à un niveau constant, dans le but d'empêcher réchauffement du couvercle G et de mélanger de la vapeur d'eau à l'air. Le mélange pénètre par la cloche étanche D, circule dans le serpentin z pour aboutir à la tubulure f du gazogène.

Le gaz qui passe en sens contraire est dirigé par deux chemises en fonte épaisse E, F) qui l'obligent & envelopper le serpentin. Les deux chemises et le serpentin reposent sur une grille. Tout l'ensemble est maintenu par une chemise réunie à celle du gazogène, et l'intervalle est comblé par des produits non conducteurs figurés en T. Les gaz s'échappent en Q, aspirés par un ventilateur.

Il convient de citer ici diverses expériences intéressantes faites par M. Deschamps avec ce gazogène ( ! ).

On a alimenté le gazogène avec du charbon de Maries, l'un des charbons du Pas-de- Calais les plus riches en matières volatiles. On s'est servi de tout-venant contenant pas mal de fines, et l'on a ainsi marché pendant douze jours sans arrêts. On a constaté au bout de ce temps que les soupapes du moteur à gaz étaient en parfait état de propreté. La composition moyenne du gaz produit a été la suivante :

Az 59,2

Pouvoir calorifique supérieur : 1.260 calories.

En soixante heures, il a été chargé 1.718 kilogrammes de charbon qui ont fourni à un compteur à gaz 6.907 mètres cubes, ce qui fait environ 4 mètres cubes de gaz par kilogramme de charbon. On a dépensé 2.473 mètres cubes pour produire 782 kilowatts, c'està-dire 618 kilogrammes de combustible, ce qui donne 790 grammes par kilowatt. Si l'on admet pour la dynamo un rendement de 83 0/0, la dépense en charbon par cheval fourni à la dynamo est

= 480 grammes.

Sans vider le gazogène, on a continué en le chargeant avec du charbon de Seraing contenant 17 0/0 de produits volatils et 15 0/0 de cendres très fusibles. Ce charbon à coke n'avait jamais pu être employé dans un gazogène Dowson, parce qu'il gonfle, colle et que les mâchefers s'attachent aux parois. On a alimenté le gazogène pendant quatre jours et

( l ) Bulletin de la Société des Ingénieurs civils, septembre 1903 (Revue de Mécanique, t. XIV, mars 1904).

GAZOGÈNES DIVERS

quatre nuits avec ce combustible sans qu'on ait eu à constater une difficulté de marche quelconque.

D'autres essais faits sur des lignites, de la tourbe brute de densité 0,625 expédiée de Saint-Pétersbourg par les usines franco-russes et contenant 25 0/0 d'humidité, ont donné des résultats satisfaisants.

Ûuvtrfu.rc tU cà&rpaiwd tin, c&nlusl/*/* .

Jl. Lu*

~^SÀsptr#fMtt

fapif/pn règknrdel,*

fi Fprti ' i/r i&crajsage. ,

Fio. 104. — Gazogène Letombe à combustion renversée et à admission d'air centrale.

20. Gazogène Letombe à combustion renversée et à admission d'air centrale. — La figure 104 représente un gazogène Letombe à combustion renversée, qui présente des analogies avec celui de M. Deschamps. Toutefois, pour être bien certain que les hydrocarbures distillés se trouveront dansun milieu oxydant où ilssubiront une combustion préalable avant de pénétrer dans les parties les plus chaudes de la cuve, M. Letombe aspire une partie de l'air arrivant parla tuyère t au moyen d'un ventilateur i en relation par le tuyau ; et le robinet réglable 3 avec la partie supérieure de la cuve. Cet air aspiré par -le ventilateur remonte dans la cuve et produit la combustion des hydrocarbures distillés. Les produits de cette combustion anticipée, refoulés dans la tuyère centrale, repassent dans la masse du gazogène.

21. Gazogènes à double combustion. — Comme nous venons de le voir dans ce qui précède, les gazogènes à combustion directe et les gazogènes à combustion renversée ont chacun leurs avantages et leurs inconvénients. Les derniers permettent l'emploi de charbons donnant une grande quantité de matières volatiles, mais laissent échapper avec les cendres une grande quantité de combustible difficilement récupérable ; les gazogènes à combustion

• * — SrauiJroioCe

fïcujtjeur laisser

X% CbmÂuitt'on renrensee

Jmrlie ,

Sole (oettvtavzfe

re mp lace** rt£-

la. ^r elle .

Fia. 105. — Gazogène Lencauchez à double combustion.

Fio. 106. — Gazogène Fichet et Heurtey.

directe, au contraire, brûlent en majeure partie leur combustible, mais ne donnent de bons résultats qu'avec les cokes peu cendreux et l'anthracite. Pour pouvoir employer des charbons donnant à la distillation une grande quantité de matières volatiles, tout en profitant des avantages de la combustion directe, on a songé à faire des gazogènes à double combustion. Ce sont des gazogènes soufflés ou aspirés en même temps par le haut et par le bas, avec sortie des gaz combustibles par le centre ou ventre. Parmi ces gazogènes, citons ceux de la Gasmotoren Fabrik'de Deutz( { ), de M. Lencauchez ( 2 ), de Fleischer(*), de Fichet et Heurtey ( k ),Az Letombe.

22. Gazogène Lencauchez. — Le gazogène Lencauchez est représenté sur la figure 105. D'après M. Lencauchez, on obtient avec ce gazogène des gaz dont les goudrons ne sont pas entièrement détruits dans la cuve du gazogène ; mais ces goudrons se déposent facilement

0) Revue de Mécanique, t. XVII, novembre 1905, et t. XVI, mai 1905.

(a) Jd., t. XVI, mai 1905. .

(*) Id., t. XVI, mai 1905.

(*) Jd., t. XVII, novembre 1905.

GAZOGÈNES DIVERS

dans les laveurs; le gaz préparé avec des combustibles bitumineux peut être obtenu assez pur pour être employé dans les moteurs après son passage dans les scrubbers.

23. Gazogène Fichet et Heurtey. — Le gazogène Fichet et Heurtetj (fig. 106) se compose en réalité, de deux gazogènes : le gazogène supérieur à combustion renversée, ou le charbon distille ses goudrons et hydrocarbures qui, mélangés à un grand excès d'air, sont détruits par leur passage sur la zone incandescente ; le gazogène inférieur à combustion directe, qui reçoit du combustible débarrassé de ces goudrons et matières volatiles.

Fig. 107. — Gazogène Deutz à double combustion pour lignites.

Le combustible est, dès son entrée dans la partie supérieure du gazogène, guidé par des cloisons concentriques perforées pour la sortie des gaz et rafraîchies par une circulation d'eau qui les empêche de brûler.

24. Gazogène de Deutz. — Le gazogène de Deutz (*), représenté sur la figure 107, est destiné à l'utilisation des lignites. L'aspiration du moteur se fait de K au gazogène' A, à la fois au haut et au bas de sa cuve, comme l'indiquent les flèches. Les gaz produits sortent par c, se lavent d'abord dans le barboteur /, alimenté d'eau par le scrubber C et qui forme joint hydraulique dès l'arrêt du gazogène. Du scrubber C, le gaz passe par le robinet à trois voies h au nettoyeur à tôles perforées i et au moteur. Pour la mise en train, le robinet' A ferme le conduit de i et met c en communication avec le ventilateur aspirant g qui refoule le gaz d'amorçage en L et que Ton arrête dès que ce gaz y brûle convenablement. Aux arrêts, le gazogène brûle comme un poêle, avec une cheminée au centre du couvercle a monté sur roues pour faciliter le chargement. Le ringardage se fait par le trou e.

(!) Revue de Mécanique, t. XVII, 30 novembre 1905.

leitschrift des Vereines deuUcher Ingenieure, t. XLIX, n* 47, 29 novembre 1905.

25. Gazogène Letombe. — M. Le tombe a construit un gazogène qui appartient à la fois au type à double combustion que nous venons d'étudier et au type dans lequel on ramène au-dessous de la grille les produits distillés à la partie supérieure.

Ce gazogène, représenté sur la figure 108, se compose d'une cuve cylindrique en maçonnerie a terminée à sa partie inférieure par une grille verticale r ; la partie supérieure se compose d'une partie légèrement tronconique ô, dont le diamètre inférieur est plus petit que celui de la cuve a. La cuve b est surmontée d'un chargeur à. double fermeture s. Les maçonneries du

Fig. 108. — Gazogène Letombe à double combustion.

gazogène sont enfermées dans une garniture métallique. Le foyer proprement dit C est constitué par une ou plusieurs caisses en fonte avec porte de décrassage donnant une fermeture étanche en marche. Le ciel du foyer est garni d'une pierre réfractaire amovible d.

L'appareil fonctionne de la manière suivante.

Le régime étant établi, le gazogène reçoit le vent soufflé d'un ventilateur t dont la conduite de refoulement t débouche dans la capacité e qui surmonte le foyer; de là, l'air passe, d'une part, au foyer à travers un bouchon u percé d'un trou et, de l'autre, se rend par une tuyauterie v à deux tuyères x qui se trouvent de chaque côté du gazogène. Ces tuyères ont pour but d'amener le vent jusque dans l'axe de l'appareil, tout en permettant un nettoyage facile du foyer.

La tuyauterie de vent soufflé / reçoit, en /, une injection d'eau pénétrant par un ajutage qui entre jusqu'à l'axe de la conduite. Dans ces conditions, l'eau injectée pénètre avec l'air dans l'appareil à l'état de brouillard ; le passage, à travers la colonne du combustible, du vent

GAZOGÈNES DIVERS 161

chargé d'humidité détermine la formation du gaz pauvre qui s'échappe par la conduite y. Ces dispositions suffisent dans le cas d'emploi de combustibles sans produits de distillation.

Pour Y utilisation des combustibles riches en matières volatiles , l'appareil est surmonté d'une cuve b entourée, vers sa base, d'une collerette g en communication par le robinet h réglable à la main avec la tuyauterie de vent. Cette collerette g communique avec la cuve b par des orifices 1,1; d'un autre côté, le dessous du chargeur est en communication, par un tuyau y, muni d'un robinet réglable 3, avec l'aspiration de la soufflerie. 11 résulte de ces dispositions qu'une partie du gaz produit, au lieu de s'en aller par l'orifice y, monte dans la cuvette b. Ce gaz, rencontrant une légère injection d'air par les trous 1, brûle et échauffe par contact direct le charbon qui se trouve dans la cuve 6, ce qui détermine la distillation rapide des matières volatiles et leur combustion au moins partielle.

Les produits de cette combustion anticipée sont, psr la tuyauterie 7, réaspirés par le ventilateur et refoulés sous la grille du gazogène à l'état de mélange avec le vent soufflé ; l'acide carbonique produit et les carbures, s'il en reste, se trouvent ainsi transformés en gaz combustibles, en traversant la cuve a.

Le procédé présente, en outre, l'avantage de permettre d'injecter dans le gazogène un air chauffé par les produits de la combustion anticipée, ce qui facilite la vaporisation de l'eau d'injection.

Les gaz ainsi produits, en sortant du gazogène par la tubulure y, se rendent par une colonne descendante /, à double enveloppe et à nervures, dans un barillet z. De là, les gaz passent dans une colonne à coke 4 à double compartiment et s'échappent par l'orifice pour être utilisés.

Si on relie le tuyau 5 au tuyau 6, la double enveloppe de la colonne / contribue à chauffer le vent soufflé au gazogène aux dépens de la chaleur perdue par les gaz ; dans ce cas, l'air aspiré par le ventilateur i entre par le tuyau c, s'échauffe au contact des nervures et, par le tuyau 6, se rend dans le tuyau 5.

Le tuyau 5 prolongé permet, d'autre part, de prendre l'air autour du pot (l'échappement du moteur.

La colonne à coke est surmontée d'un compensateur n équilibré à la pression atmosphérique, soit par un ressort, soit par un contre poids, comme l'indique le dessin. Ce compensateur n'est autre qu'une espèce de couvercle mobile à joint hydraulique.

Lorsque la conduite se trouve reliée à un moteur, l'aspiration produite par celui-ci tend à créer une dépression dans la colonne à coke. Sous l'influence de cette dépression, le compensateur s'enfonce dans son joint hydraulique; un levier/? placé à la partie supérieure suit son mouvement. Un renvoi d'équerre partant de ce levier vient actionner un papillon A; qui se trouve dans la tuyauterie d'aspiralion du ventilateur et dont le mouvement a pour effet dé laisser un passage d'autant plus libre que le levier p est plus descendu.

Dès que l'aspiration du moteur cesse, le compensateur remontç ainsi que le levier p et l'obturateur k se ferme. Il résulte de cette commande que, dès que le moteur tend à produire une dépression dans les appareils, cette dépression est immédiatement compensée par l'action du ventilateur, de façon à maintenir tous les appareils à une pression voisine de la pression atmosphérique. Il n'y a donc à craindre ni fuites de gaz, ni rentrées d'air.

L'action du compensateur sur l'aspiration a pour effet de donner un réglage automatique de la combustion préalable. En effet, lorsque le papillon k est en partie fermé, la dépression à l'aspiration est moindre et, par conséquent, le tirage sur la cuve b diminue. D'autre part, à ce moment, le ventilateur refoulant une quantité d'air moindre, l'injection d'air

OAZ PAUVRES. il

16â GAZ PAUVRES

dans la cuve b se trouve également diminuée ; enfin, le courant d'air sur l'injecteur/ étant moins vif, il y a aussi moins d'eau entraînée, et si, d'ailleurs, il y avait de l'eau en excès, elle s'écoulerait par l'orifice 2.

26. Gazogènes à deux cuves. — Avant l'emploi de la double combustion dans une même cuve, les inconvénients inhérents aux gazogènes à combustion renversée avaient suggéré l'emploi de gazogènes à deux cuves. La première, chargée de combustible frais 7 reçoit l'air primaire par le bas; elle marche donc en combustion directe. Les gaz de combustion et de distillation provenant de cette première cuve pénètrent par le haut dans une seconde cuve chargée de coke au rouge, ayant pour mission d'épurer les gaz de distillation.

Ce coke au rouge est le résultat de l'opération précédente, dans laquelle la seconde cuve recevait le charbon frais et marchait en combustion directe. Il faut donc intervertir alternativement la marche des deux cuves par un jeu de vannes, ce qui complique les opérations ; de plus, les gaz obtenus par ces renversements périodiques sont de qualité variable.

On a cherché à obvier à ces deux inconvénients en supprimant tout renversement de combustion : la première cuve, à combustion directe, est alimentée de charbons frais riches en produits volatils; la deuxième est alimentée de coke. Mais il se présente une autre difficulté, celle de maintenir la colonne de coke à une température suffisamment élevée. En effet, les réactions qui s'y produisent au passage des gaz de distillation sont endothermiques et la seule source de chaleur est celle qui est apportée par les gaz de la première cuve.

Enfin, môme avec des gazogènes réversibles, il ne semble pas que la destruction du goudron soit complète dans la seconde cuve. Les gaz de distillation ne se trouvent pas en présence d'un excès d'air et nous avons vu que c'est là une condition importante à réaliser pour la destruction des goudrons. Toutefois, M. Lencauchez (*) fait remarquer que, dans certains cas, les goudrons subissent, par l'action de la seconde cuve, une transformation qui leur donne la propriété de n'être plus un obstacle à la bonne marche des moteurs.

27. Charbons que l'on peut employer dans un gazogène à cuve. — Dans les gazogènes à cuve que nous venons d'étudier, on ne peut employer que des charbons qui ne forment pas de voûte, de chambre ou de suspension de charge. Tels sont les cokes, les anthracites, les houilles anthraciteuses, les houilles <T Ecosse, dites splint coal (houilles ligniteuses); les lignites, les tourbes, le bois scié en petits blocs de O^lOO à m ,150 au plus; les briquettes de poussiers d'anthracite, de coke, de houilles maigres, de lignites, de tourbes, etc., si elles sont faites avec des combustibles ne collant pas au feu et si elles ont assez peu de brai pour ne pas se coller entre elles.

28. Charbons qui ne peuvent être employés dans les gazogènes à cuve. —

Mais il ne faut pas songer à employer dans ces gazogènes à cuve les tout-venant de houilles bitumineuses et collantel, les houilles à coke donnant des voûtes de coke qui, souvent en moins d'un jour, forcent, par le bloc impénétrable qu'elles forment, à la mise hors de feu, et quelquefois à un démontage partiel. Il convient également d'écarter l'emploi dans les gazogènes à cuve de poussiers anthraciteux qui ne se laissent pas pénétrer par le vent sous, des pressions de m ,50 à 1 mètre d'eau. Dans ce cas, en effet, même avec l'injection centrale du vent et la prise centrale du gaz, le vent gagne les parois de la cuve et s'insinue entre ces

( l ) Lencauchez, les Gaz combustibles et les Moteurs à gaz {Bulletin trimestriel de la 'Société de l'Industrie minérale ^ 4- série, t. IV, i r * livraison 1905, p. 89).

GAZOGÈNES DIVERS

parois et le combustible, qui brûle en partie en ne donnant que de l'anhydride carbonique: il se forme à la circonférence un anneau rouge de combustion de 25 à 30 millimètres d'épaisseur et la masse du combustible reste noire et inerte ( ! ).

L'emploi de ces combustibles nécessite la construction de gazogènes du type établi par Ebelmen en 1842.

29. («azogènes ù. combustibles multiples. — Gazogène Lencauchez. — La

figure 109 représente un gazogène capable d'utiliser de tels combustibles et fonctionnant à combustibles multiples; il est dû à M. Lencauchez^).

t IT T \\\

*/r* ^/J!p*^yïyrrr!ptyWfj f yiïp^pyïp^ifc /fy^^y.*y.'j^^^^?^^/^^^^t^r^my

rqnywp

Fig. 109. — Gazogène Lencauchez à deux, trois, quatre combustibles (utilisation de déchets divers).

A, Colonne à coke à joint hydraulique: — H, Foyers à houille, qualité à coke: — C, Foyers à poussiers maigres anthraciteux très lourds, à grille américaine, plaque à trous; — D, Cuvette- vasque du joint hydraulique par où on retire les cendres et grésillons de coke; — H. By-Pass ou dérivation permettant au gaz de ne pas passer par l'aspirateur F; — E, Laveur-scrubfcer, colonne à gros coke, 60 millimètres de grosseur; — F, Aspirateur-laveur centrifuge; — G, Cylindre sécheur du gaz après lavage et épuration; — S, Souffleurs à vapeur; — T, Enveloppe en tôle élanche.

Sur des grilles spéciales représentées en B et C, on brûle des houilles bitumineuses ou des poussiers maigres ou anthraciteux. Les goudrons et les gaz produits sur ces grilles passent alors à l'intérieur d'une colonne à coke portée à haute température, qui joue le rôle d'épurateur. La prise de gaz centrale s'oppose à la formation de mélange tonnant dans le cas d'une rentrée d'air; celui-ci, passant sur du coke rouge, donne de l'anhydride carbonique ou de l'oxyde de carbone.

80. Gazogène Hovine-Breuillé. — Le gazogène Hovin«-Breuillé( 3 ), représenté sur la figure 110, est un gazogène à deux combustibles du type Lencauchez. Sur la grille Y on brûle des déchets et poussiers de coke ; les gaz passent alors dans la chambre B remplie de coke porté au rouge. La vapeur fournie par la chaudière M vient par la tuyauterie O, par le surchauffeur C, déboucher en Z au-dessous de la grille ; le ventilateur soufflant T envoie

(!) Lencauchez, Études sur divers gaz combustibles, 2» partie, p. 35 (Paris, Bernard Tignol, 1902).

(*) Id., Bulletin de l'Industrie minérale, 1905.

(3) Revue de Mécanique, t. XVI, mai 1905, p. 463 ; t. XVII, novembre 1905, p. 470.

(iAZ PAUVRES

par la tuyauterie P de l'air qui s'échauffe en passant en D; cet air sort en a, se mélange à ia vapeur et vient sous la grille. Les gaz produits qui ont traversé la colonne à coke B sortent

«Se a» a> o o

i o fc a>

§: ëë» 1 !

S M ■ lofi -^

Ï7fi7

»o e2' te

^ ! .ai * ^-"S ^ g fc

S fipgfc 1 S Kl|s

£1 e3Bs5 =

•o — ua ..s

C es £ o.

par le conduit E, appelés par le ventilateur aspirant et soufflant G, et se rendent par H et I dans le gazomètre J. L'emploi de ce ventilateur G aspirant dans le générateur et soufflant

GAZOGÈNES DIVERS 165

dans le gazomètre, et dont la marche est conjuguée avec le ventilateur T soufflant sous la grille, permet de maintenir la pression atmosphérique dans le générateur. On peut alors ouvrir autant de trous de piquage que Ton veut sur le générateur, voir et travailler la couche de combustible en ignition, sans avoir à craindre les sorties de gaz ni les rentrées d'air.

Nous avons vu plus haut que M. Letombe avait réalisé par une autre méthode élégante le maintien de l'intérieur de la cuve à la pression de l'atmosphère.

Diverses expériences ont été faites avec les combustibles suivants : coke tout-venant , coke menu, grésillon, mélange de ces diverses qualités en toutes proportions; poussier de coke mélangé h moitié de son poids de fines de houille à gaz, mélange dit refus de la pelle à grille ( { ) formé d'environ :

Petit coke 17 0/0

Grésillon 25

Poussier menu 25

— fin 33

Tous ces combustibles ont donné des résultats excellents. Le refus de pelle à grille a fourni, en particulier, des résultats intéressants par la facilité de conduite du gazogène, la qualité du gaz obtenu et la faible dépense par cheval-heure avec un combustible aussi médiocre.

A la réunion de la Société Technique de r Industrie du Gaz (le Havre, juin 1905), M. Hovine a indiqué une installation de son gazogène pour une puissance de 500 chevaux qui marche actuellement aux mines de Béthunc avec de très mauvais combustibles (schlamms de lavage et charbons très schisteux) que l'on ne peut songer à transporter et qu'il faut consommer sur place.

0) VoirMATaoT, Manuel pratique des Moteurs à gaz et Gazogènes, p. 200, la figure 136 représentant une pelle à grille.