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"DISPOSITIF POUR LA CARBONISATION DU BOIS ET LE DEGOUDRON- NAGE ET LA CONDENSATION DES GAZ DE DISTILLATION OBTENUS".
La présente invention est relative à un four mobile à carboniser le bois en vases clos et elle a pour but d'offrir un four que l'on peut aisément transporter sur les lieux d'utilisation, c'est-à-dire dans les forêts, le transport pouvant s'effectuer par route jusqu'au point d'utilisation et, de préférence, par voie étroite dans le chantier.
Selon l'invention, le four est essentiellement caractérisé par la combinaison sur un châssis, muni des moyens nécessaires à son déplacement, de corps de four jumelés et communiquant, d'une part, avec un foyer et,
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d'autre part, avec une cheminée d'évacuation des gaz de combustion, et d'une grue ou appareil similaire pour la mise en place des vases clos de distillation dans les corps de four .
Le châssi.s est muni de roues appropriées pour permettre indifféremment son déplacement soit sur voie ferrée, soit sur routes.
Le nombre de corps de four ainsi que leur disposition relative pourra varier; de préférence, on disposera ces corps par paires, dans l'axe du châssis.
Le foyer du four est situé sur un côté du chas- sis entre les corps de four, tandis que la grue est dis- posée sur le côté opposé du châssis.
Le bois à carboniser est introduit dans les vases clos dont la partie supérieure communique avec une tuyère permettant l'évacuation des gaz de distillation provenant de la carbonisation. Ces gaz de distillation pourront soit s'échapper directement à l'atmosphère, soit être dirigés vers le foyer de manière à être récupérés sous forme de chaleur, soit encore vers un appareil dégoudronneur permettant la récupération des goudrons et des pyroligneux contenus dans ces gaz .
Dans ce but, l'invention vise en outre la combinaison, avec un four du genre sus-indiqué, d'un appareil pour le dégoudronnage et la condensation des gaz de distillation, comprenant essentiellement un ou plusieurs éléments de refroidissement dans lesquels ces gaz sont admis et qui débouchent à leur partie inférieure dans des cloches plongeant, chacune, dans une assiette à goudron, et étant munies d'une part à l'intérieur, de cloisons perforées situées les unes au-dessous des
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autres et, d'autre parte à leur partie inférieure, de perforations pour permettre la sortie des gaz de distilla- tion non encore condensés.
Lors du passage des gaz dans les éléments de refroidissement, une première condensation des goudrons s'opère, les goudrons ainsi obtenus étant recueillis dans les assiettes à goudron sus-mentionnées. Les gaz non condensés s'échappent des cloches précitées et subis- sent, au contact des cloisons susmentionnées, une seconde condensation au cours de laquelle la plus grande partie des produits goudronneux sont définitivement récupérés.
.Enfin,'les gaz non encore condensés sont admis dans un bac inférieur en traversant une zone de refroidis- sement,ce qui amène la condensation des pyroligneux.
Le dispositif de four et d'appareil dégoudron- neur réalisé selon l'invention permet d'obtenir d'une part, une carbonisation complète des bois et une récupé- ration totale des produits de la distillation .
On a représenté sur les dessins annexés, sché- matiquement et simplement à titre d'exemple, différentes formes de réalisation du dispositif selon l'invention.
Sur ces dessins
La fig.l est une vue en élévation, partie en coupe, d'un four conforme à l'invention, l'appareil dé- goudronneur n'ayant pas été représenté.
La fig.2 est une vue en plan correspondante.
La fig. 3 est une vue similaire à celle de la fig.l mais montrant le four' combiné avec un dégoudron- neur représenté de façon schématique .
La fig.4 est le plan correspondant .
La fig. 5 est une vue de détail .
La fig.6 est une vue en coupe, à plus grande
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échelle et détaillée, de l'appareil dégoudronneur repré- senté schématiquement sur les figures 3 et 4 .
La fig.7 montre en élévation, partie en coupe, un appareil dégoudronneur à éléments multiples.
La fig.8 est une vue en plan partielle correspcn- dante.
En se reportant au dessin et plus particulière- ment aux figs.l et 2, le four comprend un châssis 1 sur lequel sont montésdeux corpsde four 2 et diversor- ganes accessoires.
Les corps de four 2 sont de préférence cylin- driques, et montés suivant l'axe du châssis 1. Ils sont revêtus à l'intérieur de tout calorifuge approprié. L'u- tilisation de briques réfractaires donne, en particulier, de bons résultats. Ils sont reliés, à la partie inférieure, par des conduits de flamme 3 à un foyer unique 4 situé, comme cela est représenté, sur le côté du châssis 1 et entre les deux corps de four 2 .
A l'intérieur des corps de four 2 sont placés des vases clos 5 contenant le bois à carboniser, et fermés, à la partie supérieure, par des couvercles hermé- tiques 7 maintenus en position par des crochets 7a, que l'on peut serrer, par l'intermédiaire d'écrous à oreilles 7b . Ces vases 5 sont munis à leur partie supérieure et sur toute leur périphérie d'un rebord 8 constitué par un fer plat fixé aux vases clos, et muni d'un second fer plat de dimensions supérieures qui pénètre dans un fer en U correspondant prévu à la partie supérieure des corps de four 2. Grâce à ce montage, les joints formés entre les couvercles ?'et les corps de four ;3 sont hermé- tiques.
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Pour que les vases 5 soient léchés sur la plus grande surface possible, des chicanes 9 sont prévues et disposées dans les corps 2, entre la paroi extérieure des vases 5 et la paroi intérieure des dits corps. Toute- fois pour que les vases 5 ne 'soient pas léchés directement, par les flammes provenant du foyer 4, à leur partie inférieure, les corps 2 sont munis d'une partie de cuvet- te 10, en fonte, reposant sur une'voute légère, en bri- ques 10a qui constitue en quelque sorte un pare-feu pour les flammes du foyer 4 .
'Les gaz de combustion, après avoir léché les vases 5 et s'être débarrassés de leurs calories au profit de ces derniers sont évacués par une cheminée unique 11, montée sur un conduit 12 de raccord, faisant communiquer entre eux les deux corps 2 .
Les gaz de distillation des vases clos-5, sont recueillis dans un collecteur 21 communiquant par des conduites 22 et 23 avec les vases clos 5. -Ces gaz de dis- tillation sont, soit rejetés directement dans l'atmosphè- re, soit envoyés au foyer comme combustible soit, comme on le verra plus loin, envoyés dans un dégoudronneur .
L'échappement des gaz dans l'atmosphère est permis par la manoeuvre des soupapes 22a tandis que l'évacuation des gaz au foyer est effectuée par une conduite 24 perpendicu- laire au collecteur 21 et aboutissant à des tuyères d'injec- tion 25 (fig.5). Ces tuyères 25, comme cela est représenté, sont munies de prises d'air 26 de manière à ce que le combustible et l'air soient injectés simultanément dans le foyer 4
Le châssis muni des divers appareils qui viennent d'être décrits est monté sur des roues de roule- ment 13 à écartement variable, destinées à permettre le
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déplacement de l'ensemble sur des rails à voie étroite.
Toutefois, comme on l'a représenté, en traits mixtes(fig.l), on peut disposer sur le châssis des roues 14 et 14a montées à la manière habituelle sur des ressorts de suspension
15 et 15a. Les roues 14 sont fixes tandis que les roues
14a sont montées de manière pivotante afin de permettre de diriger l'ensemble lorsqu'on le transporte par route.
Il est évident que l'appareil peut être prévu soit avec des roues pour voie étroite, soit avec des roues routières, soit encore avec les deux types de roues.
On préfère monter sur l'appareil les deux types de roues à la fois, car ceci permet de les transporter par route jusqu'au point d'utilisation, les déplacements dans le chantier pouvant alors être effectués soit par l'inter- médiaire des roues routières 14-14a soit par l'intermé- diaire des roues de roulement 13 .
Pour immobiliser le châssis en un point quelcon- que de la voie, on freine les roues 13 à l'aide des sa- bots de frein 30 portés par des leviers articulés 31 commandés par un levier unique 32 manoeuvré par un volant 33. On prévoit, de plus, , chaque angle du châssis des vérins 34 qui permettent de soulever l'ensemble sur des cales 35 appropriées reposant comme cela est représenté, sur la voie ou sur la roue. On remarquera, toutefois, que pour que l'appareil fonctionne,. il n'est pas absolument nécessaire de l'immobiliser, l'appareil pouvant fonction- ner pendant ses déplacements sur la voie étroite.
Afin de faciliter la manutention des vases 5 une grue 16 formant potence est placée sur le côté du châs- sis opposé à celui qui porte le foyer 4 et entre les deux corps de four 2. La grue 16 est maintenue en position
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par un collier indépendant 17 boulonné sur un support 18 relié à la partie supérieure des corps de four 2: cette grue 16 est commandée par un treuil 19 actionné par une vis 20. Pour soulever les vases clos 5¯,'on amène en prise des crochets 40 de la flèche 41 de la grue avec des ergots (non représentés) portés par les vases clos 5. Afin de permettre l'enlèvement des vases clos, les conduite%2 et 23 peuvent pivoter autour du jmint 42, ce qui permet de les dégager.
Sur la flèche 41 on prévoit, de plus, deux crochets 43 qui viennent engager la bride 44 prévue sur le couvercle 7, ce qui permet ainsi lorsque le vase 5 est pla- cé sur le sol, ou en tout autre endroit approprié, de soulever le dit couvercle.
Tel qu'il vient d'être décrit, l'appareil pré- sente tous les éléments nécessaires pour une bonne car- bonisation du bois et pour la récupération des produits de distillation. Toutefois, on remarquera que la récupé- ration des gaz de distillation s'effectue uniquement sous forme de combustibles. Dans le cas où l'on voudrait effec- tuer cette récupération sous forme de goudron et de liquide pyroligneux, on combine, avec le four tel qu'il vient d'être décrit, un dégoudronneur.
Si on se reporte aux figs. 3 et 4, les gaz de distillation sont collectés, comme dans le cas précédent, par un collecteur 21 relié par des tubes 45 qui lui sont perpendiculaires, à un appareil dégoudronneur représenté schématiquement en 46 et dans le- quel s'effectue, premièrement la condensation du goudron, deuxièmement celle du pyroligneux qui sont évacués respec- tivement par des robinets de vidange 47 ét 48 .Les gaz qui ne sont pas condensés sont à leur tour envoyés par une conduite 49 dans les tuyères 25 précédemment indiquées, pour être injectés dans le foyer 4 .
Dans ces conditions, le bois traité est complète-
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ment utilisé et récupéré sous forme de charbon de bois, de goudron, de pyroligneux, les gaz non condensables étant utilisés comme combustible.
On a représenté, sur les figs.6 à 8, une forme de réalisation particulièrement avantageuse du dégoudron- neur 46 .
Comme on le voit en particulier sur la fig.6, le collecteur 21 communique avec un élément 53 qui lui est perpendiculaire et constitué par un tube métallique plissé en accordéon, de manière à présenter une surface plus grande en contact avec les gaz qui y circulent en provenance du collecteur 21. Grâce à sa forme, l'élément
53 assure un brassage des gaz de distillation, qui occa- sionne un refroidissement des gaz, refroidissement réglé par des manchons 54.
Ces manchons 54 entourent l'élément
53 et sont de section croissante, de haut en bas, de manière à pouvoir s'emboîter télescopiquement pour que l'élément 53 présente une surface plus ou moins grande à l'air ambiant.( Sur le dessin on a représenté sur le coté gauche de la figure, les manchons 54 dégagés les uns des autres ,tandis que sur le côté droit de la même figure ils sont partiellement emboîtés). Le guidage des manchons 54 est assuré par des tiges 54 et ils sont maintenus en position par des vis d'arrêt 54b.
De l'élément 53, le gaz passé dans une cloche 55 située au-dessous de lui et, avec laquelle, il commu- nique. La cloche 55 est cylindrique et est munie à l'inté- rieur de cloisons horizontales 56 (trois dans le cas du dessin) présentant des perforations 57 et situées les unes au-dessus des autres. La température régnant dans la cloche 55 étant de l'ordre de 100 degrés environ, les gaz goudronneux commencent à se condenser et à produire des goudrons qui, au fur et à mesure de leur passage dans
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les perforations'.'- 57 avec les. gaz non condensés, se condensent et sont recueillis dans une assiette à goudron 58 dans laquelle plonge la partie inférieure de la cloche 55 .
L'assiette à goudron 58 sépare deux bacs superposés 59 et 60 Les gaz non condensés dans la cloche 55 , et qui contiennent encore des-goudrons, s'échappent par des perforations 61 prévues à la partie inférieure de la cloche 55 et sur toute sa périphérie, dans le bac 59 qui l'entoure.
Dans le bac 59 qui est situé à l'intérieur d'un réservoir 66 de circulation d'eau de refroidissement r.efroidie elle-même , en fonctionnement, par des radia- teurs à ailettes 67 , une partie des goudrons se conden- sent et sont recueillis. On remarquera , dès à présent, que les goudrons recueillis dans le bac 59 sont des goudrons hydratés. Au fur et à mesure de leur formation, ces goudrons sont évacués par une conduite 64 prévue sur un réservoir de trop plein 62 relié au bac 59 par une conduite 63.
Ce réservoir 62 est, de plus, divisé sur toute sa hauteur en deux compartiments distincts (non visibles sur le dessin) l'un des compartiments recevant les goudrons hydratés, comme indiqué ci-dessus, l'autre les goudrons récupérés dans l'assiette 58 par une conduite 63a, l'évacuation de ces goudrons s'effectuant par la conduite 64a.
Après leur séjour dans le baa.,, 59, les gaz débarrassés ainsi de la majeure partie des goudrons, pénètrent dans des tubulures latérales verticales 65 qui les amènent dans le bac 60 .Ces tubulures 65 sont contenues dans le réservoir 66 et sont par suite à une température inférieure à celle régnant dans le bac 59. Il
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en résulte que les gaz se condensent complètement, et que les produits tombent .dans le bac 60. Ces prcduits sont constitués par les goudrons non encore condensés (en petite quantité) et par le liquide pyroligneux. Au fur et à mesure de sa formation le pyroligneux est évacué par l'intermédiaire d'un réservoir de trop plein
68 communiquant avec le bac 60 par une conduite 69 et munie d'une conduite d'évacuation 70.
Bien que le bac
60 contienne: du pyroligneux et des goudrons, seul le pyroligneux est évacué par la conduite 70 car en raison de leur densité supérieure les goudrons par décantation, se déposent au fond du bac 6D . Pour l'évacuation com- plète du pyroligneux, une conduite de vidange 71 est prévue, qui débouche dans le bac 60 à un niveau supérieur à celui que le goudron peut y atteindre.
A l'intérieur du bac 60, et, au-dessus du niveau que le pyroligneux peut y occuper, débouche une conduite
72 destinée à capter les gaz qui n'ont pas été condensés et qui, en général, sont combustibles. La conduite 72 est munie d'un robinet vanne 73 qui permet de diriger les gaz ainsi récupérés, soit vers une cheminée d'évacua- tion 74, soit, par une conduite 75, à une tuyère d'in- jection 76 prévue sur le foyer 77, Comme on le remarquera sur le dessin, la tuyère 76 est munie de prises d'air 76a de manière à ce que l'air et les gaz, aspirés par les gaz du foyer 77 soient injectés en même temps.
De cette manière, la récupération des gaz de distilla tion du bois est complète.
Sur le dégoudronneur tel qu'il vient d'être décrit divers organes accessoires peuvent être prévus. On peut, en particulier, lorsque l'agancement de l'appareil
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le permet (cas du dessin) munir le dégoudronneur d'un réchauffeur 78 intercalé entre le fond du bac 60 et le foyer 77. Ce réchauffeur 78 communique avec le foyer 77 par un registre 79 manoeuvrable du dehors par une tige
80. L'évacuation des gaz provenant du foyer 77, après circulation dans le réchauffeur 78, s'effectue par une cheminée 80a.
Dans le cas où il est utilisé, le réchauffeur 78 sert à déshydrater les goudrons récupérés dans les bacs 59 et 60 .Pour ce, on fait passer les goudrons du bac 59 au bac 60 par une conduite 90 reliant les deux bacs et munie d'un robinet 91. Après déshydratation les goudrons sont évacués par une conduite 81 débouchant à la partie inférieure du bac 60
Bien que jusqu'à présent on ait toujours considé- ré,un seul élément de récupération, il est évident que dans un même dégoudronneur plusieurs éléments semblables peuvent être utilisés en série (fig.7 et 8). Dans ce cas, tous les éléments 53 débouchent dans le même collecteur 21 qui est muni de papillons 85 qui permettent d'utiliser en fonctionnement un ou plusieurs éléments.
De même toutes les cloches 55 débouchent dans la même assiette à goudron 58 séparant deux bacs 59 et 60 communs à tous les éléments.
La pression des gaz de distillation, avant conden- sation, est réglée par des tuyaux régulateurs 82 débouchant, d'une part, dans le collecteur 21, et d'autre part, par une conduite perforée 83 dans la partie supérieure du bac50.
Ces tuyaux régulateurs 82 servent, lorsque les gaz de dis- tillation sont produits en plus grande quantité que celle qui peut être traitée, à envoyer directement les gaz du collecteur 21 au foyer 77. Ces tuyaux sont munis chacun d'un clapet 84 manoeuvrable du dehors, qui permettent
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d'établir la communication indiquée ci-dessus. En mène temps lue l'on ouvre les clapets 84 on ferme les papillons
85, ce lui- isole complètement le dégoudronneur proprement dit.
Sur les figs. 7 et 8 on remarquera de plus, que des thermomètres 86 et 87 sont prévus. Ces thermomètres
86 et 87 servent respectivement à contrôler la température des az à l'intérieur du bac 59 avant leur passade dans les tubulures 65, et à contrôler celle de l'eau de refroidis- sement contenue dans le réservoir 66.
D'après la description qui précède, on remarque- ra que l'appareil permet la séparation immédiate des goudrons et du pyroligneux, ce dernier devant.être toute- fois soumis à une distillation ultérieure pour être débar- rassé des impuretés qu'il contient. Malgré cela l'inven- tion permet de supprimer les appareils ventilateurs qui ne peuvent être utilisés dans les installations mobiles, la circulation des gaz dans l'appareil étant uniquement due à la différence de température régnant entre l'élé- ment 53 et le foyer 77.