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Procédé et appareil pour la combustion des huiles lourdes dans les foyers utilisant le charbon comme combustible
La présente invention a trait à un procédé pour la gazéifi- cation des combustibles lourds d'hydrocarbures en vue de leur utilisation dans les fours existants et pour lesquels on em- ployait d'ordinaire du charbon comme combustible.
Le procédé consiste à assembler un ou plusieurs brûleurs et un liquéfacteur avec un carburateur-catalyseur.
Le passage des combustibles lourds d'hydrocarbure sur un catalyseur approprié est) en effet;, indispensable pour une uti- lisation rationnelle des dits combustibles.
Le catalyseur a, comme on le sait, pour fonction, à la tem- pérature voulue, de dissocier les molécules 'd'huile quia mélan- gées à l'air, brûlent la totalité des molécules du liquide lourd utilisé. Le catalyseur a, en somme, pour fonction de distiller le dit liquide à basse température. Le pétrole brut est, en effet, composé d'hydrocarbures répondant à la notation chimique générale CnH2 + 2 ou donnant à n les valeurs successives 1, 2, 3 etc...
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on obtient chaque fois, la formule d'un corps chimique défini au point de vue densité, viscosité et point d'inflammabilité, ces caractéristiques progressant à mesure qu'on s'élève dans la chaîne de ces carbures.
On élimine, par distillation) les carbures légers livrés au commerce sous le nom d'essence et dont le point d'inflamma- bilité est voisin de la température ordinaire alors que les huiles lourdes ont un point d'inflammabilité plus élevé de 30 à 100 degrés pour le mazout pour atteindre 205 degrés avec le goudron.
Ces huiles lourdes ne s'enflamment pas naturellement au contact de l'étincelle électrique ou à un allumage quelconque, mais la molécule d'une huile est polymére,c'est-à-dire plus ou moins complexe, associée aux autres molécules par des liens mécaniques plus. ou moins résistants et si l'on parvient à rom- pre une ou plusieurs, de ces liaisons, la molécule attaquée se scinde alors en molécules moins complexes Si l'on continue l'opération au moyen d'un organe approprié c'est-à-dire un cata- lyseur, il est théoriquement possible d'obtenir des huiles ou essences légères en partant des huiles lourdes.
Avec un carburateur-catalyseur, il est dès lora possible d'entraïner les huiles lourdes, ainsi scindées, par dépression d'air FRais.Ainsi gazéifiées elles s'enflamment facilement en donnant une combustion complète permettant le chauffage dea chaudières ou autres appareils, sans RéSIDUS et sans fumées.
Comme catalyseur, il est préférable d'employer un mélange de corps se présentant sous forme d'extrême division: tournure de cuivre, de FERRO-NICKEL, de mousae de platine, d'argenten poudre, etc....
L'invention est encore caractérisée par des dispositifs nouveaux tant en vue du réglage de l'air que de celui des com-
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buatiblea utilises depuia l'essence jusqu'au mazout, huiles lourdes fluides, huiles végétales lourdes et fluides et plus généralement de tous hydrocarbures. lourds et fluidea et des huiles végétales légères.
Pour l'utilisation de ces hydrocarbures, le traitement comporte donc selon l'invention la liquéfaction, la catalyse et la gazéification en combinaison avec l'appareil carburateur et le mélange d'air frais par dépression.
L'ensemble de l'appareil permet donc l'utilisation des huiles lourdes et fonctionne sans compression ni ventilation, la seule dépression de la cheminée du foyer suffisant pour ob- tenir la combustion parfaite des. dits combustibles.
On citera encore quelques dispositions, particulières du carburateur et d'autres détails encore qui seront mieux décrits au cours de la description suivante et en se référant au dessin annexé qui montre, à titre d'exemple; une fame d'exécution d'un appareil réalisé selon l'invention et notamment: figol, le carburateur-catalyseur vu en coupe transversale; fig.2, le même vu en plan; fig.3, l'appareil monté dans une chaudière de type courant.
L'appareil se présente sous la forme d'un cylindre à axe vertical:
Il comporte deux enveloppes concentriques 1 et 2, entre lesquelles l'espace ménagé constitue le réservoir liquéfacteur destiné à recevoir le combustible et contenant l'éponge métalli- que 3 formant catalyseur.
Le dessus du liquéfacteur-catalyseur est constitué par une plaque en cuivre rouge 4, percée de trous 5, en forme de ventou- se, et par lesquels passent les gaz d'huiles pour entrer en com- bustiono Ces troua constituent donc les brûleurs.
La paroi interne du liquéfacteur est conique et, par sa forme ,accélère l'air aspiré par la dépression de la cheminée.
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Au centre de l'appareil est disposée une cuve à niveau constant constituée par une enveloppe cylindrique 6 renfermant un flotteur 7. Ce dernier est muni d'une tige de guidage 8 qui présente à sa base une partie conique 9 formant clapet et portant sur l'arête vive 10 du fond du puits 6a. Ce clapet per- met de régler l'arrivée et le niveau du combustible.
Dans le bas de la cuve 6 est aménagée une chambre cylin- drique 11, fermée par un écrou à six pans 12, dans lequel une gorge est pratiquée pour recevoir un filtre cylindrique 13.
L'écrou 13. est percé d'un trou central communiquant avec un raccord pipe orientable 14 reliant l'appareil avec la canali- sation d'amenée du combustible. Un robinet de purge 15 est mon- té à la base de l'ensemble.
Le puits 6a est relié au liquéfacteur par quatre tubes disposés en croix et alimentant le catalyseur en combustible au niveau voulu et réglé par le flotteur 7. Sous la plaque 16 Supportant l'appareil est disposée une autre plaque 17 mainte- nue contre la première au moyen d'un écrou 18 vissé extérieure- ment sur la paroi de la chambre 11. Des trous 16a, et 17a, pra- tiqués. dans les deux plaques 16 et 17 peuvent être, à volonté et par rotation de la plaque 17 autour de la chambre 11,mis en coïncidence ou, au contraire, fermés par les parties pleines respectives des deux plaques..
Au sommet de la. cuve 6 est fixé, par des vis 19, un raccord 20, percé de quatre trous 21 permettant le passage des vapeurs provenant du liquide de la. cuve pour s'évacuer, dans la partie en flammes.
Le raccord 20 est porteur d'un déflecteur parabolique 32 qui oblige la flamme et l'air à suivre une trajectoire bien dé. terminée et qui a pour but, en même temps, de rabattre la chaleur sur le catalyseur et de le maintenir à une température d'environ 350 à 400 degrés, pour obt-enir l'effet catalytique.
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La plaque 22 est maintenue par deux écous 23 et 24 et peut être montée ou descendue sur le raccord 20 afin de régler la diffusion du passage des. gaz carburas, en augmentant ou di- minuant l'accélération par la dépression.
Un canal central 25, percé dans le raccord 20, livre passa- ge à la tige 8 du flotteur 7, et débouche dans la partie supé- rieure de l'appareil de manière que les gaz qui s'échappent en excès de la cuve soient brûlés à leur sortie de ce trou qui évi- te que des gaz non brûlés puissent être inutilisés.
Au-dessus, de la plaque 22 est disposé un cône 26 qui faci- lite la turbulence du mélange gazeux et le guidage de la flamme.
Enfin, une couronne circulaire 27,étranglée à &on sommet, est placée sur le liquéfacteur et oblige les gaz brûlés à suivre la trajectoire désirée tout en facilitant la dépression de l'air et tout en guidant la flamme en forme de couronne lumineuse.
Le fonctionnement del'ensemble se conçoit aisément:
Il suffit, pour mettre en marche l'appareil, de mettre le feu à l'aide d'un allumeur à alcool ou à essence.
La chaleur dégagée permet de liquéfier le combustible lourd contenu dans l'appareil et d'augmenter sa fluidité . Le liquide se trouve simultanément gazéifié et l'AIN, passant au centre de 1 appareil,entraîne les gaz et se mélange avec eux. L'air agit par dépression sur l'appareil par le simple tirage ordinaire de la cheminée à laquelle le foyer est raccordé par des tuyaux. Cet- te dépression a, en effet, une vitesse linéaire suffisante pour provoquer l'entraînement et le mélange de l'hydrocarbure à l'air.
Pour régler la dite dépression et, par suite, la marche de l'appareil il suffit de faire tourner-la plaque 17, formant volet autour de la cuve. Les orifices 17 A DE la dite plaque étranglent plus OU moina les orifices 16a de la plaque 16 et la quantité d'air admise est rendue ainsi très variableLe débit du combus- tible se trouve du même coup réglé par la différence de dépres- sion provoquée et la chaleur dégagée varie dans les mêmes pro-
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portions.
Ce réglage peut évidemment être obtenu automatiquement par un régulateur quelconque représenté en 28 sur la figure 3 qui montre une chaudière ordinaire 29 munie de l'appareil. Un réser- voir 30 alimente ce dernier.
Il est évident que l'appareil décrit ci-dessus à titre de simple exemple pourrait recevoir des modifications de forme et de détail sans pour cela s'écarter de l'esprit de l'invention.