Le gazogène à bois Imbert Köln

Principe du gazogène à bois Imbert Köln :

Le bois et d'abord séché puis distillé et se transforme en charbon de bois.

Le charbon de bois descend dans la zone de combustion.

La combustion complète donne naissance à du gaz carbonique (CO2, gaz non combustible) et de l'oxyde de carbone (CO, gaz combustible).

Les produits de distillation, le goudron et la vapeur d'eau, sont décomposés en gaz combustibles (H2, méthane CH4) dans l'étranglement du foyer.

Le gaz carbonique (CO2) produit est réduit en oxyde de carbone (CO) en traversant la zone de réduction en touchant le charbon incandescent.

Gaz produits : CO = 23 %         H2 = 18 %           CH4 = 2 %           Ces 3 gaz sont combustibles.

                     CO2 = 10 %       Azote (N2) = 47 %               Ces 2 gaz ne sont pas combustibles.

Installation Imbert Köln (Cologne, Allemagne)    

 Fonctionnement du Gazogène à bois Imbert Köln (avant la mise en route du moteur) :

A la première mise en service, la trémie (fig. 8) _ qui est vide _ doit être remplie par du charbon de bois épuré (c'est-à-dire  absence totale de bois) de la dimension d'une grosse noix en dépassant 10 cm au-dessus des buses (fig. 9).

Remplissage de la trémie par du charbon de bois Vérification du niveau de charbon de bois dans le foyer


 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Introduire également du charbon de bois par la partie inférieure du générateur en le répartissant autour de la pièce du foyer de telle sorte qu'il atteigne le niveau de l'étranglement du diabolo (fig. 10).

Remplissage du foyer par du charbon de bois

 

 


 

 

Remplir la trémie avec du bois dur (hêtre, charme, chêne, frêne, etc.) ou semi-dur de dimension : minimum le pouce / maximum le poing. Évitez les résineux.

Remplissage de la trémie par du bois Faire descendre le bois dans la trémie en le piquant avec un regard auquel on donnera un mouvement de rotation


 

 

 

 

 

Ouvrir le clapet d'isolement (fig. 24) et mettre en route le ventilateur (fig. V).

Ouverture du clapet d'isolement et mise en route du ventilateur

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Le clapet de retenue de la brise (fig. 7) s'ouvre ; l'air (forcé par le ventilateur) rentre par les buses (fig. 9) dans le foyer.

Dans la chambre d'allumage, située derrière le clapet de retenue, introduire du papier et l'allumer.

Le charbon de bois, qui est placé devant les buses, s'allume. L'entrée d'air permanente maintient la combustion. Le charbon de bois se gazifie.

Le bois ne peut passer de l'état solide à l'état gazeux que lorsqu'il est sous forme de charbon : c'est pourquoi à la première utilisation, on remplit la trémie avec du charbon de bois 10 cm au-dessus des buses et non avec du bois.

Le charbon de bois est en effet considéré comme une éponge dans laquelle une multitude de cavités correspondent entre elles. Ses parois, très fines, peuvent se gazifier avec la chaleur et l'oxygène contenu dans l'air.

La surface de contact interne du charbon de bois est extrêment élevée : de l'ordre de 500 m2 pour 1 g.

Cette combustion dans le foyer va produire de la chaleur en dessous et au-dessus d'elle.

Lorsque la température avoisine les 1 400°C, des réactions chimiques et physiques vont se réaliser.

Principe de fonctionnement du Gazogène à bois Imbert Générateur (fig. I)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Le résultat de la combustion primaire donne naissance à du CO2 qui au contact du charbon incandescent (dedans et autour de l'étranglement) se réduit en CO (monoxyde de carbone : gaz combustible à partir de 7 %, toxique pour l'homme à 0,5 % => il ne faut donc pas faire les gaz dans un endroit fermer !).

Au niveau de la réduction, il reigne une température d'environ 500°C.

Au-dessus de la combustion primaire, la température s'élève à 700°C : ce qui a permis de transformer le bois en charbon de bois (carbone pur).

Le charbon de bois, qui s'est gazifié dans la combustion primaire, laisse un espace libre et va être remplacé par le charbon de bois qui a été fabriqué dans la zone de carbonisation, ainsi de suite...

Au-dessus de la zone de carbonisation se trouve la zone de distillation qui est à 500°C. Là se distille de l'alcool méthylique, de l'acide acétique et des goudrons.

C'est par le tirage inversé (aspiration du foyer vers le bas) que les produits de la zone de distillation vont subir, au passage de la zone de combustion et de l'étranglement, une décomposition en : hydrogène (H), méthane (CH4) => gaz combustibles.

Au-dessus de la zone de distillation se trouve la zone de séchage du bois à 150°C.

Cette vapeur d'eau va traverser le foyer et donner au contact du charbon incandescent : de l'hydrogène (H), du monoxyde de carbone (CO) => gaz combustibles / et du CO2 => gaz non combustible.

Lorsqu'ils remontent au-dessus de la zone de réduction, les gaz  vont réchauffer l'air contenu dans les tuyaux qui raccordent la bride à clapet (fig. 7) aux buses (fig. 9) : ce qui améliore l'inflammation du charbon de bois. 

Les gaz, qui sont aspirés par le haut de la chemise extérieure (fig. 1), cèdent leur température : ce qui améliore la carbonisation, la distillation et le séchage.

Les matières lourdes retombent par gravité : ceci est une première épuration.

L'air qui rentre dans le gazogène est composé de 78 % d'azote, 21 % d'oxygène et d'1 % de gaz rares.

L'azote (gaz non combustible) qui passe dans le foyer va faire perdre 30 à 40 % de puissance par rapport à l'essence : c'est pourquoi la somme des valeurs des gaz combustibles est inférieure à celle des gaz non combustibles (cf. valeurs au début de ce chapitre).

Une fois que les gaz sont bons, mettre le moteur en route qui prendra le relai du ventilateur.

 

Difficultés de fonctionnement du gazogène à bois Imbert Köln :

1- Il faut trouver un équilibre des températures entre les zones de combustion et de réduction : la première est exothermique (dégage de la chaleur), la seconde est endothermique (absorbe la chaleur).

Cela signifie que si l'on fait rentrer trop d'air, "on fait un poêle à bois" ; si l'on augmente la surface de réduction, la baisse de température arrête les processus de gazification.

2- La vitesse des gaz qui passent dans l'étranglement est limitée entre 2,4 m/s et 5 m/s : cela signifie qu'en dessous et au-dessus de ces valeurs, soit l'air ne rentre pas, soit l'air ricoche sur le charbon.

La cylindrée et le régime moteur déterminent le diamètre intérieur de l'étranglement (fig. 10).

3- Pour le bon fonctionnement des moteurs, la différence entre le régime maximal et le régime minimal est de 2 500 tours/min ; cela s'explique par la vitesse des gaz limitée sur le charbon de bois.

4- Si la trémie est trop haute, l'importante production de vapeur d'eau abaisse la température du foyer jusqu'à l'extinction.

5- Le fonctionnement au ralenti du moteur ne doit pas dépasser 1/4 d'heure car le dégagement de la vapeur d'eau devient supérieure au maintien de la température du foyer.

 

Mise en marche du gazogène à bois Imbert Köln :

Après une durée d'environ 3 à 5 minutes, la vérification des gaz se fait en présentant une flamme au tuyau de sortie du ventilateur.

Le gaz doit brûler de façon continue, avec une flamme longue et calme, d'une couleur rougeâtre, avec un petit cône bleu à la sortie du tuyau.

Flamme "parfaite" lors de la vérification des gaz

Tout cône blanc dans la flamme est la preuve que le bois est trop humide : les gaz ne sont donc pas bons.

Une fois que les gaz sont bons, le moteur peut être mis en route.

Mettre le contact, couper le ventilateur électrique, fermer le clapet d'isolement (fig. 24), accélérer à fond, actionner le démarreur tout en ouvrant le papillon d'air du mélangeur (fig. 22) par la commande du tableau de bord jusqu'à ce que le moteur se mette en route.

Réduire l'accélérateur pour ne pas emballer le moteur.

Généralement, peu après la mise en marche, les gaz deviennent moins bons à cause de l'arrêt du ventilateur. On remédit à ce point faible en accélérant plus fort et en fermant le papillon d'air (fig. 22).

Le véhicule est prêt à prendre la route !

 

 

Conduite d'un gazogène à bois Imbert Köln :

La conduite d'un véhicule à gaz de bois est la même que celle d'un véhicule à essence.

Il faut cependant tenir compte du fait que la vitesse des gaz dans la tuyauterie est plus faible : il est donc préférable d'accélérer moins brusquement et de rechercher avec la commande de papillon d'air (fig. 22) le régime maximum pour une position donnée de la pédale d'accélérateur.

Dans les grandes descentes, fermer l'air complètement pour éviter l'extinction du générateur (fig. I).

 

Le rechargement de bois

Il est dangereux de laisser se vider entièrement le foyer car il chaufferait alors exagérément et provoquerait ainsi des ruptures.

D'autre part, il est recommandé d'ajouter le bois en temps opportun afin de profiter de la distillation et du séchage du bois : c'est-à-dire lorsque le générateur (fig. I) a consommé les 2/3 de bois (ce qui correspond entre 50 et 80 kms ou une heure et demi à 2 heures de fonctionnement).

Le remplissage se fait moteur tournant.

 

 

L'arrêt du moteur

Couper le contact, ouvrirle clapet d'isolement (fig. 24).

La quantité de bois restante dans le générateur (fig. I) doit être d'environ 1/3 en cas d'arrêt définitif.

Il faut donc, lors du dernier chargement, bien calculer la quantité de bois à mettre en fonction de la distante restante à parcourir dans la journée !

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