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Procédé de déplacement du combustible sur une grille mue mécaniquement.
Dans les grilles mécaniques connues, telles que par exemple les grilles sans fin, les grilles à mouvement alternatif., etc... le combustible est, soit déplacé en même temps .que la grille, c'est-à-dire sans mouvement par rapport à celle-ci, soit poussé de manière à glisser sur la grille, ce qui produit, en particulier pour les charbons gras, une agglomération nuisible du combustible¯ Il se produit ainsi ce qu'on appelle des gâteaux qui se consument de façon très défectueuse et des vides qui donnent lieu à un grand excès d'air.
D'autre part, l'avance ou le recul lents du combusti- ble à d'assez grands intervalles, comme c'est le cas dans les grilles à mouvement alternatif,déterminent de fortes crevas-
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ses dans la couche de combustible - à travers lesquelles jaillissent des jets de flammes nuisibles, - en particu- lier lors de l'utilisation de vent ascendant (air comprimé), qui entraînent dans les carneaux de la chaudière de grandes quantités de cendres légères.
La présente invention a pour objet un mode de dépla- cement du combustible sur une grille à mouvement mécanique, suivant lequel le combustible est périodiquement soulevé de la grille pour retomber en de courtes paraboles, ce soulève- ment périodique ajouté au déplacement continu produisant un désentassement du combustible et un attisage continus du feu qui permettent un mélange intime du combustible et de l'air de combustion.On obtient ainsi une combustion tout-à-fait parfaite, et simultanément on empêche efficacement l'agglo- mération nuisible des particules de combustible. Le feu res- te constamment uniforme. Les parties non brûlées du mâchefer et les cendres légères sont réduites au minimum. Le soulè- vement des particules de combustible a lieu soit d'une fa- çon ininterrompue, soit à de courts intervalles.
Du fait du mouvement de secousse du combustible, les gaz de la combustion sont en outre mis en mouvement pulsa- toire, ce qui améliore la cession de chaleur aux chaudières.
Grâce à ces secousses, on empêche aussi un engorgement de la grille et les particules de mâchefer qui se déposent tou- jours entre les barreaux de la grille sont secouées et re- tombent. Comme le,combustible est projeté de façon ininterrom- pue plus ou moins haut, et qu'il se trouve presque constam- ment en mouvement, les barreaux de la grille sont par moment complètement dégagés et par conséquent complètement entourés
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de l'air comburant. La durée de service des barreaux de gril- le est essentiellement augmentée par ce refroidissement ef- ficace.
On obtient ce mouvement continu du combustible sur la grille, conformément à l'invention, en donnant à la gril- le à peu près horizontale des mouvements dirigés alternati- vement'vers le haut et vers le bas et ayant une petite com- posante horizontale. Le réglage du mouvement continu du com- bustible se fait conformément à l'invention en modifiant, d'une part, le nombre des oscillations de la grille ou des intervalles séparant les dites oscillations et d'autre part, la petite composante horizontale ou l'amplitude d'oscilla- tion de la grille.
Suivant différents modes d'exécution de l'invention, la grille est suspendue à peu près horizontalement sur des ressorts et on lui transmet un mouvement oscillant vertical à l'aide d'un excentrique ou organe analogue, coopérant avec elle, ou bien encore la grille, à peu près équilibrée par des contre-poids à l'aide de leviers, repose avec un léger dé- séquilibre sur des supports ou traverses fixés ou montés élastiquement, ou enfin la grille équilibrée en partie vers l'avant à l'aide de contre-poids par l'intermédiaire de le- viers et reposant par sa partie antérieure sur des tampons pneumatiques,
est suspendue à l'aide de pattes par ses lon- gerons ou traverses longitudinales prolongés vers l'arrière et repoussée vivement vers 1µhaut par des électro-aimants ou autres dispositifs de traction agissant sur les dits le- viers pour retomber ensuite sur ses supports et ainsi de sui-
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Ces mouvements de la grille peuvent aussi être obtenus en suspendant la grille sur des tampons pneumatiques et en la mettant en mouvement ascendant et descendant à l'aide d'un électro-aimant, d'un excentrique ou organe ana- log ue.
On dispose de préférence sur le bâti de la gril- le suspendu, comme on vient de la dire, à l'aide de ressorts, de leviers et contre-poids ou tampons pneumatiques ou seu- lement de tampons pneumatiques, des masses d'inertie oscillant verticalement dans le même sens et horizontalement dans des sens opposés. Conformément à l'invention ces masses d'inertie peuvent être agencées sur deux arbres montés dans le bâti de la grille de telle manière que, lorsque les arbres tournent en sens opposé, ces masses agissent simultanément en direc- tion verticale soit vers le haut, soit vers le bas, tandis que leurs actions s'annulent complètement dans le plan horizon- tal.
Dans le but de réaliser une commande des arbres la plus simple possible, on peut accoupler un des deux arbres portant les masses d'inertie et reliés entre eux par deux ou un nombre quelconque pair (4 ou 6) d'engrenages, soit directe- ment à un moteur monté sur 1µbâti de la grille, soit aussi di- rectement à l'aide d'une transmission flexible à un moteur, à nombre de tours réglables situé en dehors du bâti de la grille ou encore un mécanisme réglable actionné par un moteur.
En outre, le mouvement de la grille peut aussi être obtenu suivant l'invention en disposant cette grille sur des cataractes à huile dont les cylindres sont munis de petits tampons pneumatiques et dont les pistons de commande action-
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nés par un électro-aimant ou par un autre dispositif quelcon- que mettent l'huile en mouvement pulsatoire, en soulevant la grille avec de petites amplitudes.
La disposition des organes deupport ( tels que ressorts, leviers avec contre-poids, tampons pneumatiques ou cataractes à huile) et des organes de mouvement (tels qu'ex- centriques, masses d'inertie, électro-aimants, cataractes à huile, etc..) est quelconque et on choisit ces organes sui- vant le type et la dimension de la grille.
La description qui va suivre en regard du des- sin annexé, donné à titre d'exemple, fera bien comprendre de -quelle manière l'invention peut être réalisée.
Les figures 1 à 3 et 5 représentent chacune une coupe longitudinale de différentes grilles montées dans une chaudière à tubes d'eau choisie à titre d'exemple. Les bar- reaux de grille en acier sont fixés sur des fers à bourre- lets c, reliés aux longerons d ou 1 à l'aide de vis. Les lon- gerons d ou 1 sont reliés de manière quelconque par des fers plats ou des profilés en plus des fers c, ou encore comme sur la fige 5, ces longerons sont telités par des montants 2 à des longerons inférieurs 3, de manière à former un bâti de gril- le solide reposant sur les ressorts f ou 11. La grille est suspendue, c'est-à-dire que dans sa position moyenne, elle repose sur les ressorts en donnant à ceux-ci une flèche ini- tiale correspondant à peu près au poids de la grille et à une charge de combustible normale.
Les ressorts ± ou 11 sont, par exemple, reliés rigidement à leur extrémité antérieure aux longerons d ou 1 et en leur milieu aux traverses g. ou 12, et sont articulés à leur extrémité postérieure au moyen de jumel-
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les sur les longerons de telle manière que le point de liaison antérieur des ressorts et des longerons décrive un petit arc de cercle dont le centre est le point de liaison moyen des dits ressorts avec les traverses g ou 12.
A l'aide de l'excentique e claveté sur un arbre entrâiné ou d'une autre commande connue quelconque, par exemple d'un moteur à vibrations, la grille est mise en mouvement vibratoire ascen- dant et descendant sous l'action des ressorts déjà tendus de sorte que le combustible placé sur la grille est projeté en l'air de façon continue et transporté vers l'arrière du foyer au fur et à mesure de la combustion.
Dans la fig. 5, on a monté deux arbres 4 et 5 sur les longerons inférieurs 3. Les deux arbres sont reliés en- tre eux à l'aide de deux engrenages égaux 6. L'arbre antérieur 4 est relié directement à l'aide d'un arbre élastique 7 au mo- teur 8 muni éventuellement d'un régulateur de vitesse. 1µla pla- ce du moteur, on peut aussi utiliser un mécanisme d'entraîne- ment. De même, le moteur peut être aussi couplé directement entre les deux parties d'un arbre 4 coupé en son milieu et être fixé sur une traverse reliant les longerons inférieurs 3.
Sur l'arbre antérieur 4 sont fixées deux masses d'inertie 9 et sur l'arbre postérieur 5, deux autres masses d'inertie 10, de telle manière que lors de la rotation des arbres 3 et 4, produite par l'accouplement à engrenages, ces masses agissent verticalement en sens opposé soit vers le haut soit vers le bas, tandis que leurs effets d'inertie s'annulent dans le plan horizontal.
Puisque la grille estsuspendue sur des ressorts, il n'est besoin que d'une petite énergie pour mettre les ressorts
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en vibration ou mettre les masses d'inertie en mouvement.
Dans les exemples représentés aux figs. 1. et 2 est disposée à l'extrémité de la grille une grille à mâchefer, dont les barreaux b sont reliés par leur extrémité intérieure au bâti de la grille principale de la même manière que les barreaux a de la dite grille, tandis qu'ils reposent par leur extrémité extérieure, en vue du réglage de l'évacuation du mâchefer, sur une traverse réglable en hauteur à la main.
La couche de combustible est plus ou moins haussée par la gril- le à mâchefer suivant son réglage de telle sorte que l'on ob- tient une couche de combustible uniforme et qu'il est super- . flu d'utiliser un appareil spécial pour arrêter le mâchefer.
Celui-ci est donc évacué par la grille elle-même dans la tré- mie à mâchefer r, Cette trémie est fermée du côté de la gril- le par des tôles mobiles superposées, la tôle supérieure n étant fixée à la traverse t. La distribution du combustible a lieu par la trémie à charbon h munie d'un registre de ré- glage k. Pour obtenir une alimentation uniforme on a prévu une plaque 1 suspendue par des charnières à la trémie à char- .bon, comme représenté fig.l. et reposant par son extrémité inférieure sur la grille en mouvement. Cette plaque 1 peut aussi être fixée à la grille effectuant ainsi le mime mouve- ment que celle-ci, ce qui a pour effet de faire avancer le combustible.
La plaque i peut aussi être remplacée par une grille oblique 1 (fig.2) ou une grille à gradin m (fig.3)
Les figs. 1 et 5 représentent le cas d'une grille plane et la fig. 2 représente deux grilles à secousses mon- tées l'une derrière l'autre en formant une sorte de grille à échelons et reliées entre elles par la grille fixe n.
La tôle o reliée au bâti de grille antérieur for-
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me une glissière à secousses recevant le combustible qui tombe, et l'amenant à la deuxième grille. En vue d'obtenir une plus grande surface de grille, on peut aussi monter de la même façon l'un derrière l'autre un nombre plus élevé de grilles. Du fait de la disposition en échelons, tous les gâ- teaux de combustible formés sur le premier échelon se rom- pent lors de leur passage sur le deuxième.
La fige :3 représente une grille supplémentaire ou de distribution combinée avec une grille sans fin!! et exécu- tée de la même façon que la première grille de la fig. 2. De la même façon, on peut monter la grille, objet de l'invention, devant une autre grille de modèle quelconque.
Dans les deux derniers dispositifs, le premier échelon ou la grille antérieure est légèrement en rampe pour freiner le combustible de manière appropriée. De cette façon et du fait du rayonnement des gaz de combustion qui s'élèvent, on obtient avant tout un bon allumage du combustible amené par le haut.
La grille peut avoir une largeur quelconque ou, comme on le voit fig. 4, se composer de plusieurs grilles étroites juxtaposées, dont les excentriques ou autres méca- nismes de commande peuvent être décalés les uns par rapport aux autres. Par cette subdivision en'largeur, on obtient, si l'on décale les commandes, l'avantage de briser constamment dans sa largeur la couche de combustible.
La fig. 1 représente en outre, un dispositif de subdivision en zones constituées par des tôles montées entre les longerons d et par des trémies q. Les tôles p glissent à leurs extrémités inférieures le long des parois des trémies q. comburant est admis soit par tirage naturel à l'aidé de
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registres s disposés sur les parois antérieures des trémies et réglables à la main au moyen d'un levier monté au poste du chauffeur, par une soufflerie, par une conduite munie d'un registre de réglage et reliée aux trémies, lorsqu'on utilise de l'air inférieur, (air comprimé).
Pour appuyer le mouvement prévu de la grille dans lequel le point de liaison antérieur des ressorts 11 et des longerons 1 décrit un arc de cercle ayant pour point de liai- son moyen des dits ressorts avec les traverses 12, on a incli- né vers l'arrière sur les fig. 5 et 6, les longerons inférieurs
3 et les arbres 4 et 5. Les trémies prévues pour obtenir les sônes de vent ascendant sont reliées ici rigidement au bâti de la grille de sorte qu'elles participent aux mouvements de la grille. Les parois des trémies n'ont par conséquent besoin que d'une très faible inclinaison. Aux sorties des trémies, sont raccordés des tuyaux 14 qui plongent dans l'eau d'un ap- pareil d'évacuation de mâchefer 15,de manière à obtenir une fermeture étanche à l'air en même temps qu'une évacuation constante des cendres.
L'air inférieur (air comprimé) pénètre sous la grille ou dans les zônes prévues par les bottes à vent latérales 16 ou par les plaques latérales 17 en fonte qui leur sont fixées et sont munies de nervures de refroidissement. La grille est fermée vers le bas demanière étanche à l'air par des tôles élastiques 18 fixées sur les longerons 1, et péné- trant dans des fentes pratiquées sous les plaques latérales 17. L'admission de l'air comprimé peut aussi être effectuée directement à partir de la conduite de soufflerie à l'aide de raccords reliés aux trémies et, dans ce cas, on disposera avan- tageusement un tronçon de tube élastique ou de tuyau flexible () dans le raccord d'assemblage entre la conduite de/soufflerie
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et la trémie.
La fig. 6 représente en coupe le mode de réalisa- tion de la fig. 5.
Les figs. 7, 8, 10 et 11 représentent en section longitudinale, différents modes de réalisation de la grille ou de ses organes de déplacement tandis que la fig. 9 est une coupe transversale du mode de réalisation de la Fig. 8. Les barreaux de grille 19 sont rangés par groupes sur des axes fixés de leur côté à l'aide d'équerres 20 sur des traverses 21. Ces traverses sont reliées de leur côté aux longerons 22 (tôles ou profilés)de manières à former un bâti de grille so- lide.
Sur la fig. 7, les longerons 22 sont reliés par des paliers 23 fixés sur eux et par des pivots, aux petits bras de levier des leviers 24. Les leviers 24 sont montés par des paliers 25 sur les traverses fixes 26 et portent sur leurs bras de levier le plus long les contre-poids 27 qui servent à équilibrer approximativement le poids de la grille.
La grille elle-même repose, avec un léger excédent de poids sur des traverses fixes ou élastiques 28. A l'extrémité ex- . térieure libre des leviers 24 sont articulés par des biellet- tes, des noyaux de fer doux 29 qui sont soumis par intermit- tences à l'attraction des électro-aimants 30 alimentés par l'intermédiaire d'un cylindre de contacts, de sorte que la grile se soulève, retombe sur les traverses 20 et ainsi de suite. Dans ce mouvement, le combustible est projeté en l'air avec une légère composante horizontale, de façon correspondan- te à la position des leviers 24 et retombe suivant de courtes paraboles sur la grille déjà revene dans sa position de repos.
Sur la fig. 8, la grille est montée à sa partie an
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térieure de la même façon sur des leviers 24 de manière à être partiellement équilibrée et repose sur des tampons pneumatiques, tandis que ces longerons 22 prolongés vers l'arrière sont articulés par des biellettes 31 sur les pa- liers stationnaires 32. Les tampons pneumatiques sont copsti- tués dans ce cas, à titre d'exemple, par des cylindres fixes
33 et des pistons 34 en forme de cloche dont les tiges 35 repo- sent par leur extrémité supérieure sphérique dans des touril- lons creux 36 disposés sous les longerons 22.
La partie in- férieure des cylindres 33 est remplie partiellement d'huile
37 sous la cloche des pistons 34, tandis que la cloche des pistons contient de l'air fermant le tampon pneumatique 38.
Au-dessus du piston se trouve également un tampon d'air 39 et le cas échéant aussi une couche d'huile pour améliorer le graissage du piston. Le mouvement de la grille vers le haut produit par l'électro-aimant 30 est renforcé dans ce cas par le tampon d'air 38, et amorti par le tampon d'air 39 se trou- vant au-dessus du piston 34 tandis que la descente de la gril- le est amortie par le tampon d'air 38. Du fait de la suspension de la grille à son extrémité postérieure par des longerons prolongés 22, les amplitudes d'oscillation de la grille à cet- te extrémité sont plus petites de sorte qu'il se produit un freinage automatique du mâchefer favorisant une bonne extinc- tion.
Dans les Figs. 8 et 9, les barreaux de grille la- téraux 40 munis de renflements sont disposés en gradins les uns au-dessus des autres, de sorte que la grille forme une sorte d'auge rendant inutile un dispositif d'étanchéité latéral. La grille est protégée d'une entrée d'air extérieur intempestive - par des tôles élastiques 41 qui sont fixées aux 4
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poutrelles 42 de la maçonnerie et reposent par leur autre face dans des fentes 43 du bâti de la grille, de manière à pouvoir y coulisser. On peut aussi fixer ces tôles par un de leurs bords au bâti de la grille et monter leurs bords opposés le long des poutrelles 42 de la maçonnerie, de manière qu'ils puissent coulisser.
Sur la fig. 10, la grille repose complètement sur des tampons pneumatiques. Les tampons pneumatiques se compo- sent également dans ce cas d'un cylindre 33 monté sur des fers en U 44 et comportant un piston 34 en forme de cloche, dont la tige 33 est articulée par son extrémité supérieure en forme d'oeil sur des paliers 45, des longerons 22 de la grille. Le noyau de fer doux 29 des électro-aimants 50 montés sur les tra- verses 46 est articulé sur des paliers 47 de traverses 48 re- liées aux longerons 22 à l'aide de montants 49, l'ensemble cons- tituant le bâti de la grille. Les aimants commandés par un cy- lindre de contact produisent en coopération avec les tampons pneumatiques le soulèvement de la grille qui retombe sous l'effet de son propre poids et des tampons à air 39 au-dessus des pistons, la descente étant amortie par les tampons à air inférieurs 38.
Sur la fig. 11 les longerons 22 de la grille sont reliés à l'aide de paliers 45 fixés à ces longerons aux ti- ges 50 des pistons 51 de cataractes d'huile fixées sur des supports 52. Les pistons 51 et les chapeaux de cylindre 53 sont en forme de cloche. Sous les pistons et les chapeaux de cylindre se trouvent de petits tampons d'air 54 et 55. A l'ai- de du piston de commande 56 dont l'extrémité supérieure 57, portant par exemple un noyau de fer doux, est déplacée à l'ai- de d'un électro-aimant 58 monté sur l'appareil et influencé
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par un cylindre de contact, l'huile est mise en mouvement pul- satoire, de sorte que la grille est animée d'un mouvement as- cendant et descendant, dont les oscillations sont amorties par les tampons d'air 54 et 55.
Le mouvement du piston de comman- de 56 peut aussi être produit par des excentriques ou d'autres dispositifs quelconques.
Les tampons d'air et les cataractes d'huile ainsi que les électro-aimants sont inclinés légèrement vers l'arrière ce qui permet d'obtenir la petite composante horizontale désirée du mouvement ascendant et descendant de la grille. Al'aide d'un dispositif de réglage de l'appui postérieur 59'.du support 52, par exemple à l'aide de broches actionnées par vis sans fin, on peut modifier aussi bien la position de la grille que la peti- te composante horizontale dû mouvement ascendant et descendant., ce qui permet de régler le mouvement continu du combustible et la combustion de toute manière appropriée. De la même façon, le mouvement du combustible dans les autres modes de réalisa- tion peut être réglé en disposant les organes de support et de commande sur un bâti inférieur commun réglable en hauteur.
En outre, le mouvement du combustible peut être ré- glé par modification du nombre d'oscillations de la grille.
A cet effet, on peut munir le cylindre de contacts commandé par un moteur, d'un nombre plus ou moins grand de contacts sur lesquels les balais collecteurs sont réglés par exemple soulevés à intervalles par un mécanisme d'horlogerie. On obtient à l'aide de ce dernier dispositif un mouvement par saccades de la grille dans des intervalles de temps aussi petits qu'on le désire.
La rangée antérieure de barreaux de grille 19a est inclinée afin d'obtenir une bonne évacuation du combustible
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hors de la trémie de chargement., tandis que la rangée postérieu- re de barreaux 19b est plus ou moins inclinée en hauteur dans le but de freiner le mâchefer. L'évacuation du mâchefer dans la trémie à mâchefer 60 placée derrière la grille est aussi dans ce cas effectuée automatiquement par la grille.
Comme indiqué en pointillés sur la fig. 8 et repré- senté fig.9 la grille peut être subdivisée en zones d'air inférieur par des trémies à cendres 61 disposées dans le bâ- ti de la grille. L'air sous pression étant amené dans ce cas, par une conduite de soufflerie fixe 62 à l'aide de raccords élastiques 64 se composant par exemple partiellement d'un souf- flet en cuir 63. Le réglage de l'air comprimé est effectué par des clapets de retenue 65 montés dans les raccords et pouvant être commandés au moyen d'une timonerie du poste de chauffeur.