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PERFECTIONNEMENT AUX FOYERS A COMBUSTIBLES SOLIDES SPECIALEMENT DESTINE AUX COMBUSTIBLES A HAUT POINT
DE FUSION DES CENDRES
De trs nombreux dispositifs sont connus à ltheure actuelle, qui permettent l'utilisation rationelle, automatique ou non, des combustibles solides. Particulière- ment des dernières années de nombreux inventeurs ont réalisé ces appareils permettant l'utilisation dans des foyers do- mestiques de combustibles de petit calibre. La grande majo- rité de ces foyers sont équipés avec des ventilateurs ou
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aspirateurs et sont prévus pour produire comme résidus de combustion des mâchefers solides.
Si dans ce genre de foyers, destinés à utiliser de l'anthracite ou du coke, on désire brûler des combusti- bles ayant un point de fusion des cendres très élevé, on n'arrive pas à des températures de combustion suffisantes pour fondre les cendres en mâchefers. Les résidus se pré- sentent donc sous forme de cendres ou de mâchefers extrême- ment friables et ne peuvent de ce fait être extraits d'en dessous de la masse en combustion.
Le foyer faisant l'objet de la présente inven- tion est destiné à éviter cet inconvénient en permettant d'obtenir des températures de combustion extrêmement éle- vées, localisant les températures maxima à la partie la plus basse du foyer et, dans le cas où malgré tout des cendres se forment en même temps que les mâchefers en don- nant la possibilité d'évacuer ces cendres sans déranger la masse en combustion.
A cet effet l'appareil est organisé de telle sor- te que :
1 L'air primaire y est insufflé au point le plus bas de la chambre de combustion, soit à la hauteur du fond, soit par le fond lui-même.
2 Le fond est construit de telle sorte que des filets d'air primaire sont guidés par le dit fond jusqu'à proximité de la surface du combustible contenu dans le brûleur.
3 Les orifices par lesquels le combustible pénètre dans le foyer et les ouvertures d'insufflation
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d'air primaire sont cloisonnés de manière à ce que la section totale des uns comme des autres puisse 'être aug- mentée ou diminuée.
Deux formes de réalisation de ce dispositif sont représentées sur les figures jointes au présent texte.
Lafigure 1 montre la coupe transversale d'un tel dispositif*
La figure 2 montre le même dispositif en coupe longitudinale suivant la ligne A.A. de la figure 1.
La figure 3 représente en coupe transversale une variante constructive du même dispositif, mais dans lequel l'air primaire pénètre dans le combustible par le fond même de l'appareil.
Il va de soi que la forme d'exécution du foyer peut varier sans sortir pour cela du cadre de l'invention.
Dans les figures 1 et 2, 1 représente le foyer de l'appareil, foyer pouvant être incorporé dans une chaudière, four ou autre similaire ou constituer le corps d'un avant- foyer. Le combustible est emmagasiné dans des trémies 2 et 2' desquelles il s'écoule dans le foyer par les canaux 3 et 3' divisés par des cloisons verticales en un certain nombre de compartiments 4. L'air primaire est admis dans le foyer par des ouvertures 5 et 5' se trouvant à la hau- teur du fond et divisées par des cloisons horizontales et verticales en un certain nombre de compartiments 6.
Le fond de l'appareil est muni d'une excroissance 7 disposée longitudinalement au centre de l'appareil, le sommet de cette excroissance arrivant à proximité du point de rencontre des talus de combustible± 8, tandis que ses
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côtes commencent à proximité des ouvertures 5 et 5'.
Les ouvertures d'admission d'air 5 et 5' peu- vent être reliées à un ventilateur non représenté par des canaux 9 et 9' ou communiquer avec l'air libre, si l'appareil marche par tirage naturel ou si l'air est in- troduit par aspiration artificielle.
La porte 10 donne accès à l'intérieur du foyer tandis que les gaz enflammés s'échappent par ltorifice 11.
Le combustible brûlé dans le foyer 1 est rempla- cé au fur et à mesure par du combustible frais arrivant par gravité des trémies 2 et 2'. L'air primaire soufflé ou aspiré pénètre dans le combustible par les compartiments 6 des ouvertures 5 et 5' exactement à la hauteur du fond du foyer 1 .
La résistance offerte au passage de l'air étant moins grande le long d'une paroi lisse qu'au travers de la masse même du combustible, les filets d'air suivent de pré- férence le fond du foyer, puis les parois de l'excroissance 7. Les filets d'air provenant des ouvertures 5 et 5' se rencontrent ainsi au sommet de l'excroissance 7 et sortent du combustible le long de l'intersection des talus naturels 8. De cette façon la zone incandescente apparaît le long de cette intersection et n'a pas tendance à se propager vers les parties supérieures des talus.
L'allure de combustion est réglée de façon à être suffisamment active pour que les cendres soient fon- dues et se présentent sous forme de mâchefers suffisamment compacts pour être retirés au moyen d'un ringard d'en des- sous de la masse en combustion. Las mâchefers se produisant
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toujours aux endroits où la température est la plus élevée, se déposent dans l'appareil décrit au fond du foyer'en 12 et 12', mais comme ils ne reposent sur le fond que par un certain nombre de points, un passage est maintenu pour l'air entre la face inférieure des mâchefers et le fond de l'appareil aussi longtemps que les mâchefers 12 et 12' ne se soudent pas l'un à l'autre au sommet de l'excroissance 7.
Si un brûleur faisant l'objet de la présente description est destiné à fonctionner à une allure nette- ment inférieure à l'allure maximum pour laquelle il est prévu, il suffit d'obturer un certain nombre de comparti- ments latéraux 4, ne laissant libres qu'un nombre voulu de compartiments centraux et d'obturer de même une partie des compartiments 6. De cette façon le volume de combusti- ble se trouvant dans le foyer et la section d'admission d'air primaire seront diminués proportionnellement à la diminution de la puissance que devra fournir le foyer. La température de combustion sera, dans le sein du combustible, la même que précédemment et les résidus se présenteront en conséquence sous la même forme que dans le cas oû l'appareil marche à pleine allure.
Dans le cas où l'appareil est destiné à brûler des combustibles ayant un très haut point de fusion des cendres, on obture les compartiments supérieurs 6 ne laissant libres que les compartiments inférieurs. On obtient ainsi une tem- pérature de combustion plus élevée par l'augmentation de la vitesse d'introduction de l'air primaire, tout en localisant la zone de combustion la plus active à la partie la plus
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basse du foyer, ce qui empêche la formation des cendres au dessous des mâchefers.
La figure 3 montre une forme de réalisation du même brûleur dans laquelle l'air primaire est introduit directement par la fond.
Dans cette figure 3,13 représente le foyer. Le charbon est emmagasiné dans les trémies 14 et 14' desquelles il s'écoule dans le foyer par les ouvertures 15 et 15' en formant des talus 16. Au fond du foyer se trouvent les ou- vertures 17 et 17' faisant communiquer le foyer avec des cendriers 18 et 18' auxquels on @@ peut accéder par les portes 19 et 19'.
L'air primaire amené d'un ventilateur ( non figuré) ou aspiré par les canaux 20 et 20' pénètre dans le foyer par les ouvertures 21 et 21'. Des ouvertures 21" correspondant avec le canal 20" peuvent être prévues également et agir si- multanément avec les ouvertures 21 et 21'. Entre les ouver- tures 15 et 15', le fond du foyer forme l'excroissance 22 dont le sommet arrive à proximité de l'intersection des talus de combustible 16.
Le brûleur construit suivant cette forme de réa- lisation travaille de la même façon que le foyer représenté dans les figures 1 et 2. Cependant dans la réalisation re- présentée en figure 3' les mâchefers représentés sur le côté gauche de cette figure par 23, reposent en leur point le plus bas sur le combustible tombé dans les cendriers 18 et 18'. Comme l'air primaire provenant des ouvertures 21et 21' et éventuellement 21" n'a pas de raison de se propager dans
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ces cendriers qui forment des culs de sac, le combustible qui y est contenu ne brûle pas.
Lorsque le combustible que brûle a un point de fusion des cendres particulièrement élevé, de telle sorte que l'on n'arrive pas à transformer tous les résidus en mâchefers, on évacue par les portes
19 et 19' le combustible non brûlé contenu dans les cendriers
18 et 18'. Ces derniers se trouvant ainsi vidés pourront recevoir, lorsque les mâchefers 23 seront enlevés, les cendres contenues dans le bas de la masse en combustion aux environs des mâchefers. En procédant à la vidange périodi- que des'cendriers 18 et 18' on pourra tenir le foyer parfai- tement exempt de cendres.,
Il est évident qu'au lieu d'être amené dans le foyer par gravité, le combustible peut y être amené par un dispositif mécanique quelconque, l'invention n'étant en rien influencée par le genre d'alimentation.
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IMPROVEMENT FOR SOLID FUEL FIREPLACES SPECIALLY INTENDED FOR HIGH POINT FUELS
FROM ASH MELTING
Very many devices are known at the present time, which allow the rational use, automatic or not, of solid fuels. Particularly in recent years, many inventors have produced these devices allowing the use in household stoves of small-caliber fuels. The great majority of these fireplaces are equipped with fans or
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vacuum cleaners and are intended to produce solid bottom ash as combustion residues.
If in this type of fireplaces, intended to use anthracite or coke, one wishes to burn fuels having a very high ash melting point, one does not arrive at sufficient combustion temperatures to melt the ashes. in bottom ash. The residues therefore appear in the form of extremely friable ash or bottom ash and therefore cannot be extracted from below the burning mass.
The hearth which is the subject of the present invention is intended to avoid this drawback by allowing extremely high combustion temperatures to be obtained, locating the maximum temperatures at the lowest part of the hearth and, in the event that in spite of everything, ashes are formed at the same time as the bottom ash, giving the possibility of evacuating these ashes without disturbing the burning mass.
For this purpose the device is organized in such a way that:
1 Primary air is blown into it at the lowest point of the combustion chamber, either at the height of the bottom or from the bottom itself.
2 The bottom is constructed so that primary air streams are guided by said bottom up to near the surface of the fuel contained in the burner.
3 The orifices through which the fuel enters the fireplace and the insufflation openings
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primary air are partitioned so that the total cross section of both can be increased or decreased.
Two embodiments of this device are shown in the figures attached to the present text.
Figure 1 shows the cross section of such a device *
Figure 2 shows the same device in longitudinal section along the line A.A. of Figure 1.
FIG. 3 represents in cross section a construction variant of the same device, but in which the primary air enters the fuel through the very bottom of the device.
It goes without saying that the embodiment of the fireplace can vary without going beyond the scope of the invention.
In FIGS. 1 and 2, 1 represents the hearth of the appliance, a hearth which can be incorporated into a boiler, oven or the like or constitute the body of a preheater. The fuel is stored in hoppers 2 and 2 'from which it flows into the hearth via channels 3 and 3' divided by vertical partitions into a number of compartments 4. The primary air is admitted into the hearth by openings 5 and 5 'located at the height of the bottom and divided by horizontal and vertical partitions into a number of compartments 6.
The bottom of the device is provided with a protuberance 7 disposed longitudinally in the center of the appliance, the top of this protuberance arriving near the meeting point of the fuel banks ± 8, while its
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ribs start near the 5 and 5 'openings.
The air intake openings 5 and 5 'can be connected to a fan not shown by channels 9 and 9' or communicate with the free air, if the device operates by natural draft or if the air is introduced by artificial suction.
Door 10 provides access to the interior of the fireplace while the ignited gases escape through orifice 11.
The fuel burnt in the hearth 1 is replaced as it goes by fresh fuel arriving by gravity from the hoppers 2 and 2 '. The primary air blown or drawn in enters the fuel through compartments 6 of openings 5 and 5 'exactly at the height of the bottom of fireplace 1.
The resistance offered to the passage of air being less along a smooth wall than through the mass of the fuel itself, the air streams preferably follow the bottom of the hearth, then the walls of the 'protuberance 7. The air streams coming from the openings 5 and 5' thus meet at the top of the protuberance 7 and exit the fuel along the intersection of the natural embankments 8. In this way the incandescent zone appears along of this intersection and does not tend to spread to the upper parts of the slopes.
The combustion rate is regulated so as to be sufficiently active for the ashes to be melted and to be in the form of bottom ash compact enough to be removed by means of a ring from below the burning mass. . The bottom ash occurring
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always at the places where the temperature is the highest, are deposited in the apparatus described at the bottom of the hearth 'in 12 and 12', but as they rest on the bottom only by a certain number of points, a passage is maintained for air between the underside of the bottom face and the bottom of the device as long as the bottom ash 12 and 12 'do not weld to each other at the top of the protuberance 7.
If a burner forming the subject of the present description is intended to operate at a rate which is significantly lower than the maximum rate for which it is intended, it suffices to close a certain number of side compartments 4, leaving free than a desired number of central compartments and also to close off part of the compartments 6. In this way the volume of fuel in the hearth and the primary air intake section will be reduced proportionally to the decrease in the power that the fireplace must provide. The combustion temperature will be, in the fuel, the same as before and the residues will therefore appear in the same form as in the case where the appliance is operating at full speed.
In the case where the appliance is intended to burn fuels having a very high ash melting point, the upper compartments 6 are closed, leaving only the lower compartments free. A higher combustion temperature is thus obtained by increasing the rate of introduction of the primary air, while locating the most active combustion zone at the most active part.
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low of the hearth, which prevents the formation of ashes below the bottom ash.
FIG. 3 shows an embodiment of the same burner in which the primary air is introduced directly from the bottom.
In this figure 3.13 represents the hearth. The coal is stored in the hoppers 14 and 14 'from which it flows into the hearth through the openings 15 and 15', forming slopes 16. At the bottom of the hearth are the openings 17 and 17 'communicating the hearth. with ashtrays 18 and 18 'which can be accessed through doors 19 and 19'.
The primary air supplied by a fan (not shown) or drawn in through the channels 20 and 20 'enters the fireplace through the openings 21 and 21'. Openings 21 "corresponding to the channel 20" can also be provided and act simultaneously with the openings 21 and 21 '. Between the openings 15 and 15 ', the bottom of the hearth forms the protuberance 22, the apex of which arrives near the intersection of the fuel banks 16.
The burner constructed according to this embodiment works in the same way as the hearth shown in Figures 1 and 2. However, in the embodiment shown in Figure 3 'the bottom ash shown on the left side of this figure by 23, rest at their lowest point on the fuel that has fallen into ashtrays 18 and 18 '. As the primary air coming from the openings 21 and 21 'and possibly 21 "has no reason to propagate in
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these ashtrays which form dead ends, the fuel contained therein does not burn.
When the fuel that is burned has a particularly high ash melting point, such that all the residues cannot be transformed into bottom ash, it is evacuated through the doors
19 and 19 'the unburned fuel contained in the ashtrays
18 and 18 '. The latter being thus emptied can receive, when the bottom ash 23 is removed, the ash contained in the bottom of the mass in combustion in the vicinity of the bottom ash. By periodically emptying the ashtrays 18 and 18 ', the fireplace can be kept completely free of ash.
It is obvious that instead of being brought into the hearth by gravity, the fuel can be brought there by any mechanical device, the invention not being in any way influenced by the type of feed.