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CONSTRUCTION DE CHAUFFERIES MODERNES S.P.R.L.
Bruxelles. Foyer pour combustibles solides non agglutinants.
La présente invention concerne les foyers du type dit à vent soufflé pouvant 'être construit indifféremment sous forme d'appareil indépendant ou avant-foyer adaptable à des chaudières existantes, ou bien comme partie intégrante d'une chaudièr.
Elle a pour but de réaliser un foyer de la construction la plus simple possible, dépourvu de tout organe intérieur encombrant le foyer et soumis aux hautes températures de celui-ci, de manière que les résidus de combustion soient facilement accessibles quelque soit la nature de ceux-ci -(cendres ou mâchefers) et dans lequel
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l'air primaire insufflé permette une durée de fonctionne-. ment sans décrassage la plus longue possible, les filets d'air étant répartis de manière égale, de façon à éviter la formation de cratères, et le refroidissement par l'eau étant agencé pour éviter le dépôt des calcaires aux endroits en contact avec le combustible incandescent.
Elle a pour but également de procurer un moyen original réglable de refroidissement des parois de la chambre de combustion dans le cas notamment ou un refroi- dissement par circulation intensive d'eau n'est pas pos- sible.
En vue de la réalisation des buts indiqués ci- dessus, le foyer, objet de l'invention, est caractérisé en ce qu'il est constitué par une cuvette à parois conver- gentes vers le bas, pourvue dans le fond d'une ouverture qui donne communication à une chambre d'entrée d'air pri- maire,dont le fond est constitué par une plaque aveugle, sur laquelle repose le combustible ou les cendres, l'air primaire pénétrant dans le foyer par tout le pourtour d'é- boulement du combustible.
Dans la réalisation pratique de l'invention, les lèvres de cette ouverture sont écartées pour permettre seu- lement le passage des cendres et pour retenir le mâchefer qui se forme. L'écartement de ces lèvres est limitée entre
5 et 25 cm.
Tout l'air primaire de combustion pénètre dans
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le foyer par le pourtour de l'ouverture. Ce pourtour est, en chacun de ses points, à égale distance des talus supérieur* de combustible,.
La cuvette est refroidie par une chambre extérieure alimentée en eau qui n'en remplit qu'une partie et dont le niveau peut être réglé en fonction des conditions de marche du foyer. La vapeur produite est injectée dans le courant d'air primaire.
Les'dessins ci-joints montrent des exemples de réalisation d'un foyer suivant l'invention.
La fig. 1 est une coupe verticale d'un foyer à alimentation centrale.
La fig. 2 est une vue schématique en plan d'un foyer circulaire.
La fig. 3 est une vue analogue d'un foyer allongé.
La fig. 4 représente un foyer à alimentation latérale.
La fig. 5 montre la vue schématique en plan d'un foyer circulaire correspondant, à alimentation en un point.
La fig. 6 indique en plan un foyer de ce genre à alimentation sur toute la largeur.
La fig. 7 montre l'allure des mâchefers pour un foyer à ouverture trop large.
La fig. 8 indique la position d'un mâchefer dans une ouverture trop large, mais pourvue de protubérances -
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à distances norwales conforme à l'invention.
Dans la fig. l, 1 désigne un foyer comportant une chambre de combustion 2, surmontant une cuvette en forme de cône tronqué renversé ou de pyramide tronquée renversée 3. Le fond de cette cuvette forme une ouverture 4 prévue de telle sorte que les lèvres 5 de ladite ouverture soient à une distance égale ou sensiblement égale sur toute leur périphérie des talus 6 des combustibles amenés dans le foyer. La largeur de l'ouverture 4 est calculée de telle sorte que le- cendres puissent y passer, mais que les mâchefers, s'il y en a, se forment au-dessus de cette ouverture et ne pendant jamais en-dessous des lèvres 5. En pratique, si l'ouverture 4 est ronde, son diamètre ne sera pas inférieur à 50 m/m, ni supérieur à 250 m/m.
Si l'ouverture est allongée, sa plus petite dimension sera limitée par les chiffres ci-dessus, la dimension la plus grande pouvant être aussi grande que l'on veut. En-dessous de l'ouverture 4, se trouve une plaque aveugle 7 servant de support au combustible ou aux cendres passant par l'ouverture 4.
L'air primaire est amené au foyer par une ouverture 8 raccordée à une source d'air sous pression est se répartit dans une chambre 9 autour de la cuvette. Une ouverture 10 est prévue pour permettre l'extraction des cendres. le foyer comporte en outre une ouverture 11 permettant l'extraction des mâchefers et une autre ouverture 12 permettant l'évacuation des flaires et gaz de combustion.
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Dans la fig. 1, l'alimentation automatique en combustible, se fait par gravité par une conduite 13 surmontée d'une trémie 14, mais 11 alimentation peut aussi bien être faite à la main ou par un dispositif mécanique, tel qu'un pelleteur ou autre.
Le refroidissement de la cuvette 3 est réalisé grâce à une chambre 15 qui entoure la dite cuvette, et qui est alimentée en eau par une cuve à niveau constant,(non représentée sur le dessin). Le niveau d'eau dans la chambre 15 peut être augmenté ou abaissé, de manière à varier la surface de chauffe et par conséquent la quantité de vapeur dégagée par unité de temps. La vapeur est évacuée par un conduit 16 et peut être .injectée en tout ou en partie sous le conduit d'insufflation d'air primaire par un tuyau
17 ou être conduite vers un autre appareil quelconque ou simplement expulsée à l'air libre par un conduit 18. Des vannes 19 permettent de répartir .la vapeur suivant les be- soins.
La chambre 15 peut également être noyée et rac- cordée à une circulation d'eau quelconque ; dans ce cas, elle fonctionne non pas comme chambre à vapeur, mais à eau chaude et le conduit 17 est supprimé dans ce cas.
Sur la fig. l, le plafond du foyer est constitué par une pièce 20 en matière réfractaire, mais peut aussi bien être constitué par une pièce à circulation dteau ou si le foyer est prévu dans une chaudière, ne pas exister
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du tout, les flammeset gaz a'échappant alors par le sommet du foyer, autour de la trémie 14, au lieu d'être évacuée par l'ouverture 12.
Les vues en plan (fig. 2 et 3) montrent que le foyer peut aussibien être de forme circulaire qu'allongée pourvu que les lèvres 5 soient toujours à distance sensi- blement égale des talus de combustible 6 les surplombant.
Le foyer ainsi construit fonctionne de la manière suivante :
Le combustible amené par le conduit 13, se déverse dans la cuvette à fond percé 3 en formant un cône ou une pyramide 4 ou une pyramide à angles arrondis, etc.).
S'il s'agit de combustible de petit calibre, une partie du combustible passe par l'ouverture 4 et forme sur la plaque aveugle ?.un cône tronqué ou une pyramide tronquée.
L'air primaire, amené par le conduit 8 se répartit dans la chambre 9 où règne une pression égale, et pénètre dans la masse en ignition, en prenant de préférence le chemin de moindre résistance, c'est-à-dire, en suivant de préférence les parois de la cuvette 3. Ltépaisseur de combustible au--dessus des lèvres 5, étant partout égale, 1'allure de combustion est la même sur tout le pourtour du foyer. Si le combustible a un point de fusion des cendres suffisemment bas pour que des mâchefers puissent se former, ceux-ci ne nent pas considérablement le passage de l'air,
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car ils ne reposent sur lesparois de la cuvette que par un certain nombre de points, de sorte que l'air passe facilement entre les mâchefers et les parois.
L'allure de combustion ne diminuera brusquement que lorsque les mâchefers auront atteint la surface des talus 6, car alors l'air primaire est court-circuit et n'agit plus comme agent gazéificateur.
Le combustible se trouvant sous l'ouverture 4 ne brûle que très lentement et dans cette sone, les résidus se présentent toujours sous forme de cendres.
,, ¯¯ Dans le cas où l'on brûle du combustible à très haut point de fusion de cendres ne donnant pas de mâchefers, on peut disposer sous l'ouverture 4 un obturateur permettant d'extraire les cendres sans entraîner le charbon contenu dans la cuvette 3. Dans les autres cas, l'ouverture 4 est automatiquement obturée par le mâchefer;- les cendres pour. ront donc être évacuées si l'on fait cette opération avant d'enlever le mâchefer.
Le fonctionnement de l'appareil est identique si le chargement se fait à. la main ou par un chargeur mécani- que quelconque, pourvu que le combustible soit réparti de manière égale dans la cuvette.
L'ouverture 4 étant calibrée de façon appropriée, les mâchefers éventuels ne pendent pas sous les lèvres 5 et peuvent être soulevés et enlevés très aisément.
La pratique a démontré que si lé diamètre ou la
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plus petite dimension de l'ouverture 4 excède 250 m/m (voir fig. 7) les mâchefers descendent jusqu'à la plaque aveugle 7 et se replient sous les lèvres 5. Si ces mâche- fers sont durs, il devient très difficile de les évacuer et la plus grande partie du combustible contenu à l'intérieur de l'anneau de mâchefers n'est jamais touchée par les filets d'air et reste donc inactive.
Si les dimensions du foyer obligent de dépasser la c8te de 250 m/m, les parois de la cuvette3 peuvent être munies de protubérances 21 servant de point d'appui aux mâchefers; dans ce cas, la distance entre les extrémi. tés des protubérance ne peut pas dépasser 250 m/m (fig. 8).
Le refroidissement fonctionne de la façon sui- vante :
La chambre 15 étant alimentée de façon continue en eau, et le niveau y étant maintenu constant, il s'y pro- duit une évaporation qui est fonction de l'allure du foyer d'une part, et de la surface de chauffe dtautre part. En Principe, la quantité de vapeur à produire est défera par la quantité à injecter dans le conduit 8 pour obtenir un gaz à l'eau ayant une teneur déterminée en hydrogène, ou un abaissement nécessaire de la température de combustion; mais si la vapeur est nécessaire pour un autre usage quel- conque (injection dans un four, etc.) on pourra en augmen- ter le débit, en agrandissant la surface de chauffe.
Les parties du foyer non refroidies par contact
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direct avec ,,eau 2-0 sont par la vapeur ou par un mélange de vapeur et d'air. En principe toutes les parois qui ne sont pas en contact avec le combustible en ignition peuvent 'être constituées en briques réfractaires.
Si l'alimentation du foyer se fait latéralement (fig. 4,5,6), il y a lieu de donner couverture 4, une forme sensiblement paralléle au talus extérieur 6 de combustible. Les lègres sont disposées, de telle sorte que, la distance, à la surface du combustible les surplombant, soit toujours sensiblement la même. La ligne joignant la lévre supérieure à la lèvre .inférieure est donc sensiblement para- lèle au talus de combustible 6 (fige 4).
La fige 5 montre le cas, ,où l'alimentation 13 se fait en un point de la pé- riphérie du foyer; la fig. 6 montre le cas où l'alimentation se fait sur toute la longueur de la cuvette.
Les chiffres de référence des fig. 4, 5 et 6 cor- respondent ceux des fig. 1, 2 et 3 et le fonctionnement du foyer est en tous points identique.