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" Perfectionnements aux foyers "
La présente invention est relative à des foyers du type comprenant une maçonnerie ou structure similaire, une chambre de combustion étant prévue.à la base du foyer sous une cheminée . Un exemple d'un tel foyer est constitué par un appareil à distiller, pour la distillation continue de goudron, muni d'un serpentin disposé à l'extérieur et entourant la cheminée centrale, les gaz de combustion étant obligés, lorsqu'ils atteignent le sommet de la che- minée, de changer de direction et de venir balayer. le serpentin en se dirigeant vers le bas. Dans un tel appareil à distiller, les gaz ascendants peuvent être tellement chauds qu'il est souhaitable de les diluer avec des gaz plus froids, avant qu'ils ne balayent le serpen-
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tin.
De plus, pour produire l'échange de chaleur maxi- mum, il est fortement souhaitable que la vitesse des gaz soit , au moment du passage sur le serpentin, aussi éle- vée que possible . C'est pourquoi , il peut être nécessai- re d'accroître le volume des gaz de combustion en y mé- langeant des gaz additionnels. Ceux-ci peuvent être extraits de ceux quittant les carneaux ou passages traver- sés en direction descendante, après passage sur le serpen- tin.
Suivant la présente invention, on mélange du gaz aux gaz de combustion ascendants en l'introduisant dans un espace formé dans la maçonnerie principale du foyer par une paroi qui fait partie de la chambre de combustion ou s'étend vers le haut à partir de celle-ci . Le gaz ajouté, qui peut, quelle que soit la raison de son addition, être considéré avantageusement comme gaz de dilution, est alors chassé vers le haut le long de la surface extérieure de la paroi, par l'action d'un éjec- teur ou de moyens mécaniques propres à le mélanger aux gaz de combustion ascendants. Le gaz de dilution commence par se diriger vers le haut en formant une gaine mobile autour des gaz de combustion, puis il se mélange gra- duellement à ceux-ci .
En conséquence, le gaz de dilution agit grandement comme couche isolante aidant à réduire la perte de chaleur par la maçonnerie de la cheminée, tout en assurant que le mélange final de gaz soit à la passe température voulue, lorsque ce mélange @ sur un serpentin ou est autrement utilisé.
La surface intérieure de la cheminée principale est, de préférence, décalée radialement vers l'extérieur à la base de ladite cheminée, en sorte que la surface extérieure de la paroi circulaire, c'est-à-dire la paroi formant la limite de l'espace annulaire, peut tre dispo-
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sée sensiblement dans l'alignement vertical de la'surf ace intérieure de la cheminée principale . L'espace annulaire entourant la paroi circulaire peut alors communiquer avec la cheminée par une ouverture s'étendant de façon continue, autour de la partie supérieure de la paroi circulaire .
De cette façon, la formation d'une gaine isolante entre les gaz de combustion chauds et la maçon- nerie de la cheminée centrale est facilitée ,spécialement au point de contact initial, et le gaz de dilution est dirigé dans le courant ascendant de gaz de combustion,ce qui facilite aussi le mélange des gaz.
Dans certaines conditions d'allumage des foyers et d'agencement de l'installation, la sole de la chambre de combustion tend à se surchauffer et à se recouvrir d'un dépôt adhérent de scories . Il est donc nécessaire de rem- placer ou de réparer, de temps à autre, cette sole .
Suivant une particularité complémentaire de l'invention, la paroi circulaire s'étend vers le bas sous la'sole et comporte un ou plusieurs orifices, par lesquels une par- tie du gaz de dilution peut pénétrer dans l'espace situé sous la sole et ainsi la refroidir . En fait, on réalise une fausse sole, qui est non seulement refroidie par le gaz de dilution, mais peut aussi être aisément remplacée ou séparée en même temps que la paroi circulaire, sans que soit porté atteinte à la maçonnerie principale du four.
Ainsi, dans la forme de construction préférée , on a prévu une chambre de combustion présentant à sa base une sole et une paroi verticale, des espaces étant formés sous la sole et à l'extérieur de la paroi verticale, les- quels espaces sont destinés à être traversés par du gaz de refroidissement, en sorte que toute la chambre de com- bustion est fortement isolée de la maçonnerie principale par le gaz circulant--dans ces espaces.
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Lorsque l'invention est appliquée à un appareil à distiller à serpentin, les gaz mélangés peuvent, en totalité, être aspirés vers le bas à partir du sommet de la cheminée, à travers d'étroites carneaux, comme décrit dans la demande de brevet belge déposée, au nom de la demanderesse le 10 septembre 1946 sous le n 363.198, et, au moment de quitter ces carneaux, les gaz peuvent être divisés en deux parties, dont la première est évacuée par une cheminée, tandis que l'autre est introduite dans l'espace annulaire pour servir de gaz de dilution .
La base d'un appareil à distiller sera décrite, à présent, à titre d'exemple, en se référant aux dessins quelque peu schématiques ci-annexé dans lesquels : la figure 1 est, après coupe partielle, une vue en élévation de la chambre de combustion et de la maçonnerie entourant l'appareil à distiller ; la figure 2 est une coupe suivant la ligne II-II de la figure 1; la figure 3 est une coupe d'un détail, et la figure 4 est une vue similaire à la figure 2 représentant une variante.
Dans ces dessins, une paroi circulaire 1 en matière réfractaire, constituée par exemple de briques de 9 pou- ces, s'étend vers le haut à partir d'une sole 2, de manière à former une chambre de combustion 4 renfermée dans une gaçonnerie principale 3 . Entre la paroi 1 et la maçonnerie principale est laissé, autour de la cham- bre de combustion, un espace annulaire 5. La maçonnerie principale s'étend vers le haut au delà de la chambre de combustion et de la paroi circulaire 1, de façon à for- mer une cheminée 6 pour les gaz provenant de la chambre de combustion . La paroi 1 forme avec la maçonnerie 3 un passage , par lequel l'espace 5 est en communication avec
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la cheminée 6.
Un gaz de solution pénètre dans l'espace annulaire 5 par des orifices.7 ménagés dans la maçon- nerie principale 3 et est chassé vers le haut par des moyens mécaniques de façon à se mélanger aux gaz de combustion de trouvant dans la cheminée 6. Initialement, le gaz de ablution entoure donc complètement les gaz de combustion et forme autour d'eux une gaine mobile . Si on le désire, la vitesse et le volume du gaz de dilution peuvent être augmentés ou diminués par tous moyens appro- priés, notamment en actionnant des ventilateurs situés à la partie extérieure des orifices 7, ces ventilateurs étant, de préférence, employés par la demanderesse comme moyens mécaniques pour chasser le gaz de dilution.
La maçonnerie principale de la cheminée est déca- lée radialement vers l'extérieur en face de la partie pupé- rieure de la paroi circulaire 1, en sorte que la surface extérieure de la paroi circulaire 2 est sensiblement en alignement vertical avec la surface intérieure de la cheminée principale 6. De cette façon, la formation de la gaine mobile de gaz de dilution, autour des gaz de combustion ascendants, est facilitée et ces gaz sont donc protégés, dans une large mesure, contre les pertes de chaleur par la maçonnerie principale de la cheminée,en sorte que la vie de la maçonnerie, au premier point de contact entre les gaz, où les gaz sont les plus chauds, s est prolongée, tandis que le mélange des gaz et éga- lement facilité .
Pendant la montée des gaz dans la partie restante de la cheminée, la gaine mobile de gaz diluant diffuse graduellement et se mélange aux gaz de combustion.
Bien que la chambre de combustion et la maçonnerie (qui l'entoure) représentées puissent être employées dans des fours destinés à d'autres usages, cette forme de construction convient particulièrement pour être uti-
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lisée dans un appareil à distiller à serpentin,tel que celui représenté dans la demande de brevet belge dé- posée au nom de la demanderesse le 10 septembre 1946 sous le n 363.198 . Dans cet appareil, les gaz sont forcés, au moment où ils atteignent le sommet de la cheminée, de se diriger vers le bas à travers d'étroites carneaux formés dans la maçonnerie 3 et de balayer dans ces carneauxun serpentin parcouru par du goudron.
Au moment où le sommet de la cheminée est atteint, le mélange gazeux a sensiblement une température uniforme La paroi circulai- r re peut aisément être réparée ou entièrement remplacée sans qu'il soit besoin de porter atteinte à la maçonnerie principale 3, qui est isolée de la chambre de combustion, à la fois par la paroi circulaire et par le gaz de dilu- tion et ceci est extrêmement avantageux, en ce sens que la vie de l'entièreté de l'installation est ainsi pro- longée
Lorsqu'on utilise un combustible gazeux ou liquide pour allumer un foyer, le combustible est fourni à la chambre de combustion par des brûleurs (non montrés), par l'intermédiaire d'un ou de plusieurs trous ou orifices d'al- lumage 12 ménagé dans la paroi circulaire 1.
Dans certaines conditions d'allumage, la sole de la chambre de combustion tend à devenir très chaude ou à s'incruster de scories ou cendres .C'est pourquoi une faus- se sole 8 est prévue et constituée de blocs cintrés 9 (fig.
3) reposant sur la sole principale , en sorte qu'un espa- ce 10 est ménagé entre les deux soles . La base de la paroi circulaire 1 présente alors des orifices 17 établis- sant une communication entre l'espace annulaire 5 entourant cette paroi et l'espace 10 ménagé entre les deux soles, tandis que les briques ou blocs 9 comportant des trous 11
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établissant une communication entre la chambre de combustion et l'espace 10 entre les soles . Une partie du gaz de dilu- tion se dirige, dès lors, par les orifices 17 dans l'espace 10 et entre dans la chambre de combustion par les trous 11 .
On constatera que, de cette manière, la sole principale 2 et la fausse solé 8, sont toutes deux refroidies, par le gaz de dilution, en sorte que la vie de ces soles est consi- dérablement prolongée . Les blocs cintrés 9 peuvent être soulevés indépendamment les uns des autres et être enlevés pour être soumis à inspection ou être remplacés, par in- sertion d'un crochet ou outil similaire dans les trous 11.
Il est évident quee gaz de dilution peut d'abord pénétrer dans l'espace ménagé entre la sole principale et la fausse sole , en passant par un trou ménagé dans la sole princi- pale , et se diriger vers l'espace annulaire 6, par l'in- termédiaire des orifices 17.
L'espace, dans lequel le gaz de dilution est intro- duit, ne doit pas nécessairement s'étendre tout autour de la chambre de combustion. Ainsi, si un côté de cette chambre est occupé par des brûleurs, comme montré en 12, à la fig' 4, la paroi 1 peut être en forme de sabot de cheval , comme montré en 13, et un espace 15 de forme similaire peut être ménagé .
Bien que l'espace entourant la paroi ait, de préfé- rence, une embouchure continue d'une extrémité à l'autre, le gaz de dilution peut passer de l'espace à la cheminée, /séparés en passant par une série d'orifices ménagés dans une maçonnerie transversale.
Pour permettre l'accès aux espaces 5 ou 15 à des fins d'inspection et de nettoyage, des trous d'homme appro- priés 16 sont formés dans la maçonnerie principale 3 et sont fermés par des portes (non représentées).
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"Home improvement"
The present invention relates to fireplaces of the type comprising masonry or similar structure, a combustion chamber being provided at the base of the fireplace under a chimney. An example of such a hearth is constituted by a distillation apparatus, for the continuous distillation of tar, provided with a coil arranged outside and surrounding the central chimney, the combustion gases being forced, when they reach the top of the chimney, change direction and come sweep. coil while heading down. In such a distillation apparatus, the rising gases may be so hot that it is desirable to dilute them with cooler gases, before they sweep the serpen-
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tin.
In addition, in order to produce the maximum heat exchange, it is highly desirable that the speed of the gases be, at the time of passage over the coil, as high as possible. Therefore, it may be necessary to increase the volume of the combustion gases by mixing in additional gases. These can be extracted from those leaving the flues or cross passages in a downward direction, after passing over the coil.
According to the present invention, gas is mixed with the ascending combustion gases by introducing it into a space formed in the main masonry of the fireplace by a wall which forms part of the combustion chamber or extends upwards from it. -this . The added gas, which may, whatever the reason for its addition, be advantageously considered as dilution gas, is then expelled upwards along the outer surface of the wall, by the action of an ejector. or mechanical means suitable for mixing it with the ascending combustion gases. The dilution gas first moves upward forming a movable sheath around the combustion gases, and then gradually mixes with them.
As a result, the dilution gas acts greatly as an insulating layer helping to reduce heat loss through the masonry of the chimney, while ensuring that the final gas mixture is at the desired temperature pass when this mixture @ on a coil or is otherwise used.
The inner surface of the main chimney is preferably offset radially outward at the base of said chimney, so that the outer surface of the circular wall, i.e. the wall forming the boundary of the chimney annular space, can be
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seated substantially in vertical alignment with the interior surface of the main chimney. The annular space surrounding the circular wall can then communicate with the chimney via an opening extending continuously, around the upper part of the circular wall.
In this way, the formation of an insulating sheath between the hot combustion gases and the masonry of the central chimney is facilitated, especially at the point of initial contact, and the dilution gas is directed into the upward flow of gas from the combustion chamber. combustion, which also facilitates the mixing of gases.
Under certain conditions of ignition of the fireplaces and arrangement of the installation, the hearth of the combustion chamber tends to overheat and become covered with an adherent deposit of slag. It is therefore necessary to replace or repair, from time to time, this sole.
According to a complementary feature of the invention, the circular wall extends downwards under the sole and comprises one or more orifices, through which part of the dilution gas can enter the space situated under the sole and thus cool it. In fact, a false hearth is produced, which is not only cooled by the dilution gas, but can also be easily replaced or separated at the same time as the circular wall, without affecting the main masonry of the furnace.
Thus, in the preferred form of construction, there is provided a combustion chamber having at its base a hearth and a vertical wall, spaces being formed under the hearth and outside the vertical wall, which spaces are intended. to be traversed by cooling gas, so that the entire combustion chamber is strongly isolated from the main masonry by the gas flowing - in these spaces.
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When the invention is applied to a coil distillation apparatus, the mixed gases can, in their entirety, be sucked down from the top of the chimney, through narrow flues, as described in the Belgian patent application. filed in the name of the plaintiff on September 10, 1946 under number 363.198, and, when leaving these flues, the gases can be divided into two parts, the first of which is discharged through a chimney, while the other is introduced in the annular space to serve as a dilution gas.
The base of a distillation apparatus will now be described, by way of example, with reference to the accompanying somewhat schematic drawings in which: Figure 1 is, after partial section, an elevational view of the chamber flue and the masonry surrounding the still; Figure 2 is a section taken on line II-II of Figure 1; Figure 3 is a sectional view of a detail, and Figure 4 is a view similar to Figure 2 showing a variant.
In these drawings, a circular wall 1 of refractory material, made for example of 9-inch bricks, extends upwards from a hearth 2, so as to form a combustion chamber 4 enclosed in a stone wall. main 3. Between the wall 1 and the main masonry is left, around the combustion chamber, an annular space 5. The main masonry extends upwards beyond the combustion chamber and the circular wall 1, so forming a chimney 6 for the gases coming from the combustion chamber. The wall 1 forms with the masonry 3 a passage, through which the space 5 is in communication with
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the fireplace 6.
A solution gas enters the annular space 5 through orifices 7 made in the main masonry 3 and is forced upwards by mechanical means so as to mix with the combustion gases in the chimney 6. Initially, the ablution gas therefore completely surrounds the combustion gases and forms a mobile duct around them. If desired, the speed and volume of the dilution gas can be increased or decreased by any suitable means, in particular by actuating fans located at the outer part of the orifices 7, these fans preferably being used by the Applicant as mechanical means for expelling the dilution gas.
The main masonry of the chimney is offset radially outward in front of the pupil part of the circular wall 1, so that the outer surface of the circular wall 2 is substantially in vertical alignment with the inner surface of the chimney. the main chimney 6. In this way, the formation of the mobile dilution gas duct, around the ascending combustion gases, is facilitated and these gases are therefore protected, to a large extent, against heat loss by the main masonry of the chimney, so that the life of the masonry, at the first point of contact between the gases, where the gases are hottest, is prolonged, while the mixing of the gases is also facilitated.
As the gases rise in the remaining part of the chimney, the mobile diluent gas duct gradually diffuses and mixes with the combustion gases.
Although the combustion chamber and the masonry (which surrounds it) shown may be employed in furnaces intended for other uses, this form of construction is particularly suitable for use.
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read in a coil distillation apparatus, such as that shown in the Belgian patent application filed in the name of the applicant on September 10, 1946 under number 363.198. In this apparatus, the gases are forced, as they reach the top of the chimney, to flow downwards through narrow flues formed in the masonry 3 and to sweep in these flues a coil traversed by tar.
By the time the top of the chimney is reached, the gas mixture has a substantially uniform temperature The circular wall can easily be repaired or completely replaced without the need to damage the main masonry 3, which is insulated of the combustion chamber, both by the circular wall and by the dilution gas and this is extremely advantageous, in that the life of the entire installation is thus prolonged
When gaseous or liquid fuel is used to light a fireplace, fuel is supplied to the combustion chamber by burners (not shown), through one or more ignition holes or ports 12 provided in the circular wall 1.
Under certain lighting conditions, the hearth of the combustion chamber tends to become very hot or to become encrusted with slag or ash. This is why a false hearth 8 is provided and made of curved blocks 9 (fig.
3) resting on the main sole, so that a space 10 is provided between the two sole. The base of the circular wall 1 then has orifices 17 establishing communication between the annular space 5 surrounding this wall and the space 10 formed between the two floors, while the bricks or blocks 9 comprising holes 11
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establishing communication between the combustion chamber and the space 10 between the soles. Part of the dilution gas therefore flows through orifices 17 into space 10 and enters the combustion chamber through holes 11.
It will be seen that in this way the main hearth 2 and the dummy sole 8 are both cooled by the dilution gas so that the life of these soles is considerably prolonged. The arched blocks 9 can be lifted independently of each other and removed for inspection or replacement, by inserting a hook or similar tool into the holes 11.
It is obvious that the dilution gas can first enter the space between the main hearth and the false hearth, passing through a hole made in the main hearth, and move towards the annular space 6, by through the orifices 17.
The space, into which the dilution gas is introduced, need not necessarily extend all around the combustion chamber. Thus, if one side of this chamber is occupied by burners, as shown at 12, in fig '4, the wall 1 may be shaped like a horse shoe, as shown at 13, and a space 15 of similar shape may. be spared.
Although the space surrounding the wall preferably has a continuous mouth from end to end, the dilution gas can pass from the space to the chimney, / separated by passing through a series of orifices in a transverse masonry.
To allow access to spaces 5 or 15 for inspection and cleaning purposes, suitable manholes 16 are formed in the main masonry 3 and are closed by doors (not shown).