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"DISPOSITIF ASSURANT LA COMBUSTION COMPLETE DES COMBUSTI- BLES RICHES EN MATIERES VOLATILES DANS LES FOYERS OU LES FOURS DOMESTIQUAS ET INDUSTRIELS."
Les foyers usuels, en particulier ceux employés dans la construction des fourneaux de cuisine, des fours de buulangers, des chaudières de chauffage central, etc...,.
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:)(.,u.....ùr 1..8. nT, une grille de forme éléi;nzaire sur laquelle repose le combustible et que l'air de combustion traverse de 'bas en haut. Dans les foyers ainsi constitués, l'air de combustion est admis An quantités tantôt insuffisantes, tantôt en excès, même lorsque l'alimentation en combustible
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s'effectue par chargements fréquents.
Il en résulte une combustion incomplète qui se manifeste par d'abondantes fumées,mélange de vapeur d'eau et de gaz combustibles. Les goudrons se déposent sur les parois de la cheminée. Lorsque la pluie pénètre à l'intérieur de cette cheminée ou, encore, sous l'action de l'humidité dégagée par le combustible, les parties solubles des goudrons peuvent ruisseler, imprègnent les murs et les tachent.
Le but de la présente invention est d'éviter ces inconvénients et de réaliser la combustion totale, c'est-à- dire la suppression des imbrûlés, fumées et goudrons. A cet effet, l'invention consiste à faire précéder la foyer proprement dit d'un avant-foyer dans lequel la charge de combustible, en l'espèce le bois, est progressivement sou- mise à l'action du feu, se carbonise peu à peu et arrive à l'état de charbon dans la zone inférieure dans laquelle a lieu l'admission de l'air.
D'autres caractéristiques de l'invention seront décrites ci-après en référence au dessin annexé à titre d'exemple seulement.
La figure 1 représente en coupe verticale un mode d'exécution d'un avant-foyer suivant l'invention.
La figure 2 montre schématiquement le montage de cet avant-foyer en combinaison avec un fourneau de cuisine.
La figure 3 montre d'une manière analogue le mon- tage dudit avant-foyer avec une chaudière de chauffage central.
La figure 4 représente schématiquement la combi- naison d'un avant-foyer avec un four de boulanger.
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La figure 5 montre schématiquement l'application de l'avant-foyer comme producteur d'air chaud pour le séchage du bois.
D'après la figure 1 l'avant-foyer est constitué p par une cuve 1 en tôle, prolongée vers le haut par une tré- mie , le tout formant une colonne de section quelconque, munie d'un fond, et dans l'extrémité supérieure de laquelle est ménagée une ouverture de chargement fermée par un cou- vercle 3. La paroi intérieure de la cuve 1 est garnie à sa base d'un revêtement réfractaire 4. Cette cuve peut égale- ment comporter une paroi métallique double, formant chemise pour le refroidissement par circulation d'air ou d'eau, par exemple. Dans la partie inférieure de la cuve 1 est prévue une tuyère horizontale 5 qui pénètre au sein de la masse du combustible et comporte un robinet ou papillon de ré- glage 6.
Face au bec de la tuyère 5-, la cuve 1 est raccor- dée à une tubulure de sortie horizontale 7, garnie inté- rieurement d'un revêtement réfractaire et comportant un tube 8 pour l'admission de l'air secondaire. Ce tube com- porte également un robinet ou papillon de réglage 9, qui peut être couplé au papillon 6. Le bas de la colonne de combustible, en pénétrant dans la tubulure de sortie 7 forme un talus d'éboulement. Or, suivant l'invention, il est essentiel que le tube 8 pour l'admission de l'air secondaire soit disposé et orienté de façon telle que le jet d'air vienne frapper la surface du talus de charbon incandescent. Dans le bas de la cuve 1 est ménagée une porte latérale 10 pour le décrassage.
La longueur de la flamme sortant de la tubulure 7 peut être réglée à volonté par la position des papillons 6 et 9. Grâce à la perméabilité du combustible employé,
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l'admission de l'air primaire et de l'air secondaire peut avoir lieu sous l'action du tirage naturel d'une cheminée.
La forme et la longueur de la tubulure de sortie 7 sont choisies de façon qu'il soit possible de raccorder l'avant- foyer à l'enceinte à chauffer. Pour obtenir une flamme de longueur et de nature constantes, il est bien entendu néces- saire de recharger la trémie 2 avant que le niveau du com- bustible soit assez descendu pour que la distillation s'y soit amorcée.
On conçoit qu'avec ce dispositif très simplet, dans lequel le combustible pénètre progressivement dans la zone de haute température, du reste très étroite, le dosage de l'air primaire par rapport à l'air secondaire puisse être déterminé pour un combustible donné d'une manière telle qu' après le réglage des papillons 6 et 9 en fonction du débit désiré, la combustion soit obtenue sans fumée et sans excès impor tant d'air.
Dans un avant-foyer du genre précédemment décrit, on peut avantageusement employer des déchets de bois, et plus particulièrement, les bois destinés aux gazogènes des véhicules.
La figure 2 montre l'application de l'avant- foyer suivant l'invention aux fourneaux de cuisine. Ces fourneaux sont généralement agencée pour un usage mixte, @ c'est-ù-dire qu'ils peuvent être chauffés au bois ou à la @ houille. Pour ce dernier cas, on réduit les dimensions du foyer par l'adjonction de plaques.
On sait que ces fourneaux consomment de grandes quantités de -bois et chauffent médiocrement, En effet, chaque fois qu'ils sont rechargés, la nouvelle charge de
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bois forme écran entre la plaque chauffante et la braise incandescente qui repose sur la grille. Avant de s'enflam- mer, le bois frais émet d'épaisses fumées qui entraînent des matières combustibles perdues pour la chauffe. Au bout d'un certain temps, ce bois frais prend feu en formant des flammes qui lèchent la plaque chauffante et les parois laté- rales du foyer. Ces flammes développent une chaleur intense qui faiblit assez rapidement, le bois se transformant en braise incandescente. Il se produit alors une chauffe par rayonnement.
A la fin de celle-ci, il devient nécessaire de recharger le foyer avec du bois frais qui constitue alors un nouvel écran.
Or, on sait qu'en gazéifiant le combustible et en brûlant le gaz dans un brûleur substitué à la grille, on récupère environ la moitié des calories. Mais le gazogène est relativement dangereux par suite de la nocivité du gaz et il exige l'emploi d'un ventilateur pour produire le ti- rage et pour refouler le gaz avec une pression suffisante.
L'avant-foyer suivant l'invention offre les mêmes avantages que le gazogène, mais en supprime les inconvé- nients. En effet, il assure la continuité de la chauffe, facilite le réglage de la température et de la combustion, assure la suppression totale des fumées et permet une éco- nomie considérable de combustible. D'autre part il supprime le danger des gaz nocifs et n'exige aucun ventilateur, étant donné qu'un tirage suffisant peut être assuré par une che- minée.
D'après la figure 2, qui ne montre qu'un exemple non limitatif de montage, la tubulure de sortie 7 de l'avant- foyer est recourbée vers le haut pour pouvoir être raccordée
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au fond du foyer proprement dit 11 du fourneau de cuisine.
Mais, bien entendu,on peut donner à. la tubulure de sortie une forme et des dimensions telles qu'il soit possible de l'adapter à des fourneaux de tous modèles et de toutes dimensions. Pour la cuisine dans les campagnes, cet avant- foyer remplace très avantageusement la cuisine au gaz des villes.
Les chaudières de chauffage central de construc- tion courante sont constituées par une cuve à double paroi formant chemise à circulation d'eau. Dans le fond de cette cuve est disposée une grille sur laquelle repose le charbon.
Cn sait qu'un dispositif ainsi agencé ne convient qu'aux charbons très maigres, à l'anthracite ou au coke. Même avec des combustibles pauvres en matières volatiles, il se pro- duit des pertes par imbrûlés : gaz de distillation ou gaz de combustion incomplète. On a pu compenser ces pertes à l'aide de foyers à poussoirs ou de semi-gazogène à air soufflé. Mais ces dispositifs compliqués et coûteux exigent l'emploi d'une force motrice et ne conviennent pas au bois.
Par contre, 1'avant-foyer suivant l'invention offre les mêmes avantages, tout en étant d'une construction et d'un montage simples. Pour le montage (figure 3), la tubulure de sortie 7 peut conserver la forme que montre la figure 1 et il suffit de la faire pénétrer dans le foyer de la chaudière 12 par la porte du cendrier, après enlèvement de la grille de cette chaudière. Toutes les entrées d'air parasites sont évitées par des joints en plâtre ou par 'une plaque de tôle à isolement thermique qui se raccorde exac- tement à. la tubulure 7, d'une part, et à l'encadrement de la porte du cendrier de la chaudière, d'autre part. Le
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régulateur de cette dernière est relié par une commande cinématique aux papillons 6 et 9 de l'avant-foyer.
Dans les fours de boulangers usuels, le chauffage a lieu uniquement par convexion lorsqu'ils sont à gueulard, 'qui est le cas le plus fréquent. Dans ces conditions, l' écran formé par le combustible fraîchement chargé produit un effetmoins nuisible que dans les fourneaux de cuisine ou les chaudières. Mais l'épaisse fumée qui s'échappe de la cheminée d'un four de boulanger démontre bien que la combustion est très médiocre et que les pertes par imbrûlés sont considérables.
Dans ce cas encore, l'avant-foyer suivant l'inven- tion, grâce à la grande longueur des flammes et au dosage précis de l'air primaire par rapport à l'air secondaire, permet d'obtenir une combustion complète avec un excès mini- mum de comburant. Il en résulte une chauffe automatique et une grande économie de combustible, ainsi que la suppression des manipulations si pénibles de la braise sur la grille.
Dans la disposition habituelle des foyers, cette braise ne peut en chauffer que la voûte et ne produit aucun effet utile. Or, elle contient presque le tiers de la capacité calorifique du bois mis en oeuvre. Le bois frais chargé sur la grille d'un foyer à parois surchauffées commence par émet tre des vapeurs plus ou moins combustibles qui, ne brûlant pas, sont perdues. Du reste, pendant le rechargement, le foyer se refroidit notablement. Les pertes sont tellement considérables qu'avec l'avant-foyer suivant l'invention, il est possible de réaliser une économie de bois supérieure à un tiers. Cet avant-foyer offre par ailleurs tous les avan- tages de la chauffe au mazout, tout en évitant le bruit et
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les dépenses de force motrice; ainsi que le danger réel que présente l'emploi du mazout.
Enfin,le four n'est pas noirci par des particules de noir de fumée provenant de la combus- tion incomplète de l'huile.
La figure 4 montre une forme de mise en oeuvre de cette combinaison. La tubulure de sortie 7 de l'avant-foyer peut être prolongée par une courte cheminée montante 13 ter- minée par un bec recourbé orientable dite : gueulard 14, que l'on fait déboucher à l'intérieur du four de boulanger.
On voit que, dans les applications précédemment décrites, l'adaptation aux appareils d'utilisation peut se faire sans aucune modification de la construction de ces derniers.
La figure 5 montre un dispositif pour le séchage du bois comportant un avant-foyer suivant l'invention. Dans ce cas, l'avant-foyer peut être relié à l'ouïe d'un venti- lateur maia, pour le séchage de petites quantités de bois, le fonctionnement peut être assuré par tirage naturel ainsi @ que représenté. Grâce à la grande perméabilité de la masse de bois, il suffit de prévoir une cheminée d'une hauteur très réduite. A cet effet, la tubulure de sortie 7 est prolongée par un conduit montant 15, dont l'orifice de sor- tie est coiffé d'un chapeau ou déflecteur 16, par lequel les gaz chaude sont déviés horizontalement et radialement.
Le conduit montant 15 débouche dans le bas d'une caisse 17, au-dessous d'un fond à claire-voie 18, sur lequel repose la charge de bois à sécher. La partie inférieure de cette caisse 17 est formée par un cône creux 19, dont le sommet est percé d'une ouverture livrant passage au conduit 15 et ménageant autour de celui-ci un espace annulaire 20 pour
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l'admission de l'air tertiaire. Le cône creux fait office de diffuseur pour la répartition des gaz chauds, et de mélangeur pour ces gaz et l'air tertiaire. Ce mélange gazo@x pénètre dans la masse de bois à travers le fond à claire- voie et s'échappe par le haut de la caisse 17.
Bien entendu, les modes de construction indiqués n'ont été décrits qu'à titre d'exemples non limitatifs et, sans s'écarter du principe de l'invention, on pourra y apporter toutes les modifications constructives désirées.
R É S U M É
1 Dispositif pour assurer la combustion complète des combustibles riches en matières volatiles tels que bois, tourbe, lignite, dans les foyers de chauffage, en particu- lier les fourneaux de cuisine, chaudières de chauffagp cen- tral, fours de boulangers, fours métallurgiques, foyers d' étuves et similaires, caractérisé par un avant-foyer qui précède le foyer proprement dit de l'appareil d'utilisation et dans lequel la charge de combustible est progressivement soumise à l'action du feu, se carbonis-e peu à peu et arrive à l'état de charbon dans la zone inférieure dans laquelle a lieu l'admission .de l'air.
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