<Desc/Clms Page number 1>
Procédé et dispositif pour accroître la longévité et améliorer le mode de fonctionnement des foyers à grille.
On connaît les difficultés occasionnées par l'évacuation de la chaleur de rayonnement et de convection transmise aux grilles par le combustible en ignition quand on emploie des combustibles à pouvoir calorifique élevé ou dans le cas de réchauffage préala- ble de l'air de combustion, de sorte que les éléments de la gril- le n'ont pour la plupart qu'une durée réduite.
On s'est efforcé d'obtenir le refroidissement nécessaire des grilles de ce genre en employant des barreaux étroits pourvus de hautes ailettes,de façon à établir un rapport favorable entre les surfaces de refroidissement léchées par ltair et les faces supé- rieures absorbant la chaleur..
Cependant, étant donné que le volu- me d'air disponible par unité de surface de la grille ne possède qu'une valeur réduite et peu modifiable pour des raisons écono-
<Desc/Clms Page number 2>
miques et afférentes à la technique de la combustion, cette divi- sion de la grille en éléments étroits présente cet inconvénient que, même avec un intervalle de 1 à 2 mm. entre chaque paire de barreaux et une limitation dans la disposition des intervalles à une portion de la longueur de ces barreaux, on n'obtient avec le volume d'air disponible, dans les intervalles de passage d'air, qu'une pression dynamique inférieure à la résistance opposée à son passage par le lit de combustible en ignition se trouvant au- dessus.
L'évacuation de l'air de combustion à travers les inter- valles de la grille s'effectue dont essentiellement en fonction de la résistance à son passage, exercée en ce point par le lit de combustible en ignition. Aux endroits où se forme par exemple du mâchefer liquide dans la partie inférieure du lit de combustible, l'évacuation de l'air s'arrête complètement pendant un temps assez long, au grand dommage des éléments.
Le passage des courants de ventilation sous la grille le long de ses éléments qui est nécessaire comme moyen de refroidissement ne répond pas par conséquent d'une façon générale, dans les pro- cédée d'aération employés ordinairement jusqu'ici, aux exigences au! résultent de la Quantité de chaleur passant régulièrement et continuellement du lit de combustible en ignition dans la grille.
De plus, étant donné que, même pour une perméabilité normale du lit de combustible reposant sur la grille, la vitesse de léchage de l'air de refroidissement le long de la face inférieure et des côtés des éléments de cette grille est réduite dans toutes les constructions connues et s'élève en général de 3 à 5 m. par se- conde, le taux de transmission de la chaleur le long de la face supérieure est également de faible valeur. c'est seulement dans l'étroite portion constituée par les côtés des intervalles for- mant tuyères et formée sur chaque élément à l'endroit de la sortie de l'air dans le lit de combustible en ignition au'elle atteint
<Desc/Clms Page number 3>
des valeurs plus grandes, Cependant cette portion représente une surface beaucoup trop petite pour pouvoir provoquer un utile é- change de chaleur.
Il en résulte qu'avec les procédés d'aération actuels, les conditions de température dans les lits de combustible en igni- tion à température élevée s'établissent comme suit * - Bien que lee éléments présentent des températures de fonctionnement très élevées, s'établissant même souvent au-dessus de 850 C, l'air de refroidissement passant dessus ne subit qu'une élévation de tem- pérature minime, de l'ordre d'environ 100 C et n'est donc, du point de vue de la technique du refroidissement, que très insuf- fisamment utilisé. Mais ceci entraîne la trop rapide détériora- tion des éléments mentionnée ci-avant.
C'est une nécessité technique aussi bien qu'économique de remédier à ce fait, étant donné les sommes importantes représen- tées par les grandes quantités de fer contenues dans les grilles.
Ce but est atteint par la présente invention. Le nouveau procé- dé consiste essentiellement à diriger positivement la totalité ou une partie de l'air de combustion à travers les éléments de la grille pourvus de canaux appropriés en un courant de va-et-vient à vitesse élevée, qui peut être soumis à volonté à un nouvel ac- croissement de vitesse à sa sortie dans le lit de combustible en ignition.
A cet effet, les éléments de la grille présentent sur leur face inférieure une ou plusieurs cavités délimitées par des ailet- tes verticales ou transversales, qui débouchent derrière un obtu- rateur de pression par des orifices de sortie s'ouvrant à la ma- nière de tuyères vers la masse en combustion.
Par suite de la forte turbulence du flux, combinée à la chute de pression élevée avec laquelle celui-ci se déclenche, il en résulte non seulement une augmentation de la longévité des éléments de la grille, due
<Desc/Clms Page number 4>
à un meilleur refroidissement, mais encore une stabilisation de la combustion par une régularisation de la quantité d'air péné- trant localement dans le lit de combustible en ignition, de même qu'une amélioration du séchage préalable et de l'ignition, sur- tout dans le cas de combustibles humides ou de qualité inférieure.
D'autres détails apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre, faite en regard des dessins annexés donnés à titre d'exemples non limitatifs et montrant plusieurs réalisations pos- sibles de l'invention :
Fig. 1 représente en coupe longitudinale par la ligne 1-1 de la Fig. 2 un barreau de grille à gradins avec vue partielle des éléments voisins.
Fig. 2 est une vue de dessous d'un barreau.
Fig. 3 est une vue en coupe transversale de ce barreau par la ligne III-III de la Fig. 2.
Fige. 4 à 15 représentent d'autres réalisations possibles vues de dessous et en coupe.
Les éléments 1 de la grille présentent sur leur face infé- rieure des canaux de circulation d'air 3 de grande surface (Fige. 2 et 3). Ces canaux peuvent être obtenus sous forme de moulages fermés aussi bien qu'ouverte. Dans ce dernier cas, il est bon de les fermer à l'aide d'une plaque de recouvrement 10, soit en fonte ayant le même coefficient de dilatation que la ma- tière principale des éléments de la grille, soit en tôle recuite et fixée par soudure au centre ou sur les côtés, une marge de di- latation et un linteau de fixation étant alors prévus sur l'élé- ment. Au lieu des quatre canaux de circulation d'air juxtaposés représentés sur les Fige* 2 et 3, on peut également en prévoir trois (Fige. 4 et 5) auquel cas l'entrée de l'air dans chaque élément doit se faire judicieusement par derrière.
On peut également n'en prévoir que deux, comme dans les Figs. 6 et 7.
<Desc/Clms Page number 5>
Dans cette dernière variante, il est bon que l'entrée d'air dans les ailettes de refroidissement se fasse par devant. L'air de refroidissement peut également pénétrer par le milieu des éléments de la grille et les parcourir en deux courante symétriques (Fige. 8 et 9). Par ailleurs, les canaux de circulation d'air de refroidissement peuvent également être disposés l'un au-dessus de l'autre comme représenté sur les Figs. 10 et 11. Enfin le cou- rant d'air de refroidissement peut parcourir chaque élément en faisant des méandres, comme représenté sur les Fige. 12 et 13.
La section des canaux de circulation d'air doit être élargie judicieusement dans le sens de la circulation, pour tenir compte de l'augmentation du volume de l'air, dû à son échauffement.
Pour éviter la formation de courts-circuits due à l'apport accidentel d'air 9 ne traversant pas les éléments de la grille mais passant le long de leurs parois latérales (Fige. 1 et 2) ces éléments sont munis sur leurs côtés, outre la plaque de recouvre- ment 10 mentionnée, de saillies d'étanchéité 4 prenant appui l'une contre l'autre, qui empêchent la pression de s'équilibrer entre l'orifice d'entrée d'air et l'orifice de sortie de chaque élément, et agissant ainsi comme obturateurs de pression.
L'air 9 pénétrant accidentellement par l'obturateur 4 se trouve également accéléré, suivant l'invention, en passant le long des parois extérieures des éléments de la grille, et porté à une vitesse élevée (de l'ordre de 20 à 45 m. par sec.) de sorte qu'il peut également contribuer efficacement à l'évacuation de la cha- leur. cet air auxiliaire 9, rejoint, après son passage à travers l'obturateur, le courant d'air principal 12,
Les intervalles de passage d'air 13 peuvent être disposés des deux cotés de chaque élément (Fige. 1 à 3, 8 et 9) ou seule- ment sur un seul côté (Zigs, 6, 7 et 10 à 15).
La cavité 14 (Fig. 1) peut être pratiquement isolée de
<Desc/Clms Page number 6>
l'extérieur sur chaque élément, latéralement et sur sa partie in- férieure, de sorte que l'air ayant circulé à. travers chaque élé- ment de la grille ne puisse pénétrer dans le lit de combustible en ignition 2 que par les points de sortie 5 prévus à cet effet.
La construction peut encore être étudiée de fason que les courants d'air de refroidissement de tous les éléments d'un étage de grille débouchent dans une cavité commune 14 située entre l'ob- turateur de pression 4 et les points de sortie d'air 5 des éléments de la grille, de sorte que l'air 12 ayant parcouru un élément de la grille puisse pénétrer dans le lit en ignition 2 par exemple par les points de sortie d'air 5 d'éléments voisins ou situés sur la même rangée.
Grâce à cet agencement,même les éléments de grille dont le point de sortie d'air se trouve momentanément reporté après le lit en ignition, par exemple par suite de l'accumulation de mâchefer liquide, sont parcourus par de l'air de refroidissement.
Ce nouveau mode de circulation d'air dans les éléments de la grille décrit ci-dessus permet de prévoir beaucoup moins de points de sortie d'air 5 de la grille par unité de surface qu'il n'est possible de le faire avec les procédés habituels, en favori- sant ainsi l'accroissement de la vitesse de circulation le long de toutes les surfaces exposées au soufflage sous grille.
Dans le cas de grilles à gradins se déplaçant l'un par rap- port à l'autre, où la partie inférieure de la cavité 14 est cons- tituée par la partie supérieure des éléments faisant partie du gradin inférieur, il faut veiller à assurer la fermeture étanche de la cavité 14 vers l'espace d'entrée d'air 15 pendant toute la course des éléments.
Ce mode de circulation d'air de refroidissement peut égale- ment trouver son application sur les éléments de grilles horizon- tales ou de grilles mobiles.
<Desc/Clms Page number 7>
Etant donné que dans la disposition de la grille conforme à l'invention, l'énergie mécanique imprimée à l'air de combustion par le dispositif de soufflerie sous grille se trouve constamment libérée à l'endroit de plus grand étranglement, on obtient une net- teté beaucoup plus grande des intervalles qu'il n'est possible avec les dispositions actuelles.
La tendance au décrassage de l'air de refroidissement et de l'air de combustion, qui résulte de l'action automatique de la pression agissant dynamiquement à l'endroit le plus étranglé, peut encore être renforcée d'une manière bien connue en utilisant des intervalles en tuyères coniques évasés vers le bas avec des parois mobiles (Fig. 6. élément central). La largeur des saillies 7 agis sant comme obturateurs et prévus sur les côtés des éléments mobiles est dans ce cas augmentée de l'ampleur du déplacement, contraire- ment à celle des contre-saillies 4 avec lesquelles elles coopèrent.
Des éléments de grilles placés l'un derrière l'autre peuvent être disposés de manière telle que leurs points d'évacuation d'air soient au même niveau. Afin d'obtenir un soufflage aussi régulier que possible sur le lit de combustible en ignition, les points d'é- chappement de l'air peuvent être déplacés d'une demi-largeur d'é- lément sur chaque gradin.
Pour rendre impossible le soulèvement d'éléments isolés de la grille par l'effet de la dilatation, on peut prévoir des pattes de retenue 8 (Fige* 14 et 15) qui s'appliquent sous chaque élément voisin.
Le guidage de la portion d'air de combustion parvenant sur chaque élément à grande vitesse. dans un canal relativement long ayant une grande surface de parois, l'utilisation en circuit de tuyères d'évacuation possédant des surfaces latérales aussi grandes aue possible combinée à l'augmentation de la vitesse de l'air de refroidissement et de l'air de combustion.
ainsi que la réduction
<Desc/Clms Page number 8>
du nombre de points d'évacuation de l'air de la grille par unité de surface,permettent d' obtenir , d'une part, une absorption beau- coup plus grande de chaleur par l'air de combustion et, d'autre part, un refroidissement beaucoup plus efficace des éléments de la grille qu'avec le système de guidage de l'air en dessous de la grille employé jusqu'ici, réalisé avec des courants parallèles passant dans des canaux ouverts et avec une évacuation directe et immédiate vers le lit de combustible en ignition.
Par la concentration du courant d'air de refroidissement sur un long canal de section relativement étroite, on obtient dans chaaue élément isolé, avec la quantité d'air spécifique néces- sitée techniquement par la combustion, une telle chute de pres- sion dynamique (correspondant par exemple à une colonne d'eau de 100 à 120 mm. et plus) que celle-ci dépasse de beaucoup la résis- tance à la pénétration opposée par le lit de combustible en igni- tion (d'un ordre de grandeur de 30 à 60 mm. de colonne d'eau) de sorte que la quantité d'air sortant dans le lit en ignition est pratiquement indépendante des fluctuations de sa résistance.
La chute de pression dynamique importante qui se produit dans chaque élément isolé de la grille peut être utilisée pour obtenir non seulement un refroidissement extrêmement efficace, mais éga- lement plusieurs effets secondaires extrêmement intéressants du point de vue de la technique de la combustion en assurant par là même une stabilisation du régime de combustion grâce à la répar- tition uniforme de la quantité d'air pénétrant en un certain point dans le lit de combustible en ignition, ainsi qu'une amélioration de la dessiccation préalable et de l'allumage de combustibles hu- mides ou de qualité inférieure.
Dans des conditions normales de pénétration de l'air dans le lit en ignition, par conséquent pour une faible résistance de ce
<Desc/Clms Page number 9>
lit de combustible par rapport à la pression de soufflage (par exemple 200 mm. de colonne d'eau), l'énergie de l'air de combus- tion se trouve en grande partie annulée dans les canaux de refroi- dissement et dans les fentes d'évacuation. Mais ceci a pour ré- sultat que, même aux endroits où le recouvrement des éléments par le lit de combustible est faible ou nul, seule une très faible augmentation (environ de 10 à 15) de la quantité d'air sortant est possible comparativement au taux normal, de sorte qu'il ne peut se produire aucune rupture formant cratère.
Ceci est particuliè- rement important dans le cas de combustible à gros grain dont la résistance à la pénétration disparaît .mais aussi dans le cas de certains combustibles dont la couche peut avoir tendance à présen- ter une certaine instabilité aérodynamique.
Au contraire, si la résistance du lit de combustible a ten- dance à augmenter au-dessus d'un élément de la grille, entraînant par là même une réduction de la quantité d'air traversant ce lit, la chute de pression par étranglement que subit la quantité d'air réduite dans les canaux de l'élément considéré diminue de façon notable, comme la pression de soufflage dans la zone intéressée de la grille conserve au moins dans ce cas sa valeur initiale, la pression partielle disponible pour la pénétration dans le lit de combustible augmente d'autant par suite de la forte chute de pres- sion par étranglement indiquée ci-dessus, et assure ainsi la com- bustion complète du lit de combustible même aux endroits où cette couche est plus épaisse ou à ceux auxquels du mâchefer liquide s'est formé,
de même que l'évacuation continue de chaleur à partir de l'élément de grille situé au-dessous. En adoptant pour cons- truire la, grille des éléments ayant une conformation suivant l'in- vention, on augmente ainsi le domaine d'emploi des combustibles utilisables avec des foyers à grilles, en ce qui concerne la gros- seur ou la différence des grains utilisables, ainsi que les bas
<Desc/Clms Page number 10>
points de fusion du mâchefer.
Si l'augmentation de la résistance à la pénétration du lit de combustible s'étend sur toute une zone de la grille ou sur des parties importantes de celle-ci, il se produit de plus, par suite du fait que le rendement est fonction des caractéristiques de la pression de soufflage, une élévation de la pression active sur cette zone, donc de la pression d'entrée de l'air dans les canaux de refroidissement. De ce fait, le retour de la pression de souf- falge à travers le lit de combustible à sa valeur normale se trou- ve favorisé.
La bonne transmission de la chaleur des éléments à l'air de combustion et le réchauffage efficace de celui-ci favorise égale- ment la dessiccation et l'allumage rapide de combustibles humides ou pauvres pour d'autres raisons. Si l'allumage d'un tel combus- tible, par exemple à cause d'un pouvoir calorifique local particu- lièrement bas du lit de combustible en ignition porté par la gril- le ou d'une augmentation de rendement devenant rapidement néces- saire, a tendance à ne pas s'effectuer, les éléments agencés sui- vant l'invention agissent comme emmagasineurs-récupérateurs de chaleur, facilitent par la transmission à l'air de combustion de la chaleur emmagasinée le maintien de la température d'allumage,
et contribuent ainsi de façon précieuse à la stabilisation de la combustion dans le lit de combustible. Non seulement la sécurité de fonctionnement se trouve ainsi considérablement augmentée dans le cas de combustibles à faible pouvoir calorifique, mais le ren- dement calorifique des foyers à grilles par unité de surface est notablement accru.
Pour contrôler les conditions thermiques supportées par les éléments, donc pour obtenir une augmentation aussi importante que possible de leur longévité, on peut installer en des endroits appropriés de la grille des témoins de température de type connu,
<Desc/Clms Page number 11>
qui peuvent agir au choix sur un appareil de mesure indicateur ou enregistreur.
Les détails de réalisation peuvent varier sans s'écarter de l'invention dans le domaine des équivalences mécaniques.
R é s u m é .
1. Procédé pour accroître la longévité et améliorer le mode de fonctionnement des foyers à grilles, caractérisé par le fait que la totalité ou une partie de l'air de combustion est guidée impérativement à grande, vitesse selon un courant animé d'un mouve- ment de va-et-vient à travers les éléments de la grille pourvus de canaux appropriés.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
<Desc / Clms Page number 1>
Method and device for increasing the longevity and improving the mode of operation of grate fires.
We know the difficulties caused by the evacuation of the radiant heat and convection transmitted to the grids by the ignited fuel when using fuels with high calorific value or in the case of preheating the combustion air, so that the elements of the grill have for the most part only a reduced duration.
An attempt has been made to obtain the necessary cooling of grates of this kind by employing narrow bars with high fins, so as to establish a favorable relationship between the air-lapped cooling surfaces and the upper heat-absorbing faces. ..
However, given that the volume of air available per unit area of the grille has only a small value and cannot be changed very much for economic reasons.
<Desc / Clms Page number 2>
This division of the grate into narrow elements has the disadvantage that, even with an interval of 1 to 2 mm, mics and relating to the technique of combustion. between each pair of bars and a limitation in the arrangement of the intervals at a portion of the length of these bars, with the volume of air available, in the air passage intervals, only a lower dynamic pressure is obtained resistance to its passage through the bed of igniting fuel above it.
The combustion air is evacuated through the gaps in the grate, essentially as a function of the resistance to its passage, exerted at this point by the bed of ignited fuel. In places where, for example, liquid clinker forms in the lower part of the fuel bed, the air discharge stops completely for a fairly long time, to the great damage of the elements.
The passage of ventilation currents under the grille along its elements which is necessary as a means of cooling therefore does not generally meet, in the ventilation methods ordinarily employed heretofore, the requirements of! result from the amount of heat passing steadily and continuously from the bed of ignited fuel into the grate.
In addition, since, even for normal permeability of the fuel bed resting on the grate, the rate of licking of the cooling air along the underside and sides of the elements of this grate is reduced in all areas. known constructions and generally rises from 3 to 5 m. per second, the rate of heat transmission along the upper face is also low. it is only in the narrow portion formed by the sides of the gaps forming nozzles and formed on each element at the point of the exit of the air in the bed of fuel in ignition at the reached.
<Desc / Clms Page number 3>
larger values. However, this portion represents an area much too small to be able to cause a useful heat exchange.
As a result, with current aeration processes, the temperature conditions in the high temperature ignition fuel beds are as follows: * Although the elements exhibit very high operating temperatures, often even above 850 ° C, the cooling air passing over it experiences only a minimal temperature rise, of the order of about 100 ° C and is therefore, from the standpoint of cooling technique, which is very insufficiently used. However, this leads to the too rapid deterioration of the elements mentioned above.
It is a technical as well as an economic necessity to remedy this fact, given the large sums represented by the large quantities of iron contained in the grids.
This object is achieved by the present invention. The novel process consists essentially of directing all or part of the combustion air positively through the grate elements provided with suitable channels in a reciprocating current at high speed, which can be subjected to pressure. desire for a further increase in speed as it exits the bed of ignited fuel.
To this end, the elements of the grid have on their underside one or more cavities delimited by vertical or transverse fins, which open out behind a pressure shutter via outlet orifices opening in the same way. nozzles to the burning mass.
As a result of the strong turbulence of the flow, combined with the high pressure drop with which it is triggered, it not only results in an increase in the longevity of the elements of the grid, due
<Desc / Clms Page number 4>
better cooling, but also stabilization of combustion by regulating the quantity of air entering locally into the bed of ignited fuel, as well as an improvement in prior drying and ignition, over- all in the case of wet or lower quality fuels.
Other details will become apparent on reading the description which follows, given with reference to the appended drawings given by way of non-limiting examples and showing several possible embodiments of the invention:
Fig. 1 shows in longitudinal section through line 1-1 of FIG. 2 a stepped grid bar with partial view of neighboring elements.
Fig. 2 is a bottom view of a bar.
Fig. 3 is a cross-sectional view of this bar taken along line III-III of FIG. 2.
Freezes. 4 to 15 show other possible embodiments seen from below and in section.
The elements 1 of the grid have large surface air circulation channels 3 on their lower face (Figs. 2 and 3). These channels can be obtained as closed as well as open casts. In the latter case, it is advisable to close them using a cover plate 10, either in cast iron having the same coefficient of expansion as the main material of the elements of the grid, or in annealed and fixed sheet metal. by welding in the center or on the sides, a expansion margin and a fixing lintel then being provided on the element. Instead of the four juxtaposed air circulation channels shown in Figs * 2 and 3, three can also be provided (Figs. 4 and 5) in which case the entry of air into each element must be done judiciously by behind.
It is also possible to provide only two, as in Figs. 6 and 7.
<Desc / Clms Page number 5>
In this last variant, it is good for the air to enter the cooling fins from the front. The cooling air can also penetrate through the middle of the grid elements and travel through them in two symmetrical streams (Figs. 8 and 9). Furthermore, the cooling air circulation channels can also be arranged one above the other as shown in Figs. 10 and 11. Finally, the flow of cooling air can flow through each element in meanders, as shown in Figs. 12 and 13.
The section of the air circulation channels must be judiciously widened in the direction of the circulation, to take into account the increase in the volume of the air, due to its heating.
To avoid the formation of short circuits due to the accidental supply of air 9 not passing through the elements of the grille but passing along their side walls (Fig. 1 and 2) these elements are fitted on their sides, in addition the aforementioned cover plate 10, sealing projections 4 resting against each other, which prevent the pressure from equilibrating between the air inlet port and the air outlet port. each element, and thus acting as pressure shutters.
The air 9 accidentally entering through the shutter 4 is also accelerated, according to the invention, passing along the outer walls of the elements of the grille, and carried to a high speed (of the order of 20 to 45 m . per sec.) so that it can also effectively contribute to heat dissipation. this auxiliary air 9, joins, after passing through the shutter, the main air stream 12,
The air passage intervals 13 can be arranged on both sides of each element (Figs. 1 to 3, 8 and 9) or only on one side (Zigs, 6, 7 and 10 to 15).
The cavity 14 (Fig. 1) can be practically isolated from
<Desc / Clms Page number 6>
the exterior on each element, laterally and on its lower part, so that the air having circulated to. through each element of the grid can only enter the bed of ignited fuel 2 through the exit points 5 provided for this purpose.
The construction can be further studied so that the cooling air currents of all the elements of a grid stage open into a common cavity 14 located between the pressure shutter 4 and the air outlet points. 5 of the elements of the grid, so that the air 12 having passed through an element of the grid can enter the lit bed 2, for example through the air outlet points 5 of neighboring elements or located on the same row .
Thanks to this arrangement, even the grid elements whose air outlet point is momentarily postponed after the lit bed, for example as a result of the accumulation of liquid clinker, are traversed by cooling air.
This new mode of air circulation in the elements of the grid described above makes it possible to provide much fewer air outlet points 5 of the grid per unit area than is possible with the elements. usual methods, thereby promoting an increase in the speed of circulation along all surfaces exposed to the blast under grille.
In the case of stepped grilles moving relative to one another, where the lower part of the cavity 14 is formed by the upper part of the elements forming part of the lower step, care must be taken to ensure the tight closing of the cavity 14 towards the air inlet space 15 during the entire travel of the elements.
This method of circulating cooling air can also find its application on the elements of horizontal grilles or mobile grilles.
<Desc / Clms Page number 7>
Given that in the arrangement of the grate according to the invention, the mechanical energy imparted to the combustion air by the under-grate blower device is constantly released at the place of greatest constriction, a clear - much greater size of the intervals than is possible with the current arrangements.
The tendency for cooling air and combustion air to scour, which results from the automatic action of pressure acting dynamically at the most constricted location, can be further enhanced in a well-known manner by using intervals in conical nozzles flared downwards with movable walls (Fig. 6. central element). The width of the projections 7 acting as shutters and provided on the sides of the movable elements is in this case increased by the magnitude of the displacement, unlike that of the counter-projections 4 with which they cooperate.
Grid elements placed one behind the other can be arranged such that their air discharge points are at the same level. In order to obtain as uniform blowing as possible on the bed of ignited fuel, the air exhaust points can be moved half the width of the element on each step.
To make it impossible to lift isolated elements from the grid by the effect of expansion, retaining tabs 8 (Fig. 14 and 15) can be provided which apply under each neighboring element.
The guiding of the portion of combustion air reaching each element at high speed. in a relatively long channel having a large wall surface, the use in circuit of exhaust nozzles having side surfaces as large as possible combined with the increase in the speed of the cooling air and the cooling air. combustion.
as well as the reduction
<Desc / Clms Page number 8>
the number of air evacuation points from the grate per unit area, make it possible to obtain, on the one hand, a much greater absorption of heat by the combustion air and, on the other hand , a much more efficient cooling of the elements of the grid than with the air guiding system below the grid used until now, achieved with parallel currents passing through open channels and with direct and immediate evacuation towards the igniting fuel bed.
By concentrating the current of cooling air over a long channel of relatively narrow cross-section, we obtain in each isolated element, with the specific quantity of air technically necessary for combustion, such a dynamic pressure drop ( corresponding for example to a water column of 100 to 120 mm. and more) that this greatly exceeds the resistance to the penetration opposed by the bed of igniting fuel (by an order of magnitude of 30 to 60 mm. Of water column) so that the quantity of air exiting into the ignited bed is practically independent of fluctuations in its resistance.
The large dynamic pressure drop which occurs in each isolated element of the grate can be used to achieve not only extremely efficient cooling, but also several extremely interesting side effects from the point of view of combustion technology by ensuring by there even a stabilization of the combustion regime thanks to the uniform distribution of the quantity of air penetrating at a certain point in the bed of ignited fuel, as well as an improvement of the preliminary drying and ignition of fuels wet or of inferior quality.
Under normal conditions of air penetration into the igniting bed, therefore for a low resistance of this
<Desc / Clms Page number 9>
fuel bed in relation to the blowing pressure (for example 200 mm. water column), the energy of the combustion air is largely canceled out in the cooling channels and in the evacuation slots. But this has the result that, even in places where the overlap of the elements by the fuel bed is little or no, only a very small increase (about 10 to 15) in the quantity of exhaust air is possible compared to normal rate, so that no crater rupture can occur.
This is particularly important in the case of coarse-grained fuel whose resistance to penetration disappears, but also in the case of certain fuels whose layer may tend to exhibit a certain aerodynamic instability.
On the contrary, if the resistance of the fuel bed tends to increase above a grate element, thereby causing a reduction in the quantity of air passing through that bed, the pressure drop by constriction that undergoes the reduced amount of air in the channels of the element in question decreases significantly, as the blowing pressure in the area of interest of the grid retains at least in this case its initial value, the partial pressure available for penetration into the fuel bed increases accordingly as a result of the high pressure drop by throttling indicated above, and thus ensures complete combustion of the fuel bed even in places where this layer is thicker or where liquid clinker has formed,
as well as continuous heat removal from the grid element below. By adopting to build the grid elements having a conformation according to the invention, the field of use of the fuels usable with grate stoves is thus increased, with regard to the size or the difference of the fuels. usable grains, as well as the low
<Desc / Clms Page number 10>
melting points of clinker.
If the increase in the resistance to penetration of the fuel bed extends over an entire area of the grate or over important parts thereof, it also occurs, owing to the fact that the efficiency is a function of characteristics of the blowing pressure, an increase in the active pressure on this zone, therefore in the air inlet pressure in the cooling channels. As a result, the return of the blowing pressure through the fuel bed to its normal value is favored.
The good transmission of heat from the elements to the combustion air and the efficient reheating of the latter also promotes drying and rapid ignition of wet or poor fuels for other reasons. If the ignition of such a fuel, for example because of a particularly low local calorific value of the bed of ignited fuel carried by the grill or of an increase in efficiency rapidly becoming necessary , tends not to take place, the elements arranged according to the invention act as heat storage / recuperators, facilitating the transmission to the combustion air of the heat stored in maintaining the ignition temperature,
and thus make a valuable contribution to the stabilization of combustion in the fuel bed. Not only is the operational safety considerably increased in the case of fuels with low calorific value, but the calorific output of grate stoves per unit area is notably increased.
In order to control the thermal conditions withstood by the elements, and therefore to obtain as great an increase as possible in their longevity, it is possible to install temperature indicators of known type in appropriate places on the grid,
<Desc / Clms Page number 11>
which can act as desired on an indicating or recording measuring device.
The details of implementation may vary without departing from the invention in the field of mechanical equivalences.
Summary .
1. Method for increasing the longevity and improving the operating mode of grate fireplaces, characterized in that all or part of the combustion air is guided imperatively at high speed in a current animated by a movement. back and forth through the grid elements provided with appropriate channels.
** ATTENTION ** end of DESC field can contain start of CLMS **.