BE496653A - - Google Patents

Description

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    ,BRULEUR   POUR LA COMBUSTION DE COMBUSTIBLES SOLIDES. 



   Le présent brevet a pour objet un brûleur pour la combustion de com- bustibles solides et a pour but de contribuer à augmenter le rendement prati- que-des fourneaux utilisant des combustibles solides. A cette fin on a, dans cette invention, recours à divers moyens concourrant à améliorer la quantité de chaleur radiée par le récipient ou s'effectue la combustion ainsi que sui- vant les cas de sa transformation en chaleur de contact pour ainsi diminuer . le pourcentage de chaleur perdu à la cheminée,avec ou sans le concours de ré- . cupérateurs de chaleur des gaz brûlés. 



   L'observation montre qu'en-général dans la pratique dans les foyers qui ne travaillent pas avec une grande surface de grille recevant une couche -peu épaisse de combustible la température de combustion maximum se situe non pas autour des parois latérales et même souvent pas à la surface supérieure du combustible mais au centre et contre la grille, ceci se présente particulière- ment dans des fourneaux du genre de ceux utilisés pour les besoins domestiques. 



  Dans ceux-ci, on peut observer que lorsque la température requise est atteinte aux parois et à la surface supérieure, qu'il existe un cône à plus haute tem- pérature dont la base est sur la grille et la pointe plus ou moins près de la surface, parfois cette région prend la forme d'un tronc de cône ou même d'un cylindre   ou d'un   tronc de cône renversée Des parois refroidies à l'eau tendent à refroidir le combustible de même à un moindre degré des parois en matières conductrices de la chaleur, mais d'autres raisons sont cause de cet état de choses. 



   La haute température centrale produit une perte de rendement thermi- que, elle contribue à échauffer les gaz, les gaz passant à la cheminée, de plus elle fatigue les grilles et diminue leur longévité et diminue le rende-   ment pratique ; parcontre, cette région ramenée à un volume voulu est précieu-   se pour maintenir du feu dormant et elle contrinue à réduire les extinotions intempestives de la combustion.. 



   La chaleur radiée par le dessous de la   grille, 'en   échauffant les pa- rois, échauffe plus ou moins l'air comburant dont la majeure partie se répand autour du fourneau; il est intéressant de capter par un appareil; transformant la chaleur radiante en chaleur de contact et d'amener cette cha leur à réchauf- fer les parois latérales du récipient et de contribuer à réaliser une combus- 

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 tion périphérique intense, ceci peut donc se faire non seulement par des car- neaux ou des canaux amenant systématiquement'l'air en plus forte quantité à la périphérie de la grille, mais en réchauffant périphériquement l'air pour la com bustion, plus fort qu'au centre.

   En utilisant les propriétés d'inertie de l'air en mouvement,on peut même réaliser ce récupérateur transformateur de façon à ce que les filets d'air s'allongent au contact de la grille et près de celle-- ci, d'autant mieux que le tirage de la cheminée est réglé pour obtenir une com- bustion intense; on peut pousser l'idée jusqué privilégier la circulation péri- phérique de cet air réchauffé, ce qui donnerait théoriquement un mouvement de giration de l'air à échauffer sous la grille, cette giration serait totale dans le cas de vent soufflé. 



   Ce transformateur de chaleur radiante en chaleur de contact est essen- tiellement composé de surfaces situées près et à la distance voulue de la gril- le présentant une surface totale projetée parallèle à la grille et absorbant le flux de chaleur rayonnante de celle-ci ainsi que les rayons obliques. La chaleur absorbée est conduite dans d'autres surfaces destinées à augmenter l'ai- re de contact de l'air avec des parois bien échauffées, les surfaces supérieu- res formant ensemble des canaux, peuvent être en plus disposées de façon à ob- tenir le mouvement lèchant rectiligne ou giratoire des filets d'air dans la ré- gion à haute température sous la grille. 



   La grille peut être utilisée aussi pour contribuer à élever la tempé- rature de la combustion le long des parois du récipient, à cette fin, elle sera d'un diamètre plus petit que le récipient et posée sur un support à colonnettes formé par exemple par un anneau épousant à la tolérance   voùlue   près, le diamè- tre du conteneur et profilé de façon à ce que le mouvement de rotation   imprim:   à la grille élimine-les cendres sur la périphérie. Un tel anneau profilé spé- cialement mais sans colonnettes peut être combiné avec des grilles à ouvertures distribuées sur la périphérie. 



   Le cône de combustion central peut être réduit, voire même supprimé, en ménageant au centre de la grille un espace plein, cet espace peut même être en forme de cuvette pour le protéger par des cendres fines y emprisonnées, ce- ci afin de diminuer l'action du feu au centre de la grille. Cet espace plein peut être amovible, il peut même faire partie du récupérateur et servir à écou-   ler-des   calories dans sa masse, pour doser cette quantité de chaleur la partie apparaissant au-dessus de la grille peut être bombée ou plate ou en cuvette sui- vant le degré d'action à donner au récupérateur. 



   La grille   dans%ces   appareils est soumise à des causes de déformation plus réduites et à moins de différence de température entre le dessus et le des- sous pour toute combustion restant dans les limites rationnelles d'utilisation; on peut améliorer encore ses conditions de fonctionnement en distribuant radia- lement les ouvertures dans des bras solides, libres de se dilater de la jante vers l'extérieur et-vers l'intérieur, d'autre part le massif central peut lui servir de guide pour les mouvements tournants du tissonage. 



   Le rendement pratique des fourneaux n'étant pas seulement influencé défavorablement par l'excès de combustion centrale mais favorisé par l'existen- ce de celle-ci dans de nombreux cas de leur utilisation la présente invention poursuivant son but vise à étendre les avantages de la température centrale é- levée dans l'idée même du rendement, c'est-à-dire de l'économie. Pour   mainte-   nir du feu entre des périodes de service la dépense nécessaire correspond à un gaspillage qui peut être fort réduit si l'on donne au cône central des condi- tions de combustions judicieuses alors qu'on arrête la combustion périphérique en tout ou en partie suivant les conditions requises.

   A cet effet, la présen- te invention permet d'utiliser les éléments décrits ci-dessus dans des compar- timents d'un bâti' ou enveloppe de façon à répartir l'air chauffé soit sur tou- tela grille soit à la périphérie, soit au centre ou en répartition intermédiai- re. Pour cela le transformateur comporte une région centrale entourée d'une région périphérique commandée-par une vanne profilée spécialement, ou un jeu   de-vannes.   



   Lorsque la combustion périphérique est supprimée et que seule l'arri- vée centrale d'air est permise il'subsiste un.cône central à une température 

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 qui vu le peu de combustible en-jeu peut être entretenue assez haut au-dessus ;du point d'extinction avec consommation réduite. 



   Le massif central échauffé lui par contact avec la houille provoquera un sérieux réchauffement du comburant qui assurera la stabilité de cette région réduite de la combustion et le charbon éteint mais chaud environnant formant réserve il est possible de mettre le fourneau "en veilleuse". Une position de la vanne peut être étudiée pour créer une combustion périphérique ralentie qui permettra de chauffer en "contenu", avec ou sans le concours du cône central. 



   Dans un appareil comportant trois compartiments de réchauffage du com- burant, un jeu de vannes peut permettre d'amener le comburant uniquement à la périphérie quand il est intéressant d'utiliser surtout la chaleur au contact des parois latérales, (cuissons au four en été, échauffement des parois à en- veloppe d'eau, obtention de feu continu modéré économique, etc...). 



   Afin de mieux faire ressortir l'exposé ci-dessus, les dessins annexés représentent à titre explicatif et non limitatif des exemples de réalisation, d'éléments capables d'absorber la chaleur-rayonnée, de leurs agencements dans des bâtis ou enveloppes, de même de supports du combustible. 



   A cet effet, les dessins annexés représentent 
Les figs. 1 à 4 des sections en élévation en sens vertical d'éléments absorbeurs de chaleur rayonnée, individuels ou formant un groupe et destinés à être rapportés dans un bâti enveloppe. 



   Les figs. 5, 6,7 représentent des coupes partielles en élévation du bâti du support de combustible (grille) dans différents modes d'exécution du bâti ou enveloppe approprié et du conteneur. 



   La fig. 8 représente la vue en plan d'un bâti de forme rectangulaire comprenant des éléments suivant la fig. 3 et la fig. 9 une coupe en élévation suivant I-I, fig. 8. 



   La   fig.   10 représente un groupe d'éléments suivant la fig. 3 répartis radialement de manière àformer un groupe d'une pièce pouvant s'adapter à l'in- térieur d'un bâti ou enveloppe et la fig. II une coupe en élévation suivant II-II, fig. 10. 



   La fig. 12 représente la vue en plan d'un bâti ou enveloppe dans le- quel sont rapportés, disposés à la suite l'un de l'autre en sens radial des élé- ments individuels tels que ceux représentés aux figs 1 et fig. 2, et les figs. 



  13 et 13bis des coupes en élévation suivant III-III, respectivement IV-IV, fig. 



  12. 



   La fig. 14 représente la vue en plan d'un bâti ou enveloppe dans le- quel sont représentés trois compartiments concentriques de réchauffage du com- burant dont le compartiment intermédiaire est pourvu d'éléments tubulaires sui- vant la fige 4 et la zone extérieure d'éléments suivant la fig. 3. 



   La fig. 15 représente une demi coupe en élévation suivant V-V de la fig. 14 
La fig 16 représente une coupe en élévation dans un bâti ou envelop- pe à deux compartiments de réchauffage, le compartiment central étant occupé par les ailettes d'un massif central ou tête se disposant dans une ouverture circulaire du support de combustible ou grille. 



   La fig. 17 représente une demi vue en plan du support de combustible ou grille avantageant la combustion périphérique et des libertés de dilation rationnelle. La fig. 18 représente une demi coupe en élévation d'une combinai- son des figs. 5,7, 16. 



   En se reportant aux figs. 1 à 4, celles-ci représentent à titre d'exem- ples des sections la,   Il!,   1c1d d'éléments absorbeurs de   chaleur::,   rayonnée pou- vant être individuels ou voir fig 10 être réunis à un massif central pour for- mer un groupe dont il sera question ci-dessous. 



   On remarquera la diversité des formes des sections comportant des con- tours rectilignes, courbes ou en combinaison, voir fig. 1 à 3 et même de section 

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 tubulaire voir l'élément 1d de la fig. 4 
Les éléments tels que   la,.   1b 1c 1d peuvent être disposés individuel- lement et ainsi interchangeables.,, dans un bâti enveloppe, ou être façonnas avec ce dernier par exemple lors d'une coulée, pour former un ensemble monobloc com- me il sera décrit ci-dessus. 



   Dans les figs. 5, 6, 7 on a représenté des modes de réalisations de la combinaison de la grille ou support de combustible avec le bâti de.l'appareil permettant l'alimentation périphérique du comburant et l'élimination des cendres, au contact du conteneur par un mouvement donné à la grille. 



   A la fig. 5, 3 représente une partie du bâti enveloppe destinée à for- mer un ou plusieurs des éléments absorbeurs non représentés et 5 le conteneur. 



  A la'périphérie intérieure du bâti sont disposées des colonnettes   4   sur lesquel- les repose la grille 2 avantageusement pourvue au bord de sa périphérie extérieu- re de têtons 6 de façon à respecter et maintenir un passage annulaire 6a pour le comburant représenté par des flèches. 



   Dans la fig. 6, la grille 2a repose directement sur le bord supérieur intérieur du bâti 3 et sa périphérie est pourvue de dents 7 entre lesquelles pénètre le comburant. 



   La fig. 7 représente une modalité constructive dans laquelle la grille 2b comporte dans sa partie centrale une ou des proéminences 8 se juxtaposant à l'intérieur d'une couronne intérieure 4a venue de fonderie avec le bâti 3 pro- prement dit auquel elle est reliée par des nervures 4b 
Dans les   figso   8 et 9 le bâti enveloppe est représenté par 3a et   test   de forme rectangulaire affectant la forme d'un cadre à l'intérieur duquel sont par exemple venues de fonderie avec le bâti deux rangées disposées en sens con- traire d'éléments absorbeurs tels que 1c voir fig. 3. La fig. 9 montre en cou- pe la disposition des éléments et les flèches les directions du comburant. 



   On remarquera les grandes surfaces absorbantes de chaleur rayonnée des éléments 1c et le contact avec le comburant. 



   La fige 10 représente un groupe d'éléments tels que 1c voir fig. 3, venus d'une pièce et réunis entre eux.par un massif central 9 dont la surface supérieure absorbe la chaleur rayonnée par la grille,tandis que sa partie infé- rieure est subdivisée par la présence des éléments 1c La fig. II représente la coupe en élévation suivant II-II, fig. 10. Un tel groupe est destiné a être engagé dans un bâti non'représenté. 



   Dans les figs. 12 et 13, le bâti 3 forme deux volumes ou compartiments de réchauffage concentriques, l'un au centre Zl concentrique au.second annulai- re Z2 réunis par des nervures 4b Dans le compartiment annulaire Z2 se placent sur et entre des rebords intérieurs concentriques 16 et 17 des éléments la, fig I, et 1b fig. 2 diposés alternativement. 



   Ainsi, cette exécution montre l'application d'éléments individuels in- terchangeables de même forme ou de formes différentes. 



   Aux figs.   14   et 15 on a encore représenté une autre réalisation com- prenant un bâti ou enveloppe en deux pièces annulaires 3b et 3c s'emboitant et formant trois compartiments ou volumes z1 au centre, Z2 intermédiaire et Z3 l'extérieur, les deux derniers Z2 et-Z3 étant annulaires et pourvus dans le compartiment extérieur z3 d'éléments 1c voir fig. 3, le compartiment inter- médiaire Z2 d'éléments tubulaires tels que ld, voir fig.   4,   et constitués par exemple de tubes en cuivre rouge soudés à la paroi intérieure   de 3.2   en 18 Le comburant passe autour de ces tubes à grande surface absorbante en même temps qu'il s'échauffe fortement dans ces tubes dont les orifices de sortie sont orien- tés vers la périphérie sous la grille, comme précédemment les flèches indiquent les parcours du comburant.

   



   La   fig.   16 représente la vue et coupe partielles=en élévation d'un en- semble comportant un conteneur 5, un bâti ou enveloppe 3 formant avec une paroi intérieure concentrique 3c un compartiment annulaire Z2 et un compartiment cen tral 1 dans ce dernier se loge-la-partie inférieure 12'garnie d'ailettes 13, . 

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    -d?un   massif central ou tête 10 engagé dans l'ouverture centrale de la grille 2c à   laquelle.il   forme guide et repose par ses   ailettes   13 conformées dans ce but, sur   un'épaulèment   annulaire intérieur 15 de la paroi intérieure 3c du bâ- ti 3.

   Le support de combustible ou grille est celui représenté à la fig. 7, et comporte outre des encoches périphériques 7, des ouvertures ou passages tels que 7a 7b, 7c pour le comburant, il est à remarquer que l'ouverture centrale de la grille 2c est garnie à sa périphérie intérieure de quelques petite   têtons   
9 permettant d'établir un passage annulaire 11 pour le comburant réchauffé dans le compartiment central Z1, grâce à la présence du massif central amovible 10 dont la tête émerge au-dessus du niveau de la grille 2c 
Les flèches indiquent les trajets empruntés par le comburant dans les compartiments de réchauffage tels que Zl et Z20 Le massif central 10 for- 'me un guide à l'ouverture centrale de la grille 2c et un absorbeur de chaleur rayonnée par la grille 2c et le   .foyer   de combustion proprement dit,

   laquelle chaleur se répand par conductibilité en 12 et 13 d'où elle réchauffe le combu- rant arrivant dans la zone z1 
Dans la zone Z2 annulaire, sont prévus des éléments tels que 1c desti- nés à réchauffer le comburant pénétrant par   7,   7a 7b, 7c au travers de la gril- le 2c jusqu'au lieu de la combustion. 



   Pour amener le comburant en plus ou moins grande quantité ou en rédui- re l'arrivée,   ou le   'diriger à un endroit du foyer de combustion, préférablement un autre, on fera usage soit de vannes, soit de tiroirs,, soit de papillons de réglage commandant   --pour   chaque compartiment du bâti ou enveloppe, l'orifice d'entrée du comburant.' De'tels obturateurs pourront être indépendants pour cha- que compartiment ou pourvus d'agencements ou de liaisons permettant leur contrô le mutuel suivant le but d'application du brûleur, l'allure ou le régime de mar- che imposé à ce dernier. 



   Enfin dans la fig. 18 on remarque une combinaison des fig. 5, 7, 16, dans laquelle on prévoit une assise 3a du support de combustible (grille) 2d conditionnée de fagon à amener le   comburant.à   la périphérie comme représenté par la flèche, la partie centrale du support de combustible étant creuse pour loger un massif central 10a reposant sur un épaulement 15a de la couronne inté- rieure 4a et se prolongeant avantageusement vers le bas par une partie 12a gar- nie   d'ailettes.

   13!!   de dispersion de la chaleur communiquée par la tête du mas- sif central 10a 
De l'exposé ci-dessus apparaissent les possibilités de mutilples réa- lisations de'brûleurs pour combustibles solides dans lesquels l'idée inventive faisant l'objet du préambule du présent brevet est parfaitement mise en applica- tion 
D'autres modes d'exécution d'éléments absorbeurs de chaleur rayonnée, de bâtis ou enveloppes que ceux décrits et représentés peuvent encore être en- visagés sans que pour cela on s'écarte du cadre du domaine du présent brevet pouvant se caractériser par ce qui suit. 



   REVENDICATIONS. 



   1) Brûleur pour la combustion de combustibles solides, caractérisé en ce que dans sa région inférieure, il est combiné avec une assise du support de combustible conditionnée de façon à'amener le comburant a la périphérie et à réduire ou supprimer son passage dans la région centrale, ladite assise pou- vant éventuellement être conformée pour recevoir au constituer un récupérateur de la chaleur rayonnée par le support de combustible (grille). 

**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.

Claims (1)

1. 2) Brûleur pour la combustion de combustibles solides, selon la reven- dication I, caractérisé par le fait qu'il comporte la-présence dans un bâti dis- posé sous le conteneur, d'éléments Individuels ou en groupes, amovibles et in- terchangeables à surfaces planes ou courbes, obliques ou parallèles par rapport à la surface du support (grille) disposées dans le flux du comburant amené ou aspiré, lesdites surfaces pouvant être prolongées par d'autres surfaces de for- mes quelconques. <Desc/Clms Page number 6>

   30 - Brûleur pour la combustion de combustibles solides, selon les re- vendications I et 2, caractérisé en ce que les surfaces envisagées des éléments disposés dans le bâti forment seules ou en combinaison avec d'autres surfaces des tubes ou canaux ou carneaux, 4 Brûleur pour la combustion de combustibles solides, selon les re- vendications 1, 2 et 3, caractérisé en ce que la conformité de la partie supé- rieure des tubes, canaux ou carneaux autrement dit des orifices de sortie du comburant est telle que les filets ou tranches du comburant sont orientés ou dirigés obliquement ou parallèlement sous le rapport (grille) ou s'opère la combustion lesdits orifices de sortie pouvant recevoir une orientation quelcon- que, ou être parallèles entre eux ou radiaux.

   5. - Brûleur pour la combustion de combustibles solides, selon la re- vendication 1, caractérisé en ce qu'un bâti épousant le diamètre du conteneur du combustible à sa base et enveloppant un espace par lui limité, est agencé avec un porte combustible (grille) reposant sur des colonnettes ou par des co- lonnettes de manière à réserver un passage entre le porte combustible (grille) et la ou les parois du conteneur lequel passage est emprunté par le comburant préalablement réchauffé avec ou sans addition d'air froid.

   6 Brûleur pour la ombustion de combustibles solides, selon les re- vendications 1 et 5, caractérisé en çe que le porte combustible (grille) repose par sa périphérie ou à distance de cellé-ci, par des parois planes continues ou discontinues, sur un bâti épousant à son pourtour la forme de celui du con-. teneur et supprime le passage direct du dessus au dessous dudit porte combusti- ble (grille) tout en plaçant sa surface supérieure périphérique en communication avec l'espace enveloppé par les parois du bâti.

   7 Brûleur pour la combustion de combustibles solides, selon les re- vendications 1, 5, 6, caractérisé en ce que la partie centrale du porte combus- tible (grille) est exempte d'ouvertures et conséquemment formée par un écran de forme plane, ou en forme de cuvette.

   8. - Brûleur pour la combustion de combustibles solides, selon les re- vendications 1, 5, 6, 7, caractérisé en ce que la partie centrale du porte com- bustible est occupée et constituée par un écran amovible se présentant sous for- me d'un massif central avec par exemple prolongement vers le bas pourvu d'ailet- tes constituant des surfaces planes ou courbes, obliques ou parallèles.

   9. - Brûleur pour la combustion de combustibles solides, selon les re- vendications 1 et 8, caractérisé en ce que la tête du massif central formant la partie supérieure de l'écran central avec ou sans prolongement dans le bâti, forme guide à l'ouverture centrale du porte combustible.

   10 Brûleur pour la combustion de combustibles solides, selon les re- vendications 1, 5, 6, 7, 8, 9, caractérisé en ce que la partie centrale amovi- ble du porte combustible, écoule la chaleur captée par sa tête dans le corps de son prolongement sous le porte combustible, et en ce .que ledit corps de pro- longement peut être avantageusement pourvu de moyens constitués de surfaces é- tendues, réchauffant le comburant.

   11 Brûleur pour la combustion de combustibles solides, selon la re- vendication 1, caractérisé en ce que le bâti sur la partie supérieure duquel s'opère le déplacement du porte combustible comporte des subdivisions formant des compartiments susceptibles de limiter la combustion à certaines zones du conteneur, au-dessus du porte combustible (grille).

   12.- Brûleur pour la combustion de combustibles solides, selon les revendications 1,2, et 10, caractérisé en ce qu'un dispositif d'obturateurs ou de vannes permet de réduire à un ou plusieurs des compartiments du bâti le passage du comburant, de le supprimer, ou de le contrôler.

   13. - Des formes de réalisation des revendications précédentes comme substantiellement décrit et représenté et d'autres empruntant en tout ou en <Desc/Clms Page number 7> partie les éléments caractéristiques développés ci-dessus.

   P.Pon. H.SPRING.

   Mandataire ; E. LAGUESSE-HAMAL.

   N. R. Page 2 - ligne 30, les mots "un espace plein, cet espace". doivent se lire "une zone en tout ou en partie fermée, cette zone Page 2 - lignes 40 à 42 les mots "en distribuant radialement,les ouver- tures dans des bras solides libres de se dilater de la jante vers l'extérieur et vers l'intérieur" doivent se lire "en répartissant des ouvertures dans des bras solides, libres de se dilater de la jante vers l'extérieur ou vers l'inté- rieur ou dans plusieurs directions diverses.

   Page 6 - ligne 27, le mot "partie" doit se lire "zone" idem - ligne 28, les mots "est exempte d'ouvertures" doivent se lire "est en tout ou en partie fermée ou exempte d'ouvertures". en annexe 2 dessins.