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CHAUDIERE A FOYER POUR TOUS COMBUSTIBLES'SOLIDES.
Les chaudières et foyers automatiques à charbon, pour chauffage central, actuellement sur le marché, se divisent en deux catégories, et cha- cune d'elles ne peut utiliser qu'une espèce de charbon, soit du combustible maigre non agglutinant, soit du combustible gras agglutinant.
L'approvisionnement en charbon d'une catégorie déterminée n'é- tant pas toujours assuré de façon régulière, les usagers rencontrent de gros- ses difficultés pour obtenir le combustible qui convient aux foyers qu'ils possèdent.
Ils sont ainsi conduits à utiliser des combustibles qui ne con- viennent pas à leur chaudière, ce qui peut fonner lieu à des accidents - et, de toute façon, à un très mauvais rendement - ou à payer trop cher un combus- tible convenable, mais rare.
Ia présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients.
Elle concerne une chaudière à foyer intérieur, caractérisée par ce que le foyer comporte une sole plane au-dessus'de laquelle est disposée une gaine d'amenée de combustible, ménageant à sa base, au-dessus de cette sole, une fente du côté de l'extérieur pour l'amenée de l'air de combustion, et, du côté de l'intérieur, une fente pour l'écoulement des gaz de combustion et l'évacuation des mâchefers, ce qui permet de dégager les mâchefers par glis- sement sur cette sole.
Suivant une caractéristique de l'invention, la gaine d'amenée du combustible comporte des moyens mécaniques pour casser le coke qui se forme à la base de cette gaine au-dessus de la masse en ignition.
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Suivant une autre caractéristique de l'invention, des poussoirs glissant sur la sole, suivant un mouvement alternatif,poussent le mâchefer qui se forme sur cette sole dans un cendrier disposé en contre-bas et à la suite de cette sole.
Suivant une autre caractéristique de l'invention, le foyer com- porte au-dessus du cendrier et de la partie interne de la sole, une chambre de combustion,communiquant avec la gaîne par laquelle s'écoule le mâchefer sur la sole.
Suivant un mode de réalisation de l'invention, la chaudière com- porte un corps cylindrique horizontal, contenant un faisceau longitudinal de tubes de fumée, la sole, le cendrier, la voûte de la chambre de combustion, et la gaine de descente de combustible étant disposés parallèlement à la di- rection des tubes de fumée du faisceau.
L'invention s'étend également à une chaudière caractérisée par ce qu'elle comporte un'ventilateur aspirant les gaz de combustion sortant du faisceau de tubes de fumée pour les évacuer dans une cheminée, ce qui permet de vaincre les résistances du circuit parcouru par ces gaz.
Suivant une caractéristique de l'invention, un by-pass fait communiquer directement le collecteur transversal situé à l'entrée du faisceau de tubes de fumée, avec l'entrée du ventilateur-aspirateur, ce qui permet, en mettant ainsi hors-circuit le faisceau de tubes de fumée, de réduire les pertes de charges du circuit des gaz de combustion, lorsqu'on fait fonctionner le foyer à allure réduite, par tirage naturel, à travers le ventilateur aspi- rateur arrêté.
L'invention concerne également une chaudière à foyer intérieur dont le foyer comporte, une sole plane, au-dessus de laquelle est disposée une gaine d'amenée de combustible ménageant à sa base, au-dessus de cette sole, une fente du côté de l'extérieur pour l'amenée de l'air de combustion, et une fente du côté de l'intérieur pour l'écoulement des gaz de combustion et l'évacuation des mâchefers, chaudière caractérisée par ce que la sole plane est percée d'orifices pour l'amenée d'un appoint d'air de combustion, ce qui permet notamment de réaliser une combustion, plus complète.
Suivant une caractéristique de l'invention, les orifices ménagés dans la sole sontrepartis en bandes de direction parallèle à celle des fentes ménagées à la base 'le la gaine d'amenée du combustible, chaque bande d'orifi- ces étant alimentée'¯en air par un conduit fixé sous la sole.
Suivant une autre caractéristique de l'invention, la sole com- porte deux bandes d'orifices, l'une disposée sous la gaine de descente de comnbustible et introduisant de l'air primaire de combustion, l'autre disposée après la sortie de la fente séparant la gaine de descente de combustible de la chambre de combustion' pour l'introduction de l'air secondaire à travers la couche de scories.
La présente invention concerne également une chaudière à foyer intérieur, caractérisée par ce que la chambre de combustion communique avec un faisceau tubulaire constitué par des plans de tubes de fumée rectilignes réunis en zig-zag par des collecteurs transversaux.
Suivant une caractéristique de l'invention, le collecteur in- férieur du premier plan de tubes communique avec la chambre de combustion par un conduit de faible longueur et de section réduite, ce qui permet de créer un brassage des gaz favorable à la combustion complète.
Suivant une autre caractéristique de l'invention, les plans de tubes présentent une longueur croissante, ce qui permet de disposer tous les collecteurs supérieurs au même niveau, les collecteurs inférieurs étant dis-
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posés suivant un plan incliné sensiblement parallèle à la paroi inclinée de la chambre de combustion.
Ia présente invention concerne également une chaudière à foyer intérieur, caractérisée parce que la chambre de combustion comporte un écran contre lequel viennent frapper les particules de combustibles entraînées par le courant de gaz passant par la fente séparant la gaine de descente de com- bustible de la chambre de combustion, ce qui permet de récupérer et de brûler ces particules.
Suivant-une caractéristique de l'invention, l'écran est consti- tué par un caisson plat dans lequel circule l'eau de la chaudière, ce qui permet à cet écran de supporter les températures élevées auxquelles il est soumis.
Suivant unsautre caractéristique de la invention, le caisson formant écran communiqua avec le corps de la chaudière au moyen de tubes ver- ticaux permettant une circulation rapide de l'eau sur toute la longueur de ce caisson, ce qui évite le dégagement de vapeur dans ce caisson.
Suivant une forme de réalisation de l'invention, le dispositif de commande de va et vient des poussoirs est constitué par un levier articulé attelé par bielle et manivelle à un arbre longitudinal sur lequel sont calées des manivelles réliées aux poussoirs par des bielles.
La présente invention s'étend aussi à une forme simplifiée du dispositif de commande des vilebrequins d'entraînement des poussoirs et tiges casse coke de la chaudière, caractérisée par un coupleur centrifuge à poudre ou grains, interposé entre le moteur d'entraînement'et l'arbre entraîné, ce qui permet, par suite de la faible durée de rotation du moteur, de maintenir un glissement important entre l'arbre du moteur et l'arbre entraîné et de réa- liser, sans réducteur à engrenages, une vitesse réduite pour cet arbre entraî- ne.
La présente invention s'étend également à un procédé de réglage de la combustion, caractérisé en ce que l'on commande le ventilateur d'aspi- ration des fumées en fonction de la température de l'eau de la chaudière ou de la pression de la vapeur dans cette chaudière et que l'on commande la ca- dence des évacuations de scories par le mouvement aller et retour des poussoirs en fonction du temps de marche du ventilateur d'aspiration des fumées.
Suivant une caractéristique de l'invention, la commande du dis- positif casse coke est produite en dehors des périodes de fonctionnement des poussoirs, ce qui permet d'éviter toute rencontre des tiges de casse coke avec les poussoirs.
Suivant une caractéristique de l'invention, les tiges casse coke, lors de leur course descendante, arrivent près de la sole,.ce qui permet de casser le coke qui pourrait se réformer dans le voisinage de cette sole.
Suivant une autre caractéristique de l'invention le casse coke est commandé aussitôt après le mouvement aller et retour des'poussoirs, ce qui permet de faire tomber du combustible dans l'espaoe libéré sur la sole par les poussoirs.
La présente invention s'étend également à une chaudière carac- térisée en ce que les moyens d'actionnement des poussoirs limitent leur cour- se aller, de manière à ce qu'ils ne s'engagent pas dans la fente séparant la gaine de descente de combustible de la chambre de combustion, ce qui permet d'éviter que le combustible frais découle dans la chambre de combustion en nuisant à la combustion.
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La présente invention s'étend aussi à une chaudière caractérisée par un pyrostat disposé sur le parcours des gaz brûlés et commandant la mise en marche du moteur du ventilateur aspirateur lorsque la température de ces gaz descend au-dessous d'une certaine valeur, ce qui permet d'éviter l'extinc- tion du foyer lorsqu'il fonctionne par tirage naturel.
L'invention s'étend également aux caractéristiques ci-après dé- crites et à leurs diverses combinaisons possibles.
Des chaudières conformes à l'invention sont représentées, à titre d'exemple, sur le dessin ci-joint, dans lequel :
Ia figure 1 est une vue en coupe transversale de la chaudière. la figure 2 est une vue en coupe longitudinale de la chaudière suivant la ligne 2-2 de la figure I.
La figure 3 est une vue en bout de cette chaudière. la figure 4 est une vue partielle, en plan, avec parties coupées montrant le mécanisme d'actionnement des poussoirs.
La figure 5 est une vue en coupe du clapet équilibré.
Les figures 6 et 7 sont des vues en coupe verticale et horizon- tale d'une variante du casse-coke.
Les figures 8 et 9 sont des schémas explicatifs du fonctionne- ment du foyer. la figure 10 est une vue en coupe transversale verticale de la chaudière.
Ia. figure 11 est une vue latérale de la chaudière opposée aux poussoirs.
Ia, figure 12 est une vue en coupe horizontalB partielle de la chaudière suivant la ligne 12-12 de la figure 10.
La figure 13 est une vue de la façade avant de la chaudière.
Les figures 14 et 15 sont des vues en coupe et en plan 09-un conduit de soufflage d'air à travers la sole.
La figure 16 est une vue en coupe d'une ouïe d'aspiration.
Ia figure 17 est une vue en coupe montrant le fonctionnement du foyer.
La figure 18 est une vue d'un autre mode de réalisation du foyer en coupe suivant un plan parallèle à la direction de déplacement des poussoirs et montrant notamment un écran en coupe transversale suivant la ligne 18-18 de la figure?19.
La figure 19 est une vue en coupe longitudinale de l'écran, sui- vant la ligne 19-19 de la figure 18.
La. figure 20 est une vue partielle en plan de la chaudière et de son conduit de fumée.
La figure 21 est une vue en élévation du dispositif d'entraîne- ment.
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La figure 22 est une vue en coupe axiale du coupleur.
La figure 23 est une vue schématique des divers circuits élec-
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triques de 19installation. la chaudière représentée sur les figures de 1 à 20 comporte les éléments essentiels suivants :
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a) Uycorns c¯,rlind^iaue horizontal. reposant sur le massif de fondation par des goussets (2) et enveloppé d'un coffre parallélépipédique3
Ce corps cylindrique 1 est limite au bout par des plaques tu- bulaires 4, 5, dans lequelles sont fixées par dudgeonnage, soudure ou autres moyens, les extrémités ouvertes de tubes de fumée 6 parallèles à l'axe du corps cylindrique.
Les plaques tubulaires 4, 5 portent des boîtes de fumée 7 fer- nées par des couvercles amovibles 8 réunissant les-extrémités ouvertes d'un certain nombre de tubes de fumée, pour créer, dans le faisceau tubulaire, une circulation alternée des gaz chauds dans un sens, puis dans 1'.autre. ,
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b) Un fove¯r înêrieur 3. logé dans le corps cylindrique horizontal précédent et constitué par une enceinte métallique disposée au-dessus du faisceau tubulaire 6 et séten- dant, avec la même section, presque sur toute la longueur de ce corps cylin- drique 1.
Ce foyer présente une sole horizontale 10 débouchant extérieu- rement à travers la paroi cylindrique du corps 1 et raccordée à ce corps, une voûte 11 limitant la chambre-de combustion et disposée au-dessus de l'extré- mité interne de la sole 10 et un cendrier 13 raccordé à la voûte-21 par une paroi inclinée 12, et à la sole par une paroi verticale 14.
La voûte 11 du foyer se raccorde à une gaine verticale 15 d'a menée de combustible qui sera décrite plus loin, en ménageant au-dessus de la sole 10 une fente horizontale 16 (figures-1 et 2) .
Le foyer ci-dessus communique, à une de ses extrémitéspar un conduit transversal 17 de section réduite, avec une chambre longitudinale cylindrique 18 découchant hors du corps cylindrique @ et fermée par un tampen de visite 19. Dans cette chambre s'achève la combustion, dont les phases principales ont eu lieu dans le foyer.
La chambre longitudinale'cylindrique 18 communique, par son ex- trémité opposée à celle qui reçoit le conduit transversal 17, avec un collec- teur transversal 20 dans lequel débouchent les tubes 6 de la première série de tubes du faisceau tubulaire. Ce collecteur transversal présente un tampon. de visite extérieur 80.
Les gaz de combustion parcourent ainsi le faisceau de tubes de fumée alternativement dans un sens puis dans l'autre, en passant dans les boî- tes de fumée 7,8.
Ils sortent du faisceau par la boîte inférieure qui se prolonge en formant un conduit 21, raccordé à l'ouïe d'aspiration d'un ventilateur 22 entraîné par un moteur électrique 23, et refoulant les gaz de combustion dans une cheminée.
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Dans l'exenaple représenté, ce ventilateur et son moteur d' entrai- nement sont placés sur le coffre 3 de la chaudière.
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Le foyer 9 comporte enfin en bout et du côté opposéau conduit 17, une arrivée d'air secondaire 54 raccordée à un conduit 52 fermé en bout par un bouchon 53 percé d'un trou dont on peut régler l'orifice de passage au moyen d'une rondelle amovible. c) Un dispositif d'alimentation en combustible comportant une trémie 24 d'accumulation de combustible, présentant des plans inclinés parallèles à l'axe du corps cylindrique 1 et aboutissant à une gaî- ne vertical 15 débouchant à sa partie inférieure au-dessus de la sole 10 du foyer. La gaine verticale 15 présente une section horizontale croissant légèrement dans le sens de déplacement du combustible pour éviter le blocage des combustibles gonflant à réchauffement.
La. trémie 24 est fermée et comporte un tampon de remplissage 25 sur sa paroi supérieure. La gaine verticale d'alimentation 15 communique à sa partie inférieure, d'une part, avec le foyer 9, par 1'intermédiaire de la fente horizontale 16 et du côté opposé par une fente horizontale 27, de plus faible hauteur, avec une gaine d'arrivée d'air 26 à section transversale en forme de coin, et dont la partie inférieure est constituée par la sole 10.
Des trous calibrés 241 placés à la partie supérieure de la tré- mie-magasin de combustible, permettent une rentrée d'air dans cette trémie, par suite'de la dépression qui se transmet du foyer à cette trémie, Cet air balaie la masse de combustible et entraîne vers le foyer les produits gazeux de distillation, de manière que ces produits ne puissent pas remonter dans la trémie, lorsque le combustible en libère une quantité importante. Les trous sont calibrés de telle manière qu'en marche en veilleuse, le ventilateur aspirateur arrêtée, il ne puisse pas se produire un tirage de la trémie vers le foyer inversantaainsi le tirage naturel de la cheminée. d) Un dispositif casse-coke. disposé dans la trémie 24 et la gaîne 15.
Ce dispositif comporte un arbre longitudinal à vilebrequin 28 disposé horizontalement dans le plan vertical médian de la gaine 15 tourillon- nant dans des paliers 29 portés par la charpente 30 formant armature de la trémie 24. Cet arbre est entraîné 'en bout par un moteur électrique 31 par l'intermédiaire d'un réducteur, par exemple, à roue hélicoïdale et vis sans fin 32.
Dans les parties excentrées de l'arbre à vilebrequin sont arti- culées des bielles 33 attelées chacune à une tige verticale 34 coulissant verticalement dans des guides 35 portés par la gaine 15.
Chaque tige 34 peut être terminée à sa partie inférieure par une pointe (cas de la tige gauche de la figure 2) ou porter une barrette transversale 36 (cas de la 2ème tige de cette figure).
Les tiges 34 peuvent également être réunies, à leur partie inférieure, par une barre longitudinale 37 comportant des ailettes trans- versales 371 (figures 6 et 7). Les parois internes de la gaîne verticale 15 peuvent comporter en saillie des ergots 38 (figures 1, 2, 6 et 7) destinés à retenir le coke, de manière à ce qu'il soit brisé par les dispositifs pré- cédemment décrits dans leur mouvement descendant,.
Les moyens de poussée tels qu'ailettes 371 passent leur mouve- ment alternatif entre les ergots 38 de la gaine 15.
La charpente 30 supporte, dans la trémie 24, un toit 39 à deux pentes qui protège l'arbre à vilebrequin 28 et les bielles 33 du contact du
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charbon contenu dans cette trémie.
Dans le cas d'utilisation de combustibles maigres (anthracite, anthraciteux ou coke) le casse-coke pourrait être avantageusement arrête, au moyen d'un dispositif spécial de commande dispose sur le tableau élec- trique. e) Un dispositif de décrassage à poussoirs.
Ce dispositif comporte des poussoirs plats 40 glissant sur la partie de la sole du foyer formant paroi pour la gaine d'arrivée d'air 26.
Ces poussoirs 40 sont maintenus au contact de cette sole par des guides 41.
Ils sont attelés .par des bielles 42 à un arbre à vilebrequin 43 tourillonnant dans des paliers 44 portés par la charpente 47 du coffre 3 de la chaudière.
Cet arbre à vilebrequin 43 est entraîné à une extrémité par un moteur électrique 45, par l'intermédiaire d'un réducteur de vitesse 46.
Cet arbre à vilebrequin 43 est entraîné à une extrémité par un moteur électrique 45, par l'intermédiaire d'un réducteur de vitesse 46.
Une porte 54, ménagée dans le coffre 2, permet 1'accès aux pous- soirs 40 et à leurs bielles 42. f) Un dispositif de By-pass. permettant la marche de la chaudière avec la seule dépression de la cheminée.
Ce dispositif est constitué par un conduit de by-pass 81, reliant la chambre transversale cylindrique 20 au conduit 21 à son entrée dans le ven- tilateur 22.
Sur ce conduit de by-pass 81 est intercalé un clapet 48 à bat- tant 50 équilibré par un contre-poids 49 qui se maintient dans sa position d'ouverture (figure 5) lorsque les gaz s'écoulent à faible vitesse, un flux gazeux de vitesse notable étant susceptible d'amener le battant 50 de ce cla- pet contre un siège oblique 51 avec l'appoint du contre-poids 49, le battant (50) étant alors maintenu appliqué par le siège 51 par la différence des près- sions agissant sur ses deux faces. g) Fonctionnement
La chaudière ci-dessus décrite fonctionne de la façon suivante :
Le combustible de petit calibre est introduit et emmagasiné dans la trémie 24 par le tampon supérieur 25.
Au fur et à mesure de la combustion)ce combustible descend @ dans la gaîne 15 dont la forme légèrement évasée vers le bas permet d'éviter le blocage du combustible dans la gaine sous-l'effet de son gonflement.
Au débouché de la gaîne verticale 15, le combustible s'étale sur la sole 10 du foyer suivant deux talus d'éboulement T1, T2 (figure 8), l'une Tl s'écoulant par la fente 16 du côté du foyer 9, l'autre T2 par la fente 27 du côté de la gaine d'arrivée d'air 26.
Sous l'effet de la dépression créée dans le foyer 9 par l'aspi- ration du ventilateur 22, un courant d'air s'établit suivant les flèches F dans la gaîne 26 d'amenée d'air, et à travers la couche de combustible con- tenue entre les deux talus Tl et T2 qui entre ainsi en combustion.
Si le combustible est agglutinant, il se produit en C (figure 9), au-dessus de la couche inférieure en combustion, une couche de coke aggloméré
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qui formerait un bouchon dans la gaine 15 et empêcherait ainsi la descente du combustible jusqu'au foyer.
Dans la chaudière de l'invention, les tiges 34 du dispositif casse-coke, entrâinées dans un mouvement alternatif vertical, par leur attela- ge à l'arbre du vilebrequin 28, s'abaissent à intervalles réguliers et bri- sent le gâteau de coke formé en 0 (figure 8).
Les ergots 38 tenus en saillie dans cette gaine 15 retiennent ce gâteau par ses bords, de manière à ce que la tige 34 ne la pousse pas tout d'un bloc dans là couche en combustion. Ce gâteau, retenu sur les bords par les ergots 38, est défoncé par la tige 34 qui le casse ainsi en morceaux, en- traînés ensuite avec le combustible.
Les morceaux de coke ainsi formes achèvent leur combustion avec le reste de combustible sur la sole 10 du foyer.
Dans le cas d'utilisation de combustibles bitumeux, le coke qui se forme dans le voisinage le plus immédiat de la masse en ignition, supporte le combustible fondu en une masse pâteuse qui adhère à ce coke. Lors de la rupture de la couche de coke par le casse-coke, le charbon fondu est entraî- né avec ce coke et mis.en contact avec le combustible en ignition, ce qui fa- vorise le dégagement des matières volatiles et facilite la combustion.
Pour -se rendre dans le foyer (9) les gaz de distillation traver- sent la couche de combustible en ignition, ce qui a pour effet d'élever leur température et de modifier leur composition chimique, en les transformant de produits lourds en produits légers (cracking, ce qui facilite leur combustion.
Ce système de combustion est particulièrement intéressant dans le cas de combustible à haute teneur en matières volatiles, parce qu'il évite l'obligation d'avoir recours à des garnitures réfractaires pour permettre leur combustion rapide et complète.
Les orifices calibrés percés à la partie supérieure de la trémie- magasin de combustible, permettent, comme on l'a dit, l'entrée d'une quantité d'air suffisante pour éviter que les gaz de distillation remontent dans la trémie, particulièrement au moment de l'arrêt du ventilateur-aspirateur, il se produit ainsi un balayage permanent de la masse de combustible. la vitesse élevée du courant d'air à son passage dans la fente 27 de hauteur réduite, donne lieu au voisinage de cette fente, à une tempéra- ture élevée qui produit la fusion des cendres même peu fusibles et la forms- tion d'une couche de mâchefer M. Ce mâchefer en fusion tend à s'écouler vers le foyer 9 tandis que la partie de la couche qui reçoit l'arrivée d'air frais du côté de la gaine 26 a tendance à se solidifier par refroidissement.
Ce mâchefer envahirait le foyer s'il n'était évacué.
Dans ce but, les poussoirs 40 décrits plus haut, et entraînés par le vilebrequin 43 entrent en action à intervalles contrôlés (figure 9).
Ces poussoirs 40 avancent suivant la flèche FI, poussant le gâteau de mâ- chefer M formé devant la fente 27, qui, lui-même, pousse ceux formés précé- demment .
La plaque de mâchefer amollie par la température élevée du foyer se brise normalement sous son propre poids lorsqu'elle arrive en porte-à-faux en avant de la paroi verticale 14. Elle tombe alors dans le cendrier 13.
Si cette plaque trop homogène ne se brisait pas d'elle-même au-dessus de la paroi 14:, elle viendrait-- rencontrer la paroi inclinée 12 du foyer 9, elle glisserait contre cette paroi et se briserait pour tom- ber dans le cendrier 13 (figure 9).
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Lorsque les poussoirs 40 reviennent à leur position arrière, le combustible en ignition qui n'est plus supporté, remplit la partie dégagée sous l'effet de son poids et par l'action du casse-coke et,la fente 27 étant découverte, l'air de combustion pénètre à nouveau dans' le foyer.
En régime établi-, la combustion principale ou primaire se fait dans la partie de la couche voisine du talus T2 correspondant à la course des poussoirs 40, cette partie recevant du charbon frais après chaque retour en arrière de ces poussoirs. la partie de la couche voisine de la zône T1 com- porte une proportion importante de mâchefers non agglomérés traversée par les flammes.
L'air secondaire admis par l'ouverture 54 permet aux gaz encore combustibles ayant traversé la zône T1 d'achever leur combustion dans le foyer 9.
Les particules de combustibles non brûlées qui sont incluses dans les mâchefers divisés voisins de la zône T1, brûlent, soit au moyen de l'oxygène qui traverse ces mâchefers, soit par réduction de l'acide carboni- que en oxyde de carbone, ce qui permet de réduire au minimum la teneur en im- , brûlés des mâchefers poussés dans le cendrier 13.
Cette disposition est aussi intéressante dans le cas de combus- tibles non agglutinants, parce que les fines contenues dans le combustible et qui sont entraînées par l'air de combustion primaire, sont retenues lors du passage des gaz de combustion à travers la couche de mâchefer; qui agit comme un filtre, et elles brûlent au contact de ces mâchefers qui sont très chauds.
Les gaz de combustion sortent du foyer 9 par le conduit 17 de section réduite pour arriver dans la chambre cylindrique longitudinale:18.
Le laminage du flux gazeux à son passage dans le conduit 17 et les change- ments de direction de ce flux contribuent au brassage du mélange et permettent aux derniers éléments combustibles de brûler.
Ces derniers éléments combustibles brûlent dans la chambre lon- gitudinale cylindrique 18.
Les gaz de combustion, très chauds, s'écoulent alors dans la chambre transversale (20) pour passer ensuite dans les séries successives de tubes du faisceau de tubes de fumée 6 alternativement dans un sens puis dans l'autre en passant par les boîtes de fumée 7 et en abandonnant leur chaleur sensible à l'eau contenue dans le corps cylindrique 1.
Les gaz refroidis sortent du faisceau tubulaire dans le conduit 21, par lequel ils sont aspirés dans le ventilateur 22 qui les refoule alors- dans la cheminée. Un coffre 56 peut être disposé pour recevoir les poussières entraînées, si le ventilateur est muni.d'un dispositif séparateur appropriée, t Le réglage de la puissance calorifique fournie par la chaudière peut être obtenu par une marche intermittente du ventilateur aspirateur 22, le foyer fonctionnant à tirage natnrel et à puissance réduite pendant les pé- riodes d'arrêt de ce ventilateur 22.
Ce tirage naturel, limité à une faible dépression du fait de la basse température des gaz de combustion à leur sortie du faisceau tubulaire 6, serait insuffisant pour entretenir la combustion.
Le battant (50) du clapet (48), qui n'est plus appliqué sur son siège (51) par la différence de pression, s'ouvre et le by-pass 81 permet alors de faire passer les gaz encore chauds du collecteur transversal (20)
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directement à l'entrée du ventilateur 22 qui, même arrêté, n'offre pas une grande résistance au flux gazeux, dont le débit est alors très réduit.
Les tubes de fumée 6 sont ainsi court-circuités et l'on réduit ainsi les résistances du parcours, en même temps que l'abaissement de la tem- pérature des gaz. la chaudière peut ainsi fonctionner à tirage naturel, avec une puissance réduite, mais dans de bonnes conditions de combustion et de ren- dement.
Si les besoins de calories augmentent, on est conduit à remettre en route le ventilateur aspirateur 22; la vitesse importante du flux de gaz qui parcourt, alors le conduit 81, applique le battant 50 du clapet contre son siège incliné 51 avec l'appoint du contre-poids 49. Le by-pass 81 est ainsi fermé et les gaz de combustion sont forcés d'emprunter le trajet le plus long et plus résistant passant par le faisceau tubulaire 6 et le conduit 21.
Le réglage de la combustion est réalisé en dosant l'air secon- daire,au moyen de la rondelle amovible disposée sur l'orifice du bouchon ter- minal (53) du conduit 52 d'introduction d'air secondaire. Ce réglage, qui n'a besoin d'être modifié qu'en cas de changement important des caractéristiques du combustible ne peut être corrigé que volontairement par le remplacement de la rondelle amovible. On évite ainsi les mauvais réglages, résultant d'in- terventions trop faciles et mal raisonnées d'usagers peu expérimentés.
Pour allumer la chaudière, on remplit la trémie 24 de combusti- ble de petit calibre qui descend par la gaine 15 pour former, sur la sole 10, les deux talus Tl et T2 . Si le combustible ne descend pas régulièrement, on fera fonctionner:le dispositif casse-coke décrit plus haut.
On garnit de bois sec, en menus morceaux, le talus T2 situé de- vant la fente 27 dans la gaine d'arrivée d'air primaire 26. On place devant ce bois des copeaux, du papier, etc... On met le feu à ces matériaux très inflammables tout le long de la gaine 26, en même temps que l'on met en route le moteur 23 commandant le ventilateur aspirateur 22,le dispositif casse-coke 34 et les poussoirs 40 étant mis en position de fonctionnement automatique.
Le feu se propage alors rapidement à toute la couche de combus- tible située entre les talus T1, T2 et la sortie de la gaine 15.
Si urie extinction de foyer se produit en cours de service, on fait fonctionner à plusieurs reprises le casse-coke 34 et les poussoirs 40 jusqu'à ce que le combustible frais apparaisse devant la fente 16, on procède alors comme pour un allumage sans qu'il soit nécessaire de vider le foyer com- me dans les chaudières connues.
Le casse-coke 34 pourrait fonctionner d'une manière continue à très faible vitesse, mais il est préférable- de ne le mettre en action qu'à intervalles de temps suffisamment rapprochés pour éviter la formation de masses de coke trop importantes. On évite ainsi un tassement exagéré du combustible dans la zône de combustion, et on limite le broyage des combusti- bles friables ainsi que la consommation de courant électrique. Cette marche intermittente est commandée automatiquement par un mouvement d'horlogerie.
Les poussoirs 40 doivent fonctionner à des intervalles de temps qui dépendent de la teneur en cendres du combustible et de la rapidité de sa consommation.
La chaudière ci-dessus,permet 1.'utilisation de tous les combus- tibles minéraux solides, depuis l'anthracite jusqu'au lignite, ainsi que des cokes et des semi-cokes.
Elle peut être établie pour des calibres plus ou moins gros, mains une dimension de 30 à 35 mm est la mieux adaptée au générateur décrit.
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Il est avantageux d'utiliser dans le foyer décrite le combustible tel qu'il sort de la mine après simple retrait de pierres et des morceaux dé- passant le calibre, c'est-à-dire un combustible qui n'est ni criblé, ni lavé; ni dépoussiéré. Le prix de revient de ce combustible est beaucoup plus bas que celui des combustibles lavés et calibrés.
La chaudière décrite dans le présent brevet peut être aussi bien une chaudière de chauffage central, à vapeur, ou à eau chaude, qu'une chaudiè- re du type industriel pour la production de vapeur, d'eau chaude ou d'eau sur- chauffée
La chaudière décrite et représentée sur les dessins ne comporte qu'un seul corps, cylindrique horizontal contenant le foyer et le faisceau tubulaire.
On pourrait, sans sortir du cadre de l'invention, réaliser cette chaudière en plusieurs corps, l'un contenant, par exemple, le foyer, l'autre le faisceau tubulaire.
La chaudière représentée sur les figures de 10 à 13 comporte une sole plane 10 au-dessus de laquelle est disposée une gaine 15 d'amenée de combustible alimentée par une trémie d'accumulation 24.
La gaine 15 d'amenée de combustible ménage, au-des'sus de la sole 10, et du côté de l'extérieur, une fente 27 pour l'amenée de l'air de com- bustion et, du côté de l'intérieur, une fente 16 pour l'écoulement des gaz de combustion et l'évacuation des mâchefers.
Des poussoirs 40 glissant sur la sole 10 suivant un mouvement alternatif, poussent le mâchefer qui se forme sur cette sole 10, dans un cen- drier 13 disposé en contrebas à la suite de cette sole 10.
Le foyer comporte, au-dessus du cendrier 13 et de la partie interne de la sole 10, une chambre de combustion 11 communiquant avec la gaine 15 de descente de combustible par la fente 16 décrite ci-dessus.
La sole 10 de la chaudière comporte des orifices d'arrivée d'air répartis suivant deux bandes perpendiculaires à la direction de déplacement des poussoirs 40.
Ces orifices peuvent être constitués-par de simples perforations de petit diamètre 201 ménagés dans la plaque constituant la sole 10 (figure.
10) réparties en deux bandes 202 - 203 s'étendant sur toute la longueur de la sole.
Ces orifices peuvent également être constitués par des interval- les séparant les barreaux 204 de faible longueur disposés transversalement à la direction de la bande correspondante (figures 14 et 15).
Chaque bande d'orifices 201 constitue la paroi supérieure d'un conduit d'amenée d'air 206, 207. Ces conduits sont, par exemple, constitués par une tôle repliée en U et soudée par ses bords sous la sole 10 de part et d'autre des bandes d'orifices 202, 203.
Dans le cas où les orifices sont constitués par les intervalles entre les barreaux 204, les conduits 206,207 comportent intérieurement des rebords en saillie 208 sur lesquels reposent, par leurs extrémités, les bar- reaux 204.
Chacun des conduits 206,207 d'amenée d'air aux orifices de la sole 10 débouche à l'extérieur, à travers la façade de la chaudière par une ouïe tubulaire d'aspiration 209 (figures 11 et 13).
Dans le cas d'une chaudière présentant une dimension longitudinale importante, et par suite des conduits 206,207 relativement longs, chacun des conduits déboucherait à ses deux extrémités à travers les façades avant et arrière de la chaudière par une ouïe d'aspiration.
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Chaque ouïe d'aspiration peut être. constituée comme il est repré- senté en coupe sur la figure 16.
Le tube 209 comporte un filetage extérieur sur lequel est vissé un bouchon 210 percé d'un large trou 211 et serrant contre l'extrémité du tube 209 une rondelle amovible 212 percée d'un trou 213. On règle le débit d'air en plaçant une rondelle dont le trou 213 présente un diamètre convena- ble. Pour enlever les cendres qui tombent dans les conduits 206, 207 par les trous 201, on débouche le bouchon 210 et on retire ces cendres au moyen d'une raclette.
L'une des bandes d'orifices 202 est située au-dessous de la gaine.
15,de descente de combustible, l'autre bande 203 est placée aussitôt après la sortie de la fente 16 séparant cette gaine 15 de la chambre de combustion 11.
Le fonctionnement du foyer est alors le suivant :
La dépression régnant dans la chambre de combustion 11 provoque l'entrée de l'air extérieur, d'une part par la fente 27' séparant la gaine de descente 15 de la sole 10 d'autre part, par les bandes d'orifices 202, 203 de la sole 10? La combustion primaire est assurée dans la zone 1 située au-dessous de la gaine 15 par l'air arrivant suivant F1 par la fente 26, et par l'air pénétrant suivant f2 par les trous 201 de la première bande 202 (figure 17).
L'air pénétrant dans le foyer par cette première bande 202, suivant f2, traverse la couche de mâchefer en formation,dans laquelle il as- sure la combustion du carbone encore inclus dans la masse, et cva se mélan- ger à l'air.arrivant, suivant fl par la fente 27 pour former les flammes sor- tant suivant f3 par la fente 16.
Le passage de cet air, suivant f2, à travers le mâchefer en formation, refroidit ce mâchefer en fusion, et le solidifie autour des canaux sinueux que l'air s'est créé pour pénétrer dans la masse, ce qui produit un mâchefer poreux.
Cette addition d'air primaire facilite le passage de l'air à travers le combustible, augmente la puissance développée par le foyer et di- minue la dépression nécessaire dans la chambre de combustion 11.
L'air qui pénètre suivant f4 dans la couche de mâchefers par les orifices de la deuxième bande 203, assure la combustion secondaire, c'est- à-dire la combustion des imbrûlés gazeux, en partie dans la zône 11 qui est constituée par la portion supérieure de la couche de mâchefers qui est ainsi maintenue à température élevée, et en partie dans la chambre de combustion 11.
Cet air pénétrant suivant f4 assure également la combustion du carbone solide pouvant rester dans le mâchefer principalement dans la zô., ne 11 après la combustion primaire dans la zône 1.
La pénétration de la couche de mâchefer par l'air arrivant sui- vant f4 par les orifices de la deuxième bande 203 est rendue possible grâce à la porosité de la couche de mâchefer obtenue, comme il a été décrit plus haut, grâce à l'air pénétrant dans la couche en fusion par les orifices de la première bande 202.
En déterminant convenablement la largeur de la deuxième bande 203 et la course des poussoirs 40, on fait passer systématiquement toutes les parties du gâteau de scories, sortant par la fente 16, dans la zône balayée par l'air venant de cette bande 203, ce qui permet d'obtenir une combustion complète et, par conséquent, un rendement très élevé.
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Cette disposition est très caractéristique et très importante parce qu'elle réalise un épuisement méthodique des scories en même temps qu'un dosage très précis de l'air secondaire permettant d'obtenir une teneur en CO2 très élevée dans les fumées, sans risque d'évacuer des imbrûlés gazeux.
La délimitation des zones de combustion représentée sur la figure 17 correspond approximativement au régime établi au milieu de l'in- tervalle de temps entre deux fonctionnements consécutifs des poussoirs.
La présente-invention s'étend également à une forme particuliè- re de la surface d'échange de la chaudière combinée aux foyers décrits plus haut .
Suivant une forme de réalisation, cette surface d'échange est réalisée sous la forme d'un faisceau de tubes droits disposés en six plans de longueur croissante, raccordés en zig-zag. (Figure 10).
Le premier plan de tubes comporte deux tubes 2151' 2152 débou- chant à leur partie inférieure dans un tube collecteur inférieur horizontal 216 raccordé à la chambre de combustion 11 par un conduit très court 217 et à leur partie supérieure dans un tube collecteur supérieur 218.
Le deuxième plan de tubes comporte deux tubes 2191, 2192 dé- bouchant à leur partie supérieure dans le collecteur supérieur 218 de façon alternée avec les tubes du premier plan de tubes et à leur partie inférieure dans un collecteur inférieur 220.
Et ainsi de suite pour les tubes 2211, 2212 du troisième plan de tubes et leur collecteur supérieur 222, pour les tubes 2231, 2232 du qua- trième plan de tubes et leur collecteur inférieur 224, pour les tubes 2251, 2252 du cinquième plan de tubes et leur collecteur supérieur 226, enfin pour les tubes 2271, 2272 du sixième plan de tubes et leur collecteur inférieur 228.
Dans le cas de l'exemple représenté (figure 10) tous les col- lecteurs supérieurs 218, 222, 226 sont au même niveau. Les plans de tubes sont de longueur croissante et font entre eux un certain angle, de sorte que les collecteurs inférieurs 216,'220, 224, 228 sont disposés suivant un plan incliné sensiblement parallèle à la paroi inclinée 12 de la chambre de com- bustion 11.
Le collecteur inférieur 228 du dernier plan de tubes communique avec l'aspiration du ventilateur de tirage.
Le faisceau tubulaire de tubes de fumée ci-dessus décrit est logé dans le corps de la chaudière, entre la trémie 24 d'accumulation de combustible, la paroi inclinée 12 de la chambre de combustion et la façade 229 de la chaudière.
Le faisceau tubulaire est immergé dans'l'eau de cette chaudière, à l'exception des extrémités supérieures des'tubes qui font saillie au-dessus de la paroi supérieure 230 de cette chaudière et sont obturés par des tampons amovibles permettant le ramonage.
Les collecteurs horizontaux supérieurs 218, 222, 226 et infé- rieurs 216, 220, 224, 228 débpuchent également à leurs deux extrémités à tra- vers les façades correspondantes de la chaudière, et sont obturés par des tampons amovibles 236 permettant le ramonage (Fig. Il).
Le nombre de tubes d'un même plan, qui est de 2 dans le dessin donné à titre d'exemple, varie avec la puissance de la chaudière.
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¯ - -*--15-------01'1--po-uri7à!t aussi faire varier le nombre de plans de tubes sàns sortir du cadre de l'invention.
L'adjonction des deux entrées d'aire 202 et 203, combinée avec le passage des gaz de combustion à travers la couche de charbon en ignitron accélère la combustion des gaz de distillation, ce qui permet d'envoyer directement les produits de la combustion qui sont encore sous forme de flam- mes à la sortie de la chambre de combustion 11, de très faible volume, direc- tement dans le collecteur de départ 216 du faisceau de tubes de fumée. La chambre.de combustion cylindrique intermédiaire prévue plus haut se trouve ainsi supprimée.
Pour se rendre au collecteur de départ 216 les flammes passent -par un conduit très court et de section relativement réduite 217 qui assure un brassage énergique de gaz par réduction de la section de passage et chan- gement de direction,des courants gazeux. Ce brassage permet la combustion des derniers imbrûlés solides ou gazeux qui pourraient subsister dans les gaz de combustion.
La chaudière comporte sur sa fagade avant deux ouvertures ob- turées par des bouchons vissés 250, 251 et correspondant aux points bas de la chambre à eau, situés au-dessus des fentes 16 et 27. Ces bouchons permet- tent d'extraire les boues qui peuvent s'accumuler à ces points bas'. Sur la même façade sont ménagées une porte de foyer 252 et une porte de cendrier
253 (figure 13).
Dans le cas où on utilise des combustibles non agglutinants, le dispositif casse-coke décrit au brevet principal peut être supprimé et les poussoirs 40 d'évacuation des mâchefers et des cendres peuvent être com- mandés à la main par un mécanisme simple et peurcoûteux représenté sur les figures 10 et 12.
Ce dispositif comporte un levier de commande 232 articulé au- tour d'un axe horizontal 233 fixé par l'intermédiaire d'un profilé 234 sur un des côtés de la chaudière à la partie inférieure de cette dernière.
Ce levier 232 est attelé par une bielle 235 à une manivelle
236 calée sur un arbre horizontal 238 fixé à l'avant du profilé 234. Le poussoir 40 est lui-même'attelé à cet arbre 238 par deux bielles 239 et deux manivelles 240 calées sur l'arbre 238.
En faisant osciller à la main le levier ¯232 autour de son axe 233, on communique au poussoir 40 le mouvement alternatif rectiligne qui pro- duit lors de la course de ce poussoir dans le sens de la flèche f6 la poussée des mâchefers vers le cendrier.
Cette disposition simple et peu coûteuse convient aux instal- lations de petite' et moyenne importance par exemple à des chaudières d'immeu- bles ou de pavillons dont la conduite est confiée à un concierge ou à une personne quelconque.
Dans ce cas on peut installer sur la chaudière un dispositif avertisseur, à sonnerie ou voyant lumineux indiquant à distance que le dé- crassage doit être effectué.
Ce dispositif peut être commandé par le mouvement d'horlogerie utilisé pour la commande automatique des poussoirs qui, dans ce cas, ferme le circuit électrique de l'avertisseur sonore ou lumineux lorsque le décras- sage doit être effectué.
Il confient d'ailleurs de remarquer qu'il n'est pas nécessaire que le décrassage soit effectué aussitôt que le signal fonctionne. Un retarda
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même assez long, n'entraîne qu'un ralentissement de la marche du foyer et une faible diminution temporaire du rendement, mais ne risque pas de provo- quer l'extinction du foyer.
Quand on utilise, dans les chaudières construites conformément à l'invention, certains combustibles dont les cendres ne sont fusibles qu'à haute température et dont la teneur en fines est assez élevée, il se trouve que des particules de combustible incomplètement brûlé sont projetées à la surface du gâteau de scories, loin de la fente de sortie 16. A cette-distan- ce, la température des scories est insuffisante pour entretenir la combustion du carbone encore contenu dans les particules de combustible' projetées, et ce carbone se trouve évacué dans les scories.
La présente invention concerne également un dispositif permet- tant de limiter cette projection et, en récupérant les particules de combus- tible, de supprimer les pertes qui en résultent.
Ce dispositif représenté sur les figures 18 et 19 comporte un écran 301 disposé dans la chambre de combustion 11 sur le trajet des particu- les projetées.
Cet écran est formé d'un caisson plat comportant deux parois parallèles 3011 - 3012 - réunies entre elles à leurs parties inférieure, et supérieure par des parois demi-cylindriques 3013-3014.
Ce caisson 301 communique par ses deux extrémités avec les la- mes d'eau 302 circulant dans les façades avant et arrière de la chaudière et un certain nombre de tubes 303 placés à la partie supérieure du caisson le font communiquer avec la masse d'eau régnant au-dessus de la voûte du foyer 11. On assure, de cette manière, une circulation d'eau intense dans l'écran qui se trouye exposé aux flammes très chaudes sortant de la masse de combustible.
Pour empêcher une vaporisation locale à la partie supérieure de l'écran, la partie supérieure, entre deux tubes consécutifs 303 ou entre une paroi de la chaudière et un tube 303, présente une double pente dont le point bas se trouve au milieu de\cet intervalle. Ce dispositif facilite l'é- coulement de l'eau le long de la paroi supérieure et évite la formation de poches de vapeur qui provoqueraient des claquements pendant le fonctionnement de la chaudière.
Le nombre de tubes de communication 303 varie avec la longueur du foyer.
A une des extrémités de l'écran, ou aux deux extrémités ( en cas de chaudière de grande longueur), un orifice 304 muni d'un bouchon démon- table 305, permet l'enlèvement des boues et du tartre qui peuvent se déposer à l'intérieur de l'écran.
L'écran 301, qui est figuré vertical sur le dessin, pourrait être placé obliquement, suivant le tracé en pointillé par exemple.
Dans le foyer ci-dessus décrit, les particules de combustible, entraînées par les flammes qui sortent de la fente 16 avec une vitesse, assez considérable en raison du laminage entre la paroi supérieure de la fen- te 16.-et la masse en ignition, viennent frapper l'écran 301 suivant les flèches fA.
Les particules lourdes de combustible ne peuvent pas continuer à être entraînées par les flammes dans leur parcours ascendant, parce que la vitesse de celles-ci diminue considérablement en raison de l'augmentation brusque de la section de passage à la sortie de la fente 16. Les particules
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qui viennent frapper l'écran, retombent donc sur la masse de scories et de combustible qui est au-dessous, et qui est maintenue à température élevée par la combustion du carbone qui y est encore contenu. Cette combustion est entretenue par l'air secondaire entrant par la bande de trous 203. Le car- bone encore contenu dans les particules déposées sur ce lit en ignition, se trouve ainsi brûlé au fur et à mesure de leur dépôt.
Seules les particules très légères peuvent être supportées par les flammes et entraînées, suivant les flèches fB, vers l'orifice de sortie 217; mais, comme elles sont de très faible volume, elles restent assez long- temps en contact avec les flammes pour que la plus grande partie du carbonne qu'elles contiennent soit brûlée avant que le refroidissement des gaz n'ar- rête la combustion.
On arrive ainsi à réduire considérablement les pertes par im- brulés solides.
Sur le dessin, les flèches repérées fA indiquent la trajectoire des particules lourdes entre la fente 16 et l'écran et les flèches marquées fB indiquent le,parcours des flammes vers l'orificende sortie 217.
La présente invention s'étend également à un mode de fonction- nement particulier du foyer décrit plus haut,
Suivant l'invention, les poussoirs de décrassage 40 dans leur déplacement aller ou de poussée ne s'engagent pas dans la fente 16 séparant la gaîne d'amenée de combustible 15 de la chambre de combustion 11. Ces poussoirs s'arrêtent par exemple à l'aplomb de la paroi intérieure de la gaine 15 comme il est représenté en trait interrompu sur la-figure 18.
De cette manière la fente 16 se trouve toujours obturée par le gâteau de scories-composé de mâchefers à la partie inférieure et, à la partie supérieure, d'un mélange de mâchefers, de cendres et de combustibles en cours de combustion.
De cette façon le combustible frais qui descend dans la gaîne verticale d'alimentation 15 pour remplacer le combustible au fur et à mesure de sa consommation ou pour remplir le vide laissé par les poussoirs lorsqu'ils reviehnent à leur position de repos, reste au-dessous de la gaine de descente 15, sans se répandre vers la chambre de combustion 11. Les produits de dis- tillation et les gaz de combustion se trouvent, par conséquent, forcés de traverser une couche de mélange de scories et de combustible en ignition pour déboucher dans la chambre de combustion 11.
Ce mode de fonctionnement permet de remédier aux inconvénients des chaudières et brûleurs à alimentation par gravité, dans lesquels le com- bustible frais descend à la surface des talus de combustion, aussi bien pen- dant la marche de l'appareil, que lors de la reconstitution de ces talus a- près chaque décrassage. Il résulte de ce mode de fonctionnement que, lors- qu'après un décrassage, on laisse le combustible remplir rapidement le foyer, les flammes se trouvent étouffées par le combustible frais et il se produit une distillation sans combustion des produits distillés. Si cet état se pro- longe, il se produit immanquablement une explosion au moment de la réappari- tion des flammes, c'est-à-dire de l'allumage des gaz de distillation.
Cette explosion peut être fort grave et non seulement détériorer la chaudière les conduits de fumée et la cheminée, mais, encore causer au personnel des acci- dents pouvant être mortels.
La limitation de la course des poussoirs de manière qu'ils ne puissent pas traverser la fente 16, combinés avec les dispositifs prévus plus loin, qui limitent automatiquement à un aller et retour le fonctionnement des poussoirs à chacune de leurs interventions, donne une sécurité complète
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relativement aux risques d'explosions. Ce mode de fonctionnement assure, de plus, tous les avantages découlant de la traversée, par les produits de distillation,,et les gaz de combustion, d'une couche de scories et de combus- tible en ignition, c'est-à-dire la transformation des produits lourds en pro- duits légers permettant leur combustion rapide et complète et supprimant la nécessité de revêtements réfractaires pour assurer cette combustion complè- te.
Dans le cas où les-poussoirs auraient une course très courte, le même résultat pourrait être obtenu en leur faisant accomplir deux ou plu- sieurs mouvements d'aller et'retour'successifs, à chaque opération de décras- sage, de manière à provoquer l'avancement du gâteau de scories par l'inter- médiaire d'une couche de combustible, de plus en plus épaisse, qui viendrait s'interposer entre les poussoirs et le gâteau de scories. Dans ce cas, il faudrait arrêter les mouvements d'aller et retour des poussoirs avant que du combustible frais ne puisse parvenir jusque a la sortie de la fente 16.
La limitation de la course des poussoirs permet alors aux gaz de combustion de se rendre directement dans les surfaces d'échange sans qu'il y ait à craindre de dépôts anormaux de fumées sur ces surfaces, ce qui permet de supprimer la chambre de combustion cylindrique intermédiaire 18 prévue dans le cas de la figure 1 du présent brevet.
Suivant une forme de réalisation de l'invention, les poussoirs 40 présentent une section transversale telle qu'ils obstruent à peu-près com- plètement la fente avant 27 servant pour l'entrée de l'air.
On évite ainsi que du combustible déposé sur la paroi supérieu- re des poussoirs se trouve entraîné à l'extérieur de la gaine de -descente de combustible 15, lors du retour des poussoirs à leur position de repos.
Lorsque les poussoirs entrent à nouveau'dans la masse de combustible au mo- ment de l'opération de décrassage suivante, le combustible qui est resté dépo- sé sur leur paroi supérieure, se trouve repoussé et, au bout d'un certain nom- bre de mouvements d'aller et retour des poussoirs, du combustible tombe de ceux-ci sur le prolongement de la sole, vers l'extérieur de la chausière Il se trouve ensuite repoussé par les poussoirs eux-mêmes, pour tomber fina- lement sur le sol en dehors de la chaudière, ce qui amène une perte de com- bustible appréciable.
La présente invention s'étend également à un mode de réalisa- tion particulier du dispositif de commande des poussoirs et du casse-coke dans lequel les courroies et réducteurs à engrenage coûteux et assez encom- brants sont supprimés.
Ce mode de réalisation représenté sur la figure 21 comporte un moteur électrique 45 entraînant l'arbre à vilebrequin 43 soit des poussoirs, soit du casse-coke, par l'intermédiaire d'un coupleur à poudre ou à grains 241 et d'un accouplement à deux plateaux 2421, 2422 permettant de remédier aux petites différences de centrage entre l'axe du moteur 45 et l'axe du vi- lebrequin 43.
Le coupleur à poudre ou à grains comporte à la manière connue un boîtier 241 calé sur l'arbre du moteur 45 et une roue à palettes 243 in- térieure à ce boîtier et calée sur l'arbre entrainé 244 coaxial à l'arbre du moteur (fig; 22.. Le boîtier contient une certaine quantité de poudre métallique ou de grains qui permet d'abord entre le boîtier 241 et la roue à palettes 243, un mouvement relatif qui s'amortit au fur et à mesure que la poudre ou les grains se rassemblent à la périphérie-- du boîtier sous l'ef- fet de la force centrifuge.
Dans le cas présent, l'inertie de l'ensemble du dispositif en- traîné s'appose à un démarrage rapide de;l'arbre 43 de sorte que le premier tour de cet arbre 43 s'effectue à une vitesse très inférieure à celle du mo-
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teur 45, surtout si la quantité de poudre ou grains mise dans le coupleur 241 correspond à un démarrage très progressif.
La présente invention s'étend également à un mode de réalisa- tion de la commande des trois moteurs de la chaudière : - le moteur 23 du ventilateur, - le moteur 45 des poussoirs, - le moteur 31 du casse-coke.
Ce mode de réalisation est représenté sur la figure 23 dans le cas d'une ligne d'alimentation triphasée.
Le moteur 23 du ventilateur aspirateur de fumées est alimenté par une ligne 260 protégée par des coupe-circuits 261 et contrôlés par un interrupteur 262 commandé par un électro-aimant 263. La bobine 263 de cet électro-aimant est en circuit avec les contacts d'un thermostat 264 doublé d'un thermostat de sécurité 265 dont les organes sensibles sont en contact avec l'eau de la chaudière ou avec le contact d'un manostat dont l'organe déformable est soumis à la pression de la vapeur de cette chaudière.
Le circuit de la bobine 263 peut être fermé par un commutateur 266 de marche forcée court-circuitant le thprmostat 264 et allumant une lam- pe témoin 2 67.
Le moteur 45 des poussoirs est alimenté par une ligne 268 à fusibles 269 et interrupteur 270, commandé par l'électro-aimant 271. L'en- roulement 271 de cet électro-aimant est en circuit avec :
1 ) L'inverseur 286, commandé par le disque 285 à mouvement d'horlogerie, entraîné par le moteur 272.
2 ) L'inverseur 287, commandé par le doigt 288, monté sur le bout de l'arbre à vilebrequin 43 des poussoirs et
3 ) Les contacts du relais 276
Le moteur 272 entraînant le disque 285 est branché sur l'une des phases à la sortie de l'interrupteur 262 et se trouve en circuit avec l'interrupteur 273-274 commandé par. la came 291, montée sur le bout d'arbre à vilebrequin 28 du casse-coke.
Enfin le moteur 31 du casses-coke est alimenté par une ligne 277, à fusible 278 et interrupteur 279, commandé par un électro-aimant 280. L'enroulement 280 de cet électro-aimant est en circuit avec :
1 ) L'inverseur 281, commandé par le disque 289 à mouvement d'horlogerie, entraîné par le moteur 284.
2 ) L'inverseur 282 commandé par le doigt 283, monté sur le bout d'arbre à vilebrequin 28 du casse-coke, et
3 ) Les contacts du relais 275.
Le moteur 284, entraînant le disque 289 est en circuit avec l'interrupteur 290 .
L'enroulement du relais 275 est en circuit avec les inverseurs 286 et 287 et les contacts du relais 276.
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L'enroulement du relais 276 est en circuit avec les inverseurs 2811 et 2821 solidaires respectivement des inverseurs 281 et 282.
Ce montage permet les particularités suivantes :
Le moteur 23 de l'aspirateur de fumées fonctionne:'des que la température ou la pression descend dans la chaudière au-dessus d'une valeur déterminée par fermeture du contact de l'appareil 264 et. excitation de la bobine 263 commandant l'interrupteur 262.
Les poussoirs 40 d'évacuation des mâchefers et des cendres ne doivent pas fonctionner en même temps que le casse-coke, afin d'éviter leur rencontre au-dessous de la gaine 15 de descente du combustible. Il est avan- tageux que le casse-coke fonctionne aussitôt après l'évacuation des scories de manière à remplir l'espace qui vient d'être libéré par les poussoirs 40 en faisant descendre sur la sole la une certaine quantité de combustible.
Dans le cas du schéma de la figure 23, la commande --des poussoirs 40 est contrôlée à une cadence qui est fonction du temps de marche du venti- lateur aspirateur de fumées.
Pratiquement, cette cadence sera déterminée après examen des scories qui ne devront pas contenir une quantité notable d'imbrûlés apparents.
Le dispositif représenté schématiquement sur la fig. 23 fonc- tionne de la façon suivante :
Le disque à mouvement d'horlogerie 285 dont le moteur 272 est alimenté à partir de-la ligne 260 après l'interrupteur 262, totalise le temps de fonctionnement de l'aspirateur, il actionne l'inverseur 286 chaque fois qu'est atteint le temps totalisé de fonctionnement du ventilateur-aspirateur de fumées pour lequel il a été réglé, et ferme ainsi le circuit de contrôle de la bobine 271 actionnant l'interrupteur 270 du moteur 45 des poussoirs.
Mais ce circuit de contrôle passe par l'inverseur 287 et le contact du relais 276. Il ne peut être fermé que si le circuit de contrôle de la bobine 280 de l'interrupteur 279 du moteur 31 du casse-coke est lui-même fermé par le double inverseur 281, 2811, commandé par le disque du mouvement d'horlogerie 289, ce double inverseur fermant simultanément le circuit du'relais 276 et celui 'de la bobine 280.
Les poussoirs ne peuvent dpnc fonctionner que lorsque le casse- coke est prêt à démarrer, mais ce démarrage est aussitôt arrêté par le-relais 275 qui coupe le circuit de la bobine 280 de l'interrupteur 279 aussitôt que le circuit de la bobine 271 de l'interrupteur 270 est lui-même fermé.
Les poussoirs peuvent ainsi fonctionner sans risque de rencon- trer le casse-coke. Le doigt 288, calé sur l'arbre 43 dû vilebrequin de com- mande des poussoirs, fait basculer l'inverseur 287 lorsque cet arbre 43 à fait un tour, ce qui arrête les poussoirs 40 après un aller et retour.
A ce moment, le relais 275 se ferme et, le circuit de la bobi- ne 280 de l'interrupteur 279 étant fermé, le moteur 31 du casse-coke se met en route, pour faire exécuter un déplacement aller et retour des tiges 34.
Lorsque l'arbre de commahde 28 de ces tiges a fait un tour, le doigt 283 ac- tionne le double inverseur 282, 2821 et coupe le circuit.
La came 291 en prise avec la bbrne mobile 273 du contact 273, 274 ne maintient ce contact fermé que lorsque l'arbre 28 est dans une posi- tion voisine de sa position de repos ce qui empêche la mise en marche des poussoirs lorsque le casse-coke est en service.
L'interrupteur 29G permet d'arrêter le mouvement d'horlogerie 289 lorsque le casse-coke n'est pas en service par éxemple lorsqu'on utilise
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un combustible non -cokéfiant.
Le fenctionnement du foyer à allure réduite peut aussi être réalisé par le dispositif représenté sur a figure 20.
Ce dispositif comporte un pyrostat 306, disposé en un point du parcours des gaz de combustion et, de préférence, avant le ventilateur- aspirateur 22. Ce pyrostat peut être placé soit sur l'une des boîtes à fu- mée 7-8, représentées sur les figures 1,2 et 3, soit sur le conduit 21 d'as- piration du ventilateur-aspirateur 22 (figure 4). Le pyrostat 306 pourrait aussi être monté à l'extrémité de l'un des tubes 215-219-221-223-225-227 de la chaudière de la figure 10.
Le pyrostat 306 commande la mise en marche du moteur 23 du ven- tilateur-aspirateur 22, par exemple par la fermeture du circuit de contrôle du contaoteur 262 en shuntant, par exemple, les bornes de l'appareil 264 (figure 23).
Le même résultat est obtenu si le pyrostat 306 shunte les bor- nes du commutateur 266 de marche forcée (figure 23).
On évite ainsi tout risque d'extinction du combustible, au cas où le tirage naturel de la cheminée ne pourrait pas assurer un débit suffi- sant de gaz à travers les surfaces d'échange pour maintenir une combustion de longue durée; mais, on supprime, en même temps, l'inconvénient assez im- portant que présente l'utilisation d'un by-pass évitant le passage à travers les surfaces d'échange. Dans le cas d'utilisation de ce by-pass, il arrive en effet très souvent que, lorsque la cheminée a un tirage naturel assez considérable, le débit calorifique est trop important en régime ralenti, ventilateur-aspirateur arrêté, ce qui diminue assez sérieusement le rendement total de la chaudière.
On pourrait aussi employer un mouvement d'horlogerie qui, con- venablement réglé, remettrait en marche automatiquement le ventilateur chaque fois qu'un arrêt trop prolongé risquerait d'amener l'extinction du combusti- ble dans le foyer. Ce mouvement d'horlogerie effectuerait les mêmes opéra- tions de shuntage décrites précédemment pour le pyrostat 306.
La chaudière ci-dessus décrite présente aussi de nombreux avantages techniques, notamment les suivants :
1 ) Elle permet l'utilisation de charbons agglutinants, le casse-coke 34 bridant la couche de coke qui tend à obstruer la gaîne de descente du combustible.
2 ) Elle permet 3.-'utilisation de charbon à forte teneur en cen- dres, ces cendres étant évacuées automatiquement par les poussoirs 40.
3 ) Elle permet deux allures de marche très différentes : - une allure de marche normale, à tirage aspiré par ventilateur, grande surface d'échange, forte production de calories et rendement élevé.
- une allure de marche réduite, à tirage naturel, surface d'é- change réduite, production de chaleur très réduite et rendement encore assez élevé.
4 ) Le passage de l'une à l'autre de ces marches se fait par simple commande automatique du ventilateur-aspirateur, le by-pass étant con- trôlé automatiquement par le clapet 50.
5 ) Le foyer 9, les chambres 18 et 20, le faisceau tubulaire 6
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sont logés à.l'intérieur du corps'cylindrique 1 contenant l'eau. Les pertes par rayonnement. sont donc réduites au minimum et le rendement thermique du
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générateur est élevé. R E 'U F- N D I C A ' ¯T 0 N S .
1 ) Chaudière à foyer intérieur caractérisée par ce-que le-foyer comporte une sole plane 10 au-dessus de laquelle est disposée une gaîne d'a- menée de combustible, ménageant à sa base, au-dessous de cette sole 10, une fente 27 du côté de l'extérieur, pour l'amenée de l'air de combustion, et du côté de l'intérieur, une fente 16 pour l'écoulement des gaz de-combustion et l'évacuation-des mâchefers, ce qui permet de dégager les mâchefers par glissement sur cette sole.
2 ) Foyer comportant une gaine de descente de combustible sur- montant un foyer proprement dit, caractérisé par des moyens disposés dans cette gaîne pour casser.le coke qui se forme au-dessus de la masse en igni- tion, ce qui permet d'éviter que ce coke ne vienne obturer cette gaine de descente du combustible.