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PERFECTIONNEMENTS APPORTES AUX FOYERS A COMBUSTIBLES SOLIDES.
L'invention est relative aux foyers à combustibles solides ali- mentés en combustible à partir d'une réserce de celui-ci, du type dans le- quel les cendres et mâchefers formés par la combustion sont évacués par in- termittence à l'aide d'un dispositif à fonctionnement automatique.
Dans les foyers de ce genre, un facteur essentiel d'un fonction- nement efficient et exempt de pertes en combustible est le contrôle efficace de l'automaticité du dispositif d'évacuation, celui-ci devant agir en temps opportun pour permettre au foyer de poursuivre son fonctionnement avec un bon rendement et en n'évacuant effectivement que des cendres et des mâchefers.
Divers systèmes de contrôle ont déjà été proposés, qui tous pré- sentent certains inconvénients. Notamment, le fonctionnement du dispositif d'évacuation à des temps régulièrement espacés ne peut tenir compte d'une demande de chaleur de valeur variable; dans les foyers soufflés par intermit- tence le contrôle basé sur le débit d'air ne peut tenir compte des périodes de combustion intermédiaires s'effectuant sous l'action du seul tirage; d'au- tres contrôles basés sur le rayonnement du foyer sont d'agencement et d'en- tretien délicats
L'invention a pour but de prévoir un système de contrôle exempt des inconvénients des systèmes antérieurs.
Selon l'invention,le fonctionnement du dispositif d'évacuation est contrôlé en relation avec la consommation de combustible du foyer, grâce à un organe mobile se déplaçant conjointement avec le combustible se rendant au foyero
En ,particulier, le dispositif d'évacuation est mis en fonction- nement pour un cycle complet d'opérations chaque fois que l'organe mobile, noyé au moins en partie dans le combustible et accompagnant celui-ci dans son écoulement vers le oyer, s'est déplacé d'une quantité déterminée.
Comme pour un combustible donné, la quantité de cendres ou de
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mâchefers, ou des deux, qui est formée, est dans une relation donnée suffisam- ment constante en pratique avec la quantité de combustible consommée nonob- stant les variations d'allure du foyer, on peut sur cette base obtenir dans des limites étroites, un contrôle judicieux de l'évacuation des cendres, et ; ou mâchefers.
On peut en outre, et c'est une autre caractéristique de l'inven- tion, contrôler de façon simple la marche du foyer, en ce sens qu'en cas d'ab- sence de combustible de réserve, ou d'insuffisance de combustible pour un fonctionnement de durée normale entre deux évacuations successives des cendres et, ou des mâchefers, l'action de l'organe mobile peut provoquer le fonction- nement de moyens d'arrêt du dispositif d'évacuation et ; ou du foyer, ou bien encore de moyens avertisseurs, ou des deux.
Selon un mode de réalisation convenable de dispositif selon l'in- vention, l'organe mobile est constitué par un élément allongé librement sus- pendu à un levier oscillant relié par une tige à un dispositif à manivelle, avec une liaison à jeu prévue entre cette tige et la manivelle, et ce dispo- sitif à manivelle est lui-même entraîné en relation avec le dispositif d'é@a- cuation, tandis que des moyens associés à la tige sont prévus pour agir sur la commande du dispositif d'évacuation.
D'autres particularités et avantages de l'invention ressortiront de la description plus détaillée qui suit, en référence aux dessins annexés, de certains modes préférés d'exécution de dispositifs selon l'invention, dans l'application de celle-ci à une chaudière du genre "chauffage central", ces modes d'exécution et application n'étant bien entendu donnés qu'à titre d'exem- pleso
Sur les dessins
Figo 1 est une vue en élévation, partie en coupe et avec arrache- ment partiel; d'une chaudière dont le foyer est équipé selon l'invention;
Fig. 2 est une vue en élévation de la chaudière de la fig. 1, à 90 de cette figure.
En référence aux dessins, 1 désigne généralement une chaudière dont le foyer - illustré comme double mais qui pourrait naturellement être simple - est constitué par des lits superposés 2 et 3 de combustible prove- nant d'une trémie 4, en passant par un conduit 5, la combustion étant supposée réalisée principalement par de l'air soufflé, arrivant en 6 et envoyé sur les talus libres des lits inférieurs 3 reposant sur des supports 7, qui peuvent être ajourés.
8 désigne des poussoirs coopérant avec les supports 7 pour assurer l'élimination des cendres et mâchefers engendrés par la combustion, ces pous- soirs étant conduits, par des leviers 9, en direction du talùs libre des lits 3 pour provoquer l'entraînement des cendres et mâchefers vers le bord libre des supports 7 et dans le cendrier 10, puis ramenés dans la position de repos représentée sur la figure, du combustible provenant des lits supérieurs 2 venant combler le vide que laisse le mouvement de retrait des poussoirs 8, et le combustible ainsi passé des lits supérieurs dans les lits inférieurs étant lui-même remplacé'par du combustible provenant de la trémie 4 et descen- dant le conduit 50
Les leviers 9 sont montés sur des arbres 11, accouplés entre-eux par des manivelles 12 et une tringle 13,
l'un des arbres 11 étant conduit en oscillation par la manivelle 14, la bielle 15, la manivelle 16 calée sur l'arbre 17 et une commande de rotation de cet arbre, constituée, par exemple, par le moteur électrique 18 et un réducteur 19. L'agencement est tel que chaque fois que le moteur 18 est mis en marche, il exécute un nombre de tours correspondant à une révolution complète de l'arbre 17 et de la manivelle 16, et une oscillation complète des arbres 11, avec déplacement des poussoirs 8 vers les talus des lits 3 et retour dans la position de repos, comme illustré respectivement en traits interrompus et en traits pleins pour le poussoir de droite de la figure 1.
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Dans le conduit 5 est disposé un organe de forme allongée, 20, qui est convenablement constitué par une tige ou barre dont la surface ne présente pas d'aspérités marquées, cet organe étant librement suspendu, en
21, à un levier 22, articulé en 23 sur un arbre tourillonné dans les parois de la trémie 4, ou autrement monté, de manière à pouvoir osciller.
En correspondance d'un point intermédiaire, tel que 24, de la longueur du levier 22 est articulée, par une manivelle extérieure 24a, une tige 25 dont une'portion, telle l'extrémité opposée, est organisée pour cons- tituer une liaison à jeu avec une commande de mouvement. Par exemple, la dite extrémité de la tige 25 est conformée en fourche 26, qui est engagée sur le bouton 27 d'une manivelle 28 calée sur l'arbre 11 de commande d'un des poussoirs 8.
Il résulte de cette disposition qu'à chaque oscillation des ar- bres 11, c'est-à-dire à chaque fois que les poussoirs 8 sont actionnés, la manivelle 28 exécute également une oscillation, le déplacement dans le sens des aiguilles d'une montre, à partir de la position représentée en traits pleins sur la figure, entraînant la tige 25 vers le haut et faisant par suite accomplir à l'organe 20 un déplacement ascendant de valeur déterminée dans le combustible occupant le conduit 50
Du fait de la friction exercée par le combustible sur le dit or- gane 20, lors du déplacement dans le sens opposé - inverse du sens des ai- guilles d'une montre sur la figure - de la manivelle 28, l'ensemble de l'or- gane 20, levier 22 et tige 25 reste dans la position relevée (partiellement figurée en traits interrompus),
le mouvement de descente de cet ensemble ne se produisant qu'à mesure que l'organe 20 peut lui-même descendre, c'est-à- dire que du combustible chemine vers le bas dans le conduit 5 ou, en d'autres termes, en relation avec la consommation de combustible du foyer,
On conçoit que l'on puisse proportionner les différents organes pour que, pour un combustible donné, l'organe 20 soit ramené dans sa position relevée après avoir accompli un trajet descendant déterminé, c'est-à-dire après qu'une quantité déterminée de combustible a été consommée par le foyer; la dite quantité de combustible correspondant d'une manière sensiblement constante à une quantité de cendres et, ou de mâchefers, telle que le foyer doive en être débarrassé pour que son fonctionnement se poursuive dans de bonnes conditions.
Pour assurer, sous le contrôle de l'organe 20, l'évacuation né- cessaire des cendres et; ou mâchefers, on peut procéder de diverses manières, et par exemple associer à la tige 25 un élément d'un commutateur branché dans le circuit d'alimentation du moteur 18, dont l'autre élément serait porté par une partie fixe. La fig. 1 montre que la tige 25 porte un contact 29, coopérant avec un contact 30 monté sur l'enveloppe de la chaudière 1, le con- tact 29 étant réglable en position grâce, aux perforations 31 formées dans la tige 25 afin d'adapter le dispositif à la nature et aux caractéristiques du combustible utilisé.
Au moment où, l'organe 20 descendant avec le combustible se ren- dant au foyer, et entraînant la tige 25, l'engagement des contacts 29 et 30 se produite le moteur 18 est mis en marche, et, comme déjà dit, exécute un nombre de tours tel qu'un cycle complet d'évacuation s'effectue, tandis que l'organe 20 est ramené dans sa position relevée, le foyer pouvant dès lors poursuivre un fonctionnement efficient jusqu'à la prochaine évacuation.
Il peut naturellement se produire que le combustible de réserve ne représente plus une quantité suffisante pour une nouvelle période de durée normale de fonctionnement, et il convient que les inconvénients pouvant en résulter soient évités.
Pour atteindre ce but on pourra par exemple prévoir des moyens propres à couper l'alimentation du moteur de commande 18, et, ou actionner un appareil avertisseuro
On pourra notamment, comme illustré, donner à la liaison à jeu, c'est-à-dire à la fourche 26, un degré de liberté plus grand que celui nor-
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malement nécessaire, et d'autre part monter l'élément 30 du commutateur 29=30 de manière à lui permettre de céder sous la charge combinée des tige 25, le- vier 22 et organe 20 lorsque ce dernier n'est plus supporté par le combustibleo En disposant alors dans le trajet que peut parcourir additicuurmit l'extré- mité de la tige 25, soit un interrupteur 32 branché dans le circuit d'alimen- tation du moteur 18 en série avec le commutateur 29-30,
soit un appareil a- vertisseur, ou une combinaison des deux,, on obtient qu'à défaut de combusti- ble pour supporter l'organe 20, le moteur 18 mis en circuit .par le commuta- teur 29-30 est coupé de l'alimentation par le dispositif 32 et ne peut donc provoquer l'évacuation des cendres ou mâchefers, en même temps que l'aver- tisseur signale les conditions anormales de;marche du foyer.
L'interrupteur 32 pourrait au surplus également couper de son alimentation le moteur d'en- traînement du ventilateur si le foyer est soufflé ou fonctionne par tirage forcée
Si l'on désirait obtenir des résultats analogues en cas d'une réserve de combustible simplement incomplète comme par exemple à partir d'un niveau du combustible tel que A-A dans le conduit 5, un agencement tel que ci-après décrit pourrait être prévu, observant que, dans ce cas, la tige 25 soulevée par le bouton de manivelle 27,
accompagne le mouvement de retour de ce dernier sur une partie de son étendue et parcourt ainsi une trajectoire différente de sa trajectoire descendante normaleo
En disposant dans un emplacement approprié de cette trajectoire une butée mobile telle que 33 associée à un élément de commutation 34 monté avec l'élément conjugué 35 dans le circuit d'alimentation du moteur 18, le dit moteur peut être coupé et le rester jusqu'à rétablissement de conditions normales de fonctionnement.
Le commutateur 33-35 pourrait bien entendu simplement provoquer le fonctionnement d'un avertisseur, ou bien couper le moteur 18 et déterminer le fonctionnement d'un avertisseur, ou bien encore être associé au dispositif 32 décrit plus haut, pour obtenir le fonctionnement d'un avertisseur suivi, le cas échéant, de l'arrêt du moteur de commande, et, ou du ventilateur.
Dans un dispositif comme décrit plus haut; l'agencement peut ê- tre tel que seul l'organe 20 soit noyé dans le combustible. Il est toutefois nécessaire dans certains cas d'éviter l'excédent de hauteur et de monter le levier oscillant à l'intérieur de la trémie, et un tel agencement sera obli- gatoire lorsque la trémie 4 est constituée par un silo. Par ailleurs certains combustibles, le coke notamment, opposent aux déplacements d'un tel mécanis- me une résistance considérable, et pour éviter les interférences avec son fonctionnement, il est prévu de le disposer sous une hotte 36 en forme d'U renversé, en ménageant ainsi un espace exempt de combustible dans lequel les mouvements du levier peuvent librement s'exécuter.
Bien que le dispositif de contrôle de l'évacuation ait été décrit en relation avec un foyer d'un type particulier, il est bien entendu que l'in- vention n'est pas limitée à cette application, mais s'étend au contraire à tous les foyers et chaudières comprenant une évacuation périodique des cen- dres et, ou mâchefers.
De plus, si en principe un organe 20 dont la surface ne comporte pas d'aspérités marquées convient généralement pour tous les types de combus- tible solide normalement utilisés, il rentre dans les limites de l'invention d'avoir récours à des organes mobiles (20) autrement agencés et qui pourraient être pourvus dans leur longueur d'une ou plusieurs saillies latérales facili- tant l'entraînement de l'organe par le combustible se rendant au foyer, ces saillies pouvant au surplus être établies effaçables pour la direction ascen- dante du mouvement de l'organe 200
En outre, s'il est préférable d'agencer l'organe 20 dans un con- duit ou passage de section définie tel que 5, une telle disposition n'est pas toujours indispensable car il existe généralement dans une alimentation de foyer par trémie ou silo,
un ou des emplacements où s'établissent des cou- rants préférentiels de combustible et où le dit organe peut être efficacement
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disposé.
REVENDICATIONS. la Perfectionnements aux foyers à combustibles solides alimentés en combustible à partir d'une réserve de celui-ci, et dans lesquels les cen- dres et; ou mâchefers sont évacués par intermittence à l'aide d'un dispositif automatique approprié, qui consistent à contrôler le fonctionnement du dispo- sitif d'évacuation en relation avec la consommation de combustible, grâce à un organe mobile se déplaçant conjointement avec le combustible se rendant au foyer.
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IMPROVEMENTS MADE TO SOLID FUEL FIREPLACES.
The invention relates to solid fuel stoves supplied with fuel from a tank thereof, of the type in which the ashes and bottom ash formed by combustion are discharged intermittently using an automatically functioning device.
In such stoves, an essential factor for efficient and fuel-free operation is the effective control of the automaticity of the venting device, which must act in a timely manner to enable the fireplace to recover. continue its operation with a good yield and by effectively removing only ash and bottom ash.
Various control systems have already been proposed, all of which have certain drawbacks. In particular, the operation of the evacuation device at regularly spaced times cannot take into account a demand for heat of variable value; in fireplaces blown intermittently, the control based on the air flow cannot take into account the intermediate combustion periods carried out by the action of the draft alone; other controls based on the radiation of the hearth are delicate arrangement and maintenance
The object of the invention is to provide a control system free from the drawbacks of prior systems.
According to the invention, the operation of the evacuation device is controlled in relation to the fuel consumption of the hearth, thanks to a movable member moving jointly with the fuel going to the hearth.
In particular, the evacuation device is put into operation for a complete cycle of operations each time the movable member, at least partially submerged in the fuel and accompanying the latter in its flow towards the oyer, has moved by a specified amount.
As for a given fuel, the quantity of ash or
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bottom ash, or both, which is formed, is in a given relation sufficiently constant in practice with the quantity of fuel consumed notwithstanding the variations in the rate of the hearth, one can on this basis obtain within narrow limits, a judicious control of ash removal, and; or bottom ash.
It is also possible, and this is another characteristic of the invention, to control the operation of the furnace in a simple manner, in the sense that in the event of the absence of reserve fuel, or of insufficient supply. fuel for operation of normal duration between two successive evacuations of the ash and, or of the bottom ash, the action of the movable member can cause the operation of the means of stopping the evacuation device and; or home, or even warning means, or both.
According to a suitable embodiment of the device according to the invention, the movable member is constituted by an elongate element freely suspended from an oscillating lever connected by a rod to a crank device, with a clearance connection provided between this rod and the crank, and this crank device is itself driven in relation to the lifting device, while means associated with the rod are provided to act on the control of the lifting device. evacuation.
Other features and advantages of the invention will emerge from the more detailed description which follows, with reference to the appended drawings, of certain preferred embodiments of devices according to the invention, in the application thereof to a boiler. of the "central heating" type, these modes of execution and application being of course given only by way of example.
On the drawings
Figo 1 is an elevational view, partly in section and partially broken away; of a boiler whose hearth is equipped according to the invention;
Fig. 2 is an elevational view of the boiler of FIG. 1, to 90 of this figure.
With reference to the drawings, 1 generally designates a boiler whose hearth - shown as double but which could naturally be simple - is constituted by bunk beds 2 and 3 of fuel coming from a hopper 4, passing through a duct 5 , the combustion being supposed to be carried out mainly by blown air, arriving at 6 and sent to the free slopes of the lower beds 3 resting on supports 7, which can be perforated.
8 designates pushers cooperating with the supports 7 to ensure the elimination of the ash and bottom ash generated by the combustion, these pushers being driven, by levers 9, in the direction of the free slope of the beds 3 to cause the entrainment of the ashes and slag towards the free edge of the supports 7 and into the ashtray 10, then returned to the rest position shown in the figure, fuel from the upper beds 2 filling the gap left by the movement of withdrawal of the pushers 8, and the fuel thus passed from the upper beds to the lower beds being itself replaced by fuel coming from the hopper 4 and going down the conduit 50
The levers 9 are mounted on shafts 11, coupled together by cranks 12 and a rod 13,
one of the shafts 11 being driven in oscillation by the crank 14, the connecting rod 15, the crank 16 wedged on the shaft 17 and a control of rotation of this shaft, constituted, for example, by the electric motor 18 and a reduction gear 19. The arrangement is such that each time the motor 18 is started, it executes a number of revolutions corresponding to one complete revolution of the shaft 17 and the crank 16, and one complete oscillation of the shafts 11, with displacement of the pushers 8 towards the slopes of the beds 3 and return to the rest position, as illustrated respectively in broken lines and in solid lines for the right push button in FIG. 1.
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In the duct 5 is disposed a member of elongated shape, 20, which is suitably constituted by a rod or bar, the surface of which does not have marked asperities, this member being freely suspended, in
21, to a lever 22, articulated at 23 on a shaft journaled in the walls of the hopper 4, or otherwise mounted, so as to be able to oscillate.
In correspondence with an intermediate point, such as 24, of the length of the lever 22 is articulated, by an external crank 24a, a rod 25 of which a portion, such as the opposite end, is organized to constitute a connection to game with a motion control. For example, said end of rod 25 is in the form of a fork 26, which is engaged on button 27 of a crank 28 wedged on the control shaft 11 of one of the pushers 8.
It follows from this arrangement that at each oscillation of the shafts 11, that is to say each time the pushers 8 are actuated, the crank 28 also performs an oscillation, the movement in the clockwise direction of a watch, from the position shown in solid lines in the figure, driving the rod 25 upwards and consequently causing the member 20 to perform an upward displacement of a determined value in the fuel occupying the duct 50
Due to the friction exerted by the fuel on said member 20, when moving in the opposite direction - opposite to the direction of the hands of a watch in the figure - of the crank 28, the whole of the the organ 20, lever 22 and rod 25 remain in the raised position (partially shown in broken lines),
the downward movement of this assembly occurring only as the member 20 can itself descend, that is to say that the fuel travels downwards in the duct 5 or, in other words , in relation to the fuel consumption of the fireplace,
It is conceivable that we can proportion the different members so that, for a given fuel, the member 20 is returned to its raised position after having accomplished a determined downward path, that is to say after a determined quantity fuel has been consumed by the fireplace; said quantity of fuel corresponding in a substantially constant manner to a quantity of ash and / or bottom ash, such that the hearth must be cleared of it for its operation to continue under good conditions.
To ensure, under the control of the member 20, the necessary evacuation of the ashes and; or bottom ash, one can proceed in various ways, and for example associate with the rod 25 an element of a switch connected to the supply circuit of the motor 18, the other element of which would be carried by a fixed part. Fig. 1 shows that the rod 25 carries a contact 29, cooperating with a contact 30 mounted on the casing of the boiler 1, the contact 29 being adjustable in position thanks to the perforations 31 formed in the rod 25 in order to adapt the device to the nature and characteristics of the fuel used.
At the moment when, the member 20 descending with the fuel going to the hearth, and driving the rod 25, the engagement of the contacts 29 and 30 occurs, the motor 18 is started, and, as already said, executes a number of revolutions such that a complete evacuation cycle is carried out, while the member 20 is returned to its raised position, the home being able therefore to continue efficient operation until the next evacuation.
It may of course occur that the reserve fuel no longer represents a sufficient quantity for a further period of normal operating time, and the inconveniences which may result therefrom should be avoided.
To achieve this goal, for example, it will be possible to provide means suitable for cutting off the power supply to the control motor 18, and, or actuating a warning device.
As illustrated, it will be possible in particular to give the connection with clearance, that is to say to the fork 26, a greater degree of freedom than that normally.
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necessary, and on the other hand mount the element 30 of the switch 29 = 30 so as to allow it to yield under the combined load of the rod 25, the lever 22 and member 20 when the latter is no longer supported by the fuel By then placing in the path that the end of the rod 25 can travel by additicuurmit, a switch 32 connected to the supply circuit of the motor 18 in series with the switch 29-30,
either a warning device, or a combination of the two, one obtains that in the absence of fuel to support the member 20, the motor 18 put in circuit by the switch 29-30 is cut off from the circuit. The power supply via the device 32 and therefore cannot cause the ash or bottom ash to be evacuated at the same time as the warning device signals the abnormal operating conditions of the fireplace.
Switch 32 could also cut off the fan drive motor from its power supply if the fireplace is blown out or operates by forced draft.
If it is desired to obtain similar results in the event of a simply incomplete fuel reserve such as for example from a fuel level such as AA in line 5, an arrangement as described below could be provided, observing that, in this case, the rod 25 raised by the crank button 27,
accompanies the return movement of the latter over part of its extent and thus follows a different trajectory from its normal descending trajectory
By arranging in a suitable location of this path a movable stop such as 33 associated with a switching element 34 mounted with the conjugate element 35 in the supply circuit of the motor 18, said motor can be switched off and remain so until when normal operating conditions are restored.
The switch 33-35 could of course simply cause the operation of a warning device, or else cut off the engine 18 and determine the operation of a warning device, or else even be associated with the device 32 described above, to obtain the operation of an alarm. a warning device followed, where appropriate, by stopping the control motor and / or the fan.
In a device as described above; the arrangement may be such that only the member 20 is embedded in the fuel. It is, however, necessary in certain cases to avoid excess height and to mount the rocking lever inside the hopper, and such an arrangement will be obligatory when the hopper 4 is constituted by a silo. Moreover, certain fuels, coke in particular, offer considerable resistance to the movements of such a mechanism, and to avoid interference with its operation, it is planned to place it in a hood 36 in the form of an inverted U, in thus leaving a fuel-free space in which the movements of the lever can be freely executed.
Although the evacuation control device has been described in relation to a fireplace of a particular type, it is understood that the invention is not limited to this application, but on the contrary extends to all fireplaces and boilers including periodic evacuation of ashes and / or bottom ash.
Moreover, if in principle a member 20 whose surface does not have marked roughness is generally suitable for all types of solid fuel normally used, it comes within the limits of the invention to have recourse to movable members. (20) otherwise arranged and which could be provided in their length with one or more lateral projections facilitating the entrainment of the organ by the fuel going to the hearth, these projections being able moreover to be established erasable for the ascending direction. - dante of the movement of the organ 200
In addition, if it is preferable to arrange the member 20 in a duct or passage of defined section such as 5, such an arrangement is not always essential since it generally exists in a hearth feed by hopper or silo,
one or more locations where preferential fuel currents are established and where said member can be efficiently
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willing.
CLAIMS. Improvements to solid fuel stoves supplied with fuel from a reserve thereof, and in which the ashes and; or bottom ash are discharged intermittently using a suitable automatic device, which consists of controlling the operation of the discharge device in relation to fuel consumption, by means of a movable member moving jointly with the fuel. making it home.