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La présente invention est relative à un calorifère comprenant une grille destinée à supporter une couche de charbon et sous laquelle est amené de l'air primaire, une admission d'air secondaire étant prévue.
L'invention a pour but de diminuer la perte en calories due au pouvoir calorifique trop élevé des gaz de fumée, en améliorant la combustion et par conséquent le rendement. A cet effet, suivant l'invention, l'air se- condaire est amené sous pression, au moins un orifice étant prévu sur la conduite d'amenée de l'air secondaire, un peu au-dessus du niveau de la portion inférieure de la couche de charbon, afin de permettre l'aspiration et l'entraînement par l'air secondaire des hydrocarbures contenus dans le char- bon, le mélange d'air secondaire et d'hydrocarbures étant, par un système de distribution, amené au voisinage de la partie supérieure de la couche de charbon, pour y être enflammé par le charbon incandescent.
Dans une forme de réalisation, la conduite d'amenée de l'air secondaire est pratiquement verticale, son axe coïncidant sensiblement avec celui de la couche de charbon, l'extrémité'supérieure de cette conduite se trouvant un peu au-dessus du niveau de la portion inférieure de la couche de charbon, une partie tronconique ouverte vers le bas et coaxiale à la con- duite, entourant l'extrémité supérieure de celle-ci, le passage annulaire créé entre cette extrémité et la paroi intérieure de la partie tronconique constituant l'orifice susdit, cette partie tronconique étant reliée au sys- tème de distribution précité.
L'invention a encore pour objet une installation de chauffage à air chaud, comprenant un calorifère, une enveloppe entourant ce calorifè- re, une amenée d'air froid à cette enveloppe et une évacuation d'air chaud.
Suivant l'invention, l'amenée d'air froid est prévue à la partie supérieure de l'enveloppe et l'évacuation d'air chaud à la partie inférieure.
Suivant un autre'objet de l'invention, dans l'installation pré- citée, il est prévu un clapet d'obturation de ladite évacuation, ce clapet étant maintenu en position ouverte par un organe fusible disposé sur le trajet de l'air chaud.
D'autres détails et particularités de l'invention ressortiront de la description du dessin annexé au présent mémoire et qui représente, à titre d'exemple non limitatif, une forme de réalisation d'une installation conforme à l'invention.
La figure 1 est une vue en élévation et en coupe d'un calori- fère conforme à l'invention.
La figure 2 est une vue en plan correspondant à la figure 1.
Dans les deux figures, les mêmes notations de référence désignent des éléments identiques.
Le calorifère représenté au dessin comprend une grille tronconi- que 1, formée de plusieurs tronçons qui sont montés sur une buselure 2, qui supporte deux conduites verticales 3 et 4, cylindriques et coaxiales.
Un ventilateur 5 permet d'amener de l'air sous pression aux conditions 3 et 4. La conduite 3, qui est la conduite extérieure, est la conduite d'ame- née d'air primaire. Des trous 6 sont en effet ménagés à la partie supérieure de cette conduite et permettent la sortie de l'air primaire vers la grille 1.
Sur la conduite 3 est monté un pignon conique 7 qui peut engrener avec un autre pignon du même genre pour permettre la commande, par l'opérateur de la rotation de la grille 1, ce qui permet de faire tomber les cendres à tra- vers les barreaux de la grille, vers le bas du calorifère où des raclettes de décendrage 8 montés sur une buselure 9 peuvent être, également sous la commande de l'opérateur, mises en rotation au moyen de bras 10 portés par la buselure 9, ce qui permet l'évacuation des cendres par le tuyau 11.
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La conduite verticale 4 permet l'amenée de l'air secondaire vers une partie tronconique 12, ouverte vers le bas et coaxiale à la con- duite 4, cette partie 12 entourant l'extrémité supérieure de la conduite 4.
On crée ainsi entre cette extrémité supérieure et la surface intérieure de la partie tronconique 12, un passage annulaire, désigné par 13.
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Une porte de chargement 14 permet l'alimentation en charbon, ce dernier s'écoulant par le magasin 15 vers là grille 1. On voit à la fi- gure 1 que le charbon s'écoule le long des parois extérieures de la partie tronconique 12. L'orifice 13 est donc prévu un peu au-dessus du niveau de la portion inférieure de la couche de charbon. L'air secondaire amené sous pression par la conduite 4 aspire et entraîne les hydrocarbures contenus dans la couche de charbon ou plus exactement dans la partie non-incandes- cente de cette couche. Le mélange d'air secondaire et d'hydrocarbures s'e- lève ensuite dans un conduit vertical 16 monté sur la partie tronconique 12. Dans le conduit 16, est ménagée une lumière 17, qui met le conduit l6 en communication avec un raccord l8 porté par un manchon 19, qui est fixe et supporté par un croisillon 20.
Le manchon 19 est cylindrique et coaxial au conduit 16. Le raccord l8 débouche dans un tore 21 percé de trous qui le met en relation avec une enceinte 22, délimitée par deux parois cylin- driques 23 et 24. Ces parois sont maintenues à écartement par des entretoi- ses telles que 25.
Il résulte des dispositions décrites que le mélange d'air secon- daire et d'hydrocarbures est ramené au voisinage de la partie supérieure de la couche de charbon, oû ce mélange peut être enflammé par le charbon incandescent. On a constaté que ce mélange brûle avec de courtes flammes bleues. La distribution du mélange d'air secondaire et d'hydrocarbures, sur la couche incandescente de charbon, se fait donc par un passage annulaire créé entre les parois cylindriques 23 et 24. Ce passage est d'ailleurs dé- fini par une bague 26 qui est montée soit sur l'enveloppe cylindrique 24, soit dans l'enveloppe cylindrique 23: Cette bague 26 est de préférence de hauteur réglable. On peut ainsi, de préférence au montage, adapter les dimensions du passage annulaire aux conditions de fonctionnement.
Le conduit vertical 16 est obturé à sa partie supérieure par une tige 27 dont la portion supérieure 28 est filetée et passe dans un écrou 29, qui ne peut se déplacer verticalement mais que l'on peut faire tourner au moyen de tiges de manoeuvre 30. En agissant sur les tiges 30, on fait tourner l'écrou 29 et par conséquent l'on peut faire monter ou descendre la tige 27 donc le conduit 16 et la partie tronconique 12. Le déplacement relatif, suivant l'axe vertical commun du magasin 15 et des conduites 3 et 4, permet de régler l'épaisseur de la couche de charbon. En effet, on a vu plus haut que le charbon du magasin 15 s'écoule le long des parois extérieu- res de la partie tronconique 12. A cet effet on donne de préférence aux gé- nératrices de la partie tronconique 12 un angle d'inclinaison d'environ 45 .
Le diamètre de la base de la partie tronconique 12 est sensiblement égal à la moitié du diamètre maximum de la grille 1, donc de la couche de char- bon. La dimension verticale de la lumière 17 doit naturellement être suffi- sante pour que la communication entre le conduit 16 et le raccord l8 soit toujours assurée de façon convenable, quelle que soit la position relative du conduit 16 et du manchon 19 qui l'entoure. Le manchon 19 se prolonge à sa partie supérieure en 31, la portion 31 n'étant pas en relation avec le raccord 18. Une cloison de séparation 32 est prévue à cette fin. Le prolon- gement 31 est fermé à sa partie supérieure et permet l'obturation de la par- tie non utile de la lumière 17, lorsque le conduit vertical 16 occupe une position élevée, par rapport au manchon 19.
Le manchon 19 est ouvert à sa partie inférieure et s'étend suf- fisamment bas pour que son extrémité inférieure se trouve au voisinage de la partie supérieure de la couche de charbon. Dans ces conditions, une aspi- ration des hydrocarbures peut également se faire par l'espace créé entre la surface extérieure du conduit vertical 16 et la surface intérieure du
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manchon 19.
Les gaz de fumées, au travers de chicanes formées au moyen de cloisons horizontales et verticales telles que 33, passent le long de la surface cylindrique 23 et réchauffent donc le mélange d'air secondaire et d'hydrocarbures, ce qui permet une récupération des calories emportées par ces gaz. Ces derniers s'échappent ensuite par la cheminée 34.
On voit encore, à la figure 1, la porte de visite habituelle dé- signée par 35 et, à la figure 2, une tige de commande 36 pour l'engrenage comprenant le pignon 7 de la commande-37 des bras 10.
L'installation de chauffage à air chaud, conforme à l'invention et qui comprend le calorifère qui vient d'être décrit, est pourvue d'une admission d'air froid 38 comprenant éventuellement un filtre à poussière
39. Un ventilateur 40 assure la pulsation désirée de l'air à chauffer qui est alors admis dans une enveloppe 41 entourant le calorifère. Des ailettes telles que 42 assurent la répartition de l'air froid qui, comme on le voit à la figure 1, pénètre dans l'enveloppe 41, dans la portion supérieure de celle-ci. Des déflecteurs, tels que 43, amènent l'air qui s'échauffe de la portion supérieure de l'enveloppe 41 à la portion inférieure de celle-ci, avec laquelle sont en relation les orifices d'évacuation tels que 46.
On prévoit encore un humidificateur 47. Un clapet d'obturation 44, pour la sortie de l'air chaud, est maintenu normalement dans sa posi- tion ouverte par un fil 45, tendu dans le passage de l'air-chaud et formé d'un fil d'un alliage fusible, de préférence à base de bismuth', là tempéra- ture de fusion -'-tant choisie pour éviter tout échauffement intempestif de l'air. On peut par exemple choisir comme température de fusion 110 C.
On constate, d'après ce qui précède, que l'installation décri- te est d'un fonctionnement particulièrement simple, puisqu'il suffit, pour le réglage, d'agir sur les tiges 30 pour régler'la hauteur de la partie tronconique 12, donc l'épaisseur de la couche de charbon. Il est à noter que l'on donne avantageusement à la grille tronconique 1 une inclinaison en rapport avec la dimension du charbon utilisé. C'est ainsi que pour l'ali- mentation au moyen de charbon 5/10, on obtient un excellent résultat avec un angle d'inclinaison, par rapport à la verticale, d'environ 70 .
Il doit être entendu que l'invention n'est nullement limitée à la forme de réalisation décrite et que bien des modifications peuvent être apportées à cette dernière , sans sortir du cadre du présent brevet.
REVENDICATIONS.
1. Calorifère comprenant une grille destinée à supporter une couche de charbon et sous laquelle est amené de l'air primaire, une admis- sion d'air secondaire étant prévue, caractérisé en ce que l'air secondaire est amené sous pression, au moins un orifice étant prévu sur la conduite d'amenée de l'air secondaire, un peu au-dessus du niveau de la portion in- férieure de la couche de charbon, afin de permettre l'aspiration ét l'en- traînement par l'air secondaire des hydrocarbures contenus dans le charbon, le mélange d'air secondaire et d'hydrocarbures étant, par un système de dis- tribution, amené au voisinage de la partie supérieure de la couche de charbon, pour y être enflammé par-le charbon incandescent.
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The present invention relates to a heater comprising a grid intended to support a layer of carbon and under which primary air is supplied, a secondary air intake being provided.
The object of the invention is to reduce the loss of calories due to the excessively high calorific value of the flue gases, by improving combustion and consequently efficiency. To this end, according to the invention, the secondary air is supplied under pressure, at least one orifice being provided in the secondary air supply pipe, a little above the level of the lower portion of the air. the carbon layer, in order to allow the suction and entrainment by the secondary air of the hydrocarbons contained in the coal, the mixture of secondary air and hydrocarbons being, by a distribution system, brought into the vicinity of the upper part of the coal bed, to be ignited there by the incandescent coal.
In one embodiment, the duct for supplying the secondary air is practically vertical, its axis substantially coinciding with that of the coal bed, the upper end of this duct being a little above the level of the lower portion of the carbon layer, a frustoconical part open at the bottom and coaxial with the duct, surrounding the upper end of the latter, the annular passage created between this end and the inner wall of the frustoconical part constituting the aforesaid orifice, this frustoconical part being connected to the aforementioned distribution system.
A further subject of the invention is a hot air heating installation comprising a calorifier, an envelope surrounding this calorifier, a cold air supply to this envelope and a hot air discharge.
According to the invention, the cold air supply is provided at the upper part of the casing and the hot air discharge at the lower part.
According to another object of the invention, in the abovementioned installation, there is provided a shut-off valve for said discharge, this valve being held in the open position by a fusible member arranged on the path of the hot air. .
Other details and features of the invention will emerge from the description of the drawing appended to this memory and which represents, by way of non-limiting example, one embodiment of an installation in accordance with the invention.
Figure 1 is an elevational view in section of a heater according to the invention.
Figure 2 is a plan view corresponding to Figure 1.
In both figures, the same reference notations designate identical elements.
The heater shown in the drawing comprises a frustoconical grid 1, formed of several sections which are mounted on a nozzle 2, which supports two vertical pipes 3 and 4, cylindrical and coaxial.
A fan 5 makes it possible to bring air under pressure to conditions 3 and 4. Line 3, which is the external line, is the primary air supply line. Holes 6 are in fact made in the upper part of this pipe and allow the exit of the primary air towards the grid 1.
On the pipe 3 is mounted a bevel gear 7 which can mesh with another pinion of the same type to allow the operator to control the rotation of the grate 1, which makes it possible to drop the ashes through the bars of the grid, towards the bottom of the heater where ash scrapers 8 mounted on a nozzle 9 can be, also under the control of the operator, set in rotation by means of arms 10 carried by the nozzle 9, which allows ash discharge through pipe 11.
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The vertical pipe 4 allows the supply of secondary air to a frustoconical part 12, open at the bottom and coaxial with the pipe 4, this part 12 surrounding the upper end of the pipe 4.
An annular passage, designated by 13, is thus created between this upper end and the inner surface of the frustoconical part 12.
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A loading door 14 allows the supply of coal, the latter flowing through the store 15 to the grid 1. It can be seen in Figure 1 that the coal flows along the outer walls of the frustoconical part 12. The orifice 13 is therefore provided a little above the level of the lower portion of the carbon layer. The secondary air brought under pressure by line 4 sucks in and entrains the hydrocarbons contained in the layer of coal or more exactly in the non-incandescent part of this layer. The mixture of secondary air and hydrocarbons then rises in a vertical duct 16 mounted on the frustoconical part 12. In the duct 16, a lumen 17 is formed, which places the duct 16 in communication with a connector 18. carried by a sleeve 19, which is fixed and supported by a spider 20.
The sleeve 19 is cylindrical and coaxial with the duct 16. The connector 18 opens into a torus 21 pierced with holes which puts it in connection with an enclosure 22, delimited by two cylindrical walls 23 and 24. These walls are kept apart by spacers such as 25.
As a result of the arrangements described, the mixture of secondary air and hydrocarbons is returned to the vicinity of the upper part of the coal bed, where this mixture can be ignited by the glowing coal. This mixture was found to burn with short blue flames. The distribution of the mixture of secondary air and hydrocarbons, over the incandescent layer of coal, is therefore effected by an annular passage created between the cylindrical walls 23 and 24. This passage is moreover defined by a ring 26 which is mounted either on the cylindrical casing 24 or in the cylindrical casing 23: This ring 26 is preferably of adjustable height. It is thus possible, preferably during assembly, to adapt the dimensions of the annular passage to the operating conditions.
The vertical duct 16 is closed at its upper part by a rod 27, the upper portion 28 of which is threaded and passes through a nut 29, which cannot move vertically but which can be rotated by means of operating rods 30. By acting on the rods 30, the nut 29 is rotated and consequently the rod 27 can be raised or lowered, therefore the duct 16 and the frustoconical part 12. The relative displacement, along the common vertical axis of the store 15 and pipes 3 and 4, allows the thickness of the carbon layer to be adjusted. In fact, we have seen above that the charcoal of the store 15 flows along the exterior walls of the frustoconical part 12. For this purpose, the generators of the frustoconical part 12 are preferably given an angle of. incline of about 45.
The diameter of the base of the frustoconical part 12 is substantially equal to half the maximum diameter of the grid 1, therefore of the carbon layer. The vertical dimension of the lumen 17 must, of course, be sufficient so that the communication between the conduit 16 and the connector 18 is always properly ensured, regardless of the relative position of the conduit 16 and the sleeve 19 which surrounds it. The sleeve 19 is extended at its upper part at 31, the portion 31 not being in relation with the connector 18. A partition wall 32 is provided for this purpose. The extension 31 is closed at its upper part and allows the non-useful part of the opening 17 to be closed when the vertical duct 16 occupies a high position with respect to the sleeve 19.
The sleeve 19 is open at its lower part and extends low enough so that its lower end is in the vicinity of the upper part of the coal bed. Under these conditions, a suction of the hydrocarbons can also take place through the space created between the outer surface of the vertical duct 16 and the inner surface of the pipe.
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sleeve 19.
The flue gases, through baffles formed by means of horizontal and vertical partitions such as 33, pass along the cylindrical surface 23 and therefore heat the mixture of secondary air and hydrocarbons, which allows heat recovery carried away by these gases. These then escape through the chimney 34.
We can also see, in Figure 1, the usual inspection door designated by 35 and, in Figure 2, a control rod 36 for the gear comprising the pinion 7 of the control 37 of the arms 10.
The hot air heating installation, in accordance with the invention and which comprises the heater which has just been described, is provided with a cold air intake 38 possibly comprising a dust filter.
39. A fan 40 ensures the desired pulsation of the air to be heated which is then admitted into a casing 41 surrounding the heater. Fins such as 42 ensure the distribution of the cold air which, as can be seen in FIG. 1, enters the casing 41, in the upper portion thereof. Deflectors, such as 43, bring the air which heats up from the upper portion of the casing 41 to the lower portion thereof, with which the exhaust ports such as 46 are in relation.
A humidifier 47 is also provided. A shut-off valve 44, for the outlet of the hot air, is normally maintained in its open position by a wire 45, stretched in the passage of the hot-air and formed of 'a wire of a fusible alloy, preferably based on bismuth', the melting temperature - '- being chosen to avoid any untimely heating of the air. One can for example choose as melting temperature 110 C.
It can be seen from the foregoing that the installation described is particularly simple in operation, since it suffices, for the adjustment, to act on the rods 30 to adjust the height of the frustoconical part. 12, therefore the thickness of the carbon layer. It should be noted that the frustoconical grid 1 is advantageously given an inclination in relation to the size of the carbon used. Thus, for the feed with 5/10 coal, an excellent result is obtained with an angle of inclination, with respect to the vertical, of about 70.
It should be understood that the invention is in no way limited to the embodiment described and that many modifications can be made to the latter, without departing from the scope of the present patent.
CLAIMS.
1. Calorifier comprising a grid intended to support a layer of coal and under which primary air is supplied, a secondary air intake being provided, characterized in that the secondary air is supplied under pressure, at least an orifice being provided in the duct for supplying the secondary air, a little above the level of the lower portion of the layer of carbon, in order to allow the suction and the entrainment by the secondary air of the hydrocarbons contained in the coal, the mixture of secondary air and hydrocarbons being, by a distribution system, brought into the vicinity of the upper part of the coal bed, to be ignited there by the coal incandescent.