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La présente invention a pour objet un foyer comportant un entourage dans lequel sont'logés une chambre de combustion ainsi que des tubes servant à recevoir du fluide qui doit être chauffé par le foyer et agencés de façon à être léchés par des produits de combustion formés dans la chambre, et un conduit de cheminée pour évacuer les gaz de l'entourage, des dispositifs étant prévus @ dans le foyer pour renvoyer dans l'entourage une partie des gaz de combustion qui passent par le. conduit de cheminée, de façon à les mélanger aux produits de combustion qui sortent de la chambre de combustion.
Pour bien faire comprendre l'invention et sa mise en pratique,, on se référera ci-après aux dessins annexés, dans les- quels :
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la Fig. 1 est unu coupe verticale schéma tique d'un foyer; la Fig. 2 est. une coupe suivant la ligne II-II de la
Fig. 1, à plus grande échelle; la Fig. 3 est une cuupc en élévation schématique d'une variante du foyer de la Fig. 1; la Fig. 4 est une coupe à plus grande échelle d'un détail du foyer de la Fig. 3; et, la Fig. 5 est une coupe suivant la line V-V de la Fig. 4.
Le foyer de la Fig. 1 comporte un entourage 1, dont une partie de la section inférieure forme une chambre de combustion
2 dans-laquelle l'air et le combustible qui doivent être brûlés dans le four, sont introduits par une admission 3.
La section supérieure de l'intérieur du bâti contient deux faisceaux 4 et 5 de tubes horizontaux 4A et 5A. Le premier faisceau 4 est adjacent à la chambre de. @mbustion 2 et ses tubes 4A servent de tubes de surchauffe. Le second faisceau 5 est adja- .cent au ciel de l'entourage 1 et ces tubes SA.servent de dispositif de chauffage d'alimentation ou d'économiseur.
Un conduit'de cheminée 6 est prévu dans le ciel du foyer pour évacuer les gaz de combustion de l'intérieur du foyer vers une cheminée (non représentée). Un ventilateur d'extraction 7 est in- . tercalé dans le conduit 6 pour aspirer les gaz de combustion hors de l'entourage 1. Le ventilateur d'extraction 7 agit de façon que le foyer fonctionne à une pression légèrement inférieure à la pression ambiante environnante.
Un étranglement est prévu dans le conduit de cheminée 6 en aval du ventilateur extracteur 7. L'étranglement est formé par un bouchon 8 logé dans le carneau 6, le bouchon 8 comportant un ori- fice 9 que les gaz de combustion traversent dans leur passage vers la cheminée (non représentée).
L'extrémité 10A d'un conduitde recirculation 10 commu- nique avec le conduitde cheminée 6 à un endroit. situé entre le ventilateur extracteur 7 et le bouchon 8. L'autre extrémité 10B du conduit de recirculation 10 communique avec une chambre annulai- re 11 logée dans l'entourage 1 du foyer.
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La face annulaire 11A de la chambre annulaire 11 est en contact avec la paroi du bâbi 1 et la chambre 11 entoure l'admis- sion 3. Une couronne de tubes horizontaux 12 est portée sur la face annulaire 11b de la chambre 11, les tubes 12 communiquant avec l'intérieur de la chambre annulaire 11. La longueur de chaque tube 12 est suffisante pour enfermer la flamme dans la chambre de combustion 2 et protéger les tubes de surchauffe 4A contre la chaleur radiante de la flamme. Cela étant, la couronne de tubes horizontaux 12 peut être considérée comme une paroi qui entoure pratiquement la chambre de combustion 2 dù foyer. Une ouverture 13 est ménagée dans chaque tube horizontal 12 à un endroit situé près de l'extrémité libre 12A du tube. Ces ouvertures 13 sont diri- gées vers le centre de la couronne de tubes horizontaux 12.
Lorsqu'on utilise. le foyer,.le combustible et l'air sont introduits dans la chambre de combustion 2 par l'admission 3. Le mélange de gaz chaud provenant de la combustion se déplace dans le sens indiqué par les flèches A, horizontalement'et ensuite vers le haut sous l'effet de la convection, ainsi que de l'aspira- tion exercée dans l'entourage 1 du foyer par le ventilateur extrac- teur 7. Les gaz chauds en s'élevant vers le carneau 6 chauffent le premier et le second faisceau 4 et 5 de tubes 4A et 5A. Le mélange de gaz (gaz de combustion) monte dans le conduit 6 vers l'entrée du ventilateur extracteur 7.
A la sortie du ventilateur 7,. les gaz de combustion se partagent, une première partie passant par l'orifice 9 et se dirigeant vers la cheminée (non représentée) et une seconde partie passant dans le conduit de recirculation 10. Les gaz de combustion conbenus dans ce conduit 10, qui sont plus froids que lors de leur sortie de la chambre de combustion 2, quittent le conduit de recirculation 10 pour pénétrer dans la chambre annulai- re 11 et passent ensuite dans les différents tubes horizontaux 12.
Le passage des gaz de combustion plus froids dans les tubes hori- zontaux 12 empêche une surchauffe de la paroi de la chambre de combustion. Les gaz de combustion qui sortent des ouvertures 13 se
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mélangent au mélange de gaz qui provient de la chambre de combustion 2 et refroidissent ainsi ce Mélange de gaz avant que ce dernier n'atteigne le premier et le second faisceau de tubes. De plus, le mélange des gaz de combustion plus froids avec le mélange de gaz précité empêche une surchauffe des parois du four.
En mélangeant les gaz de combustion plus froids,à un endroit situé en aval de la chambre de combustion 2, .avec les gaz chauds qui proviennent de la chambre de combustion 2, on évite les effets défavorables qui se produisent dans la chambre de combustion lorsque les gaz de combustion sont mélangés au combusti- ble et à l'air dans. le processus de combustion.
Le foyer est construit de façon que la quantité de gaz de combustion qui s'écoule dans le conduit de recirculation 10 soit suffisante pour refroidir le mélange chaud de gaz de combustion à tel point que le chauffage du premier et du second faisceau 4 et 5 de tubes 4A et 5A se fasse surtout par convection.
Chaque tube horizontal 12 est pourvu de saillies 14 (Fig. 2) qui permettent de fixer une matière d'isolation 15 entre les tubes adjacents de la couronne. Cette isolation sert à empêcher le mélange chaud de gaz de combustion de passer entre les tubes horizontaux 12, et sert également à régler la quantité de chaleur qui s'écoule vers ces tubes horizontaux 12.
Dans la variante du foyer représentée sur les Figs. 3 à 5, le bouchon étrangleur 8 de la Fig. 1 est remplacé par un papillon 16 et le dispositif entourant la chambre de combustion 2 est différent de celui de la Fig. 1.
L'extrémité 10B du conduit 10 communique avec un collec- tour annulaire 17 ménagé dans la paroi de l'entourage 1 du foyer, Le collecteur 17 communique avec l'extrémité 18A d'un cylindre horizontal 18 disposé transversalement dans la partie inférieure de l'entourage 1. Des tirants de suspension 19 dirigés vers l'in- térieur partent de la paroi intérieure- du cylindre 18, et les ex- trémités intérieures de ces Lirants ,son soudées aux tubes horizon-
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taux 20, dont les extrémités 20A communiquent avec l'intérieur du collecteur 17.
Les extrémités 20B. des tubes 20 sont ouvertes. Les tubes 20 correspondentaux tubes 12 de la forme d'exécution de la Fig. 1. Les Lirants 19 sont pourvus de plaques de retenue 21.
Des briques réfractaires 22 sont fixées entre des tubes 20 adjacents et forment une paroi cylindrique entourant la chambre de combustion 2. Les tubes 20 sont noyés dans la paroi et la supportent.
Une partie des gaz de combustion remis en circulation passent dans les tubes 20 et refroidissent la paroi formée par les briques 22. Le restant des gaz de combustion remis en circulation passent dans l'espace annulaire 23 prévu entre le cylindre 18 et la paroi formée par les briques 22. Les gaz de combustion remis en circulation qui passent dans les tubes 20 et l'espace annulaire 23 se mélangent aux gaz chauds provenant de la chambre de combustion 2 à l'extrémité 18B du cylindre 18.
Dans une autre variante (non représentée) du four, la paroi qui entoure la chambre de combustion est cylindrique et faite en matière réfractaire, les tubes étant omis et remplacés par des passages ménagés dans la paroi et le long de cette dernière dans lesquels passent les gaz de combustion remis en circulation.
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1.- Foyer comportant un entourage dans lequel sont logés une chambre de combustion ainsi que des tubes servant à recevoir . du fluide qui doit être chauffé par le foyer agencés de façon à être léchés par les produits de combustion formes dans la chambre, et un conduit de cheminée pour évacuer les gaz de l'entourage du foyer, caractérisé en ce qu'il comporte des dispositifs pour renvoyer dans l'entourage une partie des gaz de combustion passant par le conduit de cheminée, de façon à les mélanger aux produits de combustion qui sortent de la chambre --de combustion.
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The present invention relates to a hearth comprising an environment in which are housed a combustion chamber as well as tubes for receiving fluid which must be heated by the hearth and arranged so as to be licked by combustion products formed in the chamber, and a chimney duct for removing the gases from the surroundings, devices being provided in the fireplace for returning to the surroundings a part of the combustion gases which pass through the. flue, so as to mix them with the combustion products coming out of the combustion chamber.
To make the invention and its practice fully understood, reference will be made hereinafter to the accompanying drawings, in which:
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Fig. 1 is a vertical section through a tick diagram of a focus; Fig. 2 is. a section along line II-II of the
Fig. 1, on a larger scale; Fig. 3 is a schematic elevational view of a variant of the fireplace of FIG. 1; Fig. 4 is a section on a larger scale of a detail of the fireplace of FIG. 3; and, FIG. 5 is a section taken along the line V-V of FIG. 4.
The focus of FIG. 1 has a surround 1, part of the lower section of which forms a combustion chamber
2 in which the air and the fuel which are to be burned in the furnace are introduced through an inlet 3.
The upper section of the interior of the frame contains two bundles 4 and 5 of horizontal tubes 4A and 5A. The first beam 4 is adjacent to the chamber. @mbustion 2 and its 4A tubes serve as overheating tubes. The second beam 5 is adja- .cent to the sky of the surround 1 and these tubes SA.servent power supply heater or economizer.
A chimney pipe 6 is provided in the sky of the hearth to evacuate the combustion gases from the interior of the hearth to a chimney (not shown). An exhaust fan 7 is installed. tercalé in the duct 6 to suck the combustion gases out of the surroundings 1. The extraction fan 7 acts so that the fireplace operates at a pressure slightly lower than the surrounding ambient pressure.
A restriction is provided in the chimney pipe 6 downstream of the extractor fan 7. The restriction is formed by a plug 8 housed in the flue 6, the plug 8 comprising an orifice 9 through which the combustion gases pass in their passage. towards the fireplace (not shown).
The end 10A of a recirculation duct 10 communicates with the chimney duct 6 at one point. located between the extractor fan 7 and the plug 8. The other end 10B of the recirculation duct 10 communicates with an annulus chamber 11 housed in the surround 1 of the fireplace.
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The annular face 11A of the annular chamber 11 is in contact with the wall of the cabinet 1 and the chamber 11 surrounds the inlet 3. A ring of horizontal tubes 12 is carried on the annular face 11b of the chamber 11, the tubes 12 communicating with the interior of the annular chamber 11. The length of each tube 12 is sufficient to enclose the flame in the combustion chamber 2 and to protect the overheating tubes 4A against the radiant heat of the flame. This being the case, the crown of horizontal tubes 12 can be regarded as a wall which substantially surrounds the combustion chamber 2 of the fireplace. An opening 13 is made in each horizontal tube 12 at a location located near the free end 12A of the tube. These openings 13 are directed towards the center of the crown of horizontal tubes 12.
When using. the combustion chamber, the fuel and the air are introduced into the combustion chamber 2 through the inlet 3. The mixture of hot gas coming from the combustion moves in the direction indicated by the arrows A, horizontally and then towards the high under the effect of convection, as well as of the suction exerted in the surround 1 of the fireplace by the extractor fan 7. The hot gases rising towards the flue 6 heat the first and second bundle 4 and 5 of tubes 4A and 5A. The gas mixture (combustion gas) rises in duct 6 towards the inlet of extractor fan 7.
At the outlet of fan 7 ,. the combustion gases are shared, a first part passing through the orifice 9 and heading towards the chimney (not shown) and a second part passing into the recirculation duct 10. The combustion gases conbenus in this duct 10, which are cooler than when they left the combustion chamber 2, they leave the recirculation duct 10 to enter the annulment chamber 11 and then pass through the various horizontal tubes 12.
The passage of cooler combustion gases through the horizontal tubes 12 prevents overheating of the combustion chamber wall. The combustion gases coming out of the openings 13
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mix with the gas mixture which comes from the combustion chamber 2 and thus cool this gas mixture before the latter reaches the first and the second bundle of tubes. In addition, the mixing of the cooler combustion gases with the aforementioned gas mixture prevents overheating of the walls of the furnace.
By mixing the cooler combustion gases, at a location downstream from the combustion chamber 2, with the hot gases which come from the combustion chamber 2, the adverse effects which occur in the combustion chamber when the combustion gases are mixed with the fuel and the air in it. the combustion process.
The fireplace is constructed so that the quantity of combustion gas which flows into the recirculation duct 10 is sufficient to cool the hot mixture of combustion gases to such an extent that the heating of the first and second bundles 4 and 5 of tubes 4A and 5A are mainly done by convection.
Each horizontal tube 12 is provided with protrusions 14 (Fig. 2) which allow an insulating material 15 to be fixed between the adjacent tubes of the crown. This insulation serves to prevent the hot mixture of combustion gases from passing between the horizontal tubes 12, and also serves to regulate the amount of heat flowing to these horizontal tubes 12.
In the variant of the hearth shown in Figs. 3 to 5, the choke plug 8 of FIG. 1 is replaced by a butterfly 16 and the device surrounding the combustion chamber 2 is different from that of FIG. 1.
The end 10B of the duct 10 communicates with an annular collector 17 formed in the wall of the surround 1 of the hearth. The collector 17 communicates with the end 18A of a horizontal cylinder 18 disposed transversely in the lower part of the hearth. Surround 1. Suspension rods 19 directed inwardly from the inner wall of cylinder 18, and the inner ends of these rails, are welded to the horizontal tubes.
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rate 20, the ends 20A of which communicate with the interior of the collector 17.
The ends 20B. tubes 20 are open. The tubes 20 correspond to the tubes 12 of the embodiment of FIG. 1. The Lirants 19 are provided with retaining plates 21.
Refractory bricks 22 are fixed between adjacent tubes 20 and form a cylindrical wall surrounding the combustion chamber 2. The tubes 20 are embedded in the wall and support it.
A portion of the recirculated combustion gases pass through the tubes 20 and cool the wall formed by the bricks 22. The remainder of the recirculated combustion gases pass into the annular space 23 provided between the cylinder 18 and the wall formed by the bricks 22. The recirculated combustion gases which pass through the tubes 20 and the annular space 23 are mixed with the hot gases coming from the combustion chamber 2 at the end 18B of the cylinder 18.
In another variant (not shown) of the furnace, the wall which surrounds the combustion chamber is cylindrical and made of refractory material, the tubes being omitted and replaced by passages formed in the wall and along the latter in which the tubes pass. recirculated combustion gases.
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1.- Fireplace comprising a surround in which are housed a combustion chamber as well as tubes used to receive. of the fluid which must be heated by the hearth arranged so as to be licked by the combustion products formed in the chamber, and a chimney duct to evacuate the gases from the surroundings of the hearth, characterized in that it comprises devices to return part of the combustion gases passing through the chimney flue to the surrounding area, so as to mix them with the combustion products which leave the combustion chamber.