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La présente invention concerne un foyer pour combustibles solides avec alimentation continue du combustible vers au moins une zone de combustion en forme de cheminée entourée de grilles latérales, une grille formée de cylin- dres étant disposée à la la partie inférieure de cette zone de combustion, l'ali- mentation en combustible étant rationnellement réglable en fonction des besoins en air. Les grilles à cylindres connues sont logées entièrement dans la partie inférieure de la zone de combustion. Leur rôle est de briser le mâchefer et de 1'évacuer.
Dans la plupart des foyers, une fois le mâchefer évacué du lit en combustion, le lit de braise ou lit incandescent restant est recouvert en par- tie ou en totalité par le combustible frais amené au foyer, ce qui empêche la combustion secondaire,c'est-à-dire la combustion des gaz en suspension par admission d'air secondaire amené au-dessus du lit en combustiono Bien que le combustible frais commence immédiatement à produire des gaz lorsqu'il est amené sur le lit de braise,
les gaz produits s'échappent par la cheminée sans être brûlés parce que les gaz en suspension dans la chambre du foyer du générateur de chaleur ne peuvent être enflammés par le lit de braiseo La combustion ul- térieure des gaz de foyer ou de chauffage dans la chambre du foyer ne peut com- mencer que lorsque la couche de combustible frais placée sur le lit de braise est elle-même incandescente et que les gaz en suspension se trouvant dans le foyer sont enflammés par un courant de gaz enflammés provenant du lit en com- bustiono Ce n'est quia ce moment que règne dans le foyer la température d'in- flammation nécessaire de 6500 environ. Cet inconvénient est d'autant plus sen- sible que l'insufflation d'air secondaire se produit plus loin du point de sor- tie des gaz enflammés du lit en combustion.
L'invention vise à consumer complètement et de façon continue les gaz en suspension au-dessus du lit en combustion d'un foyer à combustibles solideso Suivant l'invention, ce résultat est obtenu par le fait que la grille à cylindres est constituée par une paire de cylindres tournant en sens inverses, dont les zones sommitables se trouvent au voisinage des extrémités inférieures des grilles latérales de la zone de combustion en forme de cheminée, afin de former dans la surface de combustible, au-dessus du point de retrait correspon- dant à la commissure des cylindres une cuvette de braise se trouvant en dehors de la zone dans laquelle le combustible arrive en continu, un dispositif insuf- flant de l'air secondaire sur cette cuvette de braise étant prévu au-dessus du lit de braise.
De cette façon, le fond de la zone de combustion est formé pra- tiquement de! deux zones en arc de cercle orientées vers le bas, de sorte que le mâchefer et les cendres sont évacués plus vite au point de retrait des cylin- dres que sur les bords, et qu'il se produit une dépression sur la. surface supé- rieure du combustible, au-dessus de ce point de retrait des cylindres.
Il se forme ainsi en permanence, à la surface du lit en combustion, une cuvette de feu d'ou s'échappe de façon ininterrompue un courant de gaz en combustion, mal- gré l'arrivée en continu de combustible frais, cette cuvette de braise ne pou- vant pas être recouverte par le combustible 'fraiso L'intensité ou la densité du courant de gaz en combustion (gradient du courant thermique) est obtenu, sui- vant l'invention, par l'arrivée d'air primaire, d'une part, par les grilles la- térales et, d'autre part, par les cylindres eux-mêmes. On obtient ainsi une combustion complète, continue et uniforme des gaz en suspension dans la chambre du foyer au-dessus du lit en combustion, ce qui supprime l'inconvénient mention-, né, concernant la perte de gaz en suspension non brûlés.
Avec les grilles à cylindres précitées connues, il ne peut pas se former de cuvette dans le lit en combustion, puisque les cendres et le mâchefer sont évacués des zones laté- rales du foyer par les parties des cylindres orientées vers les grilles ou les supports de grilles, en même quantité que dans la zone médiane.
D'autres particularités de l'objet de l'invention concernent la conformation; des grilles latérales et de la grille à cylindres, ayant pour ef- fet d'améliorer l'arrivée de l'air primaire de combustion et de maintenir ou de
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régler l'intensité du courant de gaz de chauffage ainsi que leur température.
@ ' Selon un mode de réalisation rationnel des grilles latérales qui délimitent la zone de combustion, ces grilles présentent des barreaux transversaux et les faces opposées des barreaux contigus, délimitant les fentes des grilles, convergent en direction de la zone de combustion, afin de former des lumières agissant à la manière de buses.
Suivant une autre particularité rationnelle de l'objet de l'invention, les deux cylindres ne forment une grille que sur une partie de leur périphérie (approximativement sur la moitié de leur périphérie) et ils sont reliés à un mécanisme (par exemple à manivelle) qui les déplace angulairement selon un mou- vement de va-et-vient .Lorsque la combustion s'effectue lentement, il suffit d'un actionnement intermittent du mécanisme, même à la main. Les grilles à cylin- dres sont rationnellement constituées par deux portions de cylindres ou secteurs.
Le mode de réalisation préconisé par l'invention convient particulièrement bien à une combustion lente, car dans ce cas,la chute des cendres s'effectue de mê- me lentement et par conséquent, si les cylindres étaient entraînés-en continu, leur vitesse, de rotation risquerait d'être trop faible pour produire une évacua- tion encore effective des cendres et par conséquent la formation d'une cuvette dans le lit de braise. Il est donc rationnel, dans ce cas; de déplacer angulaire- ment les grilles en forme de secteurs par intermittence.
Suivant un mode de réalisation préféré, la face supérieure des cylin- dres ou des secteurs est constituée par des éléments perforés en forme de grilles, partant des parties sommitales des cylindres (ou des secteurs) et s'étendant sous les extrémités des grilles latérales, et par des éléments se raccordant aux premiers et portant des dents. Ces dents ont pout but, d'entraîner et d'évacuer ou de réduire en cendres Iors de leur mouvement de retour, le mâchefer et les autres résidus de combustion qui ont été poussés contre les grilles latérales lors d'une rotation en direction de ces grilles. Mais ces dents peuvent égale- ment être supprimées si les grilles suffisent à elles seules, car les particu- les de mâchefer se coincent dans les orifices des grilles et agissent à la ma- nière de dents.
Un avantage du mode de réalisation utilisant des secteurs réside également dans le fait que ces secteurs peuvent, en se déplaçant au delà des grilles latérales, libérer ou découvrir l'extrémité de sortie du foyer.
Les dessins schématiques annexés montrent, à titre d'exemples non limitatifs, plusieurs modes de réalisation possibles de l'objet de l'invention s
La figure 1 montre un foyer à alimentation en combustible unilatérale.
La figure 2 montre un foyer alimenté en combustible par deux côtés.
La figure 3 est une vue en coupe longitudinale de la zone de com- bustion délimitée par les grilles latérales et les grilles à cylindres.
Les figures 4 et 5 sont des vues en coupe transversales de deux modes de réalisation de barreaux de grille.
Les figures 6 et 7 sont des vues en coupe respectivement transversa- le et longitudinale d'une des grilles à cylindres.
La figure 8 montre un mode de réalisation préféré de grilles à cy- lindres.
Le combustible, constitué par exemple par du lignite, est placé dans une trémie 1, d'où il descend sous l'effet de la gravité par une goulotte incli- née 2, pour parvenir directement dans le foyer 3o La zone de combustion 4 du foyer est entourée de tous cotés par des grilles. La grille 5 est raccordée di- rectement à la goulotte 2 ou à des plaques de gazéification, tandis que les au- tres grilles, ainsi que la grille 6, sont raccordées aux parois du foyer 3. L'air de combustion est amené aux orifices 7 des grilles par un ventilateur 8.
La zone de combustion est fermée à sa partie inférieure par un broyeur
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9 évacuant les scories ou le mâchefer, constitué par deux cylindres dentés. Ce dispositif évacuateur de scories est relié au ventilateur par un couple conique 10, de façon à être entraîné par le ventilateur 8 en fonction de l'arrivée d'air et afin que l'évacuation des scories du foyer s'effectue en fonction de la com- bustion9 et que le combustible frais y arrive également en continu, en fonction de cette combustion.
La quantité d'air de combustion, qui dépend des besoins, en chaleur, peut être réglée par le fait que le moteur 11 du ventilateur envoyant l'air à la zone de combustion peut être commandé par des dispositifs de commande 12 fonction- nant en réponse aux indications d'un manomètre ou d'un thermomètreo Par exemple, si le chauffage d'un immeuble doit être réglé en fonction de la température exté- rieure, le ventilateur est commandé par un appareil mesurant la température exté- rieure. Par conséquente si par exemple la température extérieure baisse, donc si les besoins thermiques sont plus élevés, le régime du ventilateur augménte, et une plus grande quantité d'air est envoyée au foyer de la chaudière.
Simultané- ment, du fait que, conformément à l'invention, le ventilateur est relié aux dis- positifs de réglage 13 de l'arrivée de combustible et du broyeur 9 évacuant les scories ,1',alimentation en combustible se règle sur la quantité d'air insuf- fléeo La liaison entre le ventilateur et les dispositifs de réglage 13' de l'ar- rivée de combustible ou le broyeur évacuateur de scories peut être non seulement mécanique (et réalisé par exemple au moyen d'un arbre 10' et de mécanisme de multiplicateurs 10), mais également électrique, lorsque les dispositifs de régla- ge ou le broyeur évacuateur de scories possèdent leur propre moteur commandé par l'intermédiaire du moteur du ventilateur.
Ces dispositifs de réglage ou ces moteurs peuvent naturellement être aussi commandés directement par le disposi- tif de commande se réglant automatiquement selon les besoins en chaleur, tel qu'un manomètre ou un thermomètre assurant en même temps la commande d'arrivée de l'air de combustion.
Suivant le mode de réalisation que montre la figure 2, le combustible arrive des deux côtés du foyer. C est pourquoi il existe deux zones de combus- tion 13, 14 délimitées par des grilles 15 et 16 en forme de corbeilles, qui sont elles-mêmes fermées par des broyeurs évacuateurs de scories 17, 18. La commande du mécanisme d'entraînement de ces broyeurs est assurée par un ventilateur 19 ou par son moteur 20, dont la puissance peut être réglée par un dispositif de com- mande 210 Les broyeurs évacuateurs de scories sont entraînés par l'intermédiaire d'un arbre commun 22, par un moteur 23 qui leur est propre et qui peut être com- mandé par le moteur du ventilateur ou par le dispositif de commande.
Etant donné que, lors de la combustion de combustibles solides en une seule couche incandescente,les particules de charbon solides ne peuvent en gé- néral pas se consumer entièrement pour donner du C02, mais qu'une partie de l'oxyde de carbone s'échappe du lit incandescent du foyer avec le courant de chaleur, il est nécessaire d'envoyer;, au-dessus de la surface de la couche incandescente, de l'air de combustion secondaire,afin de transformer aussi le 00 restant en CO2.
Grâce au fonctionnement en continu;, conformément à 1 invention, il se forme à l'entrée de la zone de combustion une surface de combustible libre en forme de ouvette, à travers laquelle le flux thermique ou courant de chaleur passe dans le foyer sans que le combustible frais tombant dans le foyer par la plaque de gazéification vienne sensiblement en contact avec le courant de chaleur.. Au- dessus de la cuvette qui s'est formée à la surface du combustible à l'entrée de la zone de combustion l'air secondaire nécessaire à la combustion complète des gaz de chauffage oude foyer est insufflé par un dispositif de réglage,par exemple par un tuyau 23'indiqué en traits interrompus sur la figure 1, ou par un organe creux 24 (figure 2), disposé dans l'espace libre du foyer, entre les grilles en forme de corbeilles,
et dans lequel la taille ou le nombre des ajata= ges ou buses d'air peut être réglée Rationnellement, les ajutages d'air sont disposés sur le côté de l'organe creux, afin de provoquer un mouvement tourbillon- naire de l'air vers le centre du foyer. Afin de pouvoir modifier le nombre ou la
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disposition des ajutages d'air, l'organe creux peut être interchangeable. L'arri- vée de l'air secondaire est rationnellement commandée en fonction de l'air de com- bustion, c'est-à-dire qu'elle est augmentée lorsqu'augmente l'air de combustion, et inversement.
Etant donné qu'un foyer automatique suivant l'invention doit avan- tageusement comporter un récipient de réserve ouvert pour l'alimentation auto- matique de ce récipient en combustible depuis le stock de combustible, mais qu' un récipient de réserve ouverte relié directement au foyer, présente le danger que des combustibles facilement inflammables ne provoquent un feu de trémie ou de soute, il doit être rationnellement prévu un dispositif d'alarme et un dispo- sitif de sûreté contre les feux de trémie.
Suivant le mode de réalisation que montre la figure 3, les barreaux 32 des grilles latérales 31 entourant la zone de combustion 4 sont disposés dans des cadres 33, transversalement à la direction suivie par le combustible (flèche 35). Les fentes 36 séparant les barreaux sont délimitées par les faces 37, 38 de barreaux contigus. Ces faces convergent en direction de la zone de combustion et sont orientées obliquement vers le haut. Ces surfaces peuvent être courbes (37', 38'en figure 4) ou planes (37", 38" en figure 5).Suivant l'invention, la section des barreaux peut être trapézoïdale, les surfaces limites inclinées des fentes contiguës divergeant en direction de la zone de combustion, les surfa- ces parallèles plus grandes 39 délimitant ainsi la zone de combustion.
L'air de combustion primaire arrive à la zone de combustion par les fentes qui, du fait que leur section diminue constamment dans le sens du courant d'air, agissent comme des buses ou des ajutageso Etant donné que, suivant une autreparticulari- té de l'objet de l'invention, 1 écartement entre les barreaux augmente constam- ment depuis la partie supérieure de la zone de combustion jusqu'à sa partie in- férieure (figure 3), les couches inférieures de la zone de combustion reçoivent plus d'air que les couches supérieures. Suivant l'invention, les fentes infé- rieures des grilles peuvent, comme le montre la figure 3, être plus inclinées que les fentes supérieures.
Un mode de réalisation possible des cylindres de la grille 40 fermant la zone de combustion (figure 3 est représenté sur les figures 6 et 7. Les ov- lindres présentent deux joues d'extrémité 41, sur la périphérie desquelles sont disposées parallèlement à l'axe du cylindre et avec un certain écartement les uns des autres, des barreaux de grille 42 en forme de dents, de façon à ménager entre les barreaux des fentes 43 communiquant les unes avec les autres, afin que l'air puisse passer de la surface libre des cylindres jusqu'à la zone de combustion.
Suivant le mode de réalisation que montre la figure 8, la grille à cylindre est formée de secteurs 53, qui ferment à sa partie inférieure la zone de combustion 4 du foyer entourée par les grilles latérales 52. Les sec- teurs 53 peuvent se déplacer angulairement sur des axes 55 et sont actionnés par un mécanisme à manivelle 56 qui attaque l'un des secteurs 53 et qui,par l'in- termédiaire d'un mécanisme de renvoi, déplace angulairement l'autre secteur en sens inverse.
La surface supérieure des secteurs est constituée par une partie 57 formant grille et par une partie munie de dents 580 Lorsque les secteurs pi- votent dans le sens indiqué par les flèches, les particules de mâchefer et de cendres sont poussées contre les grilles 52 mais, lors du pivotement des secteurs en sens inverse, elles sont saisies par les dents 58 et évacuées ou broyées entre ces secteurs 530
Les secteurs 53 peuvent être également montés sur un cylindre de base 59, indiqué en pointillé. Mais , 9 lorsqu'ils ne sont pas montés sur un cylindre de base, les secteurs offrent l'avantage de libérer ou de découvrir la partie inférieure du foyer quand ils viennent occuper par pivotement la posi-
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tion indiquée en traits mixtes.
Comme visible sur le dessin9 les secteurs 53 s'étendent sensiblement depuis la zone sommitale des cylindres jusque sous les extrémités des grilles latérales 52 et au-delà du point de retrait constitué par la commissure entre les cylindres.
Les modes de réalisation des grilles latérales et de la grille à cylindres laissant arriver l'air dans la zone de combustion peuvent être utilisés séparément tout en restant dans le cadre de l'invention, et, d'une façon généra- le, les détails de réalisation du dispositif décrit peuvent être modifiés, sans s'écarter de l'invention, dans le domaine des équivalences techniques.
REVENDICATIONS.
1. Foyer pour combustible solides avec alimentation continue en com- bustible d'au moins une zone de combustion en forme de cheminée, entourée de grilles latérales et sous laquelle est disposée une grille à cylindres, l'ali- mentation en combustible étant rationnellement réglable en fonction des besoins en air,caractérisé en ce que la grille à cylindres est constituée par deux cylin- dres tournant en sens opposés et dont les zones sommitales se trouvent au voi- sinage des extrémités inférieures des grilles latérales de la zone de combustion en forme de cheminée, afin de former à la surface du combustibleg au-dessus du point de retrait des cylindres, une cuvette de braise à l'abri de l'arrivée du combustible en continu,
un dispositif étant prévu au-dessus du lit de braise pour envoyer de l'air secondaire sur la cuvette de braise.